تفاوت اصلی بین چرخه نیتروژن و چرخه کربن در این است که چرخه نیتروژن تبدیل نیتروژن به اشکال شیمیایی متعدد و گردش بین جو، اکوسیستم های زمینی و دریایی را توصیف می کند در حالی که چرخه کربن حرکت کربن و آن را توصیف می کند. اشکال شیمیایی متعدد بین اتمسفر، اقیانوس ها، زیست کره و ژئوسفر.
در یک اکوسیستم، چرخه های بیوشیمیایی برای حفظ تعادل طبیعی مهم هستند. بنابراین، برای بسیاری از عناصر یک اکوسیستم، می‌توان چرخه‌ای ترسیم کرد که حرکت عنصر را از طریق اجزای مختلف اکوسیستم خلاصه می‌کند.در چرخه، عناصر به مولکول‌های پیچیده تبدیل می‌شوند و بعداً در تجزیه به مولکول‌های ساده‌تر تجزیه می‌شوند. همه چرخه ها دارای یک مخزن بزرگتر هستند که معمولا غیر زنده است. چرخه نیتروژن، چرخه کربن، چرخه فسفر و چرخه های هیدرولوژیکی برخی از چرخه های بیوشیمیایی مهم در طبیعت هستند. بنابراین، درک چرخه ماده و حفظ چرخه موثر برای نجات محیط زیست از آلودگی مهم است.
چرخه نیتروژن چیست؟
چرخه نیتروژن یکی از مهم ترین چرخه های ژئوشیمیایی است که در طبیعت رخ می دهد. این چرخش اشکال شیمیایی مختلف نیتروژن را در جو، اکوسیستم های زمینی و دریایی توضیح می دهد. مخزن اصلی نیتروژن جو است. حدود 78 درصد گاز نیتروژن دارد، اما برای بسیاری از موجودات زنده قابل استفاده نیست. بنابراین نیتروژن باید به اشکال قابل استفاده توسط گیاهان تبدیل شود. این فرآیند به عنوان تثبیت نیتروژن شناخته می شود.
علاوه بر این، تثبیت نیتروژن به روش های مختلفی رخ می دهد.یک روش تثبیت بیولوژیکی است. باکتری های همزیست مانند ریزوبیوم که در گره های ریشه گیاهان حبوبات زندگی می کنند می توانند نیتروژن اتمسفر را تثبیت کنند. همچنین، برخی از باکتری‌های آزاد مانند ازتوباکتر وجود دارند که می‌توانند نیتروژن را تثبیت کنند. روش دیگر تثبیت نیتروژن، تثبیت نیتروژن صنعتی است. از طریق فرآیند هبر، گاز نیتروژن می تواند به آمونیاک تبدیل شود که برای تولید کود و مواد منفجره استفاده می شود. به غیر از این، به طور طبیعی نیتروژن در هنگام برخورد صاعقه به نیترات تبدیل می شود.
شکل 01: چرخه نیتروژن
اکثر گیاهان برای نیاز نیتروژن خود به تامین نیترات از خاک وابسته هستند. حیوانات برای تامین نیتروژن خود به طور مستقیم یا غیرمستقیم به گیاهان وابسته هستند. هنگامی که گیاهان و حیوانات می میرند، ترکیبات حاوی نیتروژن آنها مانند پروتئین ها توسط باکتری ها و قارچ های ساپروتروف به نیترات ها باز می گردند.این از طریق یک سری واکنش های اکسیداسیون اتفاق می افتد که در آن پروتئین به اسیدهای آمینه و سپس اسیدهای آمینه به آمونیاک تبدیل می شود. بر این اساس، فرآیند "نیتریفیکاسیون" است و نیتروزوموناس و نیتروباکتر دو باکتری شرکت کننده در این فرآیند هستند. نیتریفیکاسیون را می توان با باکتری های نیترات زدایی معکوس کرد. آنها نیترات خاک را به گاز نیتروژن کاهش می دهند و در اتمسفر آزاد می کنند.
چرخه کربن چیست؟
چرخه کربن چرخه ژئوشیمیایی دیگری است که تبدیل اشکال مختلف شیمیایی کربن و گردش آنها در جو، هیدروسفر، بیوسفر و ژئوسفر را به تصویر می کشد. منبع اصلی کربن موجودات زنده دی اکسید کربن موجود در جو یا محلول در آبهای سطحی است. گیاهان فتوسنتزی، جلبک ها و باکتری های سبز آبی می توانند دی اکسید کربن را به ترکیبات کربنی مانند کربوهیدرات ها تبدیل کنند. کربوهیدرات ها به بلوک های ساختمانی برای اکثر ترکیبات آلی دیگر مورد نیاز، برای ساختار و عملکردشان تبدیل می شوند.
حیوانات به طور مستقیم یا غیرمستقیم کربن را از گیاهان دریافت می کنند. دی اکسید کربن جذب شده توسط گیاهان برای فتوسنتز با تنفس گیاهان و جانوران متعادل می شود. بنابراین، فتوسنتز و تنفس مکانیسم‌های اصلی هستند که باعث حفظ تعادل طبیعی چرخه کربن می‌شوند.
شکل 02: چرخه کربن
به همین ترتیب، مقداری از دی اکسید کربن ثابت از طریق فتوسنتز در بدن موجودات زنده ذخیره می شود. پس از آن، هنگامی که آنها می میرند، آن کربن به خاک و آب باز می گردد. هنگامی که این مواد مرده برای مدت طولانی تری در خاک انباشته می شوند، به ذخایر سوخت فسیلی تبدیل می شوند. وقتی مردم سوخت فسیلی می سوزانند، دی اکسید کربن دوباره به جو باز می گردد. به این ترتیب ترکیبات کربن در کره های مختلف به گردش در می آیند.
شباهت‌های بین چرخه نیتروژن و چرخه کربن چیست؟
- هم چرخه نیتروژن و هم چرخه کربن چرخه های بیوژئوشیمیایی مهمی هستند.
- آنها نشان می دهند که چگونه چندین اشکال شیمیایی هر عنصر در محیط گردش می کنند.
- هر دو چرخه این عناصر را برای گیاهان و حیوانات در دسترس قرار می دهند.
- گازهای اتمسفر در هر دو چرخه دخالت دارند.
- نه تنها این، هر دو چرخه با گاز اتمسفر شروع و پایان می یابد.
- و همچنین ترکیبات در هر دو چرخه در خاک گردش می کنند.
- میکروارگانیسم ها بخش بیشتری از هر چرخه را انجام می دهند.
تفاوت بین چرخه نیتروژن و چرخه کربن چیست؟
چرخه نیتروژن چرخه اشکال مختلف شیمیایی نیتروژن را در محیط نشان می دهد در حالی که چرخه کربن چرخه کربن را نشان می دهد. بنابراین، این تفاوت اصلی بین چرخه نیتروژن و چرخه کربن است.مخزن چرخه نیتروژن گاز نیتروژن اتمسفر است در حالی که برای کربن گاز دی اکسید کربن است. از این رو، بین چرخه نیتروژن و چرخه کربن نیز تفاوت وجود دارد. همچنین، مخزن نیتروژن در مقایسه با مخزن کربن بسیار بزرگتر است.
علاوه بر این، یک تفاوت دیگر بین چرخه نیتروژن و چرخه کربن این است که اختلال در چرخه کربن در مقایسه با اختلال در چرخه نیتروژن می تواند به سرعت بر انسان و حیوانات تأثیر بگذارد.
اینفوگرافیک زیر در مورد تفاوت بین چرخه نیتروژن و چرخه کربن تفاوت های بیشتری را بین هر دو نشان می دهد.
خلاصه - چرخه نیتروژن در مقابل چرخه کربن
چرخه نیتروژن و چرخه کربن دو چرخه مهم مواد مغذی هستند که در طبیعت رخ می دهند.چرخه نیتروژن گردش اشکال مختلف نیتروژن را در طبیعت نشان می دهد. از سوی دیگر، چرخه کربن گردش اشکال مختلف کربن را در طبیعت نشان می دهد. بنابراین، این تفاوت اصلی بین چرخه نیتروژن و چرخه کربن است. علاوه بر این، چرخه نیتروژن از طریق تثبیت نیتروژن، نیتریفیکاسیون، جذب نیترات، آمونیفیکاسیون، نیترات زدایی رخ می دهد در حالی که چرخه کربن از طریق فتوسنتز، تنفس، احتراق، تجزیه و غیره رخ می دهد. همچنین میکروارگانیسم ها در هر دو چرخه دخالت دارند. علاوه بر این، چرخه نیتروژن با تثبیت نیتروژن شروع می شود در حالی که چرخه کربن با فتوسنتز شروع می شود. این خلاصه تفاوت بین چرخه نیتروژن و چرخه کربن است.
