Ποδηλασία άνθρακα σε υδρόβια οικοσυστήματα

Ο άνθρακας είναι ένα στοιχείο που αποτελεί τη βάση όλων των μορφών ζωής στη Γη. Κινείται μέσω της ατμόσφαιρας, της λιθόσφαιρας, της βιόσφαιρας και της υδρόσφαιρας. Ο κύκλος άνθρακα ρυθμίζει την παγκόσμια θερμοκρασία της Γης και ελέγχει την ποσότητα διοξειδίου του άνθρακα στην ατμόσφαιρα. Καθώς ο άνθρακας ανακυκλώνεται, επαναχρησιμοποιείται από πολλούς οργανισμούς. Τα υδρόβια οικοσυστήματα είναι εκείνα που περιέχουν φυτά και ζώα που εξαρτώνται από το νερό.

Τα θαλάσσια οικοσυστήματα είναι τα μεγαλύτερα οικοσυστήματα στη Γη. Οι ωκεανοί καλύπτουν το 71% της επιφάνειας της Γης και παράγουν 97 τοις εκατό του παγκόσμιου νερού. Τα άλατα, κυρίως χλωριούχο νάτριο, αποτελούν το 85 τοις εκατό της διαλυμένης ύλης στους ωκεανούς και αποτελούν το βασικό συστατικό που διαχωρίζει τα θαλάσσια από άλλα οικοσυστήματα. Οι σημαντικότερες υποδιαιρέσεις των θαλάσσιων οικοσυστημάτων είναι οι ωκεανοί, τα βαθιά νερά, οι εκβολές, οι κοραλλιογενείς ύφαλοι, τα παλιρροιακά και τα παράκτια οικοσυστήματα. Οι ζωντανοί οργανισμοί κυμαίνονται από βακτήρια, φύκια, κοράλλια, δίθυρα, ψάρια και θηλαστικά.

Τα οικοσυστήματα γλυκού νερού περιέχουν πόσιμο νερό αλλά λίγο ή καθόλου αλάτι. Οι κύριες υποδιαιρέσεις είναι λίμνες και λίμνες, ποτάμια και ρέματα, ταμιευτήρες, υγρότοποι και υπόγεια ύδατα. Οι ζωντανοί οργανισμοί περιλαμβάνουν φύκια, ψάρια, αμφίβια και φυτά.

Η κύρια πηγή του άνθρακα της Γης είναι το αέριο διοξείδιο του άνθρακα από υποβρύχιες ηφαιστειακές εκρήξεις. Τα υποβρύχια ηφαίστεια αντιπροσωπεύουν πάνω από το 80% του ηφαιστείου της Γης. Αυτά εμφανίζονται σε κορυφογραμμές μεσαίου ωκεανού που εκτείνονται κατά μήκος των κεντρικών τμημάτων του Ατλαντικού, του Ινδικού και του Ειρηνικού Οι ωκεανοί, μαζί με τον ηφαιστειακό χώρο γύρω από ζώνες υποαγωγής, όπως ολόκληρο το άκρο του Ειρηνικού Ωκεανού. Μέρος αυτού του διοξειδίου του άνθρακα διαλύεται στον ωκεανό. Ένα άλλο μέρος διαφεύγει στην ατμόσφαιρα μέσω της εξάτμισης του ωκεανού. Ένα άλλο μέρος απορροφάται από θαλάσσια βιομάζα όπως πλαγκτόν, φύκια και βακτήρια.

Τα φυτά και τα φύκια στο γλυκό νερό και το φυτοπλαγκτόν (θαλάσσιοι οργανισμοί και φύκια) χρησιμοποιούν την ενέργεια του ήλιου για φωτοσύνθεση. Μετατρέπουν το διοξείδιο του άνθρακα και το νερό που έχουν απορροφήσει σε σάκχαρα και οξυγόνο. Αποθηκεύουν τα σάκχαρα ως ενέργεια και απελευθερώνουν το οξυγόνο πίσω στο νερό. Η δραστηριότητα του φυτοπλαγκτού περιορίζεται στα πρώτα 150 πόδια νερού σε λίμνες και θάλασσες. Πολλές περιοχές του ωκεανού δεν δέχονται αρκετό ηλιακό φως ή είναι πολύ κρύες.

Τα φύκια γλυκού νερού και το θαλάσσιο φυτοπλαγκτόν αποτελούν τροφή για ψάρια. Τα ψάρια εισπνέουν διαλυμένο οξυγόνο από το νερό με τα βράγχιά τους και εκπνέουν διοξείδιο του άνθρακα πίσω στο νερό. Αποθηκεύουν τους υδατάνθρακες που έχουν φάει ως ενέργεια και εκκρίνουν ανόργανο ανθρακικό ασβέστιο και όξινο ανθρακικό άλας. Αυτές οι ενώσεις μεταφέρονται από ρεύματα στον βαθύ ωκεανό όπου καθιζάνουν.

Οι νεκροί οργανισμοί αποσυντίθενται στον ποταμό, στη λίμνη ή στον πυθμένα της θάλασσας και εκπέμπουν διοξείδιο του άνθρακα. Το αέριο ανακυκλώνεται στο γλυκό και το θαλασσινό νερό όπου άλλοι οργανισμοί τα απορροφούν ή το αέριο εξατμίζεται στην ατμόσφαιρα.

Η βροχόπτωση διαλύει το διοξείδιο του άνθρακα στην ατμόσφαιρα και το επιστρέφει ως ήπιο οξύ στα συστήματα εδάφους και νερού. Στο έδαφος, η βροχή κρύβει εκτεθειμένους ανθρακικούς βράχους όπως ασβεστόλιθο. Ο ασβεστόλιθος είναι τα υπολείμματα ανόργανων ανθρακικών που καταβυθίζονται ως εκκρίματα από τα ψάρια και οι σκελετοί των νεκρών ψαριών, των κοραλλιών ή άλλων θαλάσσιων ζώων. Οι τεκτονικές δυνάμεις της Γης σε συνδυασμό με την κλιματική αλλαγή με τον γεωλογικό χρόνο εξέθεσαν τα ανθρακικά άλατα στην επιφάνεια της Γης.

Το νερό της βροχής συσσωρεύεται κάτω από το έδαφος ως υπόγεια ύδατα και διατρέχει ποταμούς και λίμνες στις θάλασσες. Η περιεκτικότητα σε διοξείδιο του άνθρακα απορροφάται από γλυκά νερά και θαλάσσιους οργανισμούς για φωτοσύνθεση και ο κύκλος του υδάτινου άνθρακα συνεχίζεται.