Todos los elementos en la Tierra, incluido el carbono, circulan en ciclos biogeoquímicos dentro de un sistema cerrado. No existe pérdida ni entrada neta de carbono desde el espacio exterior. Este diagrama del ciclo del carbono ilustra los principales procesos de reciclaje en el siglo XXI.
El Diagrama
El diagrama global del carbono de la Universidad de New Hampshire representa los depósitos (en azul) y flujos (en rojo) del ciclo del carbono. Los depósitos almacenan grandes cantidades de carbono durante periodos prolongados. Los flujos son procesos que trasladan el carbono de un depósito a otro. Los fundentes incluyen dos fases: una que retira carbono del aire y otra que libera CO2 a la atmósfera.
Reservorios de Carbono
Las cantidades de carbono en los depósitos se miden en petagramos de carbono (PgC), equivalentes a mil millones de toneladas o gigatoneladas (Gt).
- Rocas: El mayor reservorio está en rocas sedimentarias.
- Lecho marino: El segundo mayor es CO2 disuelto bajo los océanos.
- Combustibles fósiles: Incluyen carbón, lignito, gas natural y petróleo, formados de restos orgánicos bajo condiciones extremas.
- Superficie oceánica: Almacena carbono brevemente como CO2 disuelto o en organismos marinos vivos.
- Depósitos terrestres: Árboles y suelos retienen carbono a corto plazo, liberado en décadas o siglos por tala o muerte natural.
- Dióxido de carbono atmosférico: El CO2 gaseoso mantiene el calentamiento planetario esencial para la vida, con constante intercambio.
Eliminación de Carbono en Fundentes
Los flujos anuales se expresan en PgC/año. El CO2 se fija rápidamente mediante procesos diarios, mientras que la formación de materia orgánica es más lenta.
- Fotosíntesis: Plantas verdes convierten CO2, agua y energía solar en azúcares y nutrientes.
- Absorción oceánica: El fitoplancton realiza fotosíntesis; el CO2 disuelto forma carbonato de calcio en conchas y esqueletos marinos.
- Cadena alimentaria: El carbono pasa de plantas a herbívoros, carnívoros y omnívoros para crecimiento y reproducción.
- Materia orgánica y detritos: Microbios descomponen restos en humus y suelo, reciclando carbono para nuevo crecimiento.
Formación de Depósitos de Carbono
El tiempo de almacenamiento varía según organismos y procesos.
- Árboles acumulan carbono en tallos, hojas y raíces como sumideros a largo plazo.
- Suelos retienen materia orgánica, raíces muertas y biomasa viva.
- Conchas marinas forman piedra caliza en fondos oceánicos.
Los sumideros generan reservorios terrestres a corto plazo y fósiles/roca a largo plazo.
Flujo Tierra-Océano
Ríos transportan materia orgánica a océanos; marismas e inundaciones contribuyen anualmente.
Liberación Natural de CO2
En el ciclo natural, predomina la respiración y descomposición.
- Respiración vegetal: Plantas, animales y microbios exhalan CO2 al metabolizar alimentos.
- Descomposición y respiración edáfica: No toda materia orgánica se incorpora al suelo; microbios liberan CO2.
- Pérdida oceánica: Respiración y descomposición marina devuelven CO2 a la atmósfera.
- Volcanes: Liberan pequeñas cantidades por actividad volcánica.
Actividades Humanas que Liberan CO2
Además de procesos naturales, las acciones humanas emiten CO2.
- Quema de combustibles fósiles: Para energía, transporte e industria.
- Cambios en el uso del suelo: Deforestación, agricultura y urbanización liberan carbono almacenado.
Diagramas Adicionales y Perspectivas
Diversos diagramas ofrecen enfoques complementarios.
- Ciclo sencillo (BBC): Representa el equilibrio preindustrial.
- Cambio climático (Universidad de Calgary): Muestra alteraciones humanas.
- Procesos químicos (Britannica): Enfocado en reacciones químicas del carbono.
Importancia del Ciclo del Carbono
En 150 años, las actividades humanas han aumentado el CO2 atmosférico un 30%, intensificando el calentamiento global. Comprender este ciclo ayuda a mitigar el cambio climático con estrategias eficaces.