Escrito por El ciclo del carbono o ciclo del CO2 es una parte importante de la vida cotidiana. Debido a la abundancia de carbono que se encuentra en todos los elementos de la vida, incluidos los animales, las rocas, el aire, el agua y más, el ciclo del carbono está en constante movimiento y cambio debido a la naturaleza siempre cambiante de las cosas que componen el carbono. .
El carbono es el cuarto elemento más común que se encuentra en la Tierra y es responsable de la mayoría de los combustibles humanos y se encuentra en muchos depósitos diferentes. La mayoría se encuentra en la litosfera, que está compuesta por rocas. La mayor parte del carbono se almacena en carbonatos sedimentarios y kerógenos, y el resto se distribuye entre el océano, la atmósfera, la biomasa, como plantas y animales, y los combustibles fósiles. Esto se conoce como almacenamiento de carbono.
Morirás pero el carbón no; su carrera no termina contigo. Regresará al suelo, y allí una planta puede tomarlo de nuevo con el tiempo, enviándolo una vez más a un ciclo de vida vegetal y animal.
–Jacob Bronowski
¿Cómo funciona el ciclo del carbono?
Las actividades hechas por el hombre, como la combustión de combustibles fósiles y la calefacción de los hogares, liberan dióxido de carbono en la atmósfera. La respiración de humanos y animales. también introducen carbono a la atmósfera en forma de dióxido de carbono. Las plantas tienen un proceso llamado fotosíntesis que les permite tomar este dióxido de carbono de la atmósfera y el agua del suelo para formar fotosintatos (azúcares, almidones, carbohidratos y proteínas). Así, el carbono se convierte en parte de las plantas.
Los animales no crean su propia comida y comen plantas u otros animales para sobrevivir. Los alimentos que comen se descomponen en azúcares y almidones mediante un proceso llamado metabolismo. Cuando los animales respiran, el dióxido de carbono regresa a la atmósfera donde las plantas lo usan nuevamente.
Cuando tanto las plantas como los animales mueren, se convierten en combustibles fósiles que se componen de carbono durante millones de años. Esto sucede cuando descomponedores como las bacterias y los hongos, se descomponen en las plantas y animales muertos y liberan el carbono almacenado en su interior. Cuando quemamos estos combustibles fósiles, regresan a la atmósfera como dióxido de carbono. Una vez más, las plantas utilizarán el carbono de la atmósfera y todo el proceso comenzará de nuevo.
El dióxido de carbono es un gas de efecto invernadero y atrapa el calor en la atmósfera. Sin él y otros gases de efecto invernadero, este mundo será un planeta congelado. En los últimos 100 años, hemos quemado tantos combustibles fósiles que hoy en día hay un 30% más de dióxido de carbono en la atmósfera.
El carbono se mueve de un tipo de almacenamiento a otro a través de múltiples vías de intercambio, razón por la cual la quema de combustibles fósiles contribuye al calentamiento global: el carbono liberado de los combustibles que se mantienen bajo tierra se infunde en el aire de la atmósfera, lo que conduce a un clima más cálido. Las vías más importantes por las que viaja el carbono son la atmósfera, el océano, los sedimentos y los combustibles fósiles, la biosfera y la descomposición de la biomasa, y el interior de la tierra.
Los intercambios de carbono entre varios depósitos de almacenamiento diferentes a través de multitud de procesos biológicos, geológicos, químicos y físicos. Estos procesos se conocen como el ciclo del carbono.
El ciclo del carbono se divide en dos tipos principales de movimiento, conocidos como ciclos rápidos y lentos. Aquí hay un desglose de cómo funcionan los dos.
El ciclo lento del carbono
El ciclo lento del carbono es la parte del ciclo en la que el carbono se mueve entre las rocas, los océanos y el suelo. El proceso puede llevar cientos de millones de años, de ahí el nombre de «ciclo lento del carbono».
- Para que el carbono se mueva de la atmósfera a las rocas, el carbono se transmite a través de la lluvia. Cuando el carbono se mezcla con el agua de lluvia en la atmósfera, crea una lluvia ligeramente ácida, debido a que la mezcla de carbono y otros elementos forma ácido carbónico. Este ácido disuelve lentamente las rocas durante un largo período de tiempo en un proceso que se conoce más comúnmente como «meteorización química». Las rocas liberan componentes químicos como magnesio, sodio y calcio, que luego son transportados por los ríos al océano.
- Cuando estos iones llegan al océano, comienzan a combinarse con otros elementos para formar nuevos elementos. El calcio, por ejemplo, se fusiona con iones de bicarbonato, lo que crea una nueva sustancia química llamada carbonato de calcio. El carbonato de calcio es una sustancia blanca calcárea que se ve en las paredes de los acantilados y en cualquier área con agua dura.
- El carbonato de calcio también es creado por criaturas como el plancton y los corales. Cuando estos organismos mueren, sus cadáveres caen al fondo del océano, donde quedan comprimidos durante largos períodos de tiempo por conchas y rocas sedimentarias. Esto atrapa el carbono en rocas recién generadas, como la piedra caliza.
- En tierra, el carbono orgánico se almacena en el lodo. Grandes cantidades de calor y presión aplastan el lodo y comprimen la materia orgánica atrapada en su interior. Después de millones de años, estos organismos y el lodo en el que están encerrados formarán rocas como el esquisto, un tipo de roca sedimentaria.
- Ocasionalmente, con las condiciones adecuadas, la materia vegetal y animal muerta puede acumularse mucho más rápido de lo que pueden descomponerse las capas existentes. Cuando se cumplen estas condiciones, a menudo puede conducir a la formación de otros tipos de almacenamiento de combustible, como petróleo, gas o carbón.
- Para que el carbono regrese a la atmósfera de donde vino, estas rocas y combustibles deben ser liberados a través de los volcanes. La roca y la piedra del fondo del mar se mueven constantemente, y cuando chocan entre sí, el inmenso calor y la presión pueden hacer que la roca se derrita. Cuando la roca se calienta de esta manera, libera dióxido de carbono.
- Luego, los volcanes entran en erupción y liberan este gas de dióxido de carbono a la atmósfera, al mismo tiempo que liberan franjas de roca de silicato sobre la tierra. Con la liberación de esta nueva roca, el ciclo lento del carbono comienza de nuevo, y el carbono liberado a la atmósfera cae sobre la nueva roca para regresar al océano y formar nuevos carbonatos.
- El elemento más rápido del ciclo lento del carbono es el océano, que en realidad expulsa grandes cantidades de gas de dióxido de carbono a la atmósfera, al mismo tiempo que disuelve el gas de dióxido de carbono que recibe de la atmósfera. Este intercambio constante hace que el océano produzca hidrógeno, haciéndolo más ácido para que el agua pueda erosionar las rocas que se encuentran en las costas.
El ciclo rápido del carbono
El carbono es un elemento esencial de todos los seres vivos de la Tierra, y el intercambio de carbonos a través de estos organismos vivos es lo que se conoce como el ciclo rápido del carbono. Mientras que los elementos dentro del ciclo lento del carbono toman cientos de millones de años, los movimientos dentro del ciclo rápido del carbono ocurren durante la vida de un organismo en particular.
Dentro de los seres vivos, el carbono es uno de los elementos más importantes debido a la cantidad de enlaces químicos que puede formar dentro de cada átomo: hasta cuatro por cada átomo. Esto significa que se puede combinar con otros productos químicos de muchas formas complejas. Es una de las partes más importantes del ADN, que comprende moléculas entrelazadas ancladas en una cadena de átomos de carbono.
- Los principales organismos asociados con el ciclo rápido del carbono son plantas y pequeñas criaturas oceánicas conocidas como fitoplancton. Ambos organismos absorben el dióxido de carbono que se encuentra en la atmósfera y lo fotosintetizan para mezclar el dióxido de carbono con agua para crear azúcar y oxígeno.
- Hay cuatro formas principales en que el carbono que se encuentra en las plantas puede liberarse a la atmósfera:
- Las plantas descomponen el azúcar que producen para estimular el crecimiento.
- Los animales comen las plantas (o, en el caso del océano, el plancton) y descomponen el azúcar que producen estos organismos para impulsar su propio crecimiento o respiración.
- El plancton o plantas mueren y son consumidos por bacterias y otros microorganismos en estado de descomposición.
- Las plantas sucumben al fuego.
- En todos estos ejemplos, el azúcar generado por estos organismos se combina con el oxígeno para crear energía, además de liberar agua y dióxido de carbono.
- Cuando se cumple una de las circunstancias anteriores, el dióxido de carbono normalmente termina regresando a la atmósfera. El ciclo rápido del carbono es una parte esencial del crecimiento de las plantas y la vida del plancton, y estos organismos son responsables de gran parte del movimiento del carbono en la tierra. En épocas de invierno, cuando las plantas mueren (o incluso en regiones más frías donde no crecen tan fácilmente), se observa un aumento en la concentración de dióxido de carbono en la atmósfera. Sin embargo, cuando llega la primavera, estas concentraciones caen una vez más.
¿Cómo está cambiando el ciclo del carbono?
El ciclo del carbono siempre ha fluctuado y cambiado en respuesta a eventos importantes, como cambios en el clima. Por ejemplo, cuando ocurrieron las glaciaciones en el pasado, el ciclo del carbono se desaceleró notablemente. Cuando esto sucedió, el frescor aumentó el crecimiento de las poblaciones de fitoplancton, lo que se sumó al efecto de enfriamiento de la tierra. Cuando las glaciaciones llegaron a su fin, los niveles de carbono en la atmósfera aumentaron drásticamente en respuesta.
Sin embargo, con la introducción de la industria humana, el ciclo del carbono se está alterando rápidamente y sus cambios naturales se están acelerando. La tala de plantas y la quema de combustibles fósiles liberan más carbono a la atmósfera que, por lo general, debería liberarse lentamente, sin dejar atrás a las plantas para que lo absorban.
