ಇಂಗಾಲ ಚಕ್ರ

ಇಂಗಾಲ ಚಕ್ರ (ಭೌತ ಶಾಸ್ತ್ರದಲ್ಲಿ) ಕೆಲವು ನಕ್ಷತ್ರಗಳಲ್ಲಿ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿ (ಮಾಸ್) ಅಗಾಧಶಕ್ತಿಯಾಗಿ ಪರಿವರ್ತನೆಗೊಂಡು ವಿಸರಣವಾಗುವ ಉಷ್ಣಬೀಜ ಕ್ರಿಯಾಸರಣಿಗಳು (ಸೀರೀಸ್ ಆಫ್ ಥರ್ಮೋನ್ಯೂಕ್ಲಿಯರ್ ರಿಆಕ್ಷನ್ಸ್) (ಕಾರ್ಬನ್ ಸೈಕಲ್).

ಹಿನ್ನೆಲೆ

ಸೂರ್ಯನಂಥ ಸಾಧಾರಣ ದರ್ಜೆಯ ನಕ್ಷತ್ರದಿಂದ ಹೊರಸೂಸುತ್ತಿರುವ ಶಕ್ತಿಯ ಮೊತ್ತ ಸೆಕೆಂಡಿಗೆ 4(1023 ಅರ್ಗ್‍ಗಳು. ಇಂಥ ಅಗಾಧಶಕ್ತಿಯ ಉಗಮ ರಾಸಾಯನಿಕ ಕ್ರಿಯೆಗಳಿಂದ (ಎಂದರೆ, ಇಂಧನ+ಆಕ್ಸಿಜನ್(ದಹನ ಎಂಬ ಸೊತ್ರದಿಂದ) ಸಾಧ್ಯವಿಲ್ಲ ಎಂದು ಸುಲಭ ಗಣನೆಗಳಿಂದ ತಿಳಿಯಿತು. ಉದಾಹರಣೆಗೆ ಸೂರ್ಯ ರಾಸಾಯನಿಕವಾಗಿ ದಹಿಸಿ ಶಕ್ತಿ ವಿಸರಿಸುತ್ತಿರುವ ಒಂದು ಇಂಗಾಲಗೋಳ ಎಂದು ಭಾವಿಸಬಹುದು. ಇಂದು ಸೂರ್ಯನಿಂದ ಶಕ್ತಿ ವಿಸರಣೆಯಾಗುತ್ತಿರುವ ಪ್ರಮಾಣದಲ್ಲಿ ಇಂಥ ಇಂಗಾಲಸೂರ್ಯ ಎಂದೋ ನಿರ್ನಾಮವಾಗಿ ಹೋಗಬೇಕಾಗಿತ್ತು. ಆದ್ದರಿಂದ ಸೌರಶಕ್ತಿಯ ರಹಸ್ಯ ಉಷ್ಣಬೀಜಕ್ರಿಯೆಗಳಲ್ಲಿ ಇದೆಯೆಂದು ಭಾವಿಸಿ ಅವುಗಳ ಸೂತ್ರವನ್ನರಸಲಾಯಿತು. ಈ ಕ್ರಿಯೆಗಳಿಂದ ದೊರೆಯುವ ಶಕ್ತಿ ಸೂರ್ಯನ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿಯನ್ನು ಅವಲಂಬಿಸಿ 1011 ವರ್ಷಗಳ ಕಾಲ ವಿಸರಣೆಯಾಗುವುದು ಎಂದು ಗಣನೆಗಳು ತಿಳಿಸಿದುವು. ಮೇಲ್ಮೈ ಉಷ್ಣತೆ 60000 ಏ. ಗರ್ಭದ ಅಂದಾಜು ಉಷ್ಣತೆ 2(107 0ಏ ಇರುವ ಸೂರ್ಯನಂಥ ಸಾಧಾರಣ ನಕ್ಷತ್ರದ ಶಕ್ತಿ ರಹಸ್ಯ ಪರಮಾಣುವಿದಳನದಿಂದಲ್ಲ, ಪರಮಾಣು ಸಮ್ಮಿಲನದಿಂದ ಎಂದು ತಿಳಿಯಿತು. ಸೂರ್ಯನಲ್ಲಿ ಸರಿಸುಮಾರು ಸಮಾನ ಪರಿಮಾಣಗಳಲ್ಲಿ ಹೈಡ್ರೊಜನ್ ಮತ್ತು ಹೀಲಿಯಂ ಅನಿಲಗಳಿವೆ; ದ್ರವ್ಯ ರಾಶಿಯ 90% ಇವುಗಳ ಮಿಶ್ರಣವಿದೆ. ಅಲ್ಲಿ 4 ಪ್ರೋಟಾನ್‍ಗಳ ಸಂಯೋಜನೆಯಿಂದ 1 ಹೀಲಿಯಂ ಬೀಜಕಣವೂ ಶಕ್ತಿಯೂ ಉತ್ಪನ್ನವಾಗುತ್ತವೆ. 4 ಪ್ರೋಟಾನ್‍ಗಳ ತೂಕ 4.03258 AMU 1 ಹೀಲಿಯಂ ಬೀಜಕಣದ ತೂಕ 4.00387 AM

        ತೂಕದಲ್ಲಿ ವ್ಯತ್ಯಾಸ	       0.02871 AMU

1 AMU ನಿಂದ 931 Mev ಶಕ್ತಿ ಉತ್ಪನ್ನವಾಗುವುದು. ಆದ್ದರಿಂದ ಸೂರ್ಯನಲ್ಲಿ 4 ಪ್ರೋಟಾನ್‍ಗಳು 1 ಹೀಲಿಯಂ ಆಗಿ ಪರಿವರ್ತನೆಯಾಗುವಾಗ ಜನಿಸುವ ಶಕ್ತಿಯ ಬೆಲೆ 0.02871 ( 931 = 26.7 ಒev= 42.7(10-6 ಅರ್ಗ್. ಎಂದರೆ ಒಂದೊಂದು ಪ್ರೋಟಾನ್ ಕಣವೂ ಪರಿವರ್ತನೆಗೊಳ್ಳುವಾಗ ಹೊರಸೂಸುವ ಶಕ್ತಿ (42.74)(10-6 ಅರ್ಗ್ ಅಥವಾ ಸರಿಸುಮಾರಾಗಿ 10-5 ಅರ್ಗ್. ಸೂರ್ಯನ ಮೇಲ್ಮೈ ವಲಯದ ಒಂದು ಗ್ರಾಂ ತೂಕದ ವಸ್ತುವಿನಲ್ಲಿ 2(1023 ಪ್ರೋಟಾನುಗಳಿವೆ. ಆದ್ದರಿಂದ ಪ್ರತಿ ಗ್ರಾಂನಿಂದಲೂ ಲಭಿಸಬಹುದಾದ ಶಕ್ತಿ 2(1018 ಅರ್ಗ್‍ಗಳು/ಗ್ರಾಂ. ಸೂರ್ಯನಿಂದ ಬರುತ್ತಿರುವ ಶಕ್ತಿಗೆ ಈ ಬೆಲೆ ಸುಮಾರಾಗಿ ಹೊಂದುತ್ತದೆ. ಸೂರ್ಯನ ಪ್ರಸಕ್ತ ಸ್ಥಿತಿಯಲ್ಲಿ 4 ಪ್ರೋಟಾನ್ ಕಣಗಳು ಏಕಕಾಲದಲ್ಲಿ ಒಂದೇ ಹಂತದಲ್ಲಿ ಪರಿವರ್ತನಗೊಂಡು 1 ಹೀಲಿಯಂ ಕಣವನ್ನೂ ಶಕ್ತಿಯನ್ನೂ ನೀಡುವ ಸಾಧ್ಯತೆ ಅತ್ಯಲ್ಪ. ಇದರ ಬದಲು ಈ ಕ್ರಿಯೆ ಹಂತ ಹಂತವಾಗಿ ನೆರವೇರುವುದು; ಅಥವಾ ಈ ಪರಿಣಾಮವನ್ನುಂಟುಮಾಡುವ ಪರಿವರ್ತನೆಗಳ ಒಂದು ಚಕ್ರವೇ ಇದೆ ಎಂದು ಭಾವಿಸಬಹುದು. ಇಂಥ ಪರಿವರ್ತನಕ್ರಿಯೆಗಳ ವೇಗ ಪ್ರೋಟಾನುಗಳ ಸಂಖ್ಯೆ ಮತ್ತು ಉಷ್ಣತೆಗಳನ್ನು ಅವಲಂಬಿಸಿದೆ. ಉಷ್ಣತೆ ಹೆಚ್ಚಾದಷ್ಟು ಈ ಕಣಗಳ ವೇಗ ಮತ್ತು ಘರ್ಷಣ ಸಂಖ್ಯೆ ಹೆಚ್ಚಾಗಿಯೂ ಶಕ್ತಿಯುತವಾಗಿಯೂ ಆಗುತ್ತವೆ. ಈ ರೀತಿಯ ಪರಿವರ್ತನೆಯ ಹೆಸರು ಉಷ್ಣಬೀಜಕ್ರಿಯೆ.

ಪ್ರೋಟಾನುಗಳು ಪರಸ್ಪರ ಸಮ್ಮಿಳನವಾಗಲು ಸಾಕಷ್ಟು ಹತ್ತಿರ ಬರುವಷ್ಟು ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಹೊಂದಿರಬೇಕು. ಸಮೀಪವಾದಷ್ಟು ಅವುಗಳಲ್ಲಿ ಪರಸ್ಪರ ದೂರ ನೂಕುವ ಶಕ್ತಿ ಏರುತ್ತದೆ. ಅವೆರಡೂ ಒಂದೇ ರೀತಿಯ ವಿದ್ಯುತ್ತನ್ನು (ಎಂದರೆ ಪಾಸಿಟಿವ್ ಚಾರ್ಚ್) ಹೊಂದಿರುವುದೇ ಇದರ ಕಾರಣ. ದೂರ ನೂಕುವ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಉತ್ಕ್ರಮಿಸಿ ಸಮ್ಮಿಲನಗೊಳ್ಳಲು ಒಂದೇ ಮಾರ್ಗ-ಪ್ರೋಟಾನುಗಳ ಅತಿ ವೇಗದ ಚಲನೆ. ನಕ್ಷತ್ರಗರ್ಭದ ಅತ್ಯುಷ್ಣತೆಯಿಂದ ಅನಿಲರೂಪದಲ್ಲಿರುವ ಕಣಗಳು ಇಂಥ ವೇಗ ಪಡೆದಿವೆ. ಇದಕ್ಕೆ ಇರಬೇಕಾದ ಉಷ್ಣತೆಯ ಪ್ರಮಾಣ 107 0ಏ. ಇಷ್ಟು ಗರಿಷ್ಠಮಟ್ಟದ ಉಷ್ಣತೆಯಲ್ಲಿ ನಕ್ಷತ್ರದ ಧಾತುಗಳೆಲ್ಲವೂ ಅಯಾನ್‍ರೂಪ ತಳೆದಿರುತ್ತವೆ. ಧನ ಮತ್ತು ಋಣ ವಿದ್ಯುತ್ಕಣಗಳಿಂದ ಕೂಡಿದ ನಕ್ಷತ್ರದ ಈ ರೂಪದ ಹೆಸರು ಪ್ಲಾಸ್ಮಾ.

ಹೀಗೆ ಪ್ಲಾಸ್ಮಾರೂಪದಲ್ಲಿರುವ ಒಂದು ನಕ್ಷತ್ರದಲ್ಲಿ ಪ್ರೋಟಾನುಗಳು ಹೀಲಿಯಂ ಆಗಿ ಪರಿವರ್ತನಹೊಂದಲು ಪ್ರೇರಕಧಾತು ಇಂಗಾಲ ಆಗಿರಬಹುದೆಂಬ ಸಲಹೆಯನ್ನು ಬೇಥೆ ಎಂಬ ವಿಜ್ಞಾನಿ ಮಾಡಿದ (1929). ಈ ಸಲಹೆಯ ಪ್ರಕಾರ ಸಮಗ್ರ ಚಕ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ ಇಂಗಾಲ ಹಂತಹಂತವಾಗಿ ಭಾಗವಹಿಸಿ ಪ್ರೋಟಾನುಗಳನ್ನು ಹೀಲಿಯಂ ಆಗಿ ಪರಿವರ್ತಿಸುತ್ತದೆ. ಕೊನೆಯಲ್ಲಿ ಇಂಗಾಲ ಪ್ರತ್ಯೇಕವಾಗಿ ಉಳಿಯುತ್ತದೆ. ಇದೇ ಇಂಗಾಲ ಚಕ್ರ. ಚಕ್ರದ ಉಪೋತ್ಪನ್ನವಾಗಿ ಶಕ್ತಿ ವಿಸರಣಗೊಳ್ಳುವುದು

ಈ ಸಮೀಕರಣದ ಮೊದಲನೆಯ ಹಂತದಲ್ಲಿ ಇಂಗಾಲದ ಬೀಜಕಣ ಪ್ರೋಟಾನಿನ ಸಮ್ಮಿಲನದಿಂದ ನೈಟ್ರೊಜನ್ನಿನ ಸಮಸ್ಥಾನಿ ಬೀಜಕಣವಾಗಿ ಮಾರ್ಪಟ್ಟು ಸ್ವಲ್ಪ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಕಿರಣದ ಮೂಲಕ ಹೊರಚಿಮ್ಮುವುದು.

ಈ ಬೀಜಕಣ ಇಂಗಾಲದ ಸಮಸ್ಥಾನಿ ಬೀಜಕಣವಾಗಿ ವ್ಯತ್ಯಾಸವಾಗಿ ಜೊತೆಗೆ ಒಂದು ಪಾಸಿಟ್ರಾನನ್ನೂ ನ್ಯೂಟ್ರಿನೋ ಎಂಬ ಅತಿಸೂಕ್ಷ್ಮವಾದ ಕಣವನ್ನೂ ಹೊರದೂಡುತ್ತದೆ. ಇಂಗಾಲದ ಬೀಜಕಣ ಇನ್ನೊಂದು ಪ್ರೋಟಾನಿನ ಜೊತೆಕೂಡಿ ನೈಟ್ರೊಜನ್ನಿನ ಬೀಜಕಣವಾಗುವುದು ಮತ್ತು ಕಿರಣದ ರೂಪದಲ್ಲಿ ಸ್ವಲ್ಪಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಹೊರಕ್ಕೆ ಬಿಡುವುದು. ನಾಲ್ಕನೆಯ ಹಂತದಲ್ಲಿ ನೈಟ್ರೊಜನ್ನಿನ ಕಣ ಮೂರನೆ ಪ್ರೋಟಾನಿನ ಸಂಯೋಗದಿಂದ ಆಕ್ಸಿಜನ್ನಿನ ಬೀಜಕಣವಾಗಿ ಕಿರಣದ ರೂಪದಲ್ಲಿ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಹೊರಚಲ್ಲುವುದು. ಆಕ್ಸಿಜನ್ನಿನ ಬೀಜಕಣ ಸ್ಥಿರವಲ್ಲದ ಕಾರಣ ತತ್‍ಕ್ಷಣವೇ ನೈಟ್ರೊಜನ್ನಿನ ಬೀಜಕಣ ಒಂದು ಪಾಸಿಟ್ರಾನ್ ಮತ್ತು ಒಂದು ನ್ಯೊಟ್ರಿನೋ ಕಣಗಳಾಗಿ ಮಾರ್ಪಾಡಾಗುವುದು. ಕೊನೆಯ ಹಂತದಲ್ಲಿ ನೈಟ್ರೊಜನ್ನಿನ ಕಣ ಇನ್ನೊಂದು ಪ್ರೋಟಾನಿನೊಡನೆ ಸೇರಿ ಇಂಗಾಲದ ಬೀಜಕಣ ಮತ್ತು ಹೀಲಿಯಂ ಬೀಜಕಣವಾಗುತ್ತದೆ. ಈ ರೀತಿ 4 ಪ್ರೋಟಾನುಗಳು ಒಟ್ಟುಗೂಡಿ 1 ಹೀಲಿಯಂ ಬೀಜಕಣವಾಗಲು ಇಂಗಾಲದ ಕಣ ಪ್ರೇರಕಧಾತು. ಪ್ರಥಮದಲ್ಲಿ ಇದ್ದ ಇಂಗಾಲದ ಕಣ ಕ್ರಿಯೆ ಪೂರ್ಣವಾದ ಮೇಲೆ ಪುನಃ ಇಂಗಾಲದ ಕಣವಾಗಿ ಪರಿವರ್ತನೆಗೊಳ್ಳುವುದರಿಂದ ಇದಕ್ಕೆ ಇಂಗಾಲದ ಚಕ್ರವೆಂಬ ಹೆಸರು ಬಂದಿದೆ.

ಕೆಲವು ವರ್ಷಗಳವರೆಗೆ ಈ ರೀತಿಯ ಇಂಗಾಲ ಚಕ್ರದ ಮೂಲಕವೇ ಸೂರ್ಯನಿಂದ ಶಕ್ತಿ ಹೊರಚಿಮ್ಮುತ್ತದೆಂದು ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳು ತಿಳಿದಿದ್ದರು. ಆದರೆ ಈ ಚಿತ್ರ ಮೇಲ್ಕಂಡ ರೀತಿಯಲ್ಲಿ ಸತತವಾಗಿ ನಡೆಯಲು ಬೇಕಾದ ಉಷ್ಣತೆ ಸೂರ್ಯನ ಉಷ್ಣತೆಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚಾಗಿರಬೇಕೆಂದು ಅಂದಾಜು ಮಾಡಿದೆ. ಇಂಗಾಲ ಚಕ್ರದ ಬದಲಾಗಿ ಪ್ರೋಟಾನ್-ಪ್ರೋಟಾನ್ ಚಕ್ರವೆಂಬ ಬೇರೆ ರೀತಿಯ ಕ್ರಿಯೆಗಳು ಸೂರ್ಯನ ಉಷ್ಣತೆಯಲ್ಲಿ ಆಗಬಹುದೆಂದು ಕಂಡುಹಿಡಿಯಲಾಗಿದೆ. ಈ ಚಕ್ರ ಕೆಳಗೆ ತಿಳಿಸಿರುವ ರೀತಿಯಲ್ಲಿ ಇದೆ.

(ನೋಡಿ- ನಕ್ಷತ್ರ-ಶಕ್ತಿ) (ನೋಡಿ- ಸೂರ್ಯ) (ಎ.ಸಿ.)

ಇಂಗಾಲ ಚಕ್ರ (ರಸಾಯನ ಶಾಸ್ತ್ರದಲ್ಲಿ)

ಗಾಳಿಯಿಂದ ನಿರ್ಗಮಿಸಿದ ಇಂಗಾಲ ಪುನಃ ಗಾಳಿಗೆ ಮರಳುವ ರಾಸಾಯನಿಕ ಹಂತಗಳು (ಕಾರ್ಬನ್ ಸೈಕಲ್). ಭೂಮಿಯ ಸುತ್ತ ಇರುವ ವಾಯುಮಂಡಲದಲ್ಲಿ ಇಂಗಾಲಾಮ್ಲ 0.03%ರಷ್ಟು ಸ್ಥಿರಪ್ರಮಾಣದಲ್ಲಿದೆ. ಇದು ಪ್ರಾಣಿ ಮತ್ತು ಸಸ್ಯಗಳ ಜೀವನಕ್ಕೆ ಬಹಳ ಮುಖ್ಯವಾದುದು. ಸಸ್ಯಗಳು ಗಾಳಿಯಿಂದ ಈ ಇಂಗಾಲಾಮ್ಲವನ್ನು ಪಡೆದು ಸೂರ್ಯನ ಬೆಳಕಿನ ಶಕ್ತಿಯಿಂದ ಕೆಲವು ಕಿಣ್ವಗಳ ಮೂಲಕ ಬೇಕಾದ ಶರ್ಕರ ಪದಾರ್ಥಗಳನ್ನು ಸೃಷ್ಟಿಸಿಕೊಳ್ಳುತ್ತವೆ. ಸಸ್ಯಗಳಲ್ಲಿರುವ ಪಿಷ್ಟ, ಸಕ್ಕರೆ ಮುಂತಾದುವು ಗಾಳಿಯ ಇಂಗಾಲಾಮ್ಲದಿಂದಲೇ ಬಂದವು. ಸಸ್ಯಗಳನ್ನು ಆಹಾರವಾಗಿ ಉಪಯೋಗಿಸುವ ಪ್ರಾಣಿಗಳು ಈ ಶರ್ಕರ ಪದಾರ್ಥಗಳನ್ನು ಅರಗಿಸಿಕೊಳ್ಳುತ್ತವೆ. ದೇಹದಲ್ಲಿ, ಅದರ ಚಟುವಟಿಕೆಗಳಿಗೆ ಬೇಕಾದ ಶಕ್ತಿ ಈ ಶರ್ಕರ ಪದಾರ್ಥಗಳ ಉತ್ಕರ್ಷಣದಿಂದ ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾಗುತ್ತದೆ : ಅ6ಊ12ಔ6+6ಔ2(6ಅಔ2+6ಊ2ಔ+ಇ

ಹೀಗೆ ಬಂದ ಇಂಗಾಲಾಮ್ಲ ಶ್ವಾಸಕೋಶಗಳ ಮೂಲಕ ನಿಶ್ವಾಸದಲ್ಲಿ ದೇಹದಿಂದ ಹೊರಬರುತ್ತದೆ. ಗಾಳಿಯಿಂದ ಮೊದಲು ಹೊರಟ ಇಂಗಾಲ ಪುನಃ ಗಾಳಿಗೇ ಈ ಪ್ರಕಾರ ಸೇರುತ್ತದೆ. ಇದೇ ಇಂಗಾಲ ಚಕ್ರ. (ವೈ.ಎಸ್.ಎಲ್.)

ಇಂಗಾಲ ಚಕ್ರ (ಪ್ರಾಣಿಶಾಸ್ತ್ರದಲ್ಲಿ) : ವಾಯುಮಂಡಲದಲ್ಲಿರುವ ಇಂಗಾಲದ ಡೈಆಕ್ಸೈಡ್ ಸಸ್ಯಗಳನ್ನು ಸೇರಿ ದ್ಯುತಿಸಂಶ್ಲೇಷಣೆಯಿಂದ ಕಾರ್ಬೊಹೈಡ್ರೇಟುಗಳಾಗಿ ಪರಿವರ್ತನೆಗೊಂಡು ಮುಂದೆ ಪ್ರಾಣಿಗಳ ದೇಹಗಳನ್ನು ಪ್ರವೇಶಿಸಿ ಅಲ್ಲಿನ ವಿವಿಧ ಚಟುವಟಿಕೆಗಳಲ್ಲಿ ಭಾಗವಹಿಸಿ ಕೊನೆಗೆ ವಾಯುಮಂಡಲವನ್ನು ಇಂಗಾಲದ ಡೈ ಆಕ್ಸೈಡ್ ರೂಪದಲ್ಲಿಯೇ ಸೇರುವ ಕ್ರಿಯಾ ಪರಂಪರೆ.

ಘನರೂಪದ ಇಂಗಾಲ ಜೀವಿಯ ದೇಹವನ್ನು ನೇರವಾಗಿ ಸೇರಲಾರದು. ಅದು ಆಕ್ಸಿಜನ್ನಿನೊಡನೆ ಸಂಯೋಜನೆ ಹೊಂದಿ ಇಂಗಾಲದ ಡೈ ಆಕ್ಸೈಡ್ ರೂಪ ತಾಳಿದರೆ ಮಾತ್ರ ಜೀವಜಗತ್ತಿನ ಒಂದು ಭಾಗವಾಗಿ ಜೀವದ್ರವ್ಯದ ನಿರ್ಮಾಣದಲ್ಲಿ ಪಾಲುಗೊಳ್ಳುವುದು ಸಾಧ್ಯ. ಜೀವಜಗತ್ತನ್ನು ಆವರಿಸಿರುವ ವಾಯುಮಂಡಲದಲ್ಲಿ ಈ ಅನಿಲದ ಉಗ್ರಾಣ ಹುದುಗಿದೆ. ವಾಯುವಿನಲ್ಲಿ ಇದರ ಅಂಶ ಸುಮಾರು 0.04% ಮಾತ್ರ. ಇದು ಇಷ್ಟು ಅಲ್ಪ ಪ್ರಮಾಣದಲ್ಲಿ ಇದ್ದರೂ ಈ ಕೋಠಿಯಿಂದಲೇ ಎಲ್ಲ ಜೀವಿದ್ರವ್ಯಕ್ಕೆ ಬೇಕಾದ ಇಂಗಾಲದ ಪೂರೈಕೆ ಆಗುತ್ತದೆ. ಒಂದು ಎಕರೆ ಭೂಮಿಯ ಮೇಲೆ ಆರು ಟನ್ ಇಂಗಾಲ ವ್ಯಾಪಿಸಿರುವುದಾಗಿ ಅಂದಾಜು ಮಾಡಲಾಗಿದೆ. ಅಂದರೆ ಪ್ರತಿ ವರ್ಷವೂ ಒಂದು ಎಕರೆ ಭೂಪ್ರದೇಶದಲ್ಲಿ ಬೆಳೆಯುವ ಸಸ್ಯಗಳು, ಉದಾಹರಣೆಗೆ ಕಬ್ಬು, ಇಪ್ಪತ್ತು ಟನ್ ಇಂಗಾಲವನ್ನು ಸೆರೆಹಿಡಿದು ತಮ್ಮ ಕೋಶಜಾಲವನ್ನು ನಿರ್ಮಿಸಿಕೊಳ್ಳುವುವೆಂದು ಲೆಕ್ಕ ಹಾಕಲಾಗಿದೆ. ಇಂಗಾಲದ ಡೈ ಆಕ್ಸೈಡ್ ಕೇವಲ ವಾಯುವಿನಲ್ಲಿ ಸೀಮಿತವಾಗಿರದೆ, ಸ್ವಲ್ಪಭಾಗ ನೀರಿನಲ್ಲಿಯೂ ಲೀನವಾಗಿ ಕಾರ್ಬೊನಿಕ್ ಆಮ್ಲವಾಗುತ್ತದೆ. ಈ ಆಮ್ಲ ಅನತಿಕಾಲದಲ್ಲಿಯೇ ಕಾರ್ಬೊನೇಟು (ಅಔ3=) ಮತ್ತು ಬೈಕಾರ್ಬೊನೇಟುಗಳಾಗಿ (ಊಅಔ3-) ಮಾರ್ಪಡುತ್ತದೆ.

ಜೀವಜಗತ್ತಿನಲ್ಲಿ ಹಸಿರು ಸಸ್ಯಗಳು ಮಾತ್ರ ವಾಯುಮಂಡಲದ ಇಂಗಾಲದ ಡೈ ಆಕ್ಸೈಡನ್ನು ಸೆರೆಹಿಡಿದು ತಮಗೆ ಬೇಕಾದ ಆಹಾರ ಸಾಮಗ್ರಿಯನ್ನು ಸಂಕ್ಷೇಪಿಸಿಕೊಳ್ಳುವ ಸಾಮಥ್ರ್ಯ ಪಡೆದಿವೆ. ಸಸ್ಯಗಳು ವಾಯುಮಂಡಲದಲ್ಲಿರುವ ಇಂಗಾಲದ ಡೈ ಆಕ್ಸೈಡನ್ನು ತಮ್ಮ ಪತ್ರರಂಧ್ರಗಳ ಮೂಲಕ ಹೀರಿ ತಮ್ಮ ಬೇರುಗಳಿಂದ ನೀರನ್ನು ಶೋಷಿಸಿಕೊಂಡು ಅಸಿದ್ಧವಸ್ತುಗಳನ್ನು ಹಸಿರಿಗೆ ಕಾರಣವಾದ ಹರಿತ್ತುಗಳಿಗೆ ಸಾಗಿಸಿ ಸೂರ್ಯಪ್ರಕಾಶದ ನೆರವಿನಿಂದ ಗ್ಲೂಕೋಸ್ ರೂಪದ ಸರಳ ಸಕ್ಕರೆಯಾಗಿ ಪರಿವರ್ತಿಸುತ್ತವೆ. ಇಂಥ ಸಿದ್ಧರೂಪದ ಪದಾರ್ಥದಲ್ಲಿ ಸೌರಶಕ್ತಿ ಸ್ಥಿತಿರೂಪದಲ್ಲಿ ಬಂಧನವಾಗಿರುತ್ತದೆ. ಈ ಬಗೆಯ ಆಹಾರ ನಿರ್ಮಾಣದ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಗೆ ದ್ಯುತಿಸಂಶ್ಲೇಷಣೆ ಎಂದು ಹೆಸರು. ಇದರ ಫಲವಾಗಿ ಸರಳರೂಪದ ಕಾರ್ಬೊಹೈಡ್ರೇಟುಗಳು ಸಂಶ್ಲೇಷಣೆಗೊಳ್ಳುವುದಲ್ಲದೆ ಆಕ್ಸಿಜನ್ ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾಗಿ ಸಸ್ಯದೇಹದಿಂದ ಹೊರಬಂದು ವಾಯುಮಂಡಲವನ್ನು ಸೇರುತ್ತದೆ.

ಹರತ್ತಿನಲ್ಲಿ 6ಅಔ2+6ಊಔ2+ಸೌರಶಕ್ತಿ ಅ6ಊ12ಔ6+6ಔ2 ಹೀಗೆ ಬಿಡುಗಡೆಯಾದ ಆಕ್ಸಿಜನ್ ಜೀವಿಗಳ ಉಸಿರಾಟಕ್ಕೂ ಮತ್ತು ಸೇಂದ್ರಿಯ ಪದಾರ್ಥಗಳ ದಹನಕ್ಕೂ ಅತ್ಯಾವಶ್ಯಕ. ಇತರ ಸಂಶ್ಲೇಷಣ ಕ್ರಿಯಾವಾಹಿನಿಯಲ್ಲಿ ಲವಣಾಂಶಗಳೂ ಕೂಡಿ ಶರ್ಕರಪದಾರ್ಥ, ಪಿಷ್ಟಪದಾರ್ಥ, ಸೆಲ್ಯುಲೋಸ್, ಎಣ್ಣೆ, ಮೇದಸ್ಸು, ಲಿಪಿಡ್, ಆಮೈನೊ ಅಮ್ಲ, ನೈಟ್ರೊಜನ್ ಮೊದಲಾದ ಸೇಂದ್ರಿಯ ವಸ್ತುಗಳು ಸಂಶ್ಲೇಷಣೆಗೊಳ್ಳುತ್ತವೆ. ಇವೆಲ್ಲ ವಸ್ತುಗಳು ತಮಗಾಗಿ ತಯಾರಿಸಿಕೊಂಡ ಪೌಷ್ಟಿಕ ಆಹಾರವಸ್ತುಗಳು. ಇವುಗಳ ನೆರವಿನಿಂದಲೇ ಸಸ್ಯಗಳು ತಮ್ಮ ಜೀವದ್ರವ್ಯವನ್ನು ಸಂರಕ್ಷಿಸಿಕೊಳ್ಳುತ್ತವೆ.

ಹಸಿರಿಲ್ಲದ ಸಸ್ಯ, ಪರತಂತ್ರ ಸಸ್ಯ ಹಾಗೂ ಪ್ರಾಣಿಗಳಿಗೆ ಆಹಾರ ಬೇಕು. ಆದರೆ ಅವು ತಮ್ಮ ದೇಹದಲ್ಲಿ ಅಸಿದ್ಧವಸ್ತುಗಳನ್ನು ಸಿದ್ಧವಸ್ತುಗಳನ್ನಾಗಿ ತಯಾರಿಸಿಕೊಳ್ಳಲು ಬೇಕಾದ ಸಾಮಥ್ರ್ಯ, ರಚನೆಗಳನ್ನು ಪಡೆದಿರುವುದಿಲ್ಲ. ಆದ್ದರಿಂದಲೇ ಇವು ತಮ್ಮ ಆಹಾರಕ್ಕಾಗಿ ಹಸಿರು ಸಸ್ಯಗಳಮೇಲೆ ಪರಾವಲಂಬಿಗಳಾಗಿರುವುದು ಅನಿವಾರ್ಯವಾಗುತ್ತದೆ. ಪ್ರಾಣಿಗಳಲ್ಲಿ ಆಹಾರ ಸೇವನೆ ಹಲವು ಬಗೆ. ಹಸು ಕುರಿ, ಮೇಕೆ, ಜಿಂಕೆಗಳು ಸಸ್ಯಹಾರಿಗಳು ಸಸ್ಯವನ್ನೇ ತಿಂದು ಜೀವಿಸತಕ್ಕವು. ಮಾಂಸಾಹಾರಿ ಪ್ರಾಣಿಗಳು (ಹುಲಿ, ಚಿರತೆ, ಕಪ್ಪೆ) ನೇರವಾಗಿ ಅಲ್ಲವಿದ್ದರೂ ಪರೋಕ್ಷವಾಗಿ ಸಸ್ಯಗಳನ್ನು ತಿನ್ನುತ್ತದೆ. ಸಸ್ಯವನ್ನು ತಿಂದು ಜೀವಿಸುವ ಜಿಂಕೆಯನ್ನು ಹುಲಿ ತಿನ್ನುತ್ತವೆ. ಈ ಪರಭಕ್ಷ ಜೀವನದ ಸಂಬಂಧದಲ್ಲಿ ಆಹಾರ ಸರಪಣಿಯನ್ನು ಗುರುತಿಸಬಹುದು. ಪರಭಕ್ಷ ಜೀವನದ ಆಹಾರ ಸರಪಣಿಯಲ್ಲಿ (ಹುಲ್ಲು(ಜಿಂಕೆ(ಹುಲಿ) ಕೇವಲ ಮೂರು ಕೊಂಡಿಗಳಿರುವುದರ ಬದಲು ಹೆಚ್ಚಿನ ಕೊಂಡಿಗಳಿರಲೂಬಹುದು. ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ಪಾಚಿ(ಮೀನು(ಕಪ್ಪೆ(ಬಾತು(ಮೊಸಳೆ. ಈ ಆಹಾರ ಸರಪಣಿಗಳು ಎಷ್ಟೇ ಹ್ರಸ್ವ ಇರಲಿ ಅಥವಾ ದೀರ್ಘ ಇರಲಿ ಇವು ಸದಾ ಆಹಾರೋತ್ಪಾದಕ ಸಸ್ಯಗಳಿಂದಲೆ ಪ್ರಾರಂಭವಾಗುತ್ತವೆ. ಸರಪಣಿಯ ಪ್ರತಿ ಹಂತದಲ್ಲೂ ಪರಭಕ್ಷಿಯ ದೇಹದಲ್ಲಿ ಆಹಾರ ರೂಪದ ಸೇಂದ್ರಿಯ ಪದಾರ್ಥಗಳು ಜೀರ್ಣವಾಗಿ ಅದರಿಂದ ಹೊಸ ಸಾವಯವ ಸಂಕೀರ್ಣ ವಸ್ತುಗಳು ಪುನರ್‍ಸಂಶ್ಲೇಷಣೆಗೊಳ್ಳುತ್ತವೆ. ಹೀಗೆ ಒಂದು ಜೀವಿಯ ದೇಹ ನಿರ್ಮಾಣದಲ್ಲಿ ಭಾಗಿಯಾಗಿದ್ದ ಇಂಗಾಲ ಆಹಾರ ಸರಪಣಿಯನ್ನು ಸರಿಸುತ್ತ ಪರಭಕ್ಷಿಯ ದೇಹ ನಿರ್ಮಾಣದಲ್ಲಿಯೂ ಪಾಲ್ಗೊಳ್ಳಬಹುದು.

ಪ್ರತಿಯೊಂದು ಜೀವಿಯಲ್ಲಿಯೂ ಪಚನ ಮತ್ತು ಶ್ವಸನ ಕ್ರಿಯಾ ಚಟುವಟಿಕೆಗಳ ನೆರವಿನಿಂದ ಸರಳರೂಪದ ಇಂಗಾಲಯುಕ್ತ ಆಹಾರ ಪದಾರ್ಥಗಳ ಉತ್ಕರ್ಷಣೆಯಾಗುತ್ತದೆ.

ಹಂತಹಂತವಾಗಿ ಸಾಗುವ ದಹನದಲ್ಲಿ ಇಂಗಾಲದ ಡೈ ಆಕ್ಸೈಡ್ ಮತ್ತು ನೀರಿನ ಅಣುಗಳು ರೂಪುಗೊಂಡು ಹೊರಬರುವುವಲ್ಲದೆ ಆಹಾರ ಪದಾರ್ಥದಲ್ಲಿ ಹುದುಗಿರುವ ಸ್ಥಿತಿರೂಪದ ಸೌರಶಕ್ತಿ ಗತಿಶಕ್ತಿಯಾಗಿ ಮಾರ್ಪಟ್ಟು ದೇಹದಲ್ಲಿ ಬಿಡುಗಡೆಯಾಗುತ್ತದೆ. ಈ ಶಕ್ತಿಯ ನೆರವಿನಿಂದ ಮಾತ್ರ ಜೀವಿಯ ಎಲ್ಲ ಚಟುವಟಿಕೆಗಳು ಜರುಗುವುದು ಸಾಧ್ಯ. ಹೀಗೆ ಜೀವಿಗಳ ಶ್ವಸನ ಕ್ರಿಯೆಯಿಂದ ಇಂಗಾಲದ ಡೈ ಆಕ್ಸೈಡ್ ಸದಾ ವಾಯುಮಂಡಲಕ್ಕೆ ಅಥವಾ ನೀರಿಗೆ ಹಿಂತಿರುಗುತ್ತಿರುತ್ತದೆ. ಇದಲ್ಲದೆ ಪ್ರಾಣಿಗಳು ಮೂತ್ರದ ಮೂಲಕ ಯೂರಿಯ ಮತ್ತು ಯೂರಿಕ್ ಆಮ್ಲಗಳನ್ನು ವಿಸರ್ಜನೆ ಮಾಡುತ್ತಿರುತ್ತವೆ. ಈ ವಿಸರ್ಜನವಸ್ತುಗಳು ಇಂಗಾಲ ಸಂಬಂಧವಾದುದರಿಂದ ಇವು ಕೊನೆಗೆ ನಿಸರ್ಗದಲ್ಲಿ ಇಂಗಾಲದ ಡೈ ಆಕ್ಸೈಡ್ ಮತ್ತು ಅಮೋನಿಯ ಆಗಿ ವಿಭಜನೆ ಹೊಂದಿ ಬೇರ್ಪಡುತ್ತವೆ.

ಇಂಗಾಲ ಬಂಧನಸ್ಥಿತಿ

ಆದರೆ ಹಸಿರು ಸಸ್ಯಗಳು ದ್ಯುತಿಸಂಶ್ಲೇಷಣೆಯಿಂದ ಸೆರೆಹಿಡಿದ ಇಂಗಾಲದ ಡೈ ಆಕ್ಸೈಡ್ ಪರಿಮಾಣವನ್ನು ಎಲ್ಲ ಜೀವರಾಶಿಗಳ ಪಚನ, ಶ್ವಸನ ಮತ್ತು ವಿಸರ್ಜನೆ ಚಟುವಟಿಕೆಗಳಿಂದ ವಾಯುಮಂಡಲಕ್ಕೆ ಹಿಂತಿರುಗಿದ ಇಂಗಾಲದ ಡೈ ಆಕ್ಸೈಡ್ ಪರಿಮಾಣ ಸರಿದೂಗಲಾರದು. ಇಂಗಾಲದ ಬಹುಭಾಗ ಸಜೀವಿಯ ದೇಹನಿರ್ಮಾಣದಲ್ಲಿ ಭಾಗವಹಿಸುವುದರಿಂದ ಆ ಜೀವಿ ಸತ್ತುಹೋದರೆ ಇಂಗಾಲ ಬಂಧನಸ್ಥಿತಿಯಲ್ಲಿ ಉಳಿದುಬಿಡುತ್ತದೆ. ಶಾಶ್ವತವಾಗಿ ಕ್ರಿಯಾಹಂತದಲ್ಲಿ ಮುಂದುವರಿಯದೆ ಇಂಗಾಲ ಸಂಗ್ರಹವಾಗಿ ನಿಂತುಬಿಟ್ಟರೆ ಜೀವಜಗತ್ತಿಗೆ ಅಂತ್ಯ ಖಂಡಿತ. ಆದರೆ ಕೊಳೆಸುವ ಬ್ಯಾಕ್ಟೀರಿಯ ಮತ್ತು ಶಿಲೀಂಧ್ರಗಳು ಸತ್ತ ಜೀವಿಯನ್ನು ಬೆಂಬತ್ತಿಯೇ ಇರುತ್ತವೆ. ಇವು ಸತ್ತ ಪ್ರಾಣಿ ಮತ್ತು ಸಸ್ಯಗಳ ದೇಹವನ್ನು ಕೊಳೆಯಿಸುವುದರಿಂದ ಮತ್ತು ಹುಳಿಗೊಳಿಸುವುದರಿಂದ ಸೇಂದ್ರಿಯ ಪದಾರ್ಥಗಳು ವಿಚ್ಛಿದ್ರಗೊಂಡು ಇಂಗಾಲದ ಡೈ ಆಕ್ಸೈಡ್ ಆಗಿ ಪರಿವರ್ತನೆ ಹೊಂದಿ ಪರಿಸರಕ್ಕೆ ಮತ್ತೆ ಹಿಂತಿರುಗುತ್ತದೆ. ತನ್ಮೂಲಕ ಇಂಗಾಲದ ಬಿಡುಗಡೆಯಾಗುತ್ತದೆ. ಇದಲ್ಲದೆ ಸೌದೆ ಮರಮುಟ್ಟುಗಳನ್ನು ಬೆಂಕಿಯಿಂದ ದಹಿಸುವಾಗಲೂ ಮರದ ಸೆಲ್ಯುಲೋಸ್ ಮತ್ತಿತರ ಸಾವಯವ ಪದಾರ್ಥಗಳಲ್ಲಿ ಹುದುಗಿರುವ ಇಂಗಾಲ ಮುಕ್ತಿ ಹೊಂದಿ ಇಂಗಾಲದ ಡೈ ಆಕ್ಸೈಡ್ ರೂಪದಲ್ಲಿ ಹೊರಬೀಳುತ್ತದೆ.

ಸತ್ತ ಜೀವಿಯ ದೇಹದ ಸ್ವಲ್ಪಭಾಗ ಭೂಪದರಲ್ಲಿ ಹುದುಗಿ ಹೋದ ಪಕ್ಕದಲ್ಲಿ ಅದು ಉಷ್ಣ, ಒತ್ತಡ ಮತ್ತಿತರ ಭೌತ ಚಟುವಟಿಕೆಗಳಿಂದ ಕಲ್ಲಿದ್ದಲು ಪೆಟ್ರೋಲಿಯಂ ಇತ್ಯಾದಿಯಾಗಿ ಪರಿವರ್ತನೆ ಹೊಂದಬಹುದು. ಈ ಪಳೆಯುಳಿಕೆ ಸೌದೆಯನ್ನು ಮನೆಮಠಗಳಲ್ಲಿ ಗಿರಣಿ ಕಾರ್ಖಾನೆಗಳಲ್ಲಿ ರೈಲು ಮೋಟಾರು ಮತ್ತು ವಿಮಾನಗಳ ಸಂಚಾರದಲ್ಲಿ ಉರಿಸುವುದರಿಂದ ಅದರಲ್ಲಿ ಅಡಗಿರುವ ಇಂಗಾಲದ ಬಿಡುಗಡೆಯಾಗುತ್ತದೆ. ಕೊನೆಯದಾಗಿ ಕೆಲವು ಬಗೆಯ ಜೀವಿಯ ಚಟುವಟಿಕೆಗಳಿಂದ (ಹವಳದ ಪ್ರಾಣಿಗಳು) ನಿರ್ಮಿತವಾದ ಕಾರ್ಬೊನೇಟ್ ಶಿಲೆಯ ದಿಬ್ಬಗಳು, ಅಮೃತಶಿಲೆಯ ಪದರಗಳು ಕ್ರಮವಾಗಿ ಆಮ್ಲೀಯ ಕ್ರಿಯೆಯಿಂದ ಮತ್ತು ಭೂ ಸವಕಳಿಯಿಂದ ಅದರಲ್ಲಿ ಅಡಗಿರುವ ಇಂಗಾಲ ಇಂಗಾಲದ ಡೈ ಆಕ್ಸೈಡಾಗಿ ಮಾರ್ಪಾಟು ಹೊಂದಿ ವಾಯುವನ್ನು ಸೇರುತ್ತವೆ. ಹೀಗೆ ವಿವಿಧ ಮಾರ್ಗಗಳಲ್ಲಿ ಬಿಡುಗಡೆಯಾದ ಇಂಗಾಲದ ಡೈ ಆಕ್ಸೈಡನ್ನು ಹಸಿರು ಸಸ್ಯಗಳು ಮರಳಿ ತಮ್ಮ ಆಹಾರಕ್ಕಾಗಿ ಸೆರೆಹಿಡಿಯುತ್ತವೆ. ಇಂಗಾಲದ ಚಕ್ರ ಮುಂದುವರಿಯುತ್ತ ಹೋಗುತ್ತದೆ. ಈ ಭೂಮಿಯ ಮೇಲೆ ಜೀವಿ ಉದ್ಭವಿಸಿ ಪ್ರಾರಂಭಿಸಿದ ಈ ಚಕ್ರ ಎಡೆಬಿಡದೆ ತಿರುಗುತ್ತ ಸಾಗುತ್ತಲಿದೆ.