Madde Döngüsü Nedir?

Madde Döngüsü Nedir?

Şubat 9, 2021 0 Yazar: dilimiz

Bulunduğunuz çevrede canlı ve cansız varlıklar arasındaki etkileşimi gözlemlediniz mi? Canlı ve cansız varlıklar doğada birbiriyle sürekli etkileşim halindedir. Örneğin, bitkiler, kökleriyle toprağa tutunur, topraktan su ve mineralleri alır; fotosentez sonucu ise besin ve oksijeni üreterek doğaya verir. Bitkinin toprağa, suya ve minerale ihtiyacı varken tüm canlıların ise bitkinin ürettiği oksijene ihtiyacı vardır.

Yüzyıllardır canlılar suyu ya da oksijeni kullanmasına rağmen bu kaynaklar neden hala bitmemiştir? Sizce, bu kaynaklara kullanıldıktan sonra neler oluyor? Yaşamın devam edebilmesi için canlı ve cansız faktörler arasındaki bu doğal dengenin sürekli korunması gereklidir. Doğal kaynaklarımızın sınırsız olmadığını daha önce öğrenmiştik. Doğal dengenin korunması ancak maddelerin sürekliliği ve devamı ile mümkündür.

Yaşamın devam edebilmesi için canlı ve cansız çevre arasında bazı maddelerin bir dolaşımı vardır. Bu dolaşıma madde döngüsü ya da madde çevrimi adı verilir. Doğada yaşamın sürekliliği için su, karbon, oksijen, azot, kükürt ve fosfor gibi maddeler devirli kullanılır. Yani canlılar bu maddeleri kullanır ve geri doğaya verir.

Su döngüsü

Su, yaşamın devam edebilmesini sağlayan oldukça önemli bir maddedir. Yeryüzünün yaklaşık %70’i, hücrelerimizin %70-90 kadarı, kanımızın ise yaklaşık %90’ı sudur. Canlıların yaşamsal faaliyetlerinin devam edebilmesi için ortamda suya ihtiyaç vardır. Yeryüzündeki su kaynaklarının sadece %1’den daha az kullanılabilir ve içilebilir özelliktedir. Hızla artan nüfus ile beraber her geçen gün suya olan ihtiyaç da artmaktadır. Bu sebeple doğada var olan suyun devirli olarak kullanılması gereklidir. Yeryüzündeki suyun canlılar tarafından kullanılması ve tekrar atmosfere dönmesi olayına su döngüsü adı verilir.

su döngüsü
su döngüsü

Güneş ışınlarının etkisiyle deniz, göl, nehir, okyanus gibi yeryüzünde bulunan sular ısınır. Isınan sular ile beraber canlıların terleme ve solunumu sonucu açığa çıkan su buharı atmosfere çıkar. Atmosferde soğuk hava tabakasıyla karşılaşan su buharı, yoğunlaşarak yağmur, kar, dolu gibi yağış biçimleriyle yeniden yeryüzüne döner. Yeryüzüne dönen sular, tekrar yer altı ve yer üstü sularına karışır.

Karbon döngüsü

Karbon, canlıların yapısında yer alan önemli maddelerden biridir. Canlılarda bulunan karbon, canlıların atıklarıyla ve fosilleriyle toprağa karışır. Bakteriler tarafından parçalanarak toprağın yapısına katılır. Doğadaki karbonun kaynağının büyük bir kısmı ise karbondioksit şeklindedir. Kömür, petrol, doğalgaz gibi fosil yakıtların yanması, yangınlar, volkanik patlamalar ve canlıların solunumu sonucu atmosfere karbondioksit (CO2) gazı çıkar. Bu karbondioksit (CO2) gazı üretici canlılar tarafından alınır ve fotosentez sonucu besin (C6H12O6) üretilir. Bitkilerde biriken bu karbon, besin zinciri yoluyla diğer canlılara geçer.

Karbon döngüsü
Karbon döngüsü

Atmosferdeki CO2 gazının miktarının artması hava kirliliğine sebep olmaktadır. CO2 gazı, sera gazlarının etkisini arttırarak çağımızın en büyük sorunlarından biri olan küresel ısınmaya sebep olmaktadır.

En fazla atmosferde ve canlılarda protein, nükleik asit, çeşitli hormon ve vitaminlerin yapısında bulunan azot da tıpkı su ve karbon gibi döngü içerisinde yer alır. Ayrıca canlıların diş, kemik ve nükleik asitlerinin yapısında bulunan fosfor da canlılar tarafından kullanılır ve tekrar doğaya kazandırılır.

Madde döngüleri ve doğal denge

Çevre, birbiriyle sürekli etkileşim halinde olan canlı ve cansız faktörlerden oluşur. Madde döngüsü sayesinde su, toprak, mineraller gibi cansız faktörlerle canlılar arasında daima madde alışverişi gerçekleşir. Böylelikle canlı ve cansız varlıklar arasında dengeli bir düzen ve uyum meydana gelir. Kaynaklar, tekrar tekrar kullanılabilir ve yaşam devam eder.

Madde döngüleri birbiri ile ilişkilidir ve bütün döngüler arasında madde alışverişi gerçekleşir. Örneğin, solunum için oksijen alır, karbondioksit ve su üretiriz. Ürettiğimiz karbondioksit karbon döngüsüne, su ise su döngüsüne katılır. Bitkiler ise karbondioksiti alarak fotosentezde kullanır ve oksijen üretir. Gördüğümüz üzere maddeler birbiri ile ilişkili döngüler içerisindedir. Madde döngüleri sayesinde doğal denge korunur.

Bir gün içerisinde okulda, evde ya da sokakta oluşturduğunuz atıkları hiç düşündünüz mü? Bu atıkları nereye atıyorsunuz? Daha sonrasında bu atıklara neler oluyor? Bir an için atıklarımızı biriktirdiğimizi düşünelim. Belirli bir zaman sonra ne hale gelir?

Bir süre sonra canlıların sağlığı bozulur, etrafa kötü kokular yayılır.

Peki, doğaya gönderilen karbondioksit (CO2) gazının atmosferde biriktiğinde nelere sebep olabileceğini hiç düşündünüz mü?

CO2 gazı, karbon döngüsü içerisinde üretici canlılar tarafından alınır ve fotosentez sonucu besine (C6H12O6) dönüştürülür. Sonuçta karbon döngüsü ile atmosferde CO2 gazı birikmemiş olur. Madde döngüsü sayesinde doğada atık madde oluşmaz. Çünkü, oluşan atık maddeler bir döngü içerisine girerek yeniden doğaya kazandırılır.

Madde döngüsünün bozulması

Su, karbon, oksijen, azot, kükürt ve fosfor gibi maddeler doğada kesintiye uğramadan sürekli döngü içerisindedir. Bir an için bu madde döngülerinin kesintiye uğradığını ya da durduğunu düşünelim. Neler gerçekleşirdi? Ortaya çıkabilecek sorunlar neler olurdu? Madde döngüleri olmadan yaşam devam edebilir miydi?

Atmosferdeki CO2 gazının miktarının artması hava kirliliğine sebep olmaktadır. CO2 gazı, sera gazlarının etkisini arttırarak çağımızın en büyük sorunlarından biri olan küresel ısınmaya sebep olmaktadır. Canlılar bulundukları çevreyi etkiler; çevre şartları da canlıları etkiler. Madde döngülerinin bozulması, doğal dengenin bozulmasına ve beraberinde canlılığın yok olmasına sebep olacaktır.

İnsan faaliyetlerinin madde döngüsü üzerindeki olumsuz etkileri

Sanayi ve teknolojinin gelişmesi, artan nüfus, motorlu taşıtların artması gibi etkenlerle enerjiye duyulan ihtiyaç da artmaktadır. İnsanoğlu ihtiyaçlarını karşılamak için yeni arayışlara girerek, kendi istek ve ihtiyaçları doğrultusunda çevreyi değiştirmektedir. İnsan faaliyetleri doğal dengeye zarar vererek madde döngüleri üzerinde olumsuz etkiler oluşturmaktadır. Ormansızlaşma, küresel ısınma, iklim değişikliği, biyolojik çeşitliliğin azalması, ozon tabakasının incelmesi, asit yağmurları gibi küresel çevre problemlerine sebep olmaktadır.

Örneğin kömür, petrol, doğalgaz gibi fosil yakıtların kalitesiz ve yüksek miktarda yanması, ormanların tahrip edilmesi, egzoz gazlarının artmasıyla atmosferdeki CO2 gazının miktarı normalden yüksek seviyelere çıkmaktadır. CO2 gazı hava kirliliğine sebep olmaktadır. Hava kirliliği; canlıların sağlığına, canlı hayatına ve doğal dengeye zarar vermektedir. Normal koşullarda CO2 gazı karbon döngüsünün bir parçasıdır ve üretici canlılar tarafından alınarak fotosentez sonucu besine dönüştürülür. Ancak CO2 miktarının artmasıyla karbon döngüsünün düzeni bozulmaktadır. Eğer CO2 miktarı artmaya devam ederse, atmosferdeki O2 gazı miktarı azalarak tükenecek ve canlılar yok olma tehlikesiyle karşı karşıya kalacaktır.

Dünya’yı saran atmosfer tabakası birçok gaz karışımından oluşmuştur. Atmosferde yaklaşık olarak %78 oranında azot gazı, %21 oranında oksijen gazı, %1 oranında diğer gazlar (karbondioksit, metan, ozon, kloroflorokarbon, su buharı vb.) bulunmaktadır. Dünya’dan yansıyan Güneş ışınları ile yeryüzü ısınır. Atmosferde bulunan bazı gazlar yeryüzündeki ısının bir kısmını tutar ve yeryüzünün ısınmasını sağlar. Bu gazlara sera gazları, oluşturdukları etkiye de sera etkisi adı verilir. Dünya’da başlıca sera etkisine neden olan gazlar:

  • %36-70 su buharı,
  • %9-26 karbon dioksit,
  • %4-9 metan ve
  • %3-7 ile ozondur.

Sera gazlarının bir kısmı kendi kendine oluşurken, bir kısmı da insanlar tarafından üretilir.

CO2 gazı atmosferde en çok ısı tutma özelliğine sahiptir. Özellikle son yıllarda insan faaliyetleri sonucu atmosferde miktarı artan CO2, CH4, N2O gazları da yansıyan ışınları tutarak, atmosferin sıcaklığının yükselmesine sebep olmaktadır. Bu da küresel ısınma olarak ifade edilir.

Küresel ısınma; buzulların erimesi, okyanusların yükselmesi, iklim değişikliği, biyolojik çeşitliliğin azalması, canlı türlerinin yok olması gibi birçok çevre problemlerine yol açmaktadır.

Günlük yaşamda kullandığımız tüketim maddeleri hammadde eldesinden başlayarak üretim, dağıtım, tüketici tarafından ürünün kullanılması ve kullanım sonrası ortaya çıkan atıkların ayıklanmasına kadar geçen bir yaşam döngüsüne sahiptirler. Günlük yaşamda sıklıkla kullandığımız bazı ürünlerin yaşam döngülerini buradaki “yaşam döngüsü analizi” konumuzda detaylı olarak inceleyeceğiz.

Üretim ve tüketim faaliyetleri ile doğal madde döngüleri

Atıkların geri dönüşüm yoluyla tekrar kullanıma kazandırılması, üretim için ihtiyaç duyulan doğal kaynakları korurken, tüketim sonucu ortaya çıkan atıkları da azaltmaktadır. Böylece çevreye verilen zarar en aza indirilmiş olmaktadır.