Karbonsykling i akvatiske økosystemer

Karbon er et element som er grunnlaget for alle livsformer på jorden. Den beveger seg gjennom atmosfæren, litosfæren, biosfæren og hydrosfæren. Karbonsyklusen regulerer jordens globale temperatur og styrer mengden karbondioksid i atmosfæren. Når karbonet resirkuleres, blir det gjenbrukt av mange organismer. Akvatiske økosystemer er de som inneholder planter og dyr som er avhengige av vann.

Marine økosystemer er de største økosystemene på jorden. Havene dekker 71 prosent av jordoverflaten og produserer 97 prosent av verdens vann. Salter, for det meste natriumklorid, utgjør 85 prosent av oppløst stoff i havene og er nøkkelkomponenten som skiller marine fra andre økosystemer. De viktigste underavdelingene i marine økosystemer er hav-, dypvanns-, elvemunnings-, korallrev, tidevanns- og kystøkosystemer. Levende organismer spenner fra bakterier, alger, koraller, muslinger, fisk og pattedyr.

Ferskvannsøkosystemer inneholder drikkevann, men lite eller ingen salt. De viktigste underavdelingene er innsjøer og dammer, elver og bekker, reservoarer, våtmarker og grunnvann. Levende organismer inkluderer alger, fisk, amfibier og planter.

Hovedkilden til jordens karbon er karbondioksidgass fra vulkanutbrudd under vann. Ubåtvulkaner utgjør over 80 prosent av jordens vulkanisme. Disse forekommer på midterhavsrygger som går langs de sentrale delene av Atlanterhavet, India og Stillehavet Hav, sammen med vulkanisme rundt subduksjonssoner som hele kanten av Stillehavet. Noe av dette karbondioksidet oppløses i havet. En annen del rømmer ut i atmosfæren gjennom fordampning av havet. En ytterligere del blir absorbert av marin biomasse som plankton, alger og bakterier.

Planter og alger i ferskvann og planteplankton (marine organismer og alger) bruker solens energi til fotosyntese. De omdanner karbondioksid og vann de har absorbert til sukker og oksygen. De lagrer sukker som energi og frigjør oksygen i vannet. Planteplanktonaktivitet er begrenset til de første 150 fot vann i innsjøer og hav. Mange områder av havet får ikke nok sollys eller er for kaldt.

Ferskvannsalger og fytoplankton er mat til fisk. Fisk puster inn oppløst oksygen fra vannet med gjellene og puster ut karbondioksid tilbake i vannet. De lagrer karbohydratene de har spist som energi og skiller ut uorganisk kalsiumkarbonat og bikarbonat. Disse forbindelsene bæres av strømmer til det dype hav der de utfelles.

Døde organismer brytes ned på elva, innsjøen eller havbunnen og avgir karbondioksid. Gassen resirkuleres i ferskvann og sjøvann der andre organismer absorberer dem eller gassen fordamper i atmosfæren.

Nedbør løser opp karbondioksid i atmosfæren og returnerer det som en mild syre til bakken og vannsystemene. På bakken forvitrer regnet utsatte karbonatbergarter som kalkstein. Kalkstein er restene av uorganiske karbonater som utfelles som utskillelse fra fisk og skjelettene til død fisk, koraller eller annet marint liv. Jordens tektoniske krefter kombinert med klimaendringer over geologisk tid utsatte karbonatene på jordoverflaten.

Regnvannet akkumuleres under jorden som grunnvann og renner av via elver og innsjøer i havet. Dens karbondioksidinnhold absorberes av ferskvann og marine organismer for fotosyntese, og karbonsyklusen i vann gjenopptas.