ההבדל העיקרי בין מחזור החנקן למחזור הפחמן הוא שמחזור החנקן מתאר את ההמרה של חנקן לצורות כימיות מרובות ואת המחזוריות בין האטמוספירה, המערכות האקולוגיות היבשתיות והימיות בעוד שמחזור הפחמן מתאר את תנועת הפחמן ושלו. צורות כימיות מרובות בין האטמוספירה, האוקיינוסים, הביוספרה והגיאוספרה.
במערכת אקולוגית, מחזורים ביוכימיים חשובים על מנת לשמור על האיזון הטבעי. לכן, עבור אלמנטים רבים במערכת אקולוגית, אנו יכולים לצייר מחזור שמסכם את תנועת האלמנט דרך המרכיבים השונים של המערכת האקולוגית.במחזור, יסודות מומרים למולקולות מורכבות ובהמשך מתפרקים בפירוק למולקולות פשוטות יותר. לכל המחזורים יש מאגר מאגר גדול יותר, שהוא בדרך כלל אביוטי. מחזור חנקן, מחזור פחמן, מחזור זרחן ומחזורים הידרולוגיים הם חלק מהמחזורים הביוכימיים החשובים בטבע. לכן, הבנת מחזור החומר ושמירה על רכיבה אפקטיבית חשובה כדי להציל את הסביבה מזיהום.
מהו מחזור החנקן?
מחזור החנקן הוא אחד המחזורים הגיאוכימיים החשובים ביותר המתרחשים בטבע. זה מסביר את זרימתם של צורות כימיות שונות של חנקן דרך האטמוספירה, מערכות אקולוגיות יבשתיות וימיות. מאגר החנקן העיקרי הוא האטמוספירה. יש בו כ-78% גז חנקן, אך לא ניתן להשתמש בו על ידי אורגניזמים רבים. אז יש להמיר חנקן לצורות שיכולות לשמש צמחים. תהליך זה ידוע כקיבוע חנקן.
יתר על כן, קיבוע חנקן מתרחש במספר דרכים.שיטה אחת היא קיבוע ביולוגי. חיידקים סימביוטיים כמו Rhizobium שחיים בגוש השורש של צמחי הקטניות יכולים לתקן חנקן אטמוספרי. כמו כן, ישנם כמה חיידקים חיים חופשיים כמו Azotobacter שיכולים לתקן חנקן. שיטה נוספת לקיבוע חנקן היא קיבוע חנקן תעשייתי. באמצעות תהליך Heber, ניתן להמיר גז חנקן לאמוניה המשמשת לייצור דשן וחומרי נפץ. מלבד זאת, חנקן הופך באופן טבעי לחנקה כאשר ברק מכה.
איור 01: מחזור החנקן
רוב הצמחים תלויים באספקת חנקה מהאדמה לצורך דרישת החנקן שלהם. בעלי חיים תלויים בצמחים באופן ישיר או עקיף כדי לקבל את אספקת החנקן שלהם. כאשר הצמח ובעלי החיים מתים, התרכובות המכילות חנקן שלהם כמו חלבונים חוזרות לחנקות על ידי חיידקים ופטריות ספרטרופיים.זה קורה באמצעות סדרה של תגובות חמצון שבהן חלבון הופך לחומצות אמינו ולאחר מכן חומצות אמינו הופכות לאמוניה. בהתאם לכך, התהליך הוא 'ניטריפיקציה', וניטרוסומונאס וניטרובקטר הם שני חיידקים המשתתפים בכך. ניתן להפוך ניטריפיקציה על ידי חיידקי דניטריפיקציה. הם מפחיתים את החנקה באדמה לגז חנקן ומשתחררים לאטמוספירה.
מהו מחזור הפחמן?
מחזור הפחמן הוא מחזור גיאוכימי נוסף המתאר את ההמרה של צורות כימיות שונות של פחמן ואת זרימתם באטמוספירה, ההידרוספירה, הביוספרה והגיאוספרה. מקור הפחמן העיקרי לאורגניזמים חיים הוא פחמן דו חמצני הנמצא באטמוספרה או מומס במים פני השטח. צמחים פוטוסינתטיים, אצות וחיידקים כחולים-ירוקים יכולים להמיר פחמן דו חמצני לתרכובות פחמתיות כמו פחמימות. פחמימות הופכות לאבני הבניין של רוב התרכובות האורגניות האחרות שהן זקוקות להן, עבור המבנים והתפקודים שלהן.
בעלי חיים מקבלים פחמן מהצמחים ישירות או בעקיפין. הפחמן הדו חמצני שסופג הצמחים לצורך פוטוסינתזה מאוזן על ידי הנשימה של צמחים ובעלי חיים כאחד. לכן, פוטוסינתזה ונשימה הם המנגנונים העיקריים שגורמים לשמור על האיזון הטבעי של מחזור הפחמן.
איור 02: מחזור פחמן
כמו כן, חלק מהפחמן הדו-חמצני הקבוע באמצעות פוטוסינתזה מאוחסן בגופם של אורגניזמים חיים. לאחר מכן, כשהם מתים, הפחמן הזה חוזר לקרקע ולקווי המים. כאשר החומרים המתים הללו מצטברים לזמן ארוך יותר באדמה, הם הופכים למרבצי דלק מאובנים. פחמן דו חמצני חוזר שוב לאטמוספירה כאשר אנשים שורפים דלק מאובנים. בדרך זו, תרכובות הפחמן מסתובבות בכדורים שונים.
מהם הדמיון בין מחזור החנקן למחזור הפחמן?
- גם מחזור החנקן וגם מחזור הפחמן הם מחזורים ביו-גיאוכימיים חשובים.
- הם ממחישים כיצד צורות כימיות מרובות של כל יסוד מסתובבות בסביבה.
- שני המחזורים הופכים את האלמנטים האלה לזמינים עבור צמחים ובעלי חיים.
- גזים אטמוספריים מעורבים בשני המחזורים.
- לא רק זה, שני המחזורים מתחילים ונגמרים בגז אטמוספרי.
- וגם תרכובות מסתובבות באדמה בשני המחזורים.
- מיקרואורגניזמים ממלאים חלק גדול יותר מכל מחזור.
מה ההבדל בין מחזור החנקן למחזור הפחמן?
מחזור החנקן מראה את המחזוריות של צורות כימיות שונות של חנקן בסביבה ואילו מחזור הפחמן מראה את מחזוריות הפחמן. לכן, זהו ההבדל העיקרי בין מחזור חנקן למחזור פחמן.המאגר למחזור החנקן הוא גז חנקן אטמוספרי ואילו עבור פחמן הוא גז פחמן דו חמצני. מכאן שזה גם הבדל בין מחזור חנקן למחזור פחמן. כמו כן, מאגר חנקן גדול בהרבה בהשוואה למאגר פחמן.
יתר על כן, הבדל נוסף בין מחזור החנקן למחזור הפחמן הוא שהפרעה במחזור הפחמן יכולה להיות מושפעת הרבה יותר על בני אדם ובעלי חיים במהירות בהשוואה להפרעה במחזור החנקן.
האינפוגרפיקה למטה על ההבדל בין מחזור החנקן למחזור הפחמן מציגה הבדלים נוספים בין שניהם.
סיכום – מחזור חנקן לעומת מחזור פחמן
מחזור החנקן ומחזור הפחמן הם שני מחזורי תזונה חשובים המתרחשים בטבע.מחזור החנקן מראה את המחזור של צורות שונות של חנקן דרך הטבע. מצד שני, מחזור הפחמן מראה את המחזור של צורות שונות של פחמן דרך הטבע. לפיכך, זה ההבדל העיקרי בין מחזור חנקן למחזור פחמן. יתר על כן, מחזור החנקן מתרחש באמצעות קיבוע חנקן, ניטריפיקציה, הטמעת חנקה, אמוניפיקציה, דניטריפיקציה בעוד שמחזור הפחמן מתרחש באמצעות פוטוסינתזה, נשימה, בעירה, פירוק וכו'. כמו כן, המיקרואורגניזמים מעורבים בשני המחזורים. בנוסף, מחזור החנקן מתחיל בקיבוע חנקן בעוד שמחזור הפחמן מתחיל בפוטוסינתזה. זהו סיכום ההבדל בין מחזור חנקן למחזור פחמן.
