Untuk menjadi bagian dari siklus karbon, atom karbon dimulai dalam bentuk gas. Gas karbon dioksida CO 2 dapat diproduksi oleh proses anorganik, atau oleh metabolisme makhluk hidup.
Sebelum Bumi hidup di dalamnya, gas karbon dioksida kemungkinan berasal dari aktivitas vulkanik dan dampak asteroid. Saat ini, karbon juga dilepaskan ke atmosfer melalui aktivitas makhluk hidup, seperti menghembuskan binatang, tindakan organisme pengurai , dan pembakaran kayu dan bahan bakar fosil oleh manusia.
Namun karbon dioksida masuk ke atmosfer, gas CO 2 adalah titik awal dari siklus karbon. Langkah selanjutnya adalah ...
Produsen Menyerap Karbon
" Produsen " - organisme yang menghasilkan makanan dari sinar matahari, seperti tanaman - menyerap karbon dioksida dari atmosfer dan menggunakannya untuk membangun gula, lipid, protein, dan blok bangunan penting lainnya dalam kehidupan.
Untuk tanaman, CO 2 diserap melalui pori-pori di daunnya yang disebut "stomata." Karbon dioksida memasuki tanamanmelalui stomata dan dimasukkan ke dalam senyawa karbon yang mengandung dengan bantuan energi dari sinar matahari. Tumbuhan dan organisme penghasil lainnya seperti cyanobacteria sangat penting bagi kehidupan di Bumi karena mereka dapat mengubah karbon atmosfer menjadi materi hidup.
Memakan Produsen
" Konsumen " adalah organisme yang memakan makhluk hidup lainnya. Hewan adalah jenis konsumen yang paling terlihat dalam ekosistem kita, meskipun banyak jenis mikroba juga termasuk dalam kategori ini.
Konsumen memasukkan senyawa karbon dari tanaman dan sumber makanan lain ketika mereka memakannya. Mereka menggunakan beberapa senyawa karbon ini dari makanan untuk membangun tubuh mereka sendiri - tetapi banyak dari makanan yang mereka makan dipecah untuk melepaskan energi, dalam proses yang hampir kebalikan dari apa yang dilakukan produsen.
Sementara produsen menggunakan energi dari sinar matahari untuk membuat ikatan antara atom karbon - hewan memutuskan ikatan ini untuk melepaskan energi yang dikandungnya, pada akhirnya mengubah gula, lipid, dan senyawa karbon lainnya menjadi unit karbon tunggal. Ini akhirnya dilepaskan ke atmosfer dalam bentuk CO2
Tapi, bagaimana dengan senyawa karbon yang tidak dimakan, atau dihancurkan oleh hewan?
Decomposers Melepaskan Karbon
Tumbuhan dan hewan yang mati tanpa dimakan oleh hewan lain dipecah oleh organisme lain, yang disebut "pengurai." Pengurai termasuk banyak bakteri dan beberapa jamur . Mereka biasanya hanya memecah materi yang sudah mati, daripada menangkap dan memakan hewan atau tumbuhan yang hidup.
Sama seperti hewan, pengurai memecah ikatan kimia dalam molekul makanan mereka. Mereka menciptakan banyak produk kimia, termasuk dalam beberapa kasus CO 2 .
Aktivitas orang
Baru-baru ini, manusia telah membuat beberapa perubahan besar pada siklus karbon Bumi. Dengan membakar sejumlah besar bahan bakar fosil dan menebang sekitar setengah dari hutan Bumi, manusia telah mengurangi kemampuan Bumi untuk mengambil karbon dari atmosfer, sambil melepaskan sejumlah besar karbon ke atmosfer yang telah disimpan dalam bentuk padat sebagai materi tanaman. dan bahan bakar fosil.
Ini berarti lebih banyak karbon dioksida di atmosfer Bumi - yang sangat berbahaya karena karbon dioksida adalah "gas rumah kaca" yang berperan dalam mengatur suhu dan pola cuaca Bumi.
Komunitas ilmiah telah membangkitkan kekhawatiran bahwa dengan membuat perubahan signifikan pada siklus karbon Bumi, kita mungkin pada akhirnya mengubah iklim kita atau aspek penting lainnya dari ekosistem yang kita andalkan untuk bertahan hidup. Akibatnya, banyak ilmuwan menganjurkan pengurangan jumlah karbon yang dibakar oleh manusia dengan mengurangi penggunaan mobil dan konsumsi listrik, dan menganjurkan untuk berinvestasi dalam sumber energi yang tidak terbakar seperti tenaga surya dan tenaga angin.
Contoh Siklus Karbon
Siklus karbon terdiri dari banyak sistem paralel yang dapat menyerap atau melepaskan karbon. Bersama-sama, sistem ini bekerja untuk menjaga siklus karbon Bumi - dan selanjutnya iklim dan biosfer - relatif stabil. Di bawah ini adalah beberapa contoh bagian dari ekosistem Bumi yang dapat menyerap karbon, mengubah karbon menjadi materi hidup, atau melepaskan karbon kembali ke atmosfer.
Atmosfer
Salah satu tempat penyimpanan utama karbon adalah karbon dioksida di atmosfer bumi. Karbon membentuk molekul gas yang stabil dalam kombinasi dengan dua atom oksigen. Di alam, gas ini dilepaskan oleh aktivitas vulkanik, dan oleh respirasi hewan yang menempel molekul karbon dari makanan yang mereka makan ke molekul oksigen sebelum menghembuskannya.
Karbon dioksida dapat dihilangkan dari atmosfer oleh tanaman, yang mengambil karbon atmosfer dan mengubahnya menjadi gula, protein, lipid, dan molekul penting lainnya untuk kehidupan. Ini juga dapat dihilangkan dari atmosfer dengan penyerapan ke laut, yang molekul airnya dapat berikatan dengan karbon dioksida untuk membentuk asam karbonat.
Litosfer
Kerak bumi - disebut "litosfer" dari kata Yunani "litho" untuk "batu" dan "bola" untuk bola dunia - juga dapat melepaskan karbon dioksida ke atmosfer Bumi. Gas ini dapat diciptakan oleh reaksi kimia di kerak dan mantel Bumi.
Aktivitas vulkanik dapat menghasilkan pelepasan karbon dioksida alami. Beberapa ilmuwan meyakini bahwa aktivitas vulkanik yang meluas mungkin merupakan penyebab pemanasan Bumi yang menyebabkan kepunahan Permian .
Sementara kerak bumi dapat menambahkan karbon ke atmosfer, ia juga bisa menghilangkannya. Pergerakan kerak bumi dapat mengubur bahan kimia yang mengandung karbon seperti tumbuhan dan hewan yang mati jauh di bawah tanah, di mana karbonnya tidak bisa lepas kembali ke atmosfer. Selama jutaan tahun, waduk bawah tanah ini dari bahan organik mencair dan menjadi batubara, minyak, dan bensin. Dalam beberapa tahun terakhir, manusia mulai melepaskan sebagian besar karbon yang diserap ini kembali ke atmosfer dengan membakar bahan-bahan ini untuk menggerakkan mobil, pembangkit listrik, dan peralatan manusia lainnya.
Lingkungan Sekitar
Di antara makhluk hidup, beberapa menghilangkan karbon dari atmosfer, sementara yang lain melepaskannya kembali. Peserta yang paling menonjol dalam sistem ini adalah tumbuhan dan hewan.
Tumbuhan menghilangkan karbon dari atmosfer. Mereka tidak melakukan ini sebagai tindakan amal; karbon di atmosfer sebenarnya adalah "makanan" yang digunakan tanaman untuk membuat gula, protein, lipid, dan molekul penting lainnya untuk kehidupan. Tumbuhan menggunakan energi sinar matahari, dipanen melalui fotosintesis , untuk membangun senyawa organik ini dari karbon dioksida dan elemen jejak lainnya. Memang, istilah "fotosintesis" berasal dari kata Yunani "foto" untuk "cahaya" dan "sintesis" untuk "disatukan."
Dalam serangkaian reaksi kimia yang seimbang, hewan memakan tanaman (dan hewan lainnya), dan memisahkan molekul-molekul yang disintesis ini kembali. Hewan mendapatkan bahan bakarnya dari tanaman energi kimia yang tersimpan dalam ikatan antara atom karbon dan atom lainnya selama fotosintesis. Untuk melakukan itu, sel-sel hewan membungkus molekul kompleks seperti gula, lemak, dan protein hingga unit karbon tunggal - molekul karbon dioksida, yang diproduksi dengan mereaksikan molekul makanan yang mengandung karbon dengan oksigen dari udara.
Lautan
Lautan Bumi memiliki kemampuan untuk menyerap dan melepaskan karbon dioksida. Ketika karbon dioksida dari atmosfer bersentuhan dengan air laut, ia dapat bereaksi dengan molekul air untuk membentuk asam karbonat - suatu bentuk karbon terlarut dari karbon.
Ketika ada lebih banyak asam karbonat di lautan dibandingkan dengan karbon dioksida di atmosfer, beberapa asam karbonat mungkin dilepaskan ke atmosfer sebagai karbon dioksida. Di sisi lain, ketika ada lebih banyak karbon dioksida di atmosfer, lebih banyak karbon dioksida akan dikonversi menjadi asam karbonat, dan tingkat keasaman lautan akan naik.
Beberapa ilmuwan telah menyuarakan keprihatinan bahwa keasaman meningkat di beberapa bagian lautan, mungkin sebagai akibat dari peningkatan karbon dioksida di atmosfer karena aktivitas manusia. Meskipun perubahan keasaman laut ini mungkin terdengar kecil menurut standar manusia, banyak jenis kehidupan laut bergantung pada reaksi kimia yang membutuhkan tingkat keasaman yang sangat spesifik untuk bertahan hidup. Faktanya, pengasaman laut saat ini membunuh banyak komunitas terumbu karang.
Mengapa Siklus Karbon Penting?
Siklus karbon, dalam keadaan normal, berfungsi untuk memastikan stabilitas variabel seperti atmosfer Bumi, keasaman lautan, dan ketersediaan karbon untuk digunakan oleh makhluk hidup. Setiap komponennya sangat penting bagi kesehatan semua makhluk hidup - terutama manusia, yang bergantung pada banyak tanaman pangan dan hewan untuk memberi makan populasi besar kita .
Karbon dioksida di atmosfer mencegah panas matahari keluar ke ruang angkasa, sangat mirip dengan dinding kaca rumah kaca. Ini tidak selalu merupakan hal yang buruk - beberapa karbon dioksida di atmosfer baik untuk menjaga Bumi tetap hangat dan suhunya stabil.
Namun Bumi telah mengalami siklus pemanasan bencana di masa lalu, seperti kepunahan Permian, yang diperkirakan disebabkan oleh peningkatan drastis tingkat gas rumah kaca di atmosfer. Tidak ada yang yakin apa yang menyebabkan perubahan yang menyebabkan kepunahan Permian. Tapi, gas rumah kaca mungkin telah ditambahkan ke atmosfer oleh dampak asteroid, aktivitas gunung berapi, atau bahkan kebakaran hutan besar-besaran.
Apa pun penyebabnya, selama episode pemanasan ini suhu naik secara drastis. Sebagian besar Bumi menjadi gurun, dan lebih dari 90% dari semua spesies yanghidup pada waktu itu punah. Ini adalah contoh yang baik tentang apa yang bisa terjadi jika siklus esensial planet kita mengalami perubahan besar.
0 komentar:
Post a Comment