El Ciclo del Carbono

El Ciclo del Carbono

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, incluyendo animales, rocas, aire, agua y más, el ciclo del carbono es uno que 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 yacimientos diferentes. La mayoría se encuentra en la litósfera, que está compuesta por rocas. La mayor parte del carbono se almacena en carbonatos sedimentarios y querógenos, mientras que 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 carbono no lo hará; su carrera no termina contigo. Volverá a la tierra, y allí una planta puede retomarla con el tiempo, enviándola una vez más a un ciclo de vida vegetal y animal. – Jacob Bronowski

¿Cómo funciona el ciclo del carbono?

Las actividades humanas, como la combustión de combustibles fósiles y la calefacción de los hogares, liberan dióxido de carbono en la atmósfera. La respiración de los seres humanos y los animales también introduce carbono en 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 agua del suelo para formar fotosintatos (azúcares, almidones, carbohidratos y proteínas). Así, el carbono se convierte en la parte de las plantas.

Los animales no crean su propio alimento y comen plantas u otros animales para sobrevivir. Los alimentos que consumen se descomponen en azúcares y almidones mediante un proceso llamado metabolismo. Cuando los animales respiran, el dióxido de carbono es devuelto a la atmósfera donde las plantas lo utilizan de nuevo.

Cuando las plantas y los animales mueren, se convierten en combustibles fósiles que se componen de carbono durante millones de años. Esto sucede cuando los descomponedores como las bacterias y los hongos se descomponen en las plantas y animales muertos y liberan el carbono almacenado dentro de ellos. Cuando quemamos estos combustibles fósiles, vuelven 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 ella y sin 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 alrededor de un 30% más de dióxido de carbono en la atmósfera.

El carbono se desplaza de un tipo de almacenamiento a otro a través de múltiples vías de intercambio, por lo que la quema de combustibles fósiles contribuye al calentamiento global: el carbono liberado por los combustibles que se mantienen bajo tierra se infunde con 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.

Intercambios de carbono entre varios yacimientos de almacenamiento 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. He aquí un desglose de cómo funcionan los dos.

El ciclo lento del carbono

El ciclo lento del carbono es la parte del ciclo que ve al carbono moverse entre las rocas, los océanos y el suelo. El proceso puede tomar cientos de millones de años, de ahí el nombre de$0027el lento ciclo del carbono$0027.

• Para que el carbono pase de la atmósfera a las rocas, el carbono se transmite a través de las lluvias. 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 “envejecimiento químico”. 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 y 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 son comprimidos durante largos períodos de tiempo por conchas y rocas sedimentarias. Esto atrapa el carbono en la roca recién generada, como la piedra caliza.

• En la 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 encajonados formarán rocas como esquisto, un tipo de roca sedimentaria.

• Ocasionalmente, con las condiciones adecuadas, las materias vegetales y animales muertas pueden acumularse mucho más rápido de lo que las capas existentes pueden descomponerse. Cuando se cumplen estas condiciones, a menudo puede conducir a la formación de otros tipos de almacenamiento de combustible como el petróleo, el gas o el 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 marino 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.

• Los volcanes entonces hacen erupción y liberan este gas de dióxido de carbono de nuevo a la atmósfera, mientras que también liberan franjas de roca de silicato sobre la tierra. Con la liberación de esta nueva roca, el lento ciclo del carbono comienza de nuevo, con el carbono liberado a la atmósfera cayendo 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 dióxido de carbono a la atmósfera, al tiempo que disuelve el 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 soportar las rocas que se encuentran en las orillas.

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El Ciclo Rápido de Carbono

El carbono es un elemento esencial de todos los seres vivos de la Tierra, y el intercambio de carbono a través de estos organismos vivos es lo que se conoce como el ciclo rápido del carbono. Mientras que los elementos dentro del lento ciclo del carbono toman cientos de millones de años, los movimientos dentro del rápido ciclo 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 al número de enlaces químicos que se pueden formar dentro de cada átomo: hasta cuatro por cada átomo. Esto significa que puede combinarse con otros productos químicos de muchas maneras 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 rápido ciclo del carbono son las plantas y las 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 ser liberado de nuevo 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 alimentar su propio crecimiento o respiración

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• El plancton o las plantas mueren y son consumidos por bacterias y otros microorganismos en estado de descomposición

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• 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 típicamente termina regresando a la atmósfera. El rápido ciclo del carbono es una parte esencial del crecimiento de las plantas y de la vida del plancton, y estos organismos son responsables de gran parte del movimiento del carbono en la tierra. En invierno, cuando las plantas mueren (o incluso en regiones más frías donde no crecen tan fácilmente), hay un aumento observable en la concentración de dióxido de carbono en la atmósfera. Sin embargo, en primavera, estas concentraciones disminuyen una vez más.

¿Cómo está cambiando el ciclo del carbono?

El ciclo del carbono siempre ha fluctuado y cambiado en respuesta a grandes eventos como los cambios en el clima. Por ejemplo, cuando las edades de hielo ocurrieron en el pasado, el ciclo del carbono se ralentizó notablemente. Cuando esto sucedió, el frío aumentó el crecimiento de las poblaciones de fitoplancton, lo que se sumó al efecto de enfriamiento en la tierra. Cuando las eras de hielo 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 limpieza de las plantas y la quema de combustibles fósiles libera más carbono a la atmósfera, que normalmente debería ser liberado lentamente, sin dejar atrás las plantas para que lo absorban.

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