Ciclo del carbono: procesos, reservas y flujos entre atmósfera, biosfera e hidrósfera
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Ciclo del carbono
El carbono es un elemento abundante en la atmósfera en forma de gas CO2. En la biosfera, los organismos autótrofos utilizan directamente el CO2 en la fotosíntesis para producir compuestos orgánicos. El carbono regresa a la atmósfera como CO2 por medio de la respiración de los productores, de los consumidores y, sobre todo, de los descomponedores, casi al mismo ritmo con que es retirado de ella.
Procesos en el suelo
En el suelo, la descomposición de la materia orgánica puede llegar a ser total. Los materiales solubles de los restos vegetales, como azúcares y aminoácidos, son arrastrados por el agua de lluvia y se descomponen rápidamente. Los compuestos insolubles son atacados inicialmente por los hongos; los hongos, a su vez, son descompuestos por bacterias. Al final, la mayor parte de la materia orgánica se convertirá en CO2, que se devuelve a la atmósfera. Una cantidad adicional de CO2 puede proceder de la combustión de la madera.
Zona anaerobia y estancamiento del ciclo
Los restos de materia orgánica que caen en la zona anaerobia de los océanos son inicialmente fermentados por bacterias, originando parte de CO2. La presencia de estos productos inhibe la acción de las bacterias anaerobias, cesa la descomposición y los compuestos orgánicos se van acumulando lentamente. Esto ocasiona el estancamiento del ciclo.
Combustión y compuestos orgánicos en la geosfera
La combustión natural o provocada de los combustibles fósiles devuelve el carbono a la atmósfera. De esta forma se originan compuestos orgánicos en el sistema geosfera.
Procesos en la hidrosfera
En la hidrosfera se van formando depósitos de carbonato cálcico que tienen gran importancia desde el punto de vista geológico. La hidrosfera actúa como sistema de reserva de carbono. Una reacción representativa es:
Ca(HCO3)2 (soluble) → CaCO3 (insoluble) + H2O + CO2
También pueden formarse rocas carbonatadas en el medio marino de otra forma: por depósito de carbonato cálcico precipitado en forma de exoesqueletos de organismos sobre la superficie del fondo marino, lo que puede originar con el tiempo depósitos de roca caliza en la litosfera.
Transferencias entre reservorios
El carbono pasa de la hidrosfera a la litosfera oceánica, y desde ésta a la litosfera continental. El ciclo se cierra con la devolución del carbono desde la litosfera a la atmósfera en forma de CO2, a causa de la actividad volcánica sobre las rocas carbonatadas.
Resumen de los principales flujos
- Fotosíntesis: absorbe CO2 de la atmósfera y lo incorpora a compuestos orgánicos.
- Respiración y descomposición: devuelven CO2 a la atmósfera.
- Descomposición anaerobia: puede llevar al estancamiento y acumulación de materia orgánica.
- Formación de carbonatos: fija carbono en forma de CaCO3 en la hidrosfera y litosfera.
- Combustión de combustibles fósiles y madera: devuelve carbono almacenado a la atmósfera.
- Volcanismo: libera CO2 desde la litosfera hacia la atmósfera.
Conceptos clave
CO2, fotosíntesis, descomposición, hidrosfera, litosfera, combustión y volcanismo son los términos esenciales para entender cómo el carbono circula entre los diferentes reservorios de la Tierra.