Döngüler Nelerdir ?

Ekosistem birbirleri ile ilişkili olan canlı ve cansız varlıklardan oluşmuştur Ekosistem bu varlıklar arasındaki madde ve enerji alışverişi ve dolaşımı sayesinde kendisini yeniler ve besler Ekosistemin enerjisini güneş sağlar, ancak hayatın devamı için gerekli olan su ve diğer kimyasal maddeler dünyamızda yer alırEkosistemlerde madde varlığı sınırlıdır, alınan maddeler yerine konmadığı takdirde tükenmeye mahkûmdurEkosistemlerin dengesini koruyabilmesi ve varlığını sürdürebilmesi (dünyada hayatın devamı için) madde ve enerji döngüleri sırasında alınan maddelerin yani inorganik maddelerin kullanıldıktan sonra cansız ortama geri verilmesi sayesinde olabilir
Doğada yaşamın sürekliliği için karbon, su, oksijen, azot, oksijen ve fosfor gibi maddeler ekosistem içinde devirli olarak kullanılırlar Yani canlılar ihtiyaç duydukları bu maddeleri yaşadıkları ortamdan alır, kullanır ve bir şekilde ortama geri verirler ve sürekli olarak devirler yapıp yenilenerek canlılar tarafından tekrar kullanılır Birinci Termodinamik Kanunu gereğince hiçbir madde ortamdan kaybolmaz, ancak çeşitli kimyasal değişimler geçirebilir
Hayatın devamı için gerekli olan maddelerin ekosistem içinde canlılar ve cansız çevreleri arasındaki dolaşımına Ekolojik Madde Döngüleri ya da Madde Çevrimleri denir Bu döngülerin biyolojik, kimyasal ve jeolojik etmenleri olduğundan Biyojeokimyasal Döngüler de denir Madde döngüsünün enerji akışından farkı ekosistem içinde sürekli devir yapmasıdır Madde döngüleri güneş enerjisi sayesinde gerçekleşir

Suyun Döngüsü:

Su, bazı doğal kuvvetler ve hava hareketleriyle atmosfer ile yer yüzündeki karalar ve sular arasında sistemli bir şekilde hareket etmektedirBuna su döngüsü veya hidrolojik dolaşım denirGüneş enerjisinin ısıtmasıyla ,çeşitli kaynaklardan atmosfere çıkan su buharı;yağmur,kar, dolu gibi yağış biçimleriyle yeniden yer yüzüne dönerBu suyun bir miktarı yer altı sularına karışırken,daha büyük bir kısmı,göl ve deniz gibi kaynaklarda birikir
Su döngüsü de,öteki tüm döngüler gibi süreklidirBitkiler de terleme ile su döngüsüne katılırYer yüzündeki bütün sular,su döngüsüne katılmaktadırYani,denizlerden buharlaşan su,yağış olarak yer yüzüne dönmekte, bir kısmı yüzeysel sularda birikip ,bir kısmı da yer altı sularına karışmaktadır Yer altı sularının son toplanma yeri ise deniz ve okyanuslardırBurada toplanan sular,su döngüsüne devam eder (uzun su devri)Deniz ve okyanuslardan buharlaşan suyun karalara geçmeden tekrar yağmur, kar,dolu, biçiminde deniz ve okyanuslara geçmesine kısa su devri denirBuharlaşma ve terleme yoluyla yükselen su,bulutlarda yoğunlaşırBunun sonunda da yağış oluşurYağış olarak geri dönen suyun bir kısmı yüzey sularında (göl ve denizlerde) depo edilir
Diğer kısmı yer altı sularına karışırToprağa giren su , yer altı suyu olarak tekrar denizlere akar Bu şekilde su döngüsü tamamlanmış olur
Su döngüsü 3 evre halinde gerçekleşir
1Buharlaşma: Suyun ısınarak buharlaşması, bitkilerinde terleme yoluyla atmosfere verilmesidir Yeryüzündeki buharlaşma güneşin sıcaklık etkisi ile gerçekleşir Suyun buharlaşma alanları denizler, okyanuslar, akarsular, yağış alanları ve toprak yüzeyidir Ayrıca bitki ve diğer canlıların terlemesi de buharlaşma alanları arasında yer alır Buharlaşma yoluyla su atmosfere verilir
2Yoğunlaşma: Su buharının soğuyarak doygun hale gelince su zerreciklerine ve buz kristallerine dönerek bulutları oluşturmasıdır
3Yağışlar: Yoğunlaşan su zerreciklerinin daha soğuyup su damlaları halinde yer çekimi etkisiyle yere düşmesidir Yeryüzüne düşen suların bir kısmı toprak derinliklerindeki bitki köklerine alınır, bir kısmı da diğer canlılar tarafından kullanılır Yağışlarla yeryüzüne düşen suyun büyük bir kısmı yüzey akıntıları şeklinde deniz, okyanus, akarsu ve göllere karışarak akarsular, göller ve yeraltı suları yoluyla denizlere ulaşarak döngüyü tamamlar
Yağışlar su döngüsünün önemli bir parçası olup suyun tekrar tekrar kullanılmasını sağlar Bir yağmur damlası bir yıl içinde tekrar tekrar buharlaşıp yeniden yağarak yeryüzüne döner Böylece 4 milyon km³ su karalar atmosfer arasında hareket eder
Toprak tabakasının çeşidi, arazinin eğimi, bitki örtüsü, yeraltı ve yer üstü sularının şekil ve durumları su döngüsünü etkiler Doğal bitki örtüsü sel tahribatını önler, yağışların dengeli dağılımını sağlar Doğal bitki örtüsünün azalması ile birlikte yağış miktarı azalır, yağış miktarı azalınca canlıların yaşam kaynağı olan mineral döngüleri de bozulur
Ancak insanlar tarafından kullanılan sular kimyasal maddeler, fabrika atıkları, nükleer atıklar, tarım ilaçları, yapay gübreler vb kirletilen bu sular yağışlarla yeraltı suyu ve içme sularına karışır Doğal döngü içinde de yeterince temizlenemez ve canlılar için büyük bir tehlike oluşturmaktadır

Karbon Döngüsü:

Karbon atomlarının fiziksel, jeolojik, kimyasal ve diğer süreçler sonucunda atmosfer, okyanuslar, yeryüzü vb arasındaki dolaşımı Karbon atomları canlı dokularını meydana getirdikleri için tüm yaşamın temel taşıdır Karbonun çoğu karbondioksit şeklinde bulunur YERYÜZÜNDE KARBONUN DÖRT ANA KAYNAĞI
1Atmosfer (havaküre):Karbondioksit
2Hidrosfer (Suküre):Karbondioksit ve bikarbonat
3Litosfer (Taşküre):Petrol,kömür,doğal gaz,karbon
4Biyosfer (Canlılar Küresi):Canlı bünyesindeki organik moleküller
Doğadaki karbonun çoğu karbondioksit şeklindedir Karbondioksitten çıkan karbon fotosentez için çok önemlidir Havadaki karbon dioksit, su ve besleyici tuzlarla birlikte fotosentez işleminde kullanılır
Bu işlem sonucu oksijen ve organik maddeler üretilirYeşil bitkiler, havadan karbondioksiti alarak fotosentez sonucunda organik bileşiklere dönüştürürler Bitkilerin yapısındaki bu karbon bitkilerle beslenen hayvanlara ve besin zinciri yoluyla diğer canlılara geçer Bu canlıların atıklarıyla ve fosilleriyle toprağa karışır ve bakteriler tarafından parçalanarak toprağın yapısına katılır
Solunumda ise bunun tersi olur Yani organik maddeler oksijen eşliğinde parçalanır Bu işlemde karbon dioksit ve su üretilir Oksijensiz ortamda yaşayan bazı mikroorganizmalar mayalanma (fermantasyon) yoluyla glikozu alkol ve karbondioksite dönüştürürler Bu yolla elde ettikleri enerjiyi metabolik işlemlerde kullanırlarOrganik maddelerin parçalanması sonucu serbest kalan karbon dioksit çevirime yeniden girer Böylece karbon döngüsü tamamlanmış olur
Karbondioksit sıcaklığı tutucu etkisi olan bir gazdır ( sera gazı) Günlük ve mevsimlik sıcaklıkların aşırı artmasını ve azalmasını engeller Aşırı artması yere gelen sıcaklığı tutarak küresel ısınmaya neden olmaktadır
Denizlerle atmosfer arasında karbon alışverişi çok yavaştır Bu da ilk 100 metrede olur Karalardan erozyon ile taşınan inorganik ve organik maddeler aracılığı ile karbon denize gelir Karadan gelen, kabuklu hayvanların bünyesindeki organik karbon, karbonat, bikarbonatlar deniz tabanlarında tortullar içinde birikir Denizler karalara göre 50 kat daha fazla karbon içerdikleri için karbon akışını düzenleyen en önemli kaynaklardır
Karbon döngüsü atmosfer, litosfer, hidrosfer ve biyosfer arasında gerçekleşir Döngü bozulmadığı sürece doğada karbon denge halindedir Atmosferdeki CO2 miktarı bellidir Havadan alınan co2 tekrar verilmemiş olsa idi fotosentez giderek azalacak ve 35 yıl gibi bir süre sonra besin zinciri durarak dünyada hayat kalmayacaktı İnsanın olumsuz etkisi ile atmosferdeki karbon dengesi bozulmaktadır Çünkü sanayileşme ile birlikte atmosfere eklenen karbondioksit miktarı %25 artmıştır
Dengenin bozulmasında;
Atmosferdeki karbon dioksit ile sudaki karbon dioksit denge halindedir Karbondioksitin karadaki doğal kaynağı yanardağlardır Hızlı sanayileşme, kentleşme ve nüfus arştı ile insan fosil yakıtları gömülü oldukları yerden çıkararak fazla kullanmaktadır Kömür, doğal gaz ve petrol gibi fosil yakıtların ve kireç taşının yakılması sonucunda atmosfere atılan karbon dioksit miktarı artmaktadır
Yeryüzündeki doğal bitki örtüsünün azalması da (orman yangınları gibi sebeplerle) karbon dengesini önemli ölçüde etkiler Bu durum insan eliyle atmosferdeki karbon dengesinin bozulabileceğini göstermektedir Atmosferde artan karbondioksit miktarı yeryüzü sıcaklığının birkaç derece artmasına neden olacaktır Yeryüzü giderek ısınacak, kutuplardaki buzulların erimesiyle deniz seviyesi yükselecek ve dünya iklimi değişecektir
Doğada Karbondioksit Tüketimi;
1-Kara ve deniz bitkilerince fotosentezde kullanılır
2- Deniz hayvanlarının kabuk oluşumunda kullanılır
3- Deniz hayvanları ve bitkilerinin ölmesi tabana çökerek karbonatlı kayaların oluşumunda tüketilir
4-Ölen canlıların bünyelerindeki karbon zamanla basıncın etkisiyle petrol, kömür gibi fosil yakıtlara dönüşür
Doğada Karbondioksit açığa çıkması;
1-Canlıların solunumları sonucu doğaya döner
2-Ölen canlıların çürümesi,
3-Orman yangınları,
4-Karbonatlı kayaların fiziksel ve kimyasal olarak ayrışması,
5-Suyun hava ile teması ile karbon havadan suya, sudan havaya geçer
6-Volkanizma olayları sonucunda,
7-Fosil yakıtların yakılması,

Azotun Döngüsü:

Azotun doğada en bol olarak bulunduğu yerler;
1Atmosfer,
2Canlıların yapısı (Canlı vücudunda Proteinlerin, Nükleik asitlerin, çeşitli hormonların ve vitaminlerin yapısında bulunur)
Azotun asıl kaynağı atmosferdir Atmosfer %78 oranında azot (N2) içerir Bazı mikroorganizmalar hariç canlılar azot gazını doğrudan doğruya kullanamazlar
Azotun bitkiler tarafından kullanabilmesi için bazı süreçlerden geçerek nitrit ve nitratlara dönüştürülmesi veya bağlanması gerekir Azot bitkiler tarafından inorganik nitrat(NO3)- , bazı bitkiler tarafından da amonyum tuzları(NH4)+ hâlinde kullanılır Hayvanlar azot ihtiyaçlarını beslenme yoluyla diğer bitki ve hayvanlardan karşılarlar Ayrıca azot topraktaki verimi oldukça etkiler
Azotun doğadaki dolaşımı:
1-Atmosferde yıldırım ve volkanik faaliyetler sırasında ortaya çıkan elektrik deşarjları gibi atmosferik olaylar sonucunda azot oksijen ile birleşerek nitratlara dönüşür Bu nitratlar yağışlarla yere inerek toprağa karışır Bitkiler tarafından alınır duruma getirilir
2- Azotun toprağa bağlanması topraktaki bazı bakteriler tarafından gerçekleştirilir( örneğin fasulye ve bezelye gibi bitkilerin köklerinde yaşayan bakteriler) Tüm canlıların ölüleri ve atıklarındaki proteinler parçalanarak önce amino grup asitlere, sonra amonyağa dönüştürülür Amonyak, nitrit bakterileri ile nitrit tuzlarına, nitrit tuzları nitrat bakterileri ile nitrat tuzlarına dönüştürülür
3-Atmosferdeki azot ise baklagillerin köklerindeki azot bağlayıcı bakteriler tarafından nitrat tuzlarına dönüştürülür Nitrat tuzları bitkilerin kökleriyle alınır, fotosentez sonucunda bitkisinin yapısına katılır
4-Azot besin zinciri yoluyla bitkilerden otçullara, onlardan etçillere geçer
5- Tüm canlıların ölüleri ve atıklarındaki proteinler ayrıştırıcılar tarafından parçalanır Çeşitli mikroorganizmaların ve bakterilerin de etkisiyle azotun bir kısmı suda çözünmüş nitrat tuzları şeklinde toprakta kalır Bir kısmı da azot gazına indirgenmiş olarak yeniden atmosfere döner Bu şekilde azot döngüye katılmış olur
Not: İnsanlarda azot döngüsünü de olumsuz etkilemektedir Havadaki azot geliştirilen teknoloji sayesinde yapay gübre yapımında kullanılır Yapay gübrenin tarımda verimi arttırmak için fazla kullanılması toprağın doğal özelliklerinin kaybolmasına neden olur Dolayısıyla çevrede bitkilerce kullanılabilir azot eksikliği, insanlar açısından da beslenme yetersizliği ve açlık sorununu gündeme getirmektedir

oksijen döngüsü:

Canlıların aldıkları besinleri enerjiye dönüştürebilmeleri için oksijen gereklidir Atmosferde % 21 civarında oksijen bulunur Oksijen doğada üç şekilde O, O2, O3 olarak bulunur Atmosferde serbest halde moleküler oksijen (O2) Şeklinde bulunur Çok reaktif bir gaz olduğu için çeşitli elementlerle birleşir
Ozon her zaman atmosferde bulunmaz güneşten gelen ultraviyole ışınları ve yıldırım etkisiyle O2 nin O3 e dönüşmesi ile oluşur Atmosferin Zaralı ışınları süzen filtresi durumundadır
Oksijenin kaynakları:
1-Atmosfere en önemli oksijen sağlayan kaynak yeşil bitki ve alglerin fotosentez sonucunda kullandığı CO2 yerine oksijen vererek oksijen döngüsü gerçekleştirmelerdir Canlılar tarafından solunumunda kullanılır ve karbondioksite dönüştürülür Bu olayı denizlerde algler gerçekleştirir Dünyamızdaki oksijenin % 90’lık kısmını algler sağlar Ayrıca oksijen, ultraviyole ışınları etkiyle ozona dönüşür
2-Atmosfere oksijen sağlayan bir başka kaynakta atmosferdeki suyun ışık yardımıyla oksijen ve hidrojene ayrışması sonucu açığa çıkan oksijendir
Atmosferdeki oksijen tüketimi: Solunum, Yakıt madenlerin yanmasında, organik maddelerin oksidasyonunda (besinlerin yakılmasında) kullanılır Dünyada oksijen miktarında henüz önemli bir değişiklik olmamıştır Oksijen döngüsü denk kapanmıştır

Fosforun döngüsü:

1Canlılarda, dişlerin, kemiklerin ve nükleik asitlerin (DNA-RNA) yapısında bulunur
2Doğadaki fosfat kaynakları ise yer kabuğundaki fosfatlı kayalar ve denizler fosfor kaynağıdır
Bu döngünün temeli fosforun karalarda denizlere denizlerden de karalara taşınmasıdır Kayalardaki fosforun bir kısmı yağmur ve erozyon etkisiyle çözünerek suya karışır Sudaki fosfor bitkiler tarafından alınır ve fosforlu bileşikler dönüştürülür Besin zinciri yoluyla hayvanlara geçer Bitki ve hayvan atıklarından ayrıştırıcılar tarafından tekrar inorganik fosfata dönüştürülerek bitkiler tarafından kullanılır Denizlerdeki fosfor denizlerdeki bitki ve hayvanların ihtiyacını karşılar Balıklarla ya da suda avlanan kuşların dışkıları ile tekrar karaya taşınır
Fosfatlı kayalar işlenerek yapay gübre elde edilir Yapay gübre olarak toprağa atılan fosfor, toprak erozyonu ile akarsulara, oradan da tekrar denizlere sürüklenir Böylece fosforun karalardan denizlere dönüşü hızlandırılmış olur İnsanların bu ve benzeri faaliyetleri ise fosfor kaynaklarının tükenmesine yol açabilir

kükürtün döngüsü:

Kükürt,toprakta ve proteinlerin yapısında bol miktarda bulunur Fakat bitkiler kükürdü sülfatlara çevrildikten sonra kullanabilirler Kükürt içeren proteinler,önce topraktaki çeşitli organizmalar aracılığıyla kendilerini oluşturan aminoasitlere parçalanır,ardından amino asitlerdeki kükürt başka bir dizi toprak mikroorganizması yardımıyla hidrojen sülfüre dönüşürHidrojen sülfür oksijenli ortamda,kükürt bakterileri aracılığıyla önce kükürde sonra sülfata çevrilir;sülfatlar da başka bakteriler tarafından yeniden hidrojen sülfüre dönüşürEğer bitki veya hayvan ölürse,yapılarındaki proteinin parçalanmasıyla kükürt H S şeklinde açığa çıkarH S kükürt bakterileri tarafından önce S O‘ye daha sonra da Oiyonuna dönüştürülürSO iyonları,bazen doğada serbest olarak reaksiyona girerek sülfatlı bileşikleri de verebilirlerOrganizmalar tarafından alındığı takdirde kükürt içeren iki aminoasit olan Sistein ve Metionin’nin yapısına katılırlar