Ciclo del carbonio negli ecosistemi acquatici

Il carbonio è un elemento che è alla base di tutte le forme di vita sulla Terra. Si muove attraverso l'atmosfera, la litosfera, la biosfera e l'idrosfera. Il ciclo del carbonio regola la temperatura globale della Terra e controlla la quantità di anidride carbonica nell'atmosfera. Poiché il carbonio viene riciclato, viene riutilizzato da numerosi organismi. Gli ecosistemi acquatici sono quelli che contengono piante e animali dipendenti dall'acqua.

Gli ecosistemi marini sono i più grandi ecosistemi sulla Terra. Gli oceani coprono il 71% della superficie terrestre e producono il 97% dell'acqua mondiale. I sali, principalmente cloruro di sodio, costituiscono l'85% della materia disciolta negli oceani e sono il componente chiave che separa il mare dagli altri ecosistemi. Le suddivisioni più importanti degli ecosistemi marini sono oceaniche, acque profonde, estuari, barriere coralline, ecosistemi intertidali e costieri. Gli organismi viventi vanno da batteri, alghe, coralli, bivalvi, pesci e mammiferi.

Gli ecosistemi di acqua dolce contengono acqua potabile ma poco o nessun sale. Le suddivisioni principali sono laghi e stagni, fiumi e torrenti, bacini idrici, zone umide e acque sotterranee. Gli organismi viventi includono alghe, pesci, anfibi e piante.

La principale fonte di carbonio terrestre è l'anidride carbonica prodotta dalle eruzioni vulcaniche sottomarine. I vulcani sottomarini rappresentano oltre l'80% del vulcanismo terrestre. Questi si verificano sulle dorsali oceaniche che corrono lungo le parti centrali dell'Atlantico, dell'India e del Pacifico Oceani, insieme al vulcanismo intorno alle zone di subduzione come l'intero bordo dell'Oceano Pacifico. Parte di questa anidride carbonica si dissolve nell'oceano. Un'altra parte fuoriesce nell'atmosfera attraverso l'evaporazione dell'oceano. Un'altra parte è assorbita da biomasse marine come plancton, alghe e batteri.

Le piante e le alghe in acqua dolce e il fitoplancton (organismi marini e alghe) utilizzano l'energia del sole per la fotosintesi. Trasformano l'anidride carbonica e l'acqua che hanno assorbito in zuccheri e ossigeno. Immagazzinano gli zuccheri come energia e rilasciano l'ossigeno nell'acqua. L'attività del fitoplancton è limitata ai primi 150 piedi d'acqua nei laghi e nei mari. Molte aree dell'oceano non ricevono abbastanza luce solare o sono troppo fredde.

Le alghe d'acqua dolce e il fitoplancton marino sono cibo per i pesci. I pesci inalano l'ossigeno disciolto dall'acqua con le loro branchie ed espirano l'anidride carbonica nell'acqua. Immagazzinano i carboidrati che hanno mangiato come energia ed espellono carbonato e bicarbonato di calcio inorganico. Questi composti sono trasportati dalle correnti nell'oceano profondo dove precipitano.

Gli organismi morti si decompongono sul fiume, sul lago o sul fondo del mare ed emettono anidride carbonica. Il gas si ricicla nell'acqua dolce e nell'acqua di mare dove altri organismi li assorbono o il gas evapora nell'atmosfera.

Le precipitazioni sciolgono l'anidride carbonica nell'atmosfera e la restituiscono sotto forma di acido debole al suolo e ai sistemi idrici. Sul terreno, la pioggia espone rocce carbonatiche come il calcare. Il calcare è i resti di carbonati inorganici che sono precipitati come escrementi dai pesci e dagli scheletri di pesci morti, coralli o altra vita marina. Le forze tettoniche della Terra combinate con i cambiamenti climatici nel corso del tempo geologico hanno esposto i carbonati sulla superficie terrestre.

L'acqua piovana si accumula sotto il suolo come acque sotterranee e scorre via fiumi e laghi nei mari. Il suo contenuto di anidride carbonica viene assorbito dagli organismi d'acqua dolce e marini per la fotosintesi e riprende il ciclo del carbonio acquatico.