Karbon syklus

Karbonsyklusen beskriver lagring og utveksling av karbon mellom jordens biosfære, atmosfære, hydrosfære og geosfære. NASA

De karbon syklus beskriver lagring og utveksling av karbon mellom jordens biosfære (levende materie), atmosfære (luft), hydrosfære (vann) og geosfære (jord). De viktigste reservoarene av karbon er atmosfæren, biosfæren, havet, sedimentene og jordens indre. Både naturlige og menneskelige aktiviteter overfører karbon mellom reservoarene.

Viktige takeaways: Karbonsyklusen

• Karbonsyklusen er prosessen der grunnstoffet karbon beveger seg gjennom atmosfæren, landet og havet.
• Karbonsyklusen og nitrogensyklusen er nøkkelen til jordens bærekraftige liv.
• De viktigste reservoarene av karbon er atmosfæren, biosfæren, havet, sedimentene og jordskorpen og mantelen.
• Antoine Lavoisier og Joseph Priestly var de første som beskrev karbonsyklusen.

Hvorfor studere karbonsyklusen?

Det er to viktige grunner karbonkretsløp er verdt å lære om og forståelse.

Karbon er en element som er avgjørende for livet slik vi kjenner det. Levende organismer henter karbon fra miljøet. Når de dør, returneres karbon til det ikke-levende miljøet. Imidlertid konsentrasjon av karbon i levende stoffer (18 %) er omtrent 100 ganger høyere enn konsentrasjonen av karbon i jorden (0,19 %). Opptak av karbon i levende organismer og tilbakeføring av karbon til det ikke-levende miljøet er ikke i balanse.

Den andre store grunnen er at karbonsyklusen spiller en nøkkelrolle i globalt klima . Selv om karbonsyklusen er enorm, er mennesker i stand til å påvirke den og endre økosystemet. Karbondioksid frigjort ved forbrenning av fossilt brensel er omtrent det dobbelte av nettoopptaket fra planter og hav.

Karbonformer i karbonkretsløpet

Sarayut Thaneerat / Getty Images

' id='mntl-sc-block-image_2-0-5' />

Fotoautotrofer tar karbondioksid og gjør det til organiske forbindelser.

Sarayut Thaneerat / Getty Images

Karbon finnes i flere former når det beveger seg gjennom karbonsyklusen.

Karbon i det ikke-levende miljøet

Det ikke-levende miljøet inkluderer stoffer som aldri har vært i live, så vel som karbonholdige materialer som blir igjen etter at organismer dør. Karbon finnes i den ikke-levende delen av hydrosfæren, atmosfæren og geosfæren som:

• Karbonat (CaCO₃) bergarter: kalkstein og koraller
• Dødt organisk materiale, som humus i jord
• Fossilt brensel fra dødt organisk materiale (kull, olje, naturgass)
• Karbondioksid (CO_to) i luften
• Karbondioksid oppløst i vann for å danne HCO₃⁻

Hvordan karbon kommer inn i levende materie

Karbon kommer inn i levende stoffer gjennom autotrofer, som er organismer som er i stand til å lage sine egne næringsstoffer fra uorganiske materialer.

Fotoautotroferer ansvarlige for det meste av omdannelsen av karbon til organiske næringsstoffer. Fotoautotrofer, først og fremst planter, og alger, bruker lys fra solen, karbondioksid og vann for å lage organiske karbonforbindelser (f.eks. glukose).Kjemoautotroferer bakterier og arkea som omdanner karbon fra karbondioksid til en organisk form, men de får energien til reaksjonen gjennom oksidasjon av molekyler i stedet for fra sollys.

Hvordan karbon returneres til det ikke-levende miljøet

Karbon går tilbake til atmosfæren og hydrosfæren gjennom:

• Brenning (som elementært karbon og flere karbonforbindelser)
• Respirasjon av planter og dyr (som karbondioksid, CO_to)
• Forfall (som karbondioksid hvis oksygen er tilstede eller som metan, CH₄hvis oksygen ikke er tilstede)

Deep Carbon Cycle

Karbonsyklusen består vanligvis av karbonbevegelse gjennom atmosfæren, biosfærer, hav og geosfære, men den dype karbonsyklusen mellom mantelen og jordskorpen i geosfæren er ikke like godt forstått som de andre delene. Uten bevegelsen av tektoniske plater og vulkansk aktivitet, ville karbon til slutt bli fanget i atmosfæren. Forskere tror mengden karbon som er lagret i mantelen er omtrent tusen ganger større enn mengden som finnes på overflaten.

Kilder

• Archer, David (2010). Den globale karbonsyklusen . Princeton: Princeton University Press. ISBN 9781400837076.
• Falkowski, P.; Scholes, R.J.; Boyle, E.; et al. (2000). 'Den globale karbonsyklusen: En test av vår kunnskap om jorden som et system'. Vitenskap . 290 (5490): 291–296. doi:10.1126/science.290.5490.291
• Lal, Rattan (2008). 'Kevestrering av atmosfærisk CO_toi globale karbonpooler'. Energi- og miljøvitenskap . 1:86-100. doi:10.1039/b809492f
• Morse, John W.; MacKenzie, F.T. (1990). 'Kapittel 9 den nåværende karbonsyklusen og menneskelig påvirkning'. Geokjemi av sedimentære karbonater. Utviklingen innen sedimentologi . 48. s. 447–510. doi:10.1016/S0070-4571(08)70338-8. ISBN 9780444873910.
• Prentice, I.C. (2001). 'Karbonsyklusen og atmosfærisk karbondioksid'. I Houghton, J.T. (red.). Klimaendringer 2001: Det vitenskapelige grunnlaget: Bidrag fra arbeidsgruppe I til den tredje vurderingsrapporten fra det mellomstatlige panelet for klimaendringer.