Karbon adalah salah satu unsur terpenting bagi kehidupan di Bumi. Karbon adalah bagian dari semua molekul organik, termasuk DNA, protein, dan karbohidrat. Karbon juga ditemukan dalam bahan bakar fosil, seperti minyak bumi, gas alam, dan batu bara.
Siklus karbon adalah proses dimana karbon dipertukarkan antara atmosfer, biosfer, geosfer, dan hidrosfer Bumi. Siklus karbon melibatkan empat proses utama: fotosintesis, respirasi, dekomposisi, dan pembakaran.
- Fotosintesis: Tumbuhan menggunakan karbon dioksida dari atmosfer untuk menghasilkan makanan melalui fotosintesis.
- Respirasi: Hewan dan tumbuhan melepaskan karbon dioksida ke atmosfer melalui respirasi.
- Dekomposisi: Bakteri dan jamur mengurai bahan organik yang mati, melepaskan karbon dioksida ke atmosfer.
- Pembakaran: Pembakaran bahan bakar fosil melepaskan karbon dioksida ke atmosfer.
Siklus karbon memainkan peran penting dalam mengatur iklim Bumi. Karbon dioksida adalah gas rumah kaca, yang berarti bahwa ia menyerap radiasi panas dari matahari dan mencegahnya keluar dari atmosfer. Semakin banyak karbon dioksida di atmosfer, semakin banyak panas yang terperangkap, dan semakin hangat suhu Bumi.
Aktivitas manusia telah menyebabkan peningkatan kadar karbon dioksida di atmosfer. Pembakaran bahan bakar fosil, seperti minyak bumi, gas alam, dan batu bara, melepaskan karbon dioksida ke atmosfer. Penggundulan hutan juga menyebabkan peningkatan kadar karbon dioksida di atmosfer, karena pohon menyerap karbon dioksida dari atmosfer.
Peningkatan kadar karbon dioksida di atmosfer telah menyebabkan pemanasan global. Pemanasan global menyebabkan perubahan iklim, seperti peningkatan suhu Bumi, perubahan pola cuaca, dan peningkatan permukaan laut.
Ada sejumlah upaya yang dilakukan untuk mengurangi emisi karbon dioksida. Upaya-upaya ini meliputi:
- Menggunakan energi terbarukan, seperti tenaga surya dan tenaga angin.
- Meningkatkan efisiensi energi.
- Menanam lebih banyak pohon.
- Mengurangi pembakaran bahan bakar fosil.
Upaya-upaya ini penting untuk mengurangi kadar karbon dioksida di atmosfer dan mencegah dampak perubahan iklim yang lebih buruk.
Jadi, itulah perjalanan karbon di Bumi. Karbon adalah unsur penting bagi kehidupan, tetapi aktivitas manusia telah menyebabkan peningkatan kadar karbon dioksida di atmosfer, yang menyebabkan pemanasan global dan perubahan iklim. Kita perlu mengambil tindakan untuk mengurangi emisi karbon dioksida dan melindungi planet kita.
Karbon secara sederhana adalah istilah terkait dengan unsur kedua yang paling berlimpah dalam organisme hidup, hadir dalam semua molekul organik. Perannya dalam struktur makromolekul secara sederhana adalah istilah terkait dengan kepentingan utama bagi organisme hidup.
Senyawa karbon mengandung bentuk tinggi energi, yang manusia digunakan sebagai bahan bakar. Sejak tahun 1800-an (awal Revolusi Industri), jumlah negara yang menggunakan sejumlah besar bahan bakar fosil meningkat, sehingga menimbulkan tingkat karbon dioksida di atmosfer melimpah.
Peningkatan karbon dioksida telah dikaitkan dengan perubahan iklim dan gangguan lain dari ekosistem bumi. Ini secara sederhana adalah istilah terkait dengan masalah utama lingkungan di seluruh dunia.
Siklus karbon paling mudah dipelajari yang terbagi dalam dua sub-siklus: satu berurusan dengan pertukaran karbon yang cepat antara organisme hidup dan yang lainnya yang berhubungan dengan siklus jangka panjang karbon melalui proses geologi.
Siklus Biologi Karbon
Organisme hidup terhubung dalam banyak hal, bahkan antara ekosistem. Sebuah contoh yang baik dari hubungan ini secara sederhana adalah istilah terkait dengan pertukaran karbon antara autotrof dan heterotrof.
Karbon dioksida secara sederhana adalah istilah terkait dengan pondasi dasar yang digunakan oleh kebanyakan autotrof untuk membangun multi-karbon, senyawa energi tinggi, seperti glukosa. Energi dimanfaatkan dari matahari digunakan oleh organisme ini untuk membentuk ikatan kovalen yang menghubungkan atom karbon bersama-sama.
Ikatan kimia ini menyimpan energi ini untuk digunakan dalam proses respirasi. Kebanyakan autotrof terestrial memperoleh karbon dioksida secara langsung dari atmosfer, sementara autotrof laut memperolehnya dalam bentuk terlarut (asam karbonat, H2CO3–). Namun karbon dioksida diperoleh, produk sampingan dari proses ini secara sederhana adalah istilah terkait dengan oksigen.
Organisme fotosintetik bertanggung jawab dalam menyediakan sekitar 21 persen dari kandungan oksigen di atmosfer yang kita amati sekarang.
Heterotrof memperoleh senyawa karbon energi tinggi dari autotrof dengan mengkonsumsi mereka dan menghancurkan mereka dengan respirasi untuk memperoleh energi sel, seperti ATP. Jenis yang paling efisien dari respirasi aerobik, membutuhkan oksigen yang diperoleh dari atmosfer atau dilarutkan dalam air.
Dengan demikian, ada pertukaran konstan oksigen dan karbon dioksida antara autotrof (yang memerlukan karbon) dan heterotrof (yang membutuhkan oksigen). Pertukaran gas melalui atmosfer dan air secara sederhana adalah istilah terkait dengan salah satu cara siklus karbon menghubungkan semua organisme yang hidup di Bumi.
Siklus biogeokimia Karbon
Pergerakan karbon melalui tanah, air, dan udara secara sederhana adalah istilah terkait dengan kompleks dan, dalam banyak kasus, hal itu terjadi jauh lebih lambat dari siklus karbon biologis. Karbon disimpan untuk waktu yang lama yang dikenal sebagai cadangan karbon, yang meliputi atmosfer, wilayah perairan (sebagian besar lautan), sedimen laut, tanah, sedimen tanah (termasuk bahan bakar fosil), dan didalam bumi.
Sebagaimana dinyatakan, penyimpanan utama karbon dalam bentuk karbon dioksida, sangat penting untuk proses fotosintesis. Tingkat karbon dioksida di atmosfer sangat dipengaruhi oleh penyimpanan karbon di lautan. Pertukaran karbon antara atmosfer dan air mempengaruhi berapa banyak karbon yang ditemukan di setiap lokasi; masing-masing mempengaruhi yang lain secara timbal balik. Karbon dioksida (CO2) dari atmosfer larut dalam air, bergabung dengan molekul air membentuk asam karbonat. Kemudian mengionisasi untuk karbonat dan ion bikarbonat
Lebih dari 90 persen dari karbon di laut ditemukan berupa ion bikarbonat. Beberapa ion ini bergabung dengan kalsium air laut untuk membentuk kalsium karbonat (CaCO3), komponen utama dari cangkang organisme laut. Organisme ini akhirnya membentuk sedimen di dasar laut. Seiring waktu geologi, kalsium karbonat membentuk kapur, yang secara sederhana adalah istilah terkait dengan penyimpan karbon terbesar di bumi.
Di darat, karbon disimpan dalam tanah sebagai penguraian organisme hidup atau pelapukan batuan terestrial dan mineral. Karbon ini dapat tercuci ke dalam waduk air dengan aliran permukaan. kedalaman bawah tanah, di darat dan di laut, secara sederhana adalah istilah terkait dengan bahan bakar fosil: sisa-sisa anaerobik- tanaman yang membusuk dan membentuk fosil dalam jangka waktu jutaan tahun untuk membentuk.
Bahan bakar fosil dianggap sebagai sumber daya yang tidak terbarukan karena penggunaannya jauh melebihi tingkat pembentukan mereka. Sebuah sumber daya non-terbarukan yang regenerasi sangat lambat atau tidak sama sekali. Cara lain untuk karbon memasuki atmosfer dari tanah secara sederhana adalah istilah terkait dengan akibat letusan gunung berapi dan sistem panas bumi lainnya.
Sedimen karbon dari dasar laut yang diambil jauh di dalam bumi dengan proses subduksi: pergerakan satu lempeng tektonik di bawah yang lain. Karbon dilepaskan sebagai karbon dioksida ketika gunung berapi meletus atau dari ventilasi hidrotermal gunung berapi.
Karbon dioksida juga ditambahkan ke atmosfer oleh pembibitan dan peternakan. Sejumlah besar hewan darat dibangkitkan untuk memberi makan hasil pertumbuhan populasi bumi meningkat kadar karbon dioksida di atmosfer akibat praktek pertanian, respirasi, dan produksi metana. Ini secara sederhana adalah istilah terkait dengan contoh lain bagaimana aktivitas manusia secara tidak langsung mempengaruhi siklus biogeokimia secara signifikan.
Meskipun banyak perdebatan tentang dampak masa depan peningkatan karbon di atmosfer pada perubahan iklim berfokus pada bahan bakar fosil, para ilmuwan mengambil proses alam, seperti gunung berapi dan respirasi.