This site is not complete. The work to converting the volumes of സര്‍വ്വവിജ്ഞാനകോശം is on progress. Please bear with us
Please contact webmastersiep@yahoo.com for any queries regarding this website.
Reading Problems? see Enabling Malayalam
കാര്‍ബണ്‍ ഡൈഓക്‌സൈഡ്‌ ചക്രം
സര്‍വ്വവിജ്ഞാനകോശം സംരംഭത്തില്‍ നിന്ന്
കാര്‍ബണ്‍ ഡൈഓക്‌സൈഡ്‌ ചക്രം
Carbon dioxide Cycle
സസ്യങ്ങള്‍ പ്രകാശസംശ്ലേഷണത്തിന്‌ ഉപയോഗപ്പെടുത്തുന്ന കാര്‍ബണ്‍ ഡൈഓക്‌സൈഡ്‌ ജന്തുക്കളുടെ ഉച്ഛ്വാസത്തിലൂടെയും കാര്‍ബണിക പദാര്‍ഥങ്ങളുടെ ഓക്‌സീകരണത്തിലൂടെയും മറ്റും വീണ്ടെടുക്കുന്ന പ്രകൃതിപ്രക്രിയ. കാര്‍ബണ്‍ ഡൈഓക്‌സൈഡ്‌ ചക്രം കരയിലും കടലിലും ഒന്നുപോലെ നടക്കുന്നു. സസ്യങ്ങള്‍ സ്വയം ആഹാരം ഉത്‌പാദിപ്പിക്കുന്ന പ്രകാശസംശ്ലേഷണം എന്ന രാസപ്രക്രിയയില്‍ ഉപയോഗപ്പെടുത്തുന്ന ഒരു പദാര്‍ഥമാണ്‌ കാര്‍ബണ്‍ ഡൈഓക്‌സൈഡ്‌ വാതകം. പ്രകൃതിയില്‍ ഈ വാതകത്തിന്റെ അളവ്‌ താരതമ്യേന കുറവായതിനാല്‍ ഇത്‌ വീണ്ടെടുക്കുന്നതിനായി പ്രകൃതി കണ്ടിരിക്കുന്ന വഴിയാണ്‌ കാര്‍ബണ്‍ ഡൈഓക്‌സൈഡ്‌ ചക്രം.
അന്തരീക്ഷവായു കടലിലെ ജലപ്പരപ്പുമായി ചേരുന്ന മേഖലയില്‍വച്ച്‌ കാര്‍ബണ്‍ ഡൈഓക്‌സൈഡ്‌ വിനിമയം നടക്കുന്നുണ്ട്‌. ഈ കാര്‍ബണ്‍ ഡൈഓക്‌സൈഡ്‌ വിനിമയ നിരക്ക്‌ രണ്ടു മേഖലകളിലെയും ആംശികമര്‍ദം (partial pressure) അനുസരിച്ച്‌ വ്യത്യാസപ്പെടാം. അന്തരീക്ഷ വായുവില്‍നിന്നും സസ്യജന്തുപദാര്‍ഥങ്ങളുടെ ഓക്‌സീകരണത്തില്‍നിന്നും കാര്‍ബണേറ്റുകളുടെ വിലയനത്തില്‍നിന്നും ആണ്‌ കടലില്‍ കാര്‍ബണ്‍ ഡൈഓക്‌സൈഡ്‌
ഉണ്ടാവുന്നത്‌. ഈ കാര്‍ബണ്‍ ഡൈഓക്‌സൈഡ്‌ ജലത്തില്‍ ലയിച്ചിരിക്കും. കടലിന്റെ ഉപരിതലത്തോടടുത്തുള്ള കടല്‍സസ്യങ്ങള്‍ നടത്തുന്ന പ്രകാശസംശ്ലേഷണംമൂലവും സസ്യങ്ങളും ജന്തുക്കളും കാത്സ്യം കാര്‍ബണേറ്റായി ഉപയോഗിക്കുന്നതുമൂലവും കടലിലെ കാര്‍ബണ്‍ ഡൈഓക്‌സൈഡിന്റെ അളവ്‌ കുറയുന്നു. ഈ രണ്ടു തരത്തിലുള്ള കാര്‍ബണ്‍ ഡൈഓക്‌സൈഡ്‌ നഷ്‌ടവും കടലിലെ സസ്യ, ജന്തുജാലങ്ങളുടെ നിലനില്‌പിന്‌ ആവശ്യമായതിനാല്‍ ഒഴിവാക്കാനാവുന്നതല്ല. തന്നെയുമല്ല ഈ പ്രക്രിയകള്‍ മുടങ്ങാതെ നടക്കേണ്ടതുമുണ്ട്‌. നിരന്തരമായ കാര്‍ബണ്‍ ഡൈഓക്‌സൈഡ്‌ നഷ്‌ടമാണ്‌ കടലില്‍ സംഭവിച്ചുകൊണ്ടിരിക്കുന്നതെന്നു സാരം.
കടല്‍വെള്ളത്തിലെ കാര്‍ബണ്‍ ഡൈഓക്‌സൈഡില്‍ ഒരു ഭാഗം ഇങ്ങനെ ഉപയോഗിക്കുമ്പോള്‍ ജലോപരിതലത്തിലെ കാര്‍ബണ്‍ ഡൈഓക്‌സൈഡിന്റെ ആംശികമര്‍ദം അന്തരീക്ഷ വായുവിലേതിനെക്കാള്‍ കുറയുന്നു. അതായത്‌, അന്തരീക്ഷത്തിലും ജലനിരപ്പിലുമായുള്ള കാര്‍ബണ്‍ ഡൈഓക്‌സൈഡ്‌ സന്തുലനം നഷ്‌ടപ്പെടുന്നു. സന്തുലനം നിലനിര്‍ത്താന്‍ വേണ്ടി അന്തരീക്ഷ കാര്‍ബണ്‍ ഡൈഓക്‌സൈഡ്‌ ജലത്തിലേക്ക്‌ അവശോഷണം ചെയ്യപ്പെടുന്നു. ഈ അവശോഷണത്തിന്റെ അളവ്‌ പ്രകാശസംശ്ലേഷണത്തിലൂടെ നഷ്‌ടപ്പെടുന്ന കാര്‍ബണ്‍ ഡൈ ഓക്‌സൈഡിന്‌ ഏതാണ്ട്‌ സമാനമെന്ന്‌ കണക്കാക്കിയിട്ടുണ്ട്‌. നദീജലത്തിലൂടെയും മറ്റും വളരെ ചെറിയ ഒരളവില്‍ കടലിലേക്ക്‌ കാര്‍ബണ്‍ ഡൈഓക്‌സൈഡ്‌ എത്തുന്നുണ്ട്‌. ഇത്‌ അവഗണിക്കത്തക്ക അളവില്‍ മാത്രമേ ഉള്ളൂ. അതുപോലെതന്നെ കടല്‍വെള്ളം തണുക്കുമ്പോള്‍ ജലോപരിതലത്തില്‍ കാര്‍ബണ്‍ ഡൈ ഓക്‌സൈഡിന്റെ ആംശികമര്‍ദം കുറയുകയും അന്തരീക്ഷത്തില്‍ നിന്ന് കാര്‍ബണ്‍ ഡൈഓക്‌സൈഡ്‌ കടലില്‍ ലയിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. കടല്‍വെള്ളം ഒരു ഡിഗ്രിസെല്‍ഷ്യസ്‌ തണുക്കുമ്പോള്‍ കാര്‍ബണ്‍ ഡൈഓക്‌സൈഡ്‌ മര്‍ദത്തില്‍ 12x10-6 അന്തരീക്ഷത്തിന്റെ (atmosphere) കുറവുണ്ടാകുമെന്നാണ്‌ ഏകദേശകണക്ക്‌. ഇങ്ങനെ വിവിധ രീതികളില്‍ ലഭ്യമാകുന്ന കാര്‍ബണ്‍ ഡൈഓക്‌സൈഡിനെയാണ്‌ കടല്‍സസ്യങ്ങള്‍ ഉപയോഗിക്കുന്നത്‌. കടലിലെ കാര്‍ബണ്‍ ഡൈഓക്‌സൈഡിന്റെ കുറവ്‌ ഒരു പരിധിവരെ കരയില്‍നിന്നു പരിഹരിക്കുമെങ്കിലും കരയിലെ കാര്‍ബണ്‍ ഡൈ ഓക്‌സൈഡിന്റെ കുറവ്‌ പരിഹരിക്കാന്‍ വഴിയില്ല. കരയ്‌ക്ക്‌ അങ്ങനെ ഒരു നിരന്തരമായ കാര്‍ബണ്‍ ഡൈഓക്‌സൈഡ്‌ ന്യൂനതയില്‍ ജന്തുസസ്യജാലങ്ങളെ നിലനിര്‍ത്താനും വയ്യ. കടലില്‍ ഉപയോഗിക്കുന്ന കാര്‍ബണ്‍ ഡൈഓക്‌സൈഡ്‌ കടലില്‍നിന്നുതന്നെ കിട്ടണം. അതാണ്‌ പ്രകൃതിയുടെ "ബിസിനസ്‌ നയം'. അങ്ങനെയാണ്‌ കടലിലും കാര്‍ബണ്‍ ഡൈഓക്‌സൈഡ്‌ചക്രം ഉണ്ടാകുന്നത്‌. ഇത്‌ കരയിലേതിന്‌ ഒട്ടൊക്കെ സമാനവുമാണ്‌. കടല്‍സസ്യങ്ങളെ ജന്തുക്കള്‍ ഭക്ഷിക്കുന്നു. ജന്തുക്കളുടെ ഉച്ഛ്വാസത്തിലൂടെ കാര്‍ബണ്‍ ഡൈഓക്‌സൈഡ്‌ വാതകം കടലിലേക്കു തള്ളപ്പെടുന്നു. അതേപോലെതന്നെ സസ്യങ്ങളും അവയെ ഭക്ഷിച്ച ജന്തുക്കളും ചീഞ്ഞളിയും. അവയിലെ കാര്‍ബണിക പദാര്‍ഥങ്ങള്‍ ഓക്‌സീകരിക്കപ്പെടുന്നു. അപ്പോള്‍ കാര്‍ബണ്‍ ഡൈഓക്‌സൈഡ്‌ വാതകം പുനര്‍ജനിക്കുന്നു.
സൂര്യപ്രകാശം ആവശ്യമായത്ര അളവില്‍ സമുദ്രത്തിന്റെ അടിഭാഗത്ത്‌ എത്തിച്ചേരുകയില്ല. എന്നാല്‍ കാര്‍ബണിക പദാര്‍ഥങ്ങളില്‍ ബാക്‌റ്റീരിയാ പ്രവര്‍ത്തനംമൂലവും മറ്റും കാര്‍ബണ്‍ ഡൈഓക്‌സൈഡ്‌ വര്‍ധനവ്‌ കാത്സ്യം കാര്‍ബണേറ്റിന്റെ ലയനത്തെ സഹായിക്കുന്നു. ജലോപരിതലത്തിലെ കാത്സ്യമയ (calcareous) അവശിഷ്‌ടങ്ങള്‍ കടല്‍ജലത്തിന്റെ നിരന്തര ചലനത്തില്‍പ്പെട്ട്‌ താഴേക്ക്‌ വരുമ്പോള്‍ അടിയില്‍നിന്നുമുകളിലേക്കു വരുന്ന കാര്‍ബണ്‍ ഡൈഓക്‌സൈഡ്‌ അടങ്ങിയിട്ടുള്ള ജലത്തില്‍ ലയിക്കുന്നു. അങ്ങനെയും കടലില്‍ കാര്‍ബണ്‍ ഡൈ ഓക്‌സൈഡിന്റെ കുറവ്‌ പരിഹൃതമാകുന്നു. അങ്ങനെ നിരവധി മാര്‍ഗങ്ങളിലൂടെ കാര്‍ബണ്‍ ഡൈഓക്‌സൈഡിന്റെ അളവ്‌ നികത്തപ്പെടുമ്പോള്‍ ജലോപരിതലത്തില്‍ അതിന്റെ ആംശികമര്‍ദം ഉയരാം. അപ്പോള്‍ കാര്‍ബണ്‍ ഡൈഓക്‌സൈഡ്‌ വാതകം അന്തരീക്ഷത്തിലേക്കു വിനിമയം ചെയ്യപ്പെടുന്നു. അങ്ങനെ കടലിലെ കാര്‍ബണ്‍ ഡൈഓക്‌സൈഡ്‌ചക്രം കരയിലെ കാര്‍ബണ്‍ ഡൈഓക്‌സൈഡ്‌ ചക്രവുമായി ബന്ധപ്പെട്ടിരിക്കുന്നുവെന്ന്‌ പറയാം.
കടല്‍ ജലത്തില്‍ നിന്നുള്ള കാര്‍ബണ്‍ ഡൈഓക്‌സൈഡിന്റെ ജീവശാസ്‌ത്രപരമായ ഉപഭോഗം കടല്‍ജലത്തിന്റെ ചംക്രമണത്തെയും ഭൂമിശാസ്‌ത്രപരമായ സാഹചര്യങ്ങളെയും ആശ്രയിച്ചിരിക്കും. കടല്‍ വ്യൂഹത്തില്‍ (system) കാര്‍ബണ്‍ ഡൈഓക്‌സൈഡ്‌ ഉപയോഗിക്കുകയും പുനര്‍ജനിക്കുകയും ചെയ്യുന്ന നിര്‍ണായക ഘടകങ്ങളെ കടല്‍ ജലത്തിന്റെ ലംബവും പാര്‍ശ്വികവുമായ പ്രവാഹങ്ങള്‍ നിയന്ത്രിക്കുന്നതിനാല്‍ അന്തരീക്ഷത്തില്‍ (സമുദ്രജലത്തിനുമുകളില്‍) കാര്‍ബണ്‍ ഡൈഓക്‌സൈഡിന്റെ അളവ്‌ കടല്‍ജലപ്രവാഹത്തിന്റെ പരിക്രമണനിരക്കിനെ, പ്രത്യേകിച്ച്‌ കാര്‍ബണ്‍ ഡൈഓക്‌സൈഡ്‌ അധികമുള്ള അടിത്തട്ടിലെ ജലം മുകളിലേക്കു വരുന്നതിനുള്ള സമയത്തെ ആശ്രയിച്ചിരിക്കും. അന്തരീക്ഷവും കടലും തമ്മിലുള്ള കാര്‍ബണ്‍ ഡൈഓക്‌സൈഡ്‌ വിനിമയത്തെപ്പറ്റി ധാരാളം പഠനങ്ങള്‍ നടന്നിട്ടുണ്ട്‌. കടലിലേക്ക്‌ ഇങ്ങനെയുള്ള വാര്‍ഷികവിനിമയ ഫ്‌ളക്‌സ്‌ 0.32x1018 ഗ്രാം കാര്‍ബണ്‍ ഡൈഓക്‌സൈഡ്‌ ആണെന്ന്‌ കണക്കാക്കിയിരിക്കുന്നു. ഇത്‌ കടലിലെ പ്രകാശസംശ്ലേഷണത്തിന്‌ ഉപയോഗിക്കുന്ന കാര്‍ബണ്‍ ഡൈഓക്‌സൈഡ്‌ അളവിന്‌ (0.43±0.3x1018 ഗ്രാം) ഏതാണ്ട്‌ തുല്യമാണ്‌.
അന്തരീക്ഷത്തിലെ കാര്‍ബണ്‍ ഡൈഓക്‌സൈഡിന്റെ കുറവ്‌ താപനില കുറയ്‌ക്കും. കാര്‍ബണ്‍ ഡൈഓക്‌സൈഡ്‌ അളവ്‌ ഇപ്പോഴത്തേതിന്റെ പകുതി ആയാല്‍ താപനില 3.8°C കുറയുമെന്നു കണക്കാക്കിയിരിക്കുന്നു. പ്രകാശസംശ്ലേഷണംമൂലം കൂടുതല്‍ കാര്‍ബണ്‍ ഡൈഓക്‌സൈഡ്‌ നഷ്‌ടപ്പെട്ടുകൊണ്ടിരുന്നാല്‍ താപനില വീണ്ടും കുറയും. ഇത്തരം സാഹചര്യത്തിലാണ്‌ ഹിമാനികള്‍ രൂപം കൊള്ളുന്നത്‌. ഇതിന്റെ ഫലമായി സമുദ്രജലത്തിലെ കാര്‍ബണ്‍ ഡൈഓക്‌സൈഡിന്റെ സാന്ദ്രതയും ആംശികമര്‍ദവും കൂടും. അപ്പോള്‍ സ്വാഭാവികമായും കാര്‍ബണ്‍ ഡൈഓക്‌സൈഡ്‌ അന്തരീക്ഷത്തിലേക്കു വിനിമയം ചെയ്യപ്പെടും. അന്തരീക്ഷത്തില്‍ കാര്‍ബണ്‍ ഡൈഓക്‌സൈഡിന്റെ കുറവ്‌ ഇപ്രകാരം പരിഹരിക്കപ്പെടും. ചൂടു കൂടുകയും ഹിമാനികള്‍ ഉരുകുകയും ചെയ്യും. ഈ പ്രക്രിയ ഇങ്ങനെ ആവര്‍ത്തിച്ചുകൊണ്ടിരിക്കും. പ്രകൃതിയില്‍ ഹിമയുഗങ്ങള്‍ (ice ages) രൂപം കൊള്ളുന്നതിന്റെ വിശദീകരണമായി ഈ കാര്യങ്ങള്‍ ചൂണ്ടിക്കാണിക്കപ്പെടുന്നു.
(ചുനക്കര ഗോപാലകൃഷ്‌ണന്‍)
