ويكيبيديا

دورة كيميائية

تصف الدورة الكيميائية أنظمة التدوير المتكرر للمواد الكيميائية بين المركبات والحالات والمواد الأخرى، والعودة إلى حالتها الأصلية، والتي تحدث في الفضاء، وعلى العديد من الكائنات في الفضاء بما في ذلك الأرض. من المعروف أن الدورات الكيميائية النشطة تحدث في النجوم والعديد من الكواكب والأقمار الصناعية الطبيعية.

مثال للدورة الكيميائية ، تمثيل تخطيطي لدورة النيتروجين على الأرض. تؤدي هذه العملية إلى إعادة التدوير المستمر لغاز النيتروجين في المحيط.

تلعب الدورات الكيميائية دورًا كبيرًا في الحفاظ على أجواء الكوكب والسوائل والعمليات البيولوجية ويمكن أن تؤثر بشكل كبير على الطقس والمناخ. تطلق بعض الدورات الكيميائية طاقة متجددة، والبعض الآخر قد يؤدي إلى تفاعلات كيميائية معقدة ومركبات عضوية والتولد التلقائي. على الأجسام الأرضية مثل الأرض، تُعرف الدورات الكيميائية التي تتضمن الغلاف الصخري بالدورات الجيوكيميائية. الدورات الجيوكيميائية المستمرة هي إحدى السمات الرئيسية للعوالم النشطة جيولوجيًا. تُعرف الدورة الكيميائية التي تتضمن المحيط الحيوي بالدورة الكيميائية الجيولوجية الحيوية.

الشمس والنجوم والأنظمة النجمية الأخرى

عدل

في معظم النجوم التي تندمج بالهيدروجين، بما في ذلك الشمس، تحدث دورة كيميائية تشارك في التخليق النووي النجمي والتي تُعرف باسم الكربون-النيتروجين-الأكسجين أو (دورة CNO). بالإضافة إلى هذه الدورة، تمتلك النجوم أيضًا دورة لغاز الهيليوم.[1] تم العثور على دورات مختلفة تتضمن الغاز والغبار تحدث في المجرات.[2]

كوكب الزهرة

عدل

تتضمن غالبية الدورات الكيميائية المعروفة على كوكب الزهرة غلافه الجوي الكثيف ومركبات الكربون والكبريت، وأهمها دورة ثاني أكسيد الكربون.[3] يُعتقد أن عدم وجود دورة كربون كاملة بما في ذلك دورة كربون جيوكيميائية، على كمثال، يرجع إلى جموح تأثير الاحتباس الحراري، إضافة إلى عدم وجود الكربون بكميات كبيرة.[4]

كما تحدث فيه دورات الكبريت بما في ذلك دورات أكسيد الكبريت، في الغلاف الجوي العلوي وينتج عنه وجود حمض الكبريتيك،[5] بدوره إلى أكاسيد من خلال التحلل الضوئي.[6] وتشير الدراسات أيضًا، إلى أن كوكب الزهرة يمتلك دورة للأوزون تشبه الدورة التي تحدث في الأرض.[7]

كوكب الأرض

عدل
 
دورة الماء في الأرض

هناك عدد من أنواع مختلفة من الدورات الكيميائية تحدث الدورات الجيوكيميائية على الأرض. تلعب الدورات البيوجيوكيميائية دورًا مهمًا في الحفاظ على المحيط الحيوي. تشمل الدورات الكيميائية النشطة البارزة على الأرض ما يلي:

  • دورة الصخور - تنقل الصخور بين أشكالها الثلاثة: الرسوبية والمتحولة والبركانية.
  • دورة الزئبق - عملية كيميائية جيولوجية بيولوجية يتراكم فيها الزئبق الطبيعي بشكل بيولوجي قبل إعادة الاتحاد مع الكبريت والعودة إلى المصادر الجيولوجية على شكل رواسب.

تشمل الدورات الكيميائية الأخرى بيروكسيد الهيدروجين.[9]

كوكب المريخ

عدل
 
المصادر المحتملة لدورة ميثان المريخ المفترضة.

تشير الأدلة الحديثة إلى أن هنالك دورات كيميائية مماثلة للأرض تحدث على نطاق أقل على سطح المريخ، ويسهلها الغلاف الجوي الرقيق، بما في ذلك ثاني أكسيد الكربون (وربما الكربون)[10] والماء،[11] والكبريت،[12] والميثان،[13] والأكسجين،[14] والأوزون،[15] بالإضافة إلى دورات النيتروجين.[16]

وتشير العديد من الدراسات إلى وجود دورات كيميائية أكثر نشاطًا بشكل ملحوظ على المريخ في الماضي، إلا أن معضلة الشمس الصغيرة الخافتة أثبتت صعوبة تحديد الدورات الكيميائية التي تدخل في النماذج المناخية المبكرة للكوكب.[17]

كوكب المشتري

عدل
 
تولدت عصارات غاز المشتري بواسطة آبو (الأخضر) وأوروبا (الأزرق)

كوكب المشتري، ومثل جميع العمالقة الغازية، لديه دورة الميثان في غلافه الجوي.[18] تشير الدراسات الحديثة إلى أن الدورة الهيدرولوجية للأمونيا المائية تختلف اختلافًا كبيرًا عن النوع الذي يعمل على الكواكب الأرضية مثل الأرض،[18] وأيضًا دورة كبريتيد الهيدروجين.[17]

توجد دورات كيميائية مهمة على أقمار المشتري. تشير الأدلة الحديثة إلى أن أوروبا تمتلك عدة دورات نشطة، وأبرزها دورة المياه.[15] تشير دراسات أخرى إلى دورة ثاني أكسيد الكربون التي يسببها الإشعاع والأكسجين.[18][19] يبدو أن آبو وأوروبا يحتويان على دورات كبريت إشعاعية تشمل غلافهما الصخري.[20] بالإضافة إلى ذلك، يُعتقد أن أوروبا يحتوي على دورة ثاني أكسيد الكبريت.[18] بالإضافة إلى ذلك، يساهم طارة البلازما آبو في دورة الكبريت على كوكب المشتري وجانيميد.[21] تشير الدراسات أيضًا إلى دورات الأكسجين النشطة على دورات جانيميد والأكسجين وثاني أكسيد الكربون الإشعاعي على كاليستو.[18]

كوكب زحل

عدل
 
رسم بياني يوضح آليات دورة تيتان الميثانولوجية.

بالإضافة إلى دورة غاز الميثان في زحل،[18] تشير بعض الدراسات إلى وجود دورة للأمونيا ناتجة عن التحلل الضوئي، مشابهة للدورة التي تحدث في كوكب المشتري.[22]

دورات أقمارها ذات أهمية خاصة. تؤدي الملاحظات التي أجرتها كاسيني-هويجنز للغلاف الجوي لتيتان والتفاعلات مع عباءتها السائلة إلى ظهور عدة دورات كيميائية نشطة بما في ذلك دورات الميثان،[23] والهيدروكربون،[24] والهيدروجين،[25] بالإضافة إلى دورات الكربون.[26] إنسيلادوس لديه دورة هيدرولوجية وسيليكات نشطة وربما دورة نيتروجين.[27][28]

كوكب أورانوس

عدل

أورانوس لديه دورة ميثان نشطة. يتحول الميثان إلى هيدروكربونات من خلال التحلل الضوئي الذي يتكثف وعندما يتم تسخينه، يطلق غاز الميثان الذي يرتفع إلى الغلاف الجوي العلوي.[29]

دراسات من جرندي وآخرون. (2006) تشير إلى أن دورات الكربون النشط تعمل على تيتانيا وأومبريل وأرييل وأوبيرون من خلال التسامي المستمر وترسب ثاني أكسيد الكربون، على الرغم من فقد بعضها في الفضاء على مدى فترات طويلة من الزمن.[30]

كوكب نبتون

عدل

تقود الحرارة الداخلية والحمل الحراري لنبتون دورات من الميثان،[31] والكربون،[32] ومجموعة من المواد المتطايرة الأخرى داخل الغلاف الصخري لتريتون.[33]

تنبأت النماذج بوجود دورات نيتروجين موسمية على القمر ترايتون، لكن هذا لم تدعمه الاستكشافات حتى الآن.[34]

نظام بلوتو شارون

عدل

تتنبأ النماذج بدورة نيتروجين موسمية على بلوتو ويبدو أن الملاحظات التي أجرتها نيو هورايزونز تدعم ذلك.[35]

المراجع

عدل
  1. ^ Vladimir E. (26 Dec 2015). Extreme States of Matter: High Energy Density Physics (بالإنجليزية). Springer. ISBN:978-3-319-18953-6. Archived from the original on 2017-04-17.
  2. ^ Palouš, Jan (2006/08). "Star – Gas Cycle in Galaxies". Proceedings of the International Astronomical Union (بالإنجليزية). 2 (S235): 268–270. DOI:10.1017/S1743921306006569. ISSN:1743-9221. Archived from the original on 2018-06-10. {{استشهاد بدورية محكمة}}: تحقق من التاريخ في: |تاريخ= (help)
  3. ^ "A review of selected issues concerning the chemistry in Venus' middle atmosphere". Planetary and Space Science (بالإنجليزية). 55 (12): 1729–1740. 1 Oct 2007. DOI:10.1016/j.pss.2007.01.012. ISSN:0032-0633. Archived from the original on 2021-07-18.
  4. ^ "Venus". wayback.archive-it.org. مؤرشف من الأصل في 2021-06-27. اطلع عليه بتاريخ 2021-07-18.{{استشهاد ويب}}: صيانة الاستشهاد: BOT: original URL status unknown (link)
  5. ^ Jessup, Kandis Lea; Marcq, Emmanuel; Mills, Franklin; Mahieux, Arnaud; Limaye, Sanjay; Wilson, Colin; Allen, Mark; Bertaux, Jean-Loup; Markiewicz, Wojciech; Roman, Tony; Vandaele, Ann-Carine; Wilquet, Valerie; Yung, Yuk (2015). "Coordinated Hubble Space Telescope and Venus Express Observations of Venus' upper cloud deck". Icarus. 258: 309–336. Bibcode:2015Icar..258..309J. doi:10.1016/j.icarus.2015.05.027. ISSN 0019-1035
  6. ^ https://authors.library.caltech.edu/21480/2/ngeo989-s1.pdf نسخة محفوظة 2017-12-02 على موقع واي باك مشين.
  7. ^ https://orbi.uliege.be/bitstream/2268/100136/1/Montmessin_O3.pdf نسخة محفوظة 2021-07-18 على موقع واي باك مشين.
  8. ^ "Wayback Machine" (PDF). web.archive.org. 26 مارس 2016. مؤرشف من الأصل (PDF) في 2016-03-26. اطلع عليه بتاريخ 2021-07-18.
  9. ^ "Journal of quantitative spectroscopy & radiative transfer JQSRT". Journal of quantitative spectroscopy & radiative transfer JQSRT. (بالإنجليزية). 1961. ISSN:0022-4073. Archived from the original on 2021-05-16.
  10. ^ Edwards, Christopher S.; Ehlmann, Bethany L. (2015-10). "Carbon sequestration on Mars". Geology (بالإنجليزية). 43 (10): 863–866. ISSN:1943-2682. Archived from the original on 17 فبراير 2019. {{استشهاد بدورية محكمة}}: تحقق من التاريخ في: |تاريخ= (help)
  11. ^ Machtoub, G. (2012). "Modeling the hydrological cycle on Mars". Journal of Advances in Modeling Earth Systems (بالإنجليزية). 4 (1). DOI:10.1029/2011MS000069. ISSN:1942-2466. Archived from the original on 2021-07-18.
  12. ^ Mineralogical Society of America (2012). "Elements". Elements. (بالإنجليزية). ISSN:1811-5209. Archived from the original on 2021-06-10.
  13. ^ Planetary and Space Science (بالإنجليزية). New York: Pergamon. 1993. OCLC:781522028. Archived from the original on 2018-01-19.
  14. ^ "Radio science". Radio science (بالإنجليزية). 1969. ISSN:0148-0227. Archived from the original on 2021-06-04.
  15. ^ ا ب Nature America Inc. (New York, N.Y.) (0000 uu). "Nature geoscience". Nature geoscience. (بUndetermined). ISSN:1752-0894. Archived from the original on 2021-07-06. {{استشهاد بدورية محكمة}}: تحقق من التاريخ في: |تاريخ= (help)صيانة الاستشهاد: لغة غير مدعومة (link)
  16. ^ Boxe, C. S.; Hand, K. P.; Nealson, K. H.; Yung, Y. L.; Saiz-Lopez, A. (2012-04). "An active nitrogen cycle on Mars sufficient to support a subsurface biosphere". International Journal of Astrobiology (بالإنجليزية). 11 (2): 109–115. ISSN:1473-5504. Archived from the original on 22 سبتمبر 2015. {{استشهاد بدورية محكمة}}: تحقق من التاريخ في: |تاريخ= (help)
  17. ^ ا ب "Icarus: International journal of the solar system". Icarus : International journal of the solar system. (بالإنجليزية). 0000 uuuu. ISSN:0019-1035. Archived from the original on 2021-07-12. {{استشهاد بدورية محكمة}}: تحقق من التاريخ في: |تاريخ= (help)
  18. ^ ا ب ج د ه و Fran; Dowling, Timothy E.; McKinnon, William B. (5 Mar 2007). Jupiter: The Planet, Satellites and Magnetosphere (بالإنجليزية). Cambridge University Press. ISBN:978-0-521-03545-3. Archived from the original on 2017-04-17.
  19. ^ Astrobiology (بالإنجليزية). Larchmont, NY: Mary Ann Liebert, Inc. 2001. OCLC:804134367. Archived from the original on 2011-04-06.
  20. ^ Battaglia، Steven M.؛ Stewart، Michael A.؛ Kieffer، Susan W. (2014-06). "Io's theothermal (sulfur) – Lithosphere cycle inferred from sulfur solubility modeling of Pele's magma supply". Icarus. ج. 235: 123–129. DOI:10.1016/j.icarus.2014.03.019. ISSN:0019-1035. مؤرشف من الأصل في 25 أغسطس 2020. {{استشهاد بدورية محكمة}}: تحقق من التاريخ في: |تاريخ= (مساعدة)
  21. ^ Cheng، Andrew F. (1984). "Escape of sulfur and oxygen from Io". Journal of Geophysical Research. ج. 89 ع. A6: 3939. DOI:10.1029/ja089ia06p03939. ISSN:0148-0227. مؤرشف من الأصل في 2021-07-14.
  22. ^ R. A.؛ Baines، K. H.؛ Karkoschka، E.؛ Sánchez-Lavega، A. (2009). Saturn from Cassini-Huygens. Dordrecht: Springer Netherlands. ص. 161–179. ISBN:978-1-4020-9216-9. مؤرشف من الأصل في 2018-06-09.
  23. ^ Atreya، Sushil K.؛ Adams، Elena Y.؛ Niemann، Hasso B.؛ Demick-Montelara، Jaime E.؛ Owen، Tobias C.؛ Fulchignoni، Marcello؛ Ferri، Francesca؛ Wilson، Eric H. (2006-10). "Titan's methane cycle". Planetary and Space Science. ج. 54 ع. 12: 1177–1187. DOI:10.1016/j.pss.2006.05.028. ISSN:0032-0633. مؤرشف من الأصل في 18 يوليو 2021. {{استشهاد بدورية محكمة}}: تحقق من التاريخ في: |تاريخ= (مساعدة)
  24. ^ Tobie، G؛ Choukroun، M؛ Grasset، O؛ Le Mouélic، S؛ Lunine، J.I؛ Sotin، C؛ Bourgeois، O؛ Gautier، D؛ Hirtzig، M (24 نوفمبر 2008). "Evolution of Titan and implications for its hydrocarbon cycle". Philosophical Transactions of the Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences. ج. 367 ع. 1889: 617–631. DOI:10.1098/rsta.2008.0246. ISSN:1364-503X. مؤرشف من الأصل في 2021-07-12.
  25. ^ Lebonnois، S.ébastien؛ Bakes، E.L.O.؛ McKay، Christopher P. (2003-02). "Atomic and molecular hydrogen budget in Titan's atmosphere". Icarus. ج. 161 ع. 2: 474–485. DOI:10.1016/s0019-1035(02)00039-8. ISSN:0019-1035. مؤرشف من الأصل في 18 يوليو 2021. {{استشهاد بدورية محكمة}}: تحقق من التاريخ في: |تاريخ= (مساعدة)
  26. ^ Choukroun، M.؛ Sotin، C. (2012-02). "Is Titan's shape caused by its meteorology and carbon cycle?". Geophysical Research Letters. ج. 39 ع. 4: n/a–n/a. DOI:10.1029/2011gl050747. ISSN:0094-8276. مؤرشف من الأصل في 15 يوليو 2021. {{استشهاد بدورية محكمة}}: تحقق من التاريخ في: |تاريخ= (مساعدة)
  27. ^ Parkinson، C. D.؛ Liang، M.-C.؛ Hartman، H.؛ Hansen، C. J.؛ Tinetti، G.؛ Meadows، V.؛ Kirschvink، J. L.؛ Yung، Y. L. (4 أكتوبر 2006). "Enceladus: Cassini observations and implications for the search for life". Astronomy & Astrophysics. ج. 463 ع. 1: 353–357. DOI:10.1051/0004-6361:20065773. ISSN:0004-6361. مؤرشف من الأصل في 2021-02-25.
  28. ^ Parkinson، Christopher D.؛ Liang، Mao-Chang؛ Yung، Yuk L.؛ Kirschivnk، Joseph L. (20 يونيو 2008). "Habitability of Enceladus: Planetary Conditions for Life". Origins of Life and Evolution of Biospheres. ج. 38 ع. 4: 355–369. DOI:10.1007/s11084-008-9135-4. ISSN:0169-6149. مؤرشف من الأصل في 2021-07-18.
  29. ^ Schmude، Richard (2008). "Uranus, Neptune, and Pluto and How to Observe Them". Astronomers' Observing Guides. DOI:10.1007/978-0-387-76602-7. ISSN:1611-7360. مؤرشف من الأصل في 2019-09-09.
  30. ^ GRUNDY، W؛ YOUNG، L؛ SPENCER، J؛ JOHNSON، R؛ YOUNG، E؛ BUIE، M (2006-10). "Distributions of H2O and CO2 ices on Ariel, Umbriel, Titania, and Oberon from IRTF/SpeX observations". Icarus. ج. 184 ع. 2: 543–555. DOI:10.1016/j.icarus.2006.04.016. ISSN:0019-1035. مؤرشف من الأصل في 5 أبريل 2019. {{استشهاد بدورية محكمة}}: تحقق من التاريخ في: |تاريخ= (مساعدة)
  31. ^ Giacalone، Joe (2005-02). "Jupiter: The planet, satellites and magnetosphere: edited by Fran Bagenal, Timothy E. Dowling, and William McKinnon". Meteoritics & Planetary Science. ج. 40 ع. 2: 329–330. DOI:10.1111/j.1945-5100.2005.tb00384.x. ISSN:1086-9379. {{استشهاد بدورية محكمة}}: تحقق من التاريخ في: |تاريخ= (مساعدة)
  32. ^ MINER، E (1997-03). "Neptune and Triton.Edited by Dale P. Cruikshank. University of Arizona Press, Tucson, 1995. 1249 pp., $135.00 cloth". Icarus. ج. 126 ع. 1: 239–239. DOI:10.1006/icar.1996.5676. ISSN:0019-1035. مؤرشف من الأصل في 18 يوليو 2021. {{استشهاد بدورية محكمة}}: تحقق من التاريخ في: |تاريخ= (مساعدة)
  33. ^ "Abstract: VOLATILE-LITHOSPHERE RECYCLING OF OUTER ICY SATELLITES AND TRANS-NEPTUNIAN OBJECTS INFERRED FROM THERMAL GRADIENT MODELING OF TRITON'S ICE SHELL (2013 GSA Annual Meeting in Denver: 125th Anniversary of GSA (27-30 October 2013))". gsa.confex.com. مؤرشف من الأصل في 2017-01-10. اطلع عليه بتاريخ 2021-07-18.
  34. ^ Hansen، Candice J.؛ Paige، David A. (1992-10). "A thermal model for the seasonal nitrogen cycle on Triton". Icarus. ج. 99 ع. 2: 273–288. DOI:10.1016/0019-1035(92)90146-x. ISSN:0019-1035. مؤرشف من الأصل في 22 يونيو 2018. {{استشهاد بدورية محكمة}}: تحقق من التاريخ في: |تاريخ= (مساعدة)
  35. ^ Hansen، Candice J.؛ Paige، David A. (1996-04). "Seasonal Nitrogen Cycles on Pluto". Icarus. ج. 120 ع. 2: 247–265. DOI:10.1006/icar.1996.0049. ISSN:0019-1035. مؤرشف من الأصل في 27 أغسطس 2020. {{استشهاد بدورية محكمة}}: تحقق من التاريخ في: |تاريخ= (مساعدة)
مجلوبة من «https://ar.wiki.x.io/w/index.php?title=دورة_كيميائية&oldid=60746493»