Todos los elementos de la tierra, incluido el carbono, se mueven en ciclos, como parte de un sistema cerrado. No hay pérdida o entrada de carbono desde el espacio. El diagrama del ciclo del carbono muestra varios pasos en el reciclaje del carbono en el siglo XXI.
El Diagrama
El diagrama de carbono global de la Universidad de New Hamsphire muestra las piscinas y los flujos que componen el ciclo del carbono. Los depósitos de carbono almacenan grandes cantidades de carbono durante largos períodos de tiempo y están en azul. Los flujos son los procesos que mueven el carbono de un depósito al siguiente y están en rojo. Los fundentes tienen dos partes:una que elimina el carbono del aire y otra que libera el carbono fijo como CO2 a la atmósfera.
Reservas de Carbono
Las cantidades de carbono que almacenan las piscinas se mencionan en Petagramo de carbono (PgC). Una Pg equivale a mil millones de toneladas y también se denomina Gigatoneladas (Gt).
- Rocas: La mayor parte del carbono está encerrado en forma de rocas sedimentarias.
- Lecho marino: La segunda reserva de carbono más grande se encuentra bajo los océanos en forma de dióxido de carbono (CO2) disuelto en el agua.
- Combustibles fósiles: El tercer reservorio de carbono más grande son los combustibles fósiles, como el carbón, el lignito, el gas natural y el petróleo, que se forman a partir de restos de plantas y animales terrestres y marinos bajo condiciones especiales de temperatura y presión.
- Superficie del océano: El carbono se almacena por un corto tiempo en las aguas superficiales como CO2 disuelto en agua o en los cuerpos de plantas y animales marinos vivos.
- Piscinas terrestres :Todo el carbono que se acumula en los árboles y los suelos forma otra reserva a corto plazo y se libera después de algunas décadas o siglos, por ejemplo, cuando los árboles se talan o mueren.
- Dióxido de carbono: El carbono presente en el aire en su forma gaseosa, CO2, ayuda a mantener la tierra caliente. Sin esta vida tal como existe no sería posible en la tierra. Hay una constante adición y absorción de este depósito de carbono.
Eliminación de carbono en fundentes
Las cantidades de carbono que se mueven cada año se muestran como PgC por año en el diagrama. El CO2 se elimina del aire y se fija mediante rápidos procesos diarios. La formación de materia orgánica y sumideros de carbono es más lenta y requiere tiempo.
- Fotosíntesis - Las plantas verdes usan CO2, junto con agua y energía del sol en un proceso llamado fotosíntesis para formar azúcares simples y luego los nutrientes que necesitan las plantas.
- Absorción de océanos - El CO2 atmosférico se absorbe y se utiliza para la fotosíntesis también en los océanos. Aquí los fitoplancton son los equivalentes de las plantas, de las que depende toda la vida en los océanos. Además, el CO2 disuelto en agua se convierte en carbonato de calcio y se utiliza en conchas y esqueletos de animales marinos.
- Cadena alimentaria - Cuando los herbívoros comen plantas, o los carnívoros y los omnívoros comen otros animales, este carbono pasa a lo largo de la cadena alimentaria para ayudar a los animales a crecer, vivir y multiplicarse.
- Adición de materia orgánica y basura - Cuando las plantas y los animales mueren, los microbios los descomponen para formar humus o materia orgánica que pasa a formar parte del suelo. Basura que se forma cada año cuando los árboles arrojan ramitas y hojas, y reciclan carbono constantemente al suelo. Esto se utiliza en parte para el crecimiento de las plantas y mantiene el carbono en circulación, mientras que el resto forma carbono en el suelo.
Formación de depósitos de carbono
Las cantidades de CO2 que se utilizan y el tiempo que permanecen almacenados como carbono fijo varían según los diferentes organismos y procesos.
- Dado que los árboles son longevos y acumulan carbono en su tallo, hojas y raíces, actúan como sumideros de carbono.
- Los suelos acumulan carbono en forma de materia orgánica y raíces muertas que permanecen en el suelo mucho tiempo después de que muere una planta o un árbol; hay enormes cantidades de biomasa en forma de raíces vivas en crecimiento de árboles y pastizales en el suelo. Los suelos forman otro importante sumidero de carbono.
- Algunas conchas y esqueletos de animales marinos se acumulan en el fondo de los océanos para producir piedra caliza.
Los sumideros de carbono son un flujo o proceso importante que finalmente da como resultado depósitos de carbono. A corto plazo, producen reservas de carbono terrestre y, a largo plazo, combustibles fósiles y rocas.
Flujo tierra-océano
Cuando los ríos desembocan en los océanos, arrastran consigo sedimentos ricos en materia orgánica. Las marismas y las inundaciones por mareas también transportan carbono en forma de materia orgánica a los océanos cada año.
Liberación natural de dióxido de carbono
En el ciclo natural del carbono, el carbono se libera a la atmósfera principalmente a través de la respiración y la descomposición.
- Respiración de las plantas - La mayoría de los seres vivos microbios, plantas y animales terrestres respiran. Inhalan oxígeno y exhalan CO2 al descomponer los alimentos que han comido. Este es uno de los ciclos más cortos de carbono.
- Descomposición y respiración del suelo - Toda la materia en descomposición en la tierra no se convierte en materia orgánica. Parte del carbono se libera directamente al aire como CO2. Los microbios y pequeños animales que viven en el suelo también liberan CO2 todos los días cuando respiran.
- Pérdida del océano - La respiración y la descomposición de plantas y animales marinos también liberan CO2 a la reserva de carbono en la atmósfera.
- Volcanes - Una pequeña cantidad de carbono es liberada a la atmósfera por la actividad volcánica.
Actividades humanas que liberan dióxido de carbono
Además de los flujos naturales, hay muchas actividades humanas que liberan carbono fijo a la atmósfera como CO2.
- Quema de combustibles fósiles - La combustión de carbono sumideros madera, carbón, gas natural, gasolina para electricidad, calefacción, cocina o transporte es una de las principales formas en que el carbono se libera de nuevo en el aire. Muchos de los combustibles fósiles también se utilizan con fines industriales y agregan más CO2 a la atmósfera.
- Cambios en el uso del suelo - La deforestación, la tala de pastizales para crear asentamientos, las granjas que reemplazan el crecimiento natural y el uso de maquinaria que genera emisiones tienen consecuencias a largo plazo. Conduce a la adición de CO2 a la reserva de carbono atmosférico.
Diferentes perspectivas de diagramas adicionales
Hay muchos tipos de diagramas del ciclo del carbono y proporcionan información diferente sobre este ciclo vital.
- Ciclo sencillo :El diagrama de la BBC representa un ciclo de carbono simple. Así era el ciclo del carbono en la época preindustrial, hasta hace 150 años, cuando las cantidades de movimiento de carbono no eran un problema.
- Cambio climático :The Carbon Cycle de la Universidad de Calgary es un análisis pictórico de cómo las actividades humanas modernas han cambiado el delicado equilibrio del ciclo del carbono.
- Procesos químicos: El ciclo del carbono de Britannica se centra en las diversas reacciones químicas que influyen en los flujos y depósitos de carbono, y no en las cantidades de reciclaje de carbono. Este ciclo es interesante para las personas que quieren conocer las diferentes formas en que existe el carbono y cómo cambia.
Uso del ciclo del carbono
Hay un aumento del 30% de CO2 en la atmósfera, debido a las actividades humanas en los últimos 150 años. Dado que el CO2 en el aire provoca el calentamiento, agregar más CO2 a la atmósfera también aumenta su efecto de calentamiento. Esto ha resultado en el calentamiento global y el cambio climático. Comprender el ciclo del carbono y cómo y dónde lo modifican las actividades humanas puede ayudar a encontrar formas y métodos eficientes para abordar el problema del cambio climático.