مقارنة بين دورة الماء ودورة الكربون

مقارنة بين دورة المياه ودورة الكربون. يحتوي كل من الماء والكربون على دورة خاصة من دورات العناصر الكيميائية على الأرض. تسمى هذه الدورات من العناصر الكيميائية بالدورة البيوجيوكيميائية، أي الدورة البيوجيوكيميائية، وهي عديدة ولا تشمل فقط الماء والكربون، بل تشمل أيضًا الأكسجين والكبريت والفوسفور والنيتروجين، ومن وجهة النظر هذه، سنسلط الضوء لك من خلال سطورنا التالية كل ما يتعلق بدورة الكربون والماء وتعريفهما والمقارنة بينهما من حيث نقاط الاختلاف ونقاط التشابه، وفي نهاية المقال سنعلق عليك أهمية كل من هاتين الدورتين على طبيعة سجية.

حدد دورة الماء

دورة الماء هي حركة المياه على الأرض سواء كانت مياه جوفية أو فوقها من ينابيع أو بحار أو غير ذلك، وتشمل تبخر الماء وتحوله من الحالة السائلة إلى الحالة الغازية، ومن حالة صلبة جليدية إلى حالة سائلة، وصولاً إلى التسامي وتكوين الغيوم ثم إلى المطر وعودته إلى الأرض، ودورة الماء هي ظاهرة استمرارية تحدث على الأرض وتفيد الكائنات الحية، و أي خلل في هذه الدورة يهدد حياة الكائنات الحية، وقلة الحياة فيها، ويؤدي إلى خلل في النظام البيئي. في الواقع، لا يمكنك تحديد أي من الظواهر الطبيعية تمثل بداية هذا المقرر يمكن تلخيصه على النحو التالي:

• المياه المخزنة في البحار والمحيطات وكافة أشكال وجودها على الأرض.
• تتعرض المياه السطحية للتبخر.
• أما الماء في الغلاف الجوي فيتكثف ليشكل السحب.
• ثم يعود الماء إلى الأرض بتساقط الأمطار والثلوج.
• الماء الذي يتواجد على سطح الأرض على شكل جليد أو ثلج يذوب في الربيع.
• يتدفق الجليد ومياه الأمطار على الأرض في مجاري مائية ويتبخر في الصيف عندما ترتفع درجة الحرارة.
• يتسرب جزء من الماء الموجود على الأرض إلى داخله ليشكل خزانًا جوفيًا يخرج من الحفريات أو من خلال ثوران الينابيع العذبة.
• أما بالنسبة للعملية الهيدرولوجية، فإن ظاهرة تسرب المياه في التربة تسمح بتزويد التربة في ناقلات المياه الجوفية، وتؤثر على جريان المياه السطحية وتآكل التربة.
• العملية الأخيرة هي توزيع المياه العالمية لكل بقعة جغرافية على الأرض، وهي ذات سيادة ومستقلة.

حدد دورة الكربون

يوجد الكربون في الطبيعة بعدة أشكال وهي كالتالي:

• الغلاف الجوي موجود في حالته الغازية (ثاني أكسيد الكربون CO2).
• يوجد أيضًا في شكل مركبات في أجسام الكائنات الحية.
• توجد بين المواد العضوية والدبال في التربة.
• يوجد في الغلاف المائي على شكل حمض الكربونيك Hco3 أو كأنيون كربونات Co3-² مذاب في الماء.
• توجد في الغلاف الصخري، وتحديداً في صخور الحجر الجيري، على شكل كربونات الكالسيوم CaCo3 والدولوميت (CaMg (CO 3) 2).
• توجد في الوقود الأحفوري (مثل الفحم والنفط والغاز الطبيعي).
• يوجد في المواد العضوية (الكربون العضوي).
• يوجد داخل المادة غير العضوية (الكربون غير العضوي).

ملخص دورة الكربون

تبدأ دورة الكربون في الطبيعة عندما تأخذ النباتات الخضراء ثاني أكسيد الكربون (CO2) من الغلاف الجوي في عملية التمثيل الضوئي لإنتاج السكريات وصنع الطعام. يوجد الكربون في النباتات، ودورة الكربون ليست بالبساطة التي تبدو عليها. بدلا من ذلك، إنها عملية متشابكة ومعقدة. يتحول الكربون الذي يستهلكه النبات إلى مادة عضوية، لذلك تتغذى الحيوانات العاشبة عليه، وبالتالي تتغذى الحيوانات آكلة اللحوم على العواشب. يتم هضم هذه المواد العضوية وامتصاصها للمساهمة في بناء أنسجة الكائنات الحية. يعود الكربون إلى الغلاف الجوي من خلال عملية التنفس الحي، بينما يُفرز الكربون الذي يتكون منه الأنسجة عن طريق الكائنات الحية من فضلاتها.

مقارنة بين دورة المياه ودورة الكربون

لدورات الكربون والماء في الطبيعة علاقة كبيرة في النظام البيئي، وهناك العديد من الدورات التي تحدث على البيئة، بما في ذلك دورة النيتروجين ودورة المياه ودورة الكربون ودورة الأكسجين ودورة الفوسفور ودورة الكبريت . هذه الدورة، وتتنقل بين الأجزاء الحية وغير الحية وتكرر نفسها، وهي عمليات مستمرة تحدث بشكل طبيعي على الأرض، وإذا قارنا دورات الكربون والماء، نجد أنهما يختلفان في شيئين:

• التبخر والرشح والتسامي: تمر دورة المياه من خلال عمليات التبخر والترشيح والتسامي التي تحدثنا عنها سابقًا، وهذه العمليات لا تحدث في دورة الكربون.
• التحلل: تتميز دورة الكربون عن دورة الماء بالمرور بمرحلة التحلل حيث تقوم الكائنات الدقيقة بتحليل الكربون العضوي من الأجسام وإعادته إلى الطبيعة مرة أخرى وهذا غير موجود في دورة الماء.

أوجه التشابه بين دورة الكربون ودورة المياه

عند إجراء مقارنة بين دورة المياه ودورة الكربون، سنلاحظ أوجه التشابه التالية:

• الحالة السائلة للمادة: في كلتا الدورتين، يوجد الماء والكربون في حالة سائلة. يذوب الكربون في الماء ويسقط على الأرض من الغلاف الجوي ويدور معًا على الأرض وفي الغلاف الجوي.
• الأهمية للكائنات الحية: كلتا الدورتين مهمتان للكائنات الحية، لأنها تنقل المواد بين الحيوانات والنباتات والبشر والأرض.
• ارتباط الغلاف الجوي والأرض: تبدأ كلتا الدورتين وتنتهي في الغلاف الجوي والأرض.

أهمية دورة الماء في الطبيعة

يشكل الماء 73٪ من الكوكب، ويتنقل الماء بين حالات المادة أثناء دورة الماء، وهذه الدورة لها أهمية كبيرة، لأنها تجعل الحياة ممكنة على هذه الأرض، والماء هو أحد موارد الأرض المتجددة التي يغذي الأرض وأي خلل فيها يؤدي إلى خلل في النظام البيئي وإليكم الفوائد الرئيسية لهذا الكورس:

• تنظيم الطقس على الأرض: تساهم دورة المياه في الطبيعة في تنظيم الطقس بعد أن تتعرض البحار والمحيطات للحرارة ويتبخر الماء لتدفئة الغلاف الجوي. تلعب العواصف والأمطار والأنهار والثلج والجليد والندى أيضًا دورًا في الطقس.
• الحفاظ على حياة الكائنات الحية: توفر دورة الماء جميع أشكال الماء على الأرض، والماء هو أحد أسباب الوجود على الأرض، ولولا وجوده لانقرضت جميع الكائنات الحية على الأرض.
• المساهمة في التوزيع العالمي للمياه: تساهم دورة المياه في توزيع المياه في جميع أنحاء الأرض، ويتأثر معدل هطول الأمطار وتوزيع المياه بعدة عوامل طبيعية مثل الموقع على البحر والقرب والمسافة من القطبين، أو الموقع على خط العرض.
• إعادة توزيع الطاقة على الأرض: يمثل التغيير بين أشكال المياه الصلبة والسائلة والغازية إعادة توزيع الطاقة على الأرض، ودورة المياه المسؤولة هي تجديد مصادر المياه.
• المساهمة في تنقية المياه: تساهم دورة المياه في تنقية المياه على الأرض، خاصة عندما يتم ترشيح المياه وتتسرب إلى الأرض وتشكل المياه الجوفية.
• الحفاظ على توازن النظام البيئي: تعتبر دورة المياه جزءًا من النظام البيئي الذي تنتمي إليه الأرض، وأي خلل في هذا النظام سيكلف الأرض خسائر فادحة، وستفقد الحياة على وجهها. إذا لم يكن هناك ماء على الأرض، سيموت الأحياء، وسيضطرب التوازن البيئي.

أهمية دورة الكربون في الطبيعة

تعد دورة الكربون أيضًا دورة مهمة في النظم البيئية، وذلك للأسباب التالية:

• المساهمة في نقل الكربون: الكربون عنصر أساسي لاستمرار الحياة على الأرض، من خلال نقل الكربون من الغلاف الجوي والمحيطات إلى الكائنات الحية والعودة مرة أخرى إلى الغلاف الجوي والمحيطات.
• الحفاظ على النظام البيئي والوقاية من الكوارث: في حالة حدوث أي اضطراب في دورة الكربون، يتم اختلال التوازن البيئي، ويؤدي عزل الكربون إلى حدوث ظواهر خطيرة تهدد الأرض مثل الاحتباس الحراري واضطراب المناخ.
• موت الكائنات الحية: من المعروف أن النباتات تصنع طعامها من ثاني أكسيد الكربون وأشعة الشمس. إذا لم يكن هذا الغاز موجودًا على الأرض، فستموت النباتات، وبالتالي تتأثر الكائنات الحية التي تتغذى على النباتات أو تبني أعشاشها فيها وتؤدي إلى انقراضها وغياب الحياة على الأرض.