Siklus karbon: Pengertian, komponen, tahap, manfaat

Karbon adalah unsur kimia penting dalam konstitusi organisme biologis, itu adalah bioelemen. Seperti air, oksigen, dan nitrogen, ia bersirkulasi di antara lapisan-lapisan utama Bumi dalam suatu proses transformasi mendalam yang dikenal sebagai siklus karbon.

Pentingnya siklus karbon dinyatakan dari vitalitas yang ditransmisikan oleh kimia organiknya, hingga konsekuensi dari kelebihan gas karbon di biosfer.

Apa itu siklus karbon?

Atom karbon memiliki kemampuan untuk mengikat satu sama lain dan / atau dengan bioelemen lainnya, membentuk tak terhingga dari senyawa-senyawa penting untuk kehidupan. Senyawa ini berlimpah di Bumi dan beredar melalui makhluk hidup dan lingkungan dalam proses alami dan timbal balik, yang dikenal sebagai siklus karbon. Jadi karbon berpindah dari organisme biologis ke atmosfer, dari atmosfer ke tanaman, dari tanaman ke hewan dan tanah, dari atmosfer ke lautan, dan sebaliknya.

Komponen

Siklus karbon di dukung oleh komponen berikut:

  • Atmosfer
  • Biosfer terestrial
  • Lautan, termasuk karbon anorganik terlarut dan biota laut hidup dan tidak hidup
  • Sedimen, termasuk bahan bakar fosil, sistem air tawar, dan bahan organik tidak hidup.
  • Bagian dalam bumi (mantel dan kerak bumi). Penyimpan karbon ini berinteraksi dengan komponen lain melalui proses geologis.

Pertukaran karbon antara reservoir terjadi sebagai hasil dari berbagai proses kimia, fisik, geologis, dan biologis. Lautan mengandung sumber karbon aktif terbesar di dekat permukaan bumi. Aliran karbon alami antara atmosfer, laut, ekosistem terestrial, dan sedimen cukup seimbang sehingga kadar karbon akan secara umum stabil tanpa pengaruh manusia.

Siklus karbon terdiri dari pergerakan karbon melalui berbagai lapisan dan bentuk kehidupan di Bumi. Karbon dalam bentuk gasnya mengalir secara konstan dan seimbang, berkat perkembangan proses fisik, kimia, geologi, dan biologis.

Bioelemen hadir di alam dalam berbagai bentuk, dalam mineral seperti berlian, grafit dan karbon; dalam zat organik dan anorganik, ada karbon anorganik di air laut; dalam karbon dioksida, dikeluarkan melalui sistem pernapasan oleh makhluk hidup, juga produk dari penguraian bahan organik dan emisi vulkanik.

Siklus karbon memungkinkan produksi dan penguraian unsur kimia, penggunaan dan penggunaannya kembali. Terkadang siklus diubah oleh campur tangan manusia. Ini pertama kali dipelajari oleh ilmuwan Joseph Priestley dan Antoine Lavoisier.

Karakteristik

Siklus karbon ditandai oleh transformasi dan hubungan timbal balik dari unsur kimia dan senyawanya di antara berbagai bagian Bumi. Itu dinamis.

Ini mengontrol suhu dengan memproses CO2 di atmosfer dan mengirim bagian lain dari senyawa ke deposit alami atau buatan yang dikenal sebagai penyerap karbon. Karena berfungsi sebagai termoregulator.

Kapasitas ikatan atom karbon mengalikan jumlah senyawa organik dan anorganik yang tersedia. Siklus ini menyebabkan senyawa-senyawa ini mengalir secara alami pada makhluk hidup dan lingkungan Serba guna.

Organisme yang berpartisipasi dalam siklus karbon

Dalam siklus di mana energi diproduksi dan nutrisi dipertukarkan, semua mata rantai dalam rantai makanan ikut serta.

Interaksi kimia terjadi antara lingkungan dan organisme biologis, maka deskripsi sebagai siklus biogeokimia. Makhluk hidup adalah peserta aktif dalam siklus karbon, dalam proses alami mereka, dan dalam kasus manusia, juga dalam kerusakan (kontaminasi) yang mereka hasilkan dari pencarian cara hidup yang “lebih baik”.

Tumbuhan, yang mengonsumsi CO2 dan memproduksi oksigen, mungkin merupakan mata rantai terkuat dalam rantai; mereka mensintesis karbohidrat dari mana hewan herbivora dan karnivora kemudian diberi makan, sesuai dengan urutan rantai makanan.

Kehidupan di planet ini bergantung pada sinar matahari, unsur-unsur kimia penyusunnya, dan kondisi yang sesuai untuk penggunaannya.

Tahapan siklus karbon

Langkah siklus karbon, meskipun rumit karena sifatnya yang fleksibel dan reaksi di alam, dapat diringkas dalam lima proses dasar:

  • Pernapasan: Karbon dioksida (CO2), terdiri dari satu molekul karbon dan dua oksigen, dikonsumsi sebagai sumber energi dan dikeluarkan ke udara – sebagai produk sampingan – melalui pernapasan semua makhluk hidup. Proses ini melibatkan energi matahari dan molekul glukosa yang melepaskan oksigen, yang pada gilirannya terdiri dari hidrogen, oksigen, dan enam atom karbon. Dengan cara ini, terjadi perpindahan CO2 dari makhluk hidup ke atmosfer.
  • Fotosintesis: Dalam proses fotosintesis tanaman menyerap CO2 dan mengubah energi kimia menjadi oksigen, yang dilepaskan ke atmosfer melalui respirasi tanaman, atau gagal, berfungsi sebagai nutrisi bagi hewan herbivora yang menelan tanaman selama perpaduan. Herbivora kemudian dimangsa oleh anggota lain dari rantai makanan. Fungsi klorofil memungkinkan penggunaan senyawa karbon dalam perjalanannya dari atmosfer ke tanaman.
  • Dekomposisi: Hewan karnivora mati dan tubuhnya dimakan oleh makhluk heterotrofik yang hidup. Jamur, bakteri, protozoa dan organisme bersel tunggal lainnya memakan bahan organik, memecahnya. Dalam prosesnya mereka melepaskan karbon dioksida melalui respirasi dan menghasilkan zat anorganik yang kaya karbon dan elemen lainnya. Zat atau senyawa ini pergi ke tanah dan digunakan kembali oleh tanaman untuk kelangsungan siklus. Organisme yang membusuk memungkinkan untuk mentransfer karbon dari hewan ke atmosfer dan tanah.
  • Evaporasi: Molekul karbon juga bergerak dari atmosfer ke lautan, dan sebaliknya, melalui proses penguapan air yang terjadi selama siklus cairan vital. Ada lebih banyak karbon di laut daripada yang Anda bayangkan, ia terperangkap di permukaan oleh plankton, organisme mikroskopis yang tersuspensi di dalam air dan memakan ikan, krustasea, echinodermata, paus, dan bahkan hiu. Ketika krustasea mati, keraknya pergi ke dasar laut dan membentuk batu, umumnya batu kapur, yang pernah keluar dari air terdegradasi dan melepaskan karbon dioksida.
  • Pembakaran: Ini menghasilkan pelepasan panas yang berlebihan ke atmosfer, produk dari pembakaran – dalam jumlah besar – bahan bakar fosil sumber karbon. Pembakaran terjadi secara alami, karena emisi vulkanik dan kebakaran hutan tidak disengaja, tetapi setidaknya selama dua abad ini terutama disebabkan oleh intrusi manusia dan pengembangan kegiatan industri.

Manfaat

Konsentrasi karbon dioksida atau karbon monoksida dosis tinggi (penyajian unsur beracun) di atmosfer meningkatkan suhu. Jika tidak dikontrol dan dikurangi, itu pada akhirnya akan menghancurkan kondisi yang menguntungkan bagi kehidupan.

Manfaat utama dari siklus karbon adalah administrasi unsur kimia, keseimbangan yang disediakan oleh produksi, penggunaan, dekomposisi, dan daur ulang, serta simpanan alami ‘di mana kelebihan disimpan’, untuk penggunaan selanjutnya.

Organisme biologis berevolusi berkat energi dan nutrisi karbon, itu adalah elemen penting dalam komposisinya, tetapi dalam proporsi yang salah dapat berbahaya.

Perubahan

Siklus karbon mendukung tatanan alam di Bumi, namun, dalam abad-abad terakhir ini, siklus karbon tidak hanya diubah oleh proses pembakaran alami, tetapi juga oleh ketidakpedulian manusia dalam pengelolaan industri dan eksploitasi elemen atau bahan yang kaya. karbon, termasuk kayu, batu bara, minyak dan gas alam.

Produk yang dikonsumsi oleh manusia dalam skala besar, bahan bakar mobil, minyak, dan gas domestik, antara lain diperoleh dari berbagai bentuk karbon, oleh karena itu, eksploitasi sumber energi ini juga dilakukan dalam skala besar dan dengan kecepatan sulit untuk berasimilasi secara alami, berkontribusi pada generasi yang disebut gas musim dingin, yang bertanggung jawab atas pemanasan bumi yang berlebihan.



Leave a Reply