8. (b) कार्बन चक्र का उपयुक्त रेखाचित्र सहित एक स्पष्टीकृत विवरण दीजिए।

कार्बन चक्र: एक स्पष्टीकृत विवरण

कार्बन चक्र वह प्रक्रिया है जिसके द्वारा कार्बन परमाणु वायुमंडल, महासागरों, भूमि और जीवित जीवों के बीच घूमते हैं। यह पृथ्वी के विभिन्न घटकों - जीवमंडल, मृदामंडल, भूमंडल, जलमंडल और वायुमंडल के बीच कार्बन के विनिमय को सुनिश्चित करता है। कार्बन चक्र को समझने के लिए इसके विभिन्न जलाशयों और उन प्रक्रियाओं को जानना महत्वपूर्ण है जिनके माध्यम से कार्बन इन जलाशयों के बीच स्थानांतरित होता है।

कार्बन के प्रमुख जलाशय (कार्बन सिंक)

कार्बन विभिन्न रूपों में पृथ्वी पर संग्रहित होता है, जिन्हें कार्बन जलाशय या कार्बन सिंक कहा जाता है। प्रमुख कार्बन सिंक निम्नलिखित हैं:

• वायुमंडल: कार्बन डाइऑक्साइड (CO2) और मीथेन (CH4) के रूप में कार्बन हवा में मौजूद होता है। यह पौधों द्वारा प्रकाश संश्लेषण के लिए उपयोग किया जाता है और श्वसन, दहन व ज्वालामुखी विस्फोटों द्वारा वायुमंडल में वापस आता है।
• महासागर: महासागर कार्बन डाइऑक्साइड को सीधे वायुमंडल से अवशोषित करते हैं और इसे घुले हुए अकार्बनिक कार्बन (जैसे बाइकार्बोनेट आयन) के रूप में संग्रहीत करते हैं। समुद्री जीव भी कैल्शियम कार्बोनेट (जैसे कोरल और शंख) के रूप में कार्बन का उपयोग करते हैं। महासागर विश्व के सबसे बड़े कार्बन जलाशय हैं।
• स्थलीय जीवमंडल: इसमें सभी जीवित और मृत जैविक पदार्थ शामिल हैं, जैसे पौधे, जानवर, सूक्ष्मजीव और मिट्टी में कार्बनिक पदार्थ। पौधे प्रकाश संश्लेषण के माध्यम से कार्बन डाइऑक्साइड को अवशोषित करते हैं।
• भूपर्पटी (पृथ्वी की पपड़ी): कार्बन चट्टानों और तलछटों में जमा होता है, जैसे चूना पत्थर (कैल्शियम कार्बोनेट) और जीवाश्म ईंधन (कोयला, तेल, प्राकृतिक गैस)। यह कार्बन लाखों वर्षों तक संग्रहीत रह सकता है।

कार्बन चक्र की प्रक्रियाएं (उत्सर्जन और अवशोषण)

कार्बन चक्र मुख्य रूप से दो प्रकार की प्रक्रियाओं - जैविक और अजैविक - द्वारा संचालित होता है:

1. जैविक प्रक्रियाएं

• प्रकाश संश्लेषण: हरे पौधे और कुछ सूक्ष्मजीव सूर्य के प्रकाश का उपयोग करके वायुमंडल या जल से कार्बन डाइऑक्साइड को अवशोषित करते हैं और इसे ग्लूकोज (कार्बोहाइड्रेट) में परिवर्तित करते हैं। यह प्रक्रिया कार्बन को अकार्बनिक से कार्बनिक रूप में बदलती है।
  CO2 + H2O + सौर ऊर्जा → C6H12O6 (ग्लूकोज) + O2
• श्वसन: पौधे, जानवर और सूक्ष्मजीव ग्लूकोज को ऊर्जा के लिए तोड़ते हैं और कार्बन डाइऑक्साइड को वायुमंडल में छोड़ते हैं।
  C6H12O6 + O2 → CO2 + H2O + ऊर्जा
• अपघटन: मृत पौधे और जानवर, तथा उनके अपशिष्ट उत्पादों को बैक्टीरिया और कवक जैसे अपघटक तोड़ते हैं। इस प्रक्रिया में कार्बनिक पदार्थ कार्बन डाइऑक्साइड और मीथेन के रूप में वायुमंडल में वापस आते हैं या मिट्टी में कार्बनिक पदार्थ के रूप में संग्रहीत होते हैं।
• खाद्य श्रृंखला: कार्बन पौधों से शाकाहारी जीवों में, और फिर मांसाहारी जीवों में स्थानांतरित होता है जब वे भोजन के रूप में एक-दूसरे का उपभोग करते हैं।

2. अजैविक प्रक्रियाएं

• दहन: जंगलों में लगने वाली आग या जीवाश्म ईंधन (कोयला, तेल, प्राकृतिक गैस) के जलने से वायुमंडल में बड़ी मात्रा में कार्बन डाइऑक्साइड निकलती है।
• ज्वालामुखी गतिविधि: ज्वालामुखी विस्फोट से वायुमंडल में कार्बन डाइऑक्साइड और अन्य गैसें निकलती हैं।
• महासागर-वायुमंडल विनिमय: महासागर सीधे वायुमंडल से कार्बन डाइऑक्साइड को अवशोषित और छोड़ सकते हैं। पानी का तापमान इसमें महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है; ठंडा पानी अधिक कार्बन डाइऑक्साइड को अवशोषित करता है।
• अपक्षय: चट्टानों का अपक्षय (विशेषकर कार्बोनेट चट्टानों का) कार्बन को जल में घोलकर और अंततः महासागरों में पहुँचाता है।

कार्बन चक्र का उपयुक्त रेखाचित्र

एक सरल कार्बन चक्र का रेखाचित्र विभिन्न जलाशयों और उनके बीच कार्बन के प्रवाह को दर्शाता है।

(यहां एक रेखाचित्र बनाना होगा, जिसमें प्रमुख तत्व शामिल हों:)

                                     वायुमंडल (CO2)
                                        ^   |
                                        |   | (प्रकाश संश्लेषण)
                                        |   v
                                  पौधे (कार्बनिक पदार्थ)
                                        ^   |
                                        |   | (श्वसन, उपभोग)
                                        |   v
                                  जानवर (कार्बनिक पदार्थ)
                                        ^   |
                                        |   | (अपघटन)
                                        |   v
                                  मिट्टी (कार्बनिक पदार्थ)
                                        ^   |
                                        |   | (जीवाश्म ईंधन निर्माण)
                                        |   v
                                जीवाश्म ईंधन (कोयला, तेल, गैस)
                                        ^   |
                                        |   | (दहन)
                                        |   v
समुद्र (घुला हुआ CO2, कार्बोनेट) <-------> वायुमंडल (CO2) <-------> ज्वालामुखी विस्फोट

रेखाचित्र का विवरण:

• वायुमंडल से CO2 पौधे प्रकाश संश्लेषण के लिए लेते हैं।
• पौधों को जानवर खाते हैं, कार्बन खाद्य श्रृंखला में प्रवेश करता है।
• पौधे और जानवर श्वसन के माध्यम से CO2 वापस वायुमंडल में छोड़ते हैं।
• मृत पौधे और जानवर अपघटित होते हैं, कार्बन मिट्टी में जाता है या CO2 के रूप में वापस वायुमंडल में आता है।
• लाखों वर्षों में, मृत जैविक पदार्थ जीवाश्म ईंधन में बदल जाते हैं।
• जीवाश्म ईंधन के जलने से बड़ी मात्रा में CO2 वायुमंडल में छोड़ी जाती है।
• महासागर वायुमंडल से CO2 को अवशोषित करते हैं और छोड़ते हैं।
• ज्वालामुखी विस्फोट से भी CO2 वायुमंडल में आती है।

मानव गतिविधियों का कार्बन चक्र पर प्रभाव

मानवीय गतिविधियों ने कार्बन चक्र के प्राकृतिक संतुलन को गंभीर रूप से प्रभावित किया है, जिससे वायुमंडल में CO2 की मात्रा में वृद्धि हुई है।

• जीवाश्म ईंधन का दहन: ऊर्जा उत्पादन, परिवहन और उद्योगों के लिए कोयला, तेल और प्राकृतिक गैस जैसे जीवाश्म ईंधनों का बड़े पैमाने पर जलना वायुमंडल में CO2 का सबसे बड़ा स्रोत है।
• वनों की कटाई: वन कार्बन सिंक के रूप में कार्य करते हैं, CO2 को अवशोषित करते हैं। वनों की कटाई से न केवल यह अवशोषण क्षमता कम होती है, बल्कि पेड़ों में जमा कार्बन भी कटाई या जलने पर वायुमंडल में मुक्त हो जाता है।
• औद्योगिक प्रक्रियाएं: सीमेंट उत्पादन जैसी कुछ औद्योगिक प्रक्रियाएं भी CO2 को उपोत्पाद के रूप में छोड़ती हैं।
• कृषि: पशुधन पालन मीथेन (CH4) जैसी शक्तिशाली ग्रीनहाउस गैसों का उत्सर्जन करता है, जो कार्बन चक्र को प्रभावित करती हैं।

इन गतिविधियों के परिणामस्वरूप ग्रीनहाउस प्रभाव बढ़ता है, जिससे वैश्विक तापमान में वृद्धि और जलवायु परिवर्तन होता है।