מחזור הפחמן

הפחמן הוא אבן הבניין של החיים על פני כדור הארץ, והוא בעל חלק מרכזי בתהליכים רבים בכוכב הלכת שלנו. תרכובות פחמן מסייעות בויסות הטמפרטורה על פני כדור הארץ, מרכיבות את המזון המקיים אותנו ואת הדלק בו אנו משתמשים בתעשייה, בתחבורה ולהפקת חשמל. מרבית הפחמן בכדור הארץ נאגר בסלעים ובמשקעים בקרקעית האוקיינוסים. יתר הפחמן נמצא במימי האוקיינוסים, באטמוספירה ובתרכובות אורגניות המרכיבות את כל היצורים החיים. הפחמן נע ממאגר אחד לשני במגוון של מנגנונים היוצרים יחדיו את מחזור הפחמן.

הסרטון מתאר את מחזור הפחמן, השינויים שמתרחשים בעקבות פעילות האדם ואת חשיבות האוקיינוסים כמאגר פחמן וכגורם מייצב של האקלים:

מחזור הפחמן בכדור הארץ

צמחים, אצות ומינים מסויימים של חיידקים קולטים פחמן דו-חמצני מהאטמוספירה או מהאוקיינוסים, ובתהליך הפוטוסינתיזה מטמיעים את הפחמן בסוכרים. הפחמן עובר במעלה שרשרת המזון כשבעלי חיים אוכלים את אותם הצמחים והאצות. פחמן דו-חמצני נפלט מבעלי חיים, צמחים, אצות וחיידקים בתהליך הנשימה.

כשצמחים, בעלי חיים ויצורים אחרים מתים הם נקברים בקרקע, אך תרכובות הפחמן בתוכם נותרות בשלמותן.התרכובות הללו מהוות מקור מזון לחיידקים ויצורים חד תאיים אחרים בתהליך הרקבון. בתהליך זה נפלט פחמן דו-חמצני ומתאן (אטום פחמן המחובר לארבעה אטומי מימן, גז חממה נוסף), כשחלק מהגזים הללו נותר בקרקע וחלק משתחרר לאטמוספירה. לעיתים שרידיהם של יצורים חיים נקברים בקרקע או שוקעים בקרקעית האוקינוסים, ללא אפשרות של יצורים חד תאיים לפרקם. במהלך מאות מליוני שנים שרידים אלו נדחסים יותר ויותר לעומק כדוה"א. בעוד שמרבית הרקמות החיות נהרסות, הפחמן נותר ויחד עם אטומי מימן יוצר שרשראות ארוכות המכונות פחמימנים. פחמימנים הם המרכיב העיקרי בדלק מאובנים כמו נפט גולמי ופחם.

בני האדם משתמשים בדלקי המאובנים בתעשיה, בתחבורה וליצור חשמל. שריפת דלקי המאובנים גורמת ליצירת פחמן דו-חמצני ולפליטתו לאטמוספירה. פחמן דו-חמצני מהאוטמוספירה מתמוסס במימי האוקינוסים וכן נקלט ע"י צמחים בתהליך הפוטוסינתיזה, וכך ממשיך מחזור הפחמן.

תרשים המתאר את מחזור הפחמן. מקור: The National Center for Atmospheric Research