دورة الكربونات – السيليكات هي دورة كيميائية تحدث في الأرض عبر الزمن وتتحول فيها صخور السيليكات الى صخور الكاربونات عبر التجوية والترسيب (التجوية هي عملية تفتت الصخور والاتربة والمعادن عبر عوامل عديدة منها التماس مع الماء، والترسيب هي عملية ترسب القطع تلك في المنخفضات بواسطة عوامل الترسيب المختلفة) ومن ثم عودة تحول صخور الكاربونات تلك الى السيليكات عبر النشاط البركاني وعملية التحول (تغير المعادن في الصخور). تسحب عملية التجوية شيئاً من ثنائي أوكسيد الكربون في الغلاف الجوي ثم تعيده اثناء النشاط البركاني مما يترك أثراً على مناخ الأرض على نطاق ملايين السنين وهي الفترة التي تحدث في غضونها الدورة.
يعد تطور الكائنات الحية أمراً حاسماً في عملية التجوية من خلال مساهمتها فيما يعرف بالتمعدن الحيوي (Biomineralization) وبذلك، لا تكون دورة الكاربون – السيليكات لوحدها مساهمة في جعل الأرض مناسبة للحياة، بل تساهم الكائنات الحية في تلك الدورة أيضاً. كائنات أحادية الخلية مثل المنخربات التي تتواجد على الأرض منذ حوالي نصف مليار سنة تصنع قشوراً من كاربونات الكالسيوم، ثم حين تموت تلك الكائنات فإنها تهوي نحو أعماق المحيط لتتحلل هناك ولينتج ثنائي أوكسيد الكربون من ذلك التفاعل. هذا هو أحد الأمثلة على دور الكائنات الحية في هذه الدورة.
كيف يعد أثر ثنائي أوكسيد الكربون ايجابياً في الغلاف الجوي؟ كل ما نسمعه اليوم عن الاحترار العالمي يعد صغيراً ودقيقاً جداً حيث يتراوح بين درجة ودرجتين وهو لا يمنع من إبادة الحياة على الأرض رغم كل أشكال التدمير الذي تتعرض له. غير أن الحديث على مستوى طبيعة كوكب الأرض وما يمكن أن تؤثر عليه دورة الكربونات – السيليكات يعد أبلغ أثراً وذو دورة أطول – ملايين السنين كما ذكرنا – وفي الحقيقة إن لتأثير ثنائي أوكسيد الكربون الناتج من دورة الكربون – السيليكات وعوامل أخرى على المدى البعيد دور كبير في جعل الأرض أكثر دفئاً واخراجها من حقب كانت الأرض فيها كرة ثلجية.
في كثير من الأحيان نجد الأبحاث التي تتكلم عن دورة الكربونات – السيليكات تناقش الحياة على الأرض بشكل عام، أو طبيعة الكواكب المأهولة بالحياة وما يفترض أن تكون عليها نسبة ثنائي أوكسيد الكربون في الغلاف الجوي، وتحديداً يسمى ذلك المبدأ بمبدأ النطاق الصالح للحياة. غير أن الحياة على الأرض ونشوء الأرض بالشكل الذي هي عليه الآن لا يقتصر فقط على الدور الإيجابي لثنائي أوكسيد الكربون بل على أهمية نواتج معادلة تجوية السيليكات والتي تعطي مركبات مهمة لتغذية النبات مثلاً، فضلاً عن دورها في توازن ثنائي أوكسيد الكربون بالاتجاه الآخر.
دورة الكربونات السيليكات
مصادر:
Pennsylvania State University, carbonate-silicate cycle
David Cutress, Hitting rock bottom: can silica rocks mitigate agricultural emissions? Business Wale, 27th of September 2022
تم نشر هذا المقال ضمن العدد 55 من مجلة العلوم الحقيقية وراجعته لغوياً ريام عيسى
