प्रकृति में कार्बन चक्र (Carbon Cycle in Nature)

प्रकृति में कार्बन चक्र:

पारिस्थितिक तंत्र प्रकाश संश्लेषण, श्वसन, अपघटन और दहन के माध्यम से कार्बन का चक्रण करते हैं। वायुमंडल, महासागर और जीवित जीवों के बीच कार्बन की गति को कार्बन चक्र के रूप में जाना जाता है।

कार्बन का महत्व:

कार्बन को सामान्यतः जीवन का आधार माना जाता है। कार्बन परमाणु, लंबी श्रृंखलाओं और वलयों में एक साथ जुड़ने की अपनी अनूठी क्षमता के कारण, कोशिकाओं के जटिल कार्बनिक अणुओं-कार्बोहाइड्रेट, लिपिड, प्रोटीन और न्यूक्लिक एसिड के लिए आधार बनाते हैं। इसलिए, पर्यावरण में कार्बन की उपलब्धता पौधों और जानवरों के रखरखाव का एक महत्वपूर्ण कारक है। यह आवश्यक है कि जीवों के भीतर बंद कार्बन को पुन: उपयोग के लिए पर्यावरण में वापस कर दिया जाए।

कार्बन के स्रोत:

कार्बन के मुख्य स्रोत वायु, जल, जीवाश्म ईंधन और चट्टानें हैं।

(1) वायु- कार्बन वातावरण में कार्बन डाइऑक्साइड के रूप में होता है। पृथ्वी की सतह के प्रत्येक एकड़ में वायुमंडल में कार्बन डाइऑक्साइड (CO₂) के रूप में लगभग 6 टन कार्बन है। वातावरण से, यह हरे पौधों के ऊतकों में क्लोरोफिल और सूर्य के प्रकाश की सहायता से प्रकाश संश्लेषण द्वारा कार्बोहाइड्रेट के रूप में शामिल होता है।

(2) जल- कार्बन डाइऑक्साइड जल में भी मौजूद है। यह या तो जल में घुल जाता है या जल के साथ मिलकर कार्बोनिक एसिड बनाता है। उत्तरार्द्ध हाइड्रोजन आयनों और बाइकार्बोनेट आयनों में वियोजित हो जाता है-

पानी में घुले बाइकार्बोनेट आयनों का उपयोग जलीय पौधे प्रकाश संश्लेषण के लिए करते हैं।

प्रकाश संश्लेषण द्वारा बनने वाले कार्बोहाइड्रेट से पौधे के ऊतकों में अन्य कार्बनिक यौगिक जैसे वसा, प्रोटीन, न्यूक्लिक एसिड आदि बनते हैं। शाकाहारी जानवर पौधों को खाते हैं और पौधों के कार्बन यौगिक जानवरों के ऊतकों का हिस्सा बन जाते हैं। शाकाहारी जानवरों से, कार्बन यौगिक छोटे मांसाहारी जानवरों के ऊतकों में और फिर बड़े मांसाहारियों के ऊतकों में चले जाते हैं। प्रकाश संश्लेषण द्वारा निकाले गए कार्बन में से कुछ जीवित पौधों और जानवरों में श्वसन द्वारा उत्पादित कार्बन डाइऑक्साइड के रूप में जल्दी से वायुमंडल में वापस आ जाता है। क्षय के जीवाणु और कवक की क्रिया के माध्यम से पौधों और जानवरों के मृत शरीरों और जानवरों के मलमूत्र के अपघटन द्वारा कार्बन डाइऑक्साइड के रूप में एक बड़ा हिस्सा वापस आ जाता है।

मीथेन गठन- अवायवीय जीव, जैसे आर्द्रभूमि की निचली मिट्टी में रहने वाले, जुगाली करने वालों के पाचन तंत्र (मवेशी, भेड़, बकरी), और सीवेज उपचार संयंत्र वातावरण में एक और कार्बन यौगिक, मीथेन (CH₄) जोड़ते हैं। घरेलू जुगाली करने वालों और सीवेज संयंत्रों की संख्या में वृद्धि के कारण हवा में मीथेन की मात्रा बढ़ रही है।

(3) जीवाश्म ईंधन- जीवाश्म ईंधन का निर्माण उन जीवों से हुआ था जिनकी मृत्यु सुदूर अतीत में हुई थी। निश्चित परिस्थितियों में, मृत ऊतक केवल आंशिक अपघटन से गुजर सकते हैं। इससे पौधों के मामले में कोयला और समुद्री जीवों के मामले में प्राकृतिक गैस और पेट्रोलियम का उत्पादन होता है। इन सामग्रियों में बंधे कार्बन का अनुमान जीवित जीवों में कार्बन की मात्रा से 50 गुना अधिक है, और यह काफी समय तक परिसंचारी पूल से बाहर रहता है। कोयला, प्राकृतिक गैस और पेट्रोलियम, जब निकाले जाते हैं और ऑटोमोबाइल, कारखानों और बिजलीघरों में जलाए जाते हैं, तो कार्बन डाइऑक्साइड उत्पन्न होता है जो वातावरण में जुड़ जाता है।

(4) चट्टानों- चट्टानों में कार्बन कार्बोनेट के रूप में भी पाया जाता है- चूना पत्थर और संगमरमर। ये चट्टानें धीरे-धीरे खराब हो जाती हैं और उनके कार्बोनेट समय के साथ मिट्टी के सूक्ष्मजीवों और पौधों की जड़ों द्वारा उत्पादित और उत्सर्जित एसिड द्वारा कार्बन डाइऑक्साइड में परिवर्तित हो जाते हैं। खोल-असर वाले समुद्री जानवरों के तलछट से समुद्र के तल पर अधिक चट्टानें बन रही हैं। प्रवाल समुद्री जल से कार्बन डाइऑक्साइड निकालते हैं और कार्बन को कैलकेरियस कंकाल के रूप में जमा करते हैं। डीकंपोजर चूने के कंकालों पर कार्य नहीं कर सकते हैं।

उद्योग कार्बन डाइऑक्साइड और पार्टिकुलेट मैटर को हवा में मिलाते हैं। कार्बन डाइऑक्साइड ग्रीनहाउस गैस के रूप में कार्य करती है और तापमान को बढ़ाती है, जबकि हवा में मौजूद पार्टिकुलेट मैटर पृथ्वी तक पहुंचने वाले सूर्य के प्रकाश की मात्रा को कम कर देता है और इससे पृथ्वी का तापमान कम हो जाता है।

कार्बन डाइऑक्साइड के लिए वैश्विक सिंक- कार्बन डाइऑक्साइड लगभग निश्चित रूप से महासागरों द्वारा अवशोषित किया जा रहा है, जो कार्बन डाइऑक्साइड के लिए एक वैश्विक सिंक के रूप में कार्य करता है। यह स्पष्ट नहीं है कि महासागर कितना अधिक कार्बन डाइऑक्साइड धारण कर सकते हैं।

कार्बन का मुख्य मार्ग- कार्बन चक्र में कार्बन का मुख्य मार्ग हवा (वायुमंडल) और पानी (जलमंडल) से जीवित प्रणालियों और वापस में है।

मनुष्य द्वारा कार्बन चक्र का विक्षोभ:

औद्योगीकरण के साथ, हवा में कार्बन डाइऑक्साइड की सांद्रता धीरे-धीरे बढ़ रही है। बड़े पैमाने पर वनों की कटाई, यानी पेड़ों की कटाई ने हवा से कार्बन डाइऑक्साइड को हटाने की गति को धीमा कर दिया है। कृषि या अन्य उद्देश्यों के लिए भूमि को साफ करने के लिए पेड़ों को जलाने से हवा में कार्बन डाइऑक्साइड बढ़ जाती है। ग्रीनहाउस प्रभाव के कारण हवा में कार्बन डाइऑक्साइड बढ़ने से वायुमंडलीय तापमान में वृद्धि हो सकती है।

सारांश:

हरे पौधों द्वारा प्रकाश संश्लेषण के लिए और कोरल द्वारा कैलकेरियस कंकाल बनाने के लिए कार्बन डाइऑक्साइड को जीवमंडल से खींचा जाता है। यह जीवों में श्वसन, कार्बनिक अपशिष्टों और मृत जीवों के क्षय, ईंधन के जलने, चट्टानों के अपक्षय और ज्वालामुखी गतिविधि द्वारा जीवमंडल में जोड़ा जाता है।