تأثیر فعالیت انسان بر چرخهها: نقش انسان در برهمزدن چرخههای طبیعی
چرخههای طبیعی: موتورهای حیات زمین
زمین یک سیستم زنده و پویاست. برخی مواد مهم مانند آب، کربن، نیتروژن و اکسیژن، به طور مداوم بین موجودات زنده و بخشهای غیرزنده (مانند خاک، هوا و آب) در گردشند. به این حرکت چرخشی که تعادل طبیعت را حفظ میکند، چرخه طبیعی1 میگویند. این چرخهها مثل یک خطمونتاژ بزرگ و خودکار عمل میکنند. تصور کنید یک قطعه آب باران، تبخیر میشود، به ابر تبدیل میشود، میبارد، توسط ریشه گیاه جذب میشود، از طریق برگها به هوا برمیگردد و دوباره این سفر تکرار میشود. این چرخه آب است.
حالا انسان به عنوان عضوی از این سیستم، وارد شده و با فعالیتهایش شروع به دستکاری در این خط مونتاژ کرده است. ما با سرعت زیادی مواد را از یک بخش چرخه برمیداریم یا موادی اضافه میکنیم که مسیر چرخه را عوض میکند. نتیجه این کار، برهمخوردن تعادل و ایجاد مشکلات زیستمحیطی است.
دستکاری در چرخه کربن و گرمایش زمین
کربن یک عنصر مهم در ساختار همه موجودات زنده است. این کربن به شکل گاز دیاکسید کربن $(CO_2)$ در هوا وجود دارد. گیاهان در فرآیند فتوسنتز این گاز را جذب و به غذا تبدیل میکنند. وقتی ما گیاه یا حیوانی را میخوریم، این کربن وارد بدن ما میشود. با تنفس یا تجزیه بدن موجودات پس از مرگ، کربن دوباره به شکل $CO_2$ به هوا برمیگردد. این همان چرخه کربن2 است که میلیونها سال تعادل داشت.
اما انسان چگونه این چرخه را برهم زده است؟
- سوزاندن سوختهای فسیلی: خودرویی که شما را به مدرسه میبرد، با سوزاندن بنزین (که از نفت به دست میآید) کار میکند. نفت و زغالسنگ، بقایای گیاهان و جانوران قدیمی هستند که کربن ذخیرهشده در آنها برای میلیونها سال در زمین مدفون بود. ما با سوزاندن آنها، یکباره حجم عظیمی $CO_2$ را که متعلق به گذشته است، به هوای امروز اضافه میکنیم. مثل این است که شما برای گرم کردن خانه، به جای چند تکه چوب، یک جنگل کامل را یکباره آتش بزنید!
- قطع درختان (جنگلزدایی): درختان $CO_2$ هوا را جذب میکنند. با قطع گسترده جنگلها، مانند جنگلهای آمازون، نه تنها این جذبکنندههای قوی را از بین میبریم، بلکه با سوزاندن یا تجزیه درختان، کربن ذخیرهشده در آنها هم آزاد میشود.
نتیجه این دو عمل، افزایش غلظت گاز $CO_2$ در جو زمین است. این گاز مانند پتوی اضافهای دور زمین را میگیرد و گرما را در اتمسفر به دام میاندازد. این پدیده، اثر گلخانهای تشدیدشده و منجر به تغییر اقلیم و گرمایش زمین میشود.
| فعالیت انسانی | تأثیر بر چرخه کربن | مثال ملموس | وضعیت تأثیر |
|---|---|---|---|
| سوزاندن بنزین و گازوییل | افزایش سریع CO2 جو | تردد خودروها و اتوبوسهای مدرسه | هشدار زیاد |
| قطع درختان و نابودی جنگل | کاهش جذب CO2 و آزادسازی کربن ذخیرهشده | تبدیل جنگل به زمین کشاورزی یا مسکونی | هشدار زیاد |
| مصرف برق تولیدشده از زغالسنگ | افزایش CO2 و دیگر آلایندهها | روشن کردن لامپها یا کولر در خانه | هشدار متوسط |
| کاشت درخت و توسعه فضای سبز | کمک به جذب CO2 و تنظیم چرخه | پارکهای شهری و کمپینهای درختکاری | راه حل مثبت |
اختلال در چرخه آب و نیتروژن: از سدها تا کودهای شیمیایی
ما نه تنها چرخه کربن، بلکه چرخههای دیگر را نیز دچار مشکل کردهایم.
چرخه آب: انسان با ساخت سدهای بزرگ، مسیر رودخانهها را تغییر داده و تبخیر از سطح دریاچه پشت سدها را افزایش میدهد. شهرسازی و پوشاندن زمین با آسفالت و بتن، باعث میشود آب باران نتواند به زمین نفوذ کند و ذخیرههای آب زیرزمینی تجدید نشوند. همچنین آلودگی ناشی از فاضلاب خانگی و صنعتی، منابع آب شیرین را برای مصرف موجودات زنده آلوده و غیرقابل استفاده میکند.
چرخه نیتروژن3: نیتروژن گازی است که $78\%$ هوا را تشکیل میدهد اما گیاهان نمیتوانند مستقیماً آن را از هوا بگیرند. باکتریهای خاصی در خاک و ریشه گیاهان، این گاز را به فرم قابل استفاده برای گیاه تبدیل میکنند. انسان با تولید و استفاده بیش از حد کودهای نیتروژنی در کشاورزی، این چرخه را به هم ریخته است. بخش زیادی از این کودها شسته شده و به رودخانهها و دریاچهها میروند. نیتروژن اضافی در آب، باعث رشد انفجاری جلبکها میشود. وقتی این جلبکها میمیرند و تجزیه میشوند، اکسیژن آب را مصرف کرده و باعث مرگ ماهیها و دیگر آبزیان میشوند (پدیده اوتریفیکاسیون4).
از طرفی، سوختن سوختهای فسیلی در نیروگاهها و خودروها، علاوه بر $CO_2$، گازهای نیتروژناکسید نیز تولید میکند. این گازها در هوا با قطرات آب واکنش داده و باران اسیدی تشکیل میدهند که برای درختان، ساختمانهای تاریخی و زندگی آبزیان مضر است.
یک روز معمولی: ردپای ما بر چرخههای طبیعی
بیایید فعالیتهای یک روز معمولی یک دانشآموز را بررسی کنیم تا ببینیم چگونه ناخواسته در برهم زدن چرخهها نقش داریم:
- صبح: با خودرو به مدرسه میرویم (سوخت فسیلی، افزایش $CO_2$). نان صبحانه از گندمی تهیه شده که ممکن است با کود نیتروژنی زیاد پرورش یافته باشد (اختلال در چرخه نیتروژن).
- ظهر: نوشیدنی خود را در بطری پلاستیکی یکبارمصرف میخریم (تولید پلاستیک از نفت، انرژی و آلودگی). اگر این بطری در طبیعت رها شود، برای صدها سال باقی میماند و چرخه مواد را مسدود میکند.
- عصر: چراغها و کامپیوتر روشن است (مصرف برق که احتمالاً از سوخت فسیلی تولید شده). دوش آب گرم میگیریم (مصرف آب و انرژی برای گرم کردن آن).
- شب: زبالههای تر و خشک را با هم مخلوط میکنیم (اگر تفکیک نشود، مواد قابل بازیافت از چرخه خارج شده و دفن یا سوزانده میشوند).
همین مثالهای ساده نشان میدهد که ردپای فعالیتهای ما بر همه چرخهها سنگینی میکند.
پرسشهای مهم و باورهای نادرست
پاسخ: خیر. تغییر اقلیم فقط به معنای گرمتر شدن متوسط کره زمین است. این گرمایش کلی، الگوهای آبوهوایی را به هم میریزد و میتواند باعث رویدادهای شدید آبوهوایی مانند سرمای بیسابقه، طوفانهای قوی، خشکسالیهای طولانی یا سیلهای ناگهانی در نقاط مختلف جهان شود. پس سرمای شدید در یک منطقه میتواند بخشی از آشفتگیهای ناشی از تغییرات کلی اقلیم باشد.
پاسخ: متأسفانه خیر. سرعت آزادسازی $CO_2$ از سوزاندن سوختهای فسیلی و جنگلزدایی، بسیار بسیار بیشتر از سرعت جذب طبیعی آن توسط گیاهان و اقیانوسهاست. مثل این است که شما با یک سطل بزرگ (سوخت فسیلی) آب را وارد یک حوضچه (اتمسفر) کنید، اما تنها با یک فنجان (جنگلهای باقیمانده) آب را خارج کنید. حوضچه به سرعت پر و سرریز میشود.
پاسخ: استفاده متعادل و صحیح از کود میتواند مفید باشد. مشکل زمانی پیش میآید که از مقدار بیش از حد استفاده شود. گیاه نمیتواند همه آن را جذب کند و بخش اضافی وارد آبهای زیرزمینی و سطحی میشود و باعث آلودگی و به هم خوردن تعادل چرخه نیتروژن و مرگ آبزیان میشود. راه حل، استفاده به اندازه و ترجیحاً از کودهای طبیعی (کمپوست) است.
پاورقی
1چرخه طبیعی (Natural Cycle): گردش مداوم و تبادل مواد بین بخشهای زنده و غیرزنده یک اکوسیستم.
2چرخه کربن (Carbon Cycle): چرخهای که طی آن اتمهای کربن بین جو، اقیانوسها، خاک، سنگها و موجودات زنده مبادله میشوند.
3چرخه نیتروژن (Nitrogen Cycle): فرآیند تبدیل نیتروژن موجود در اتمسفر به فرمهای شیمیایی مختلف که برای موجودات زنده قابل استفاده است و بازگشت مجدد آن به اتمسفر.
4اوتریفیکاسیون (Eutrophication): غنیشدن بیش از حد آبهای سطحی با مواد مغذی (عمدتاً نیتروژن و فسفر) که منجر به رشد شدید جلبکها و کاهش اکسیژن محلول در آب و مرگ آبزیان میشود.
5اثر گلخانهای (Greenhouse Effect): فرآیندی طبیعی که طی آن برخی گازهای موجود در جو زمین، مقداری از گرمای خورشید را به دام انداخته و دمای کره زمین را برای زندگی مناسب نگه میدارند. فعالیت انسان با افزایش غلظت این گازها، این اثر را تشدید کرده است.
