რამდენიმე თუ არსებობს ელემენტები ისეთივე მრავალმხრივია, როგორც ნახშირბადი. ნახშირბადის ატომს აქვს ოთხი ვალენტური ელექტრონი, რაც მას შეუძლია შექმნას უფრო მეტი ნაერთი ვიდრე სხვა ელემენტი და ეს ფაქტორი მას შეუცვლელად ხდის ცოცხალი ორგანიზმების განვითარებაში. ეს მრავალმხრივი და უხვი ელემენტი რეგულარულად ტრიალებს დედამიწის ატმოსფეროში, ჰიდროსფეროში, გეოსფეროში და ბიოსფეროში, რაც არსებითად შეიცავს ნახშირბადის რეზერვუარების ჩამონათვალს.
ნახშირბადის ციკლში განსაკუთრებით მნიშვნელოვანია ატმოსფერო, რადგან ის ნახშირორჟანგის რეზერვუარია. ნახშირორჟანგი არის გაზი და მასზე სუნთქვისთვის დამოკიდებულია ბიოსფეროში არსებული ფოტოსინთეზირებელი მცენარეები, რომლებიც ნახშირბადის ციკლის კიდევ ერთ მნიშვნელოვან წყალსაცავს წარმოადგენს. ამასთან, ჰიდროსფერო, რომელიც მოიცავს მსოფლიოს ყველა ოკეანეს, სავარაუდოდ, უფრო მნიშვნელოვან გავლენას ახდენს იმის გამო, რომ ოკეანეები პლანეტის ზედაპირის 70 პროცენტს მოიცავს. გეოსფერო, თავის მხრივ, ნახშირბადს კეტავს მყარ სტრუქტურებად, რომლებიც ათასწლეულების განმავლობაში გრძელდება და გამოყოფს მას ვულკანური აქტივობით.
ნახშირბადის ციკლის განმარტება
ნახშირბადის ციკლის დადგენის მცდელობა ჰგავს იმის გარკვევას, რომელი იყო პირველი, ქათამი თუ კვერცხი, მაგრამ დავიწყოთ გეოსფეროთი. ნახშირბადი, რომელიც საუკუნეების განმავლობაში იყო ჩაკეტილი დანალექ ქანებში, ვულკანებს ატმოსფეროში უშვებს, როგორც ნახშირორჟანგს. მის ნაწილს მცენარეები სუნთქვისთვის იყენებენ, ზოგი კი ოკეანეებში იხსნება. ზოგი ასევე ბრუნდება დედამიწაზე, როგორც ეროზიისა და სხვა ბუნებრივი პროცესების შედეგად წარმოქმნილი ნალექი.
ცოცხალი არსებები, რომლებიც გამოყოფენ ნახშირორჟანგს, როგორც მათი რესპირატორული პროცესი, ხელს უწყობენ ნახშირორჟანგის კონცენტრაციის შენარჩუნებას ატმოსფეროში. გარდა ამისა, ნახშირორჟანგის უმეტესობა, მაგრამ არა ყველა, რომელიც იხსნება ზღვის წყალში, აბსორბირდება ატმოსფეროში. ამ გზით, ნახშირბადის ციკლი მუდმივად ტარდება დედამიწის ეკოსისტემებში.
ატმოსფერო, როგორც წყალსაცავი ნახშირბადის ციკლში
ნახშირორჟანგი მხოლოდ ატმოსფეროში გაზების დაახლოებით 0,04 პროცენტს შეადგენს. ბოლო 800,000 წლის განმავლობაში ნახშირორჟანგის კონცენტრაცია მილიონზე 300 ნაწილზე დაბალია. ამასთან, მან დაიწყო ზრდა ინდუსტრიული რევოლუციის დროს და ბოლო 50 წლის განმავლობაში ყოველწლიურად საშუალოდ 0,6 ppm იზრდება. 2018 წელს ჰავაის Mauna Loa– ს ობსერვატორიის მეცნიერებმა განაცხადეს, რომ კონცენტრაცია 410,79 ppm იყო (იხილეთ რესურსები). მეცნიერები ადამიანის აქტივობას უკავშირებენ.
სწრაფი ზრდა არღვევს ნახშირბადის ციკლს. ნახშირორჟანგის ჭარბი ნაწილი შეიწოვება ოკეანეებში ან გამოიყენება სუნთქვისთვის, მაგრამ უმეტესობა რჩება ატმოსფეროში, სადაც იგი აერთიანებს სხვა მიკრო აირებს და ქმნის დათბობის ეფექტს პლანეტა ეს არის სათბურის გაზი და მისი ატმოსფერული კონცენტრაციის სწრაფი ზრდა აწუხებს მეცნიერებს.
ოკეანეები კიდევ ერთი ძირითადი ნახშირბადის დიოქსიდის წყალსაცავია
ოკეანეები შეიწოვება ატმოსფერული ნახშირორჟანგის დაახლოებით 25 პროცენტს. ზღვის არსებებს შეუძლიათ თავიანთი სხეულების ჭურვად გადაკეთება, რომლებიც საბოლოოდ ნალექის სახით ოკეანის ფსკერზე ეცემა. უფრო მეტიც, წყალმცენარეები და სხვა ფოტოსინთეზირებელი ზღვის ფლორა ნახშირორჟანგს უშუალოდ სუნთქვისთვის იყენებს.
როდესაც ნახშირორჟანგი იხსნება ზღვის წყალში, ის წარმოქმნის ნახშირმჟავას. ამრიგად, ატმოსფერული ნახშირორჟანგის მზარდი რაოდენობა იწვევს ოკეანის მჟავიანობის შესაბამის ზრდას. ეს მავნე ზეგავლენას ახდენს ზღვის არსებაზე, რადგან ეს მათ ჭურვებს უფრო სუსტსა და მტვრევად აქცევს. კიდევ უფრო უარესი, რომ გარკვეულ მომენტში, ოკეანეები ძალიან მჟავე გახდება ატმოსფეროდან ნახშირორჟანგის მეტი შთანთქმისთვის. ამან შეიძლება ატმოსფერული ნახშირორჟანგის დაჩქარებული ზრდა გადაზარდოს და გამოიწვიოს დედამიწის ზედაპირის ტემპერატურის მეტეორიული ზრდა.