תוֹכֶן
כל היצורים החיים עשויים מפחמן. תרכובת זו נמצאת באטמוספירה, בקרום כדור הארץ ובגופי בעלי חיים וצמחים. בזמן הנשימה נשיפת פחמן דו חמצני. כאשר צמחים עושים פוטוסינתזה, הם סופגים את אותו גז. ללא פחמן, החיים לא יתאפשרו.
זיהוי
הסמל הכימי לפחמן הוא האות הגדולה C. המספר האטומי של יסוד זה הוא שש, משקלו האטומי הוא 12, והוא נמצא בדרך כלל בשילוב עם יסודות אחרים, כגון פחמן דו חמצני, גיר, פחם ושמן. פחות מאחוז אחד (0.32%) מאטמוספירת כדור הארץ ו -0.2% מקרום כדור הארץ מורכב מפחמן.
חֲשִׁיבוּת
פחמן טהור קיים רק בשלוש צורות: יהלומים, גרפיט ופחמן שחור, כמו פחם. עם זאת, 18% מכל היצורים החיים על פני כדור הארץ מורכבים מפחמן. זה כולל בני אדם, צמחים ובעלי חיים. כמו כל בעלי החיים, לבני האדם יש צורך מטבולי בפחמן. אלמנט זה נרכש באמצעות בליעת פחמימות, המיוצרים על ידי צמחים במהלך הפוטוסינתזה, כאשר משולב פחמן דו חמצני עם מים. מכיוון שפחמן הוא מהותי לכל צורות החיים, חקר תרכובות פחמן הוא הדגש העיקרי של הכימיה האורגנית.
כיבוש
מחזור הפחמן הוא רצף אירועים המעביר פחמן דו חמצני מהאטמוספרה לקרקע, לצמחים לקלוט ולהשתמש בהם. הנריק לונדגרד, פיזיולוג צמחי שוודי שקיבל קרדיט על הסבר על מחזור הפחמן בשנות העשרים, היה מהראשונים שמדדו פחמן דו חמצני באטמוספירה. הוא מצא כי פחמן דו חמצני בורח מהאדמה כאשר חומר אורגני, כגון דשן וצמחים מתים, נרקב. זה גם נכנס לאווירה כאשר פג תוקף של יצורים חיים. גשם, חיידקי אדמה הפועלים על הפירוק והדשן מוסיפים פחמן חזרה לאדמה. לעומת זאת, צמחים זקוקים לפחמן דו חמצני כדי לבצע פוטוסינתזה ולייצר עלים ירוקים ובריאים.
שיקולים
יותר מדי פחמן דו חמצני באטמוספירה יכול להיות הגורם להתחממות כדור הארץ, מכיוון שפחמן דו חמצני ומתאן סופגים חום מהשמש, ומייצרים את אפקט החממה. מתאן הוא תוצר לוואי נוסף של פחמן, המשתחרר מביוב, ביצות ואזורים ביצתיים אחרים. מכיוון שהשימוש בדלקים מאובנים, כמו פחם ונפט, משחרר פחמן דו חמצני לאטמוספירה, רבים מסביבת הסביבה חוששים כי המשך השימוש בהם יחמיר את ההתחממות הגלובלית. מדענים אחרים מאמינים כי עליית טמפרטורות האוקיאנוס היא גורם עיקרי נוסף להשפעה זו. עם זאת, אם מדינות יצמצמו את שריפת הדלקים המאובנים הללו, פחות פחמן דו חמצני ישוחרר לאטמוספרה.
יתרונות
לפחמן יש גם כמה שימושים תעשייתיים. קודם כל, פחמן הוא המרכיב העיקרי בדלקים מאובנים. הוא גם סופג זיהומים במסננים המגוונים ביותר ונמצא בנייר פחמן ודיו. בנוסף, כאשר מוסיפים פחמן לצמיגים, זה מגדיל את תוחלת החיים שלהם. לבסוף, מדידת הפרופורציה בין פחמן לחנקן לבין כמות הפחמן 14 בחומר אורגני, כמו מאובנים או פיסות עץ, נותנת מושג טוב על גיל המדגם הספציפי.