يتحول الكربون في الدورة طويلة الأمد على مقياس زمني يتراوح بين ملايين إلى مليارات السنين. خلال هذه الفترة، يتم نقل الكربون بين الغلاف الجوي والمحيطات والغلاف الصخري للأرض.
المسار الرئيسي لدورة الكربون طويلة الأمد هو دورة كربونات-سيليكات الجيوكيميائية. في هذه الدورة، يتم تحويل ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي إلى كربونات الكالسيوم في المحيطات. يتم ترسيب كربونات الكالسيوم في قاع المحيطات، حيث تتراكم بمرور الوقت لتشكل صخور رسوبية. عندما ترتفع هذه الصخور إلى سطح الأرض، يتم تفتيتها بواسطة عوامل التعرية، ويتم إطلاق الكربون مرة أخرى إلى الغلاف الجوي.
مسار آخر لدورة الكربون طويلة الأمد هو دورة الكربون المتعمقة. في هذه الدورة، يتم نقل الكربون من الغلاف الجوي إلى أعماق الأرض. يمكن أن يحدث هذا عن طريق مجموعة متنوعة من العمليات، بما في ذلك البراكين والانهيارات الأرضية والتفاعلات الكيميائية بين الصخور والمياه الجوفية.
تلعب دورة الكربون طويلة الأمد دورًا مهمًا في تنظيم مناخ الأرض. عن طريق إزالة ثاني أكسيد الكربون من الغلاف الجوي، تساعد دورة الكربون طويلة الأمد على تبريد الكوكب.
فيما يلي شرح مفصل لكل مسار من مسارات دورة الكربون طويلة الأمد:
دورة كربونات-سيليكات الجيوكيميائية
تبدأ دورة كربونات-سيليكات الجيوكيميائية عندما يمتص النباتات ثاني أكسيد الكربون من الغلاف الجوي أثناء عملية التمثيل الضوئي. يُستخدم الكربون الممتص لبناء جزيئات عضوية، مثل السكريات والكربوهيدرات. عندما تموت النباتات، يتم تحللها بواسطة البكتيريا والفطريات، والتي تطلق ثاني أكسيد الكربون مرة أخرى إلى الغلاف الجوي.
يمكن أيضًا أن يدخل ثاني أكسيد الكربون إلى المحيطات من خلال الغلاف الجوي أو من خلال الأنهار والجداول. في المحيطات، يتفاعل ثاني أكسيد الكربون مع الكالسيوم لتكوين كربونات الكالسيوم. تترسب كربونات الكالسيوم في قاع المحيطات، حيث تتراكم بمرور الوقت لتشكل صخور رسوبية.
عندما ترتفع صخور كربونات الكالسيوم إلى سطح الأرض، يتم تفتيتها بواسطة عوامل التعرية، ويتم إطلاق الكربون مرة أخرى إلى الغلاف الجوي. يمكن أن يحدث هذا أيضًا عن طريق النشاط البركاني، والذي يمكن أن يدفع صخور كربونات الكالسيوم إلى سطح الأرض.
دورة الكربون المتعمقة
تتضمن دورة الكربون المتعمقة نقل الكربون من الغلاف الجوي إلى أعماق الأرض. يمكن أن يحدث هذا عن طريق مجموعة متنوعة من العمليات، بما في ذلك:
- البراكين: يمكن للبراكين أن تطلق ثاني أكسيد الكربون ومركبات الكربون الأخرى إلى الغلاف الجوي. ومع ذلك، يمكن أن تنقل البراكين أيضًا الكربون إلى أعماق الأرض عن طريق دفع الصخور المحتوية على الكربون إلى أعماق الأرض.
- الانهيارات الأرضية: يمكن للانهيارات الأرضية أن تنقل الكربون إلى أعماق الأرض عن طريق دفع الصخور المحتوية على الكربون إلى أعماق الأرض.
- التفاعلات الكيميائية بين الصخور والمياه الجوفية: يمكن أن تتفاعل الصخور المحتوية على الكربون مع المياه الجوفية لتكوين مركبات كربونية تنتقل إلى أعماق الأرض.
عندما يصل الكربون إلى أعماق الأرض، يمكن أن يبقى هناك لآلاف أو ملايين السنين. يمكن أن يحدث هذا عن طريق مجموعة متنوعة من العمليات، بما في ذلك:
- الترسيب: يمكن أن يترسب الكربون في أعماق الأرض على شكل صخور رسوبية.
- الاختراق: يمكن أن يخترق الكربون إلى أعماق الأرض عن طريق الحركات التكتونية.
- التخزين: يمكن أن يخزن الكربون في أعماق الأرض في تكوينات صخرية خاصة.
تلعب دورة الكربون طويلة الأمد دورًا مهمًا في تنظيم مناخ الأرض. عن طريق إزالة ثاني أكسيد الكربون من الغلاف الجوي، تساعد دورة الكربون طويلة الأمد على تبريد الكوكب. ومع ذلك، يمكن أن تؤدي الأنشطة البشرية، مثل حرق الوقود الأحفوري، إلى زيادة تركيز ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي، مما يؤدي إلى الاحتباس الحراري.
