Η βασική διαφορά μεταξύ του κύκλου του αζώτου και του κύκλου του άνθρακα είναι ότι ο κύκλος του αζώτου περιγράφει τη μετατροπή του αζώτου σε πολλαπλές χημικές μορφές και την κυκλοφορία μεταξύ της ατμόσφαιρας, των χερσαίων και των θαλάσσιων οικοσυστημάτων, ενώ ο κύκλος του άνθρακα περιγράφει την κίνηση του άνθρακα και του πολλαπλές χημικές μορφές μεταξύ της ατμόσφαιρας, των ωκεανών, της βιόσφαιρας και της γεωσφαίρας.
Σε ένα οικοσύστημα, οι βιοχημικοί κύκλοι είναι σημαντικοί για τη διατήρηση της φυσικής ισορροπίας. Επομένως, για πολλά στοιχεία ενός οικοσυστήματος, μπορούμε να σχεδιάσουμε έναν κύκλο που συνοψίζει την κίνηση του στοιχείου μέσα από τα διάφορα στοιχεία του οικοσυστήματος. Στον κύκλο, τα στοιχεία μετατρέπονται σε πολύπλοκα μόρια και αργότερα διασπώνται σε αποσύνθεση σε απλούστερα μόρια. Όλοι οι κύκλοι έχουν μεγαλύτερη δεξαμενή, η οποία είναι συνήθως αβιοτική. Ο κύκλος του αζώτου, ο κύκλος του άνθρακα, ο κύκλος του φωσφόρου και οι υδρολογικοί κύκλοι είναι μερικοί από τους σημαντικούς βιοχημικούς κύκλους στη φύση. Ως εκ τούτου, η κατανόηση του κύκλου της ύλης και η διατήρηση αποτελεσματικής ποδηλασίας είναι σημαντική για την προστασία του περιβάλλοντος από τη ρύπανση.
Τι είναι ο κύκλος αζώτου;
Ο κύκλος του αζώτου είναι ένας από τους σημαντικότερους γεωχημικούς κύκλους που συμβαίνουν στη φύση. Εξηγεί την κυκλοφορία διαφορετικών χημικών μορφών αζώτου μέσω της ατμόσφαιρας, των χερσαίων και θαλάσσιων οικοσυστημάτων. Η κύρια δεξαμενή αζώτου είναι η ατμόσφαιρα. Έχει περίπου 78% αέριο άζωτο, αλλά δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί από πολλούς οργανισμούς. Έτσι το άζωτο πρέπει να μετατραπεί σε μορφές που μπορούν να χρησιμοποιηθούν από τα φυτά. Αυτή η διαδικασία είναι γνωστή ως δέσμευση αζώτου.
Επιπλέον, η δέσμευση αζώτου συμβαίνει με διάφορους τρόπους. Μία μέθοδος είναι η βιολογική στερέωση. Τα συμβιωτικά βακτήρια όπως το Rhizobium που ζουν στους όζους της ρίζας των ψυχανθών φυτών μπορούν να σταθεροποιήσουν το ατμοσφαιρικό άζωτο. Επίσης, υπάρχουν μερικά ελεύθερα βακτήρια όπως το Azotobacter που μπορούν να διορθώσουν το άζωτο. Μια άλλη μέθοδος αζωτοδέσμευσης είναι η βιομηχανική αζωτοδέσμευση. Μέσω της διαδικασίας Heber, το αέριο άζωτο μπορεί να μετατραπεί σε αμμωνία που χρησιμοποιείται για την παραγωγή λιπασμάτων και εκρηκτικών. Εκτός από αυτό, φυσικά το άζωτο μετατρέπεται σε νιτρικό άλας όταν χτυπήσει κεραυνός.
Εικόνα 01: Κύκλος αζώτου
Τα περισσότερα φυτά εξαρτώνται από την παροχή νιτρικών από το έδαφος για τις ανάγκες τους σε άζωτο. Τα ζώα εξαρτώνται από τα φυτά άμεσα ή έμμεσα για να λάβουν την παροχή αζώτου. Όταν το φυτό και τα ζώα πεθαίνουν, οι αζωτούχες ενώσεις τους, όπως οι πρωτεΐνες, επιστρέφουν σε νιτρικά άλατα από σαπροτροφικά βακτήρια και μύκητες. Συμβαίνει μέσω μιας σειράς αντιδράσεων οξείδωσης όπου η πρωτεΐνη μετατρέπεται σε αμινοξέα και στη συνέχεια τα αμινοξέα μετατρέπονται σε αμμωνία. Κατά συνέπεια, η διαδικασία είναι «νιτροποίηση» και το Nitrosomonas και το Nitrobacter είναι δύο βακτήρια που συμμετέχουν σε αυτό. Η νιτροποίηση μπορεί να αντιστραφεί από βακτήρια απονιτροποίησης. Μειώνουν τα νιτρικά άλατα στο έδαφος σε αέριο άζωτο και απελευθερώνουν στην ατμόσφαιρα.
Τι είναι ο κύκλος άνθρακα;
Ο κύκλος του άνθρακα είναι ένας άλλος γεωχημικός κύκλος που απεικονίζει τη μετατροπή διαφορετικών χημικών μορφών άνθρακα και την κυκλοφορία τους μέσω της ατμόσφαιρας, της υδρόσφαιρας, της βιόσφαιρας και της γεωσφαίρας. Η κύρια πηγή άνθρακα για τους ζωντανούς οργανισμούς είναι το διοξείδιο του άνθρακα που υπάρχει στην ατμόσφαιρα ή διαλυμένο στα επιφανειακά νερά. Τα φωτοσυνθετικά φυτά, τα φύκια και τα γαλαζοπράσινα βακτήρια μπορούν να μετατρέψουν το διοξείδιο του άνθρακα σε ανθρακικές ενώσεις όπως οι υδατάνθρακες. Οι υδατάνθρακες γίνονται τα δομικά στοιχεία για τις περισσότερες άλλες οργανικές ενώσεις που χρειάζονται, για τις δομές και τις λειτουργίες τους.
Τα ζώα λαμβάνουν άνθρακα από τα φυτά άμεσα ή έμμεσα. Το διοξείδιο του άνθρακα που απορροφάται από τα φυτά για τη φωτοσύνθεση αντισταθμίζεται από την αναπνοή τόσο των φυτών όσο και των ζώων. Επομένως, η φωτοσύνθεση και η αναπνοή είναι οι κύριοι μηχανισμοί που προκαλούν τη διατήρηση της φυσικής ισορροπίας του κύκλου του άνθρακα.
Εικόνα 02: Κύκλος άνθρακα
Ομοίως, μέρος του σταθερού διοξειδίου του άνθρακα μέσω της φωτοσύνθεσης αποθηκεύεται στα σώματα των ζωντανών οργανισμών. Στη συνέχεια, όταν πεθάνουν, αυτός ο άνθρακας επιστρέφει στο έδαφος και στα υδάτινα σώματα. Όταν αυτές οι νεκρές ουσίες συσσωρεύονται για μεγαλύτερο χρονικό διάστημα στο έδαφος, μετατρέπονται σε κοιτάσματα ορυκτών καυσίμων. Το διοξείδιο του άνθρακα επιστρέφει ξανά στην ατμόσφαιρα όταν οι άνθρωποι καίνε ορυκτά καύσιμα. Με αυτόν τον τρόπο, οι ενώσεις άνθρακα κυκλοφορούν μέσα από διαφορετικές σφαίρες.
Ποιες είναι οι ομοιότητες μεταξύ του κύκλου αζώτου και του κύκλου άνθρακα;
- Τόσο ο κύκλος του αζώτου όσο και ο κύκλος του άνθρακα είναι σημαντικοί βιογεωχημικοί κύκλοι.
- Εικονίζουν πώς πολλαπλές χημικές μορφές κάθε στοιχείου κυκλοφορούν στο περιβάλλον.
- Και οι δύο κύκλοι καθιστούν αυτά τα στοιχεία διαθέσιμα για φυτά και ζώα.
- Τα αέρια της ατμόσφαιρας εμπλέκονται και στους δύο κύκλους.
- Όχι μόνο αυτό, και οι δύο κύκλοι ξεκινούν και τελειώνουν με ατμοσφαιρικό αέριο.
- Και επίσης οι ενώσεις κυκλοφορούν στο έδαφος και στους δύο κύκλους.
- Οι μικροοργανισμοί εκπληρώνουν μεγαλύτερο μέρος κάθε κύκλου.
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ του κύκλου αζώτου και του κύκλου άνθρακα;
Ο κύκλος του αζώτου δείχνει τον κύκλο των διαφορετικών χημικών μορφών αζώτου στο περιβάλλον, ενώ ο κύκλος του άνθρακα δείχνει τον κύκλο του άνθρακα. Επομένως, αυτή είναι η βασική διαφορά μεταξύ του κύκλου αζώτου και του κύκλου άνθρακα. Η δεξαμενή για τον κύκλο του αζώτου είναι το ατμοσφαιρικό αέριο άζωτο ενώ για τον άνθρακα είναι το αέριο διοξείδιο του άνθρακα. Ως εκ τούτου, είναι επίσης μια διαφορά μεταξύ του κύκλου αζώτου και του κύκλου άνθρακα. Επίσης, η δεξαμενή αζώτου είναι πολύ μεγαλύτερη σε σύγκριση με μια δεξαμενή άνθρακα.
Επιπλέον, μια ακόμη διαφορά μεταξύ του κύκλου του αζώτου και του κύκλου του άνθρακα είναι ότι μια διαταραχή στον κύκλο του άνθρακα μπορεί να επηρεαστεί πολύ πιο γρήγορα σε ανθρώπους και ζώα σε σύγκριση με μια διαταραχή στον κύκλο του αζώτου.
Το παρακάτω infographic σχετικά με τη διαφορά μεταξύ του κύκλου αζώτου και του κύκλου άνθρακα δείχνει περισσότερες διαφορές μεταξύ των δύο.
Σύνοψη – Κύκλος αζώτου έναντι κύκλου άνθρακα
Ο κύκλος του αζώτου και ο κύκλος του άνθρακα είναι δύο σημαντικοί κύκλοι θρεπτικών συστατικών που συμβαίνουν στη φύση. Ο κύκλος του αζώτου δείχνει την κυκλοφορία διαφόρων μορφών αζώτου μέσω της φύσης. Από την άλλη πλευρά, ο κύκλος του άνθρακα δείχνει την κυκλοφορία διαφόρων μορφών άνθρακα μέσω της φύσης. Έτσι, είναι η βασική διαφορά μεταξύ του κύκλου αζώτου και του κύκλου άνθρακα. Επιπλέον, ο κύκλος του αζώτου λαμβάνει χώρα μέσω δέσμευσης αζώτου, νιτροποίησης, αφομοίωσης νιτρικών, αμμωνοποίησης, απονιτροποίησης ενώ ο κύκλος του άνθρακα γίνεται μέσω φωτοσύνθεσης, αναπνοής, καύσης, αποσύνθεσης κ.λπ. Επίσης, οι μικροοργανισμοί εμπλέκονται και στους δύο κύκλους. Επιπλέον, ο κύκλος του αζώτου ξεκινά με τη δέσμευση αζώτου ενώ ο κύκλος του άνθρακα ξεκινά με τη φωτοσύνθεση. Αυτή είναι η περίληψη της διαφοράς μεταξύ του κύκλου αζώτου και του κύκλου άνθρακα.
