چرخه زیست زمین شیمیایی

چرخۀ زیست‌زمین شیمیایی (Biogeochemical Cycling)

توزیع و انتقال عناصری در سطح کرۀ زمین که از لحاظ زیست‌شناسی مهّم‌اند؛ ازجملۀ این عناصر می‌توان کربن، نیتروژن (ازت)، فسفر و گوگرد، و فلزات کم‌مقدار ضروری گوناگون را برشمرد. برخلاف انرژی، که از خورشید به زمین می‌رسد و سرانجام مجدداً به فضا برمی‌گردد عناصر، سیستمی بسته ـ یک چرخه ـ را تشکیل می‌دهند که در آن اتم‌ها بارها و بارها مصرف می‌شود. از آن‌جا که تعداد زیادی از مواد شیمیایی در آب محلول‌اند، چرخۀ آن با چرخۀ آب پیوند نزدیکی دارد، که چرخۀ اخیر نیز خود با انرژی خورشید راه می‌افتد. آب از طریق رودخانه‌ها به اقیانوس‌ها جاری می‌شود، و هر مولکول به‌طور متوسط به‌مدت ۳۵۰۰ سال در آن‌جا می‌ماند تا این‌که گرمای خورشید آن را تبخیر کند (همراه با ۱۶میلیون تن دیگر از مولکول‌های آب که هر ثانیه تبخیر می‌شوند). آن‌گاه این مولکول چند روزی در جوّ می‌ماند تا این‌که به‌صورت باران یا برف به سطح زمین برگردد. تمامی «عناصر زیستی»، هرچند به اندازه‌های مختلف، به «مخزن‌های» گوناگون راه می‌یابند. این مخازن مشتمل‌اند بر جّو، آب شیرین و شور، خاک و سنگ و البته، اندام موجودات زنده. مثلاً، مقدار نیتروژن در جوّ بسیار عظیم است (۷۹ درصد از هواست)، و بعضی باکتری‌های «ثبیت‌کنندۀ ازت»، می‌توانند مستقیماً از ازت موجود در جوّ استفاده و آن را به شکل قابل مصرف (نیترات‌ها) برای گیاهان تبدیل کنند. برعکس، مقدار فسفر در جّو چندان ناچیز است که اصلاً به حساب نمی‌آید. گرایش فسفر آن است که آهسته‌ امّا به نحو گریزناپذیری روانۀ دریا شود، و در آن‌جا چند میلیون سال می‌ماند و به‌وسیلۀ تعداد بی‌شماری موجود زنده بار دیگر وارد چرخه می‌شود. سرانجام، در نهشت‌های اقیانوسی گنجانیده و ادغام می‌شود و در آن‌جا چندصد میلیون سال می‌ماند تا این‌که کف اقیانوس کوهزایی کند و براثر هوازدگی یک بار دیگر به داخل زیست‌کره رها می‌شود. چرخۀ هر عنصری ویژگی‌های خاص خود را دارد و بعضی از آن، مانند چرخۀ کربن و ازت، بسیار پیچیده است. به همین علت، فهم جزئیات این چرخه‌ها بسی دشوار است، اما، درک آن بسیار مهم است؛ زیرا فعالیت‌های انسانی آن را تغییر می‌دهد و دگرگون می‌کند.