Pengertian Siklus Karbon – Karbon memasuki atmosfer dalam bentuk karbon dioksida melalui siklus karbon dan kembali ke karbon organik melalui fotosintesis.
Karbon merupakan unsur kedua yang paling berlimpah dalam organisme hidup, hadir dalam semua molekul organik. Perannya dalam struktur makromolekul adalah kepentingan utama bagi organisme hidup.
Senyawa karbon mengandung bentuk tinggi energi, yang manusia digunakan sebagai bahan bakar. Sejak tahun 1800-an (awal Revolusi Industri), jumlah negara yang menggunakan sejumlah besar bahan bakar fosil meningkat, sehingga menimbulkan tingkat karbon dioksida di atmosfer melimpah.
Peningkatan karbon dioksida telah dikaitkan dengan perubahan iklim dan gangguan lain dari ekosistem bumi. Ini merupakan masalah utama lingkungan di seluruh dunia.
Siklus karbon paling mudah dipelajari yang terbagi dalam dua sub-siklus: satu berurusan dengan pertukaran karbon yang cepat antara organisme hidup dan yang lainnya yang berhubungan dengan siklus jangka panjang karbon melalui proses geologi.
Siklus Biologi Karbon
Organisme hidup terhubung dalam banyak hal, bahkan antara ekosistem. Sebuah contoh yang baik dari hubungan ini adalah pertukaran karbon antara autotrof dan heterotrof.
Karbon dioksida adalah pondasi dasar yang digunakan oleh kebanyakan autotrof untuk membangun multi-karbon, senyawa energi tinggi, seperti glukosa. Energi dimanfaatkan dari matahari digunakan oleh organisme ini untuk membentuk ikatan kovalen yang menghubungkan atom karbon bersama-sama.
Ikatan kimia ini menyimpan energi ini untuk digunakan dalam proses respirasi. Kebanyakan autotrof terestrial memperoleh karbon dioksida secara langsung dari atmosfer, sementara autotrof laut memperolehnya dalam bentuk terlarut (asam karbonat, H2CO3–). Namun karbon dioksida diperoleh, produk sampingan dari proses ini adalah oksigen.
Organisme fotosintetik bertanggung jawab dalam menyediakan sekitar 21 persen dari kandungan oksigen di atmosfer yang kita amati sekarang.
Heterotrof memperoleh senyawa karbon energi tinggi dari autotrof dengan mengkonsumsi mereka dan menghancurkan mereka dengan respirasi untuk memperoleh energi sel, seperti ATP. Jenis yang paling efisien dari respirasi aerobik, membutuhkan oksigen yang diperoleh dari atmosfer atau dilarutkan dalam air.
Dengan demikian, ada pertukaran konstan oksigen dan karbon dioksida antara autotrof (yang memerlukan karbon) dan heterotrof (yang membutuhkan oksigen). Pertukaran gas melalui atmosfer dan air adalah salah satu cara siklus karbon menghubungkan semua organisme yang hidup di Bumi.
Siklus biogeokimia Karbon
Pergerakan karbon melalui tanah, air, dan udara adalah kompleks dan, dalam banyak kasus, hal itu terjadi jauh lebih lambat dari siklus karbon biologis. Karbon disimpan untuk waktu yang lama yang dikenal sebagai cadangan karbon, yang meliputi atmosfer, wilayah perairan (sebagian besar lautan), sedimen laut, tanah, sedimen tanah (termasuk bahan bakar fosil), dan didalam bumi.
Sebagaimana dinyatakan, penyimpanan utama karbon dalam bentuk karbon dioksida, sangat penting untuk proses fotosintesis. Tingkat karbon dioksida di atmosfer sangat dipengaruhi oleh penyimpanan karbon di lautan. Pertukaran karbon antara atmosfer dan air mempengaruhi berapa banyak karbon yang ditemukan di setiap lokasi; masing-masing mempengaruhi yang lain secara timbal balik. Karbon dioksida (CO2) dari atmosfer larut dalam air, bergabung dengan molekul air membentuk asam karbonat. Kemudian mengionisasi untuk karbonat dan ion bikarbonat
Lebih dari 90 persen dari karbon di laut ditemukan berupa ion bikarbonat. Beberapa ion ini bergabung dengan kalsium air laut untuk membentuk kalsium karbonat (CaCO3), komponen utama dari cangkang organisme laut. Organisme ini akhirnya membentuk sedimen di dasar laut. Seiring waktu geologi, kalsium karbonat membentuk kapur, yang merupakan penyimpan karbon terbesar di bumi.
Di darat, karbon disimpan dalam tanah sebagai penguraian organisme hidup atau pelapukan batuan terestrial dan mineral. Karbon ini dapat tercuci ke dalam waduk air dengan aliran permukaan. kedalaman bawah tanah, di darat dan di laut, adalah bahan bakar fosil: sisa-sisa anaerobik- tanaman yang membusuk dan membentuk fosil dalam jangka waktu jutaan tahun untuk membentuk.
Bahan bakar fosil dianggap sebagai sumber daya yang tidak terbarukan karena penggunaannya jauh melebihi tingkat pembentukan mereka. Sebuah sumber daya non-terbarukan yang regenerasi sangat lambat atau tidak sama sekali. Cara lain untuk karbon memasuki atmosfer dari tanah adalah akibat letusan gunung berapi dan sistem panas bumi lainnya.
Sedimen karbon dari dasar laut yang diambil jauh di dalam bumi dengan proses subduksi: pergerakan satu lempeng tektonik di bawah yang lain. Karbon dilepaskan sebagai karbon dioksida ketika gunung berapi meletus atau dari ventilasi hidrotermal gunung berapi.
Karbon dioksida juga ditambahkan ke atmosfer oleh pembibitan dan peternakan. Sejumlah besar hewan darat dibangkitkan untuk memberi makan hasil pertumbuhan populasi bumi meningkat kadar karbon dioksida di atmosfer akibat praktek pertanian, respirasi, dan produksi metana. Ini adalah contoh lain bagaimana aktivitas manusia secara tidak langsung mempengaruhi siklus biogeokimia secara signifikan.
Meskipun banyak perdebatan tentang dampak masa depan peningkatan karbon di atmosfer pada perubahan iklim berfokus pada bahan bakar fosil, para ilmuwan mengambil proses alam, seperti gunung berapi dan respirasi.
