Puține elemente, dacă există, sunt la fel de versatile ca și carbonul. Atomul de carbon are patru electroni de valență, ceea ce îl face capabil să formeze mai mulți compuși decât orice alt element și acest fapt îl face indispensabil în dezvoltarea organismelor vii. Acest element versatil și abundent circulă în mod regulat prin atmosfera, hidrosfera, geosfera și biosfera Pământului, care cuprind în esență o listă de rezervoare de carbon.
Atmosfera este deosebit de importantă în ciclul carbonului, deoarece este un rezervor de dioxid de carbon. Dioxidul de carbon este un gaz, iar plantele de fotosinteză din biosferă, care cuprind un alt rezervor important din ciclul carbonului, depind de acesta pentru respirație. Cu toate acestea, hidrosfera, care include toate oceanele lumii, are, probabil, un impact mai semnificativ, datorită faptului că oceanele acoperă 70% din suprafața planetei. Geosfera, la rândul său, blochează carbonul în structuri solide care durează milenii și îl eliberează prin activitate vulcanică.
Definiția ciclului carbonului
Încercarea de a determina de unde începe ciclul carbonului este un pic ca încercarea de a determina care a venit primul, puiul sau oul, dar să începem cu geosfera. Carbonul blocat de veacuri în roci sedimentare este eliberat în atmosferă de vulcani sub formă de dioxid de carbon. Unele dintre ele sunt folosite de plante pentru respirație, iar altele se dizolvă în oceane. Unii se întorc, de asemenea, înapoi pe pământ ca sediment format peste eoni prin eroziune și alte procese naturale.
Ființele vii care excretă dioxid de carbon ca parte a procesului respirator contribuie la menținerea concentrației de dioxid de carbon în atmosferă. În plus, cea mai mare parte - dar nu toată - a dioxidului de carbon care se dizolvă în apa de mare este reabsorbită în atmosferă. În acest fel, ciclul de carbon continuă prin ecosistemele terestre.
Atmosfera ca rezervor în ciclul carbonului
Dioxidul de carbon reprezintă doar 0,04% din gazele din atmosferă. În ultimii 800.000 de ani, concentrația de dioxid de carbon a rămas sub 300 de părți pe milion. Cu toate acestea, a început să crească în timpul Revoluției Industriale, iar în ultimii 50 de ani a crescut în medie cu 0,6 ppm în fiecare an. În 2018, oamenii de știință de la Observatorul Mauna Loa din Hawaii au raportat că concentrația este de 410,79 ppm (vezi Resurse). Oamenii de știință atribuie creșterea activității umane.
Creșterea rapidă supără ciclul carbonului. O parte din excesul de dioxid de carbon este absorbit în oceane sau utilizat pentru respirație, dar majoritatea acestuia rămâne în atmosferă, unde se combină cu alte urme de gaze pentru a crea un efect de încălzire asupra planetă. Este un gaz cu efect de seră, iar creșterea rapidă a concentrației sale atmosferice i-a îngrijorat pe oamenii de știință.
Oceanele sunt un alt rezervor cheie de dioxid de carbon
Oceanele absorb aproximativ 25% din dioxidul de carbon atmosferic. Creaturile marine sunt capabile să-l transforme în cochilii pentru corpurile lor, care în cele din urmă cad pe fundul oceanului sub formă de sedimente. Mai mult, algele și alte flori marine fotosintetizante folosesc dioxidul de carbon direct pentru respirație.
Când dioxidul de carbon se dizolvă în apa mării, produce acid carbonic. Creșterea cantităților de dioxid de carbon atmosferic produce astfel o creștere corespunzătoare a acidificării oceanelor. Acest lucru are un efect dăunător asupra creaturilor marine, deoarece le face cojile mai slabe și mai fragile. Și mai rău, la un moment dat, oceanele vor deveni prea acide pentru a mai absorbi dioxid de carbon din atmosferă. Acest lucru ar putea determina creșterea accelerată a dioxidului de carbon atmosferic în exces și ar putea provoca o creștere meteorică a temperaturii suprafeței pământului.
