Madde Döngüleri

Doğadaki bazı element ve moleküller canlılar ile doğa arasında hareket etmektedir. Bu hareket, inorganik maddelerin yeşil bitkiler tarafından organik maddeye dönüştürülmesiyle başlar, bitkilerden diğer canlılara aktarılır. Canlılık olayı sona erince organik hâldeki maddeler, ayrıştırıcılar tarafından tekrar inorganik maddeye dönüştürülür. Böylece inorganik maddeler, önce organik sonra tekrar inorganik maddeye dönüşmüş olur.

İşte inorganik maddelerin organik maddeye dönüşmesi, canlılar arasında dolaştıktan sonra tekrar inorganik maddeye dönüşmesi olayına madde döngüsü denir.
Doğadaki başlıca madde döngüleri su, azot, karbon ve oksijen döngüsü özetlenmiştir.

1. Su (Hidrolojik) Döngüsü:

Doğadaki sular, güneş enerjisi sayesinde sürekli hareket hâlindedir. Suyun su küre, hava küre, taş küre ve canlı küre arasında yer değiştirmesine
su döngüsü denir.

Okyanus ve denizlerden buharlaşan sular gaz hâlinde atmosfere geçer.
Elverişli koşullar oluştuğunda su buharı, yoğuşarak sıvı veya katı hâlde yağış olarak yeryüzüne düşer.

Yeryüzüne düşen suların bir kısmı, buharlaşarak tekrar atmosfere döner, bir miktarı da yer altına sızarak yer altı sularını besler.
Göller ve akarsular da bu yağışlarla düşen sularla beslenmektedir. Bu suların bir kısmı da yer altına sızar.

Yüzeysel akışa geçen suların bir miktarını ise akarsular tekrar denizlere ve okyanuslara ulaştırır.

2. Azot Döngüsü:

Atmosferin %78’ini oluşturan azot, canlıların yapı taşlarından biridir.

Azot tüm, canlılar tarafından doğrudan kullanılamaz. Azotun, üretici olan bitkiler tarafından kullanılabilmesi için nitrat şeklini alması
gerekir.
Volkanik olaylar, şimşek ve yıldırım gibi yüksek enerji açığa çıkaran bazı doğa olayları, azotu nitrata dönüştürebilmektedir.

Azotu nitrata dönüştüren diğer bir olgu ise nitrifikasyon bakterileridir. Bitki köklerindeki bu bakteriler, azotu önce amonyak sonra nitrit ve nitrata dönüştürerek bitkilerin kullanabileceği duruma getirmektedir.

Bitkiler, nitratı fotosentez sırasında besin maddesine dönüştürür. Canlıların bünyesindeki bu besin maddesi ölüm olayı ya da atıklarla toprağa geçer.

Topraktaki ayrıştırıcılar ise bu canlı kalıntılarını ya da ölümü gerçekleşmiş maddeleri ayrıştırarak tekrar nitrata dönüştürmektedir. Nitratın bir kısmı bitkiler tarafından kullanılırken bir kısmı da denitrifikasyon bakteriler tarafından tekrar azota dönüştürülmektedir.

NOT: Eğer ekosistemde azot döngüsü olmasaydı canlılar, yapı taşları olan protein gereksinimlerini karşılayamazdı.

3. Karbon Döngüsü:

Karbon, atmosferde karbondioksit, sularda ise karbondioksit ve bikarbon olarak bulunur.

Canlıların bünyesindeki temel elementlerden biri olan karbon, taş kürede ise kömür, petrol, doğal gaz ve kireç taşı içinde bulunmaktadır. Bu ortamlardaki karbon, çeşitli olaylar sonucu bir ortamdan diğerine geçebilmektedir.

Karbonun canlılar ile doğa arasındaki döngüsü, fotosentez olayı sayesinde gerçekleşir. Fotosentez sırasında karbondioksit kullanan bitkiler, karbonu besin maddesine dönüştürür. Canlılar öldükten sonra karbon, ayrıştırıcılar tarafından tekrar doğaya bırakılır.

Karbonun açığa çıkmasına neden olan başlıca etmenler şunlardır:
• Fosil yakıtların yanması
• Kireç taşının ayrışması
• Canlı kalıntılarının ve ölülerin çürümesi

Karbonun doğada azalmasına neden olan başlıca etmenler ise şunlardır:
• Fosil yakıtların oluşumu
• Fotosentez olayı
• Deniz hayvanlarının kabuk oluşumu
• Karbonatlı kayaçların oluşumu

4. Oksijen Döngüsü:

Oksijen, atmosferde üç şekilde bulunur. Bunlar atomik oksijen (O), moleküler oksijen (O2) ve ozondur (O3).

Solunum sırasında moleküler oksijen kullanılmaktadır. Yeşil bitkiler, fotosentez sırasında oksijen üretir.

Atmosferde bulunan su buharının güneş ışınlarıyla reaksiyona girmesi
sonucu oksijen ve hidrojen açığa çıkar. Bu olaya suyun fotolizi denir.

Oksijenin tükenmesi; solunum, fosil yakıtların yanması ve diğer yanma olayları ile gerçekleşmektedir.

5. Madde Döngülerine İnsan Etkisi:

Yeryüzünde yaşamın sürmesi için madde döngülerinin devam etmesi gerekir. Çünkü karbon, azot, oksijen ve suyun yalnızca bir kere kullanılması durumunda, bu maddeler zamanla tükenir ve yaşam
devam etmezdi. İnsanlar, çeşitli etkinliklerle bu döngülere müdahale etmektedirler. Bu durum, doğal dengenin bozulmasına, küresel düzeyde ekolojik sorunlara neden olmakta ve canlılık olaylarını tehdit etmektedir.

Şimdi insanların bu döngülere müdahalesini örneklerle inceleyelim.

• Sanayileşmeye bağlı olarak tüketilen fosil yakıtların oranı artmaktadır. Termik santrallerin bacalarından ve egzozlardan atmosfere yayılan karbon miktarı, kirlilik düzeyine ulaşmıştır ve bu miktar, küresel tehlike oluşturacak boyutlardadır.
• Ormanların azalması, karbon tüketimini azaltmakta, yangınlar ise karbon salınımını artırmaktadır.
• İnsanlar, solunum sırasında oksijen tüketir, atmosfere karbondioksit verir. Bu nedenle nüfusun aşırı derecede artması, tüketilen oksijen miktarını artırmaktadır.
• Ormanların ve yeşil bitkilerin tahrip edilmesi, üretilen oksijen miktarının azalmasına neden olmaktadır.
• Yanma olayı oksijen sayesinde gerçekleşir. Orman yangınları, anız yakmak, termik santrallerde fosil yakıtların yakılması, ulaşım araçlarında ve çeşitli sanayi kuruluşlarındaki yanma olayı, oksijen tüketimiyle sonuçlanmaktadır.
• İnsanın azota en önemli müdahalesi azotlu gübre üretmesiyle başlamıştır. Toprakta ve suda aşırı derecede biriken bu maddeler insan, hayvan ve bitkilere zarar vermekte, çeşitli hastalıklara neden olmaktadır.
• İnsan, tarım alanlarını sulamak için çeşitli kanallar yaparak suyun yönünü değiştirmiş, yer altından suları çekerek kullanmıştır. Bu amaçla suyun kullanımı, günümüzde daha ileri düzeydedir. Öyle ki aşırı su kullanımı, bazı göllerin kurumasına ve yer altı suyu seviyesinin çekilmesine neden olmaktadır.
• Tarım alanlarını sulamak, içme ve kullanma suyu elde etmek amacıyla inşa edilen barajlar, suyun doğal yolunda akarak göl ve denizlere ulaşmasını engellemekte, yapılan setin gerisinde yapay bir göl oluşturmaktadır. Böylece denizlerden başlayıp tekrar denizlerde bitmesi gereken suyun yolculuğu, kesintiye uğramakta, denizlere ulaşan su miktarı azalmaktadır.
• Kentleşme ve sanayileşmeye bağlı olarak kullanılan su miktarı artmaktadır. Su ihtiyacı, kentlerin ve sanayi merkezlerinin çevresindeki su kaynaklarından sağlanmaktadır. Bu nedenle belirtilen yerlerde yer altı ve yer üstü su kaynakları azalmaktadır.
• Kentlerin yüzeyindeki asfalt ve beton örtülerinden dolayı suyun yer altına sızmamasıdır. Buna yer altından çekilen sular da eklenince kentlerde yer altı suyu seviyesi büyük ölçüde düşmektedir.
• Su döngüsüne müdahalelerden biri de bazı sulak alanların kurutulmasıdır.
• Bitki örtüsünün tahrip edildiği yerlerde yüzeysel akış fazla olur, yer altına sızan su miktarı azalır. Bu nedenle bitki örtüsünün tahrip edildiği yerlerde yer altı suyu da azalmaktadır.