ASTALOG.COM – Artikel kali ini akan membahas mengenai proses siklus karbon. Siklus karbon adalah gerakan unsur karbon melalui batuan bumi dan sedimen, lingkungan air, lingkungan tanah, dan atmosfer. Sejumlah besar karbon organik dapat ditemukan baik pada organisme hidup dan bahan organik mati.
Reservoir besar karbon, pada orde 20 x 1015 ton, dapat ditemukan di permukaan bumi. Sebagian besar waduk ini ditemukan di batuan dan sedimen. Siklus karbon karena itu merupakan gerakan unsur ini melalui biosfer dalam proses yang dimediasi oleh tanaman fotosintesis di darat dan di laut.
Proses ini melibatkan fiksasi karbon dioksida (CO2) menjadi molekul organik, proses yang disebut fotosintesis. Energi yang digunakan dalam proses ini disimpan dalam bentuk kimia, seperti yang karbohidrat (gula seperti glukosa). Bahan organik akhirnya teroksidasi, seperti yang terjadi ketika organisme fotosintesis mati.
Melalui proses respirasi, karbon dikembalikan ke atmosfer dalam bentuk karbon dioksida. Karena “omset” waktu bentuk seperti karbon sangat lambat (pada tingkat ribuan tahun), pintu masuk bahan ini ke dalam siklus karbon tidak signifikan pada skala manusia.
Fotosintesis
Organisme yang menggunakan karbon dioksida sebagai sumber karbon dikenal sebagai autotrof. Banyak organisme ini juga menggunakan sinar matahari sebagai sumber energi untuk mereduksi karbon dioksida; karenanya, mereka sering disebut sebagai fotoautotrof. Proses fiksasi karbon dioksida dilakukan oleh fitoplankton di laut, dengan tanaman darat (terutama pohon), dan dengan banyak mikroorganisme. Sebagian besar proses ini dilakukan oleh tumbuhan darat.
Proses fotosintesis dapat diringkas dengan persamaan berikut:
CO2 + air + energi → karbohidrat + oksigen
Proses ini membutuhkan energi dari sinar matahari, yang disimpan dalam bentuk energi kimia karbohidrat. Sementara kebanyakan tanaman menghasilkan oksigen dalam proses-sumber oksigen di atmosfer-beberapa bakteri bumi dapat menghasilkan produk selain oksigen. Organisme yang melakukan fiksasi karbon dioksida, menggunakan fotosintesis untuk mensintesis karbohidrat, yang sering disebut sebagai produsen.
Sekitar 20000000000-30000000000 ton karbon tetap setiap tahun digunakan selama proses-jelas dalam jumlah besar, tetapi hanya sebagian kecil dari total karbon yang ditemukan di bumi. Sekitar 450 miliar ton karbon yang terkandung dalam hutan bumi; sekitar 700 miliar ton ada dalam bentuk karbon dioksida atmosfer.
Sebagian besar karbon organik di bumi ditemukan dalam bentuk tanaman darat, termasuk hutan dan padang rumput. Ketika tanaman ini atau bahan tanaman mati, seperti ketika daun jatuh ke bumi di musim gugur, bahan organik mati menjadi humus. Sebagian besar karbon yang awalnya terikat selama fotosintesis berubah menjadi berupa humus.
Degradasi humus merupakan proses yang lambat, pada orde dekade. Namun, dekomposisi humus, terutama melalui proses yang disebut respirasi, yang mengembalikan sebagian besar karbon dioksida ke atmosfer. Dengan demikian, siklus karbon merupakan keseimbangan yang dinamis antara karbon di atmosfer dan karbon tetap dalam bentuk bahan organik.
Respirasi
Respirasi merupakan kebalikan dari fotosintesis. Semua organisme yang menggunakan oksigen, termasuk manusia, melaksanakan proses ini. Namun, terutama dekomposisi humus oleh mikroorganisme yang mengembalikan sebagian besar karbon ke atmosfer. Tergantung pada mikroorganisme tertentu, karbon dalam bentuk baik karbon dioksida atau metana (CH4). Respirasi umumnya diwakili oleh persamaan:
Karbohidrat + oksigen → karbon dioksida + air + energi
Energi yang dilepaskan oleh reaksi digunakan oleh organisme (yaitu, konsumen) untuk melaksanakan proses metabolisme sendiri.
Sedimen Karbon
Meskipun tingkat besar karbon berputasr antara atmosfer dan organisme hidup, sebagian besar karbon ditemukan dalam deposit karbonat di darat dan di sedimen laut. Beberapa ini berasal dari ekosistem laut, di mana organisme menggunakan karbon dioksida terlarut untuk menghasilkan cangkang karbonat (kalsium karbonat).
Saat organisme ini mati, kerang tenggelam dan menjadi bagian dari sedimen laut. Deposit organik lainnya, seperti minyak dan batubara, berasal dari endapan fosil bahan organik mati. Waktu daur ulang untuk sedimen dan deposito tersebut umumnya pada orde ribuan tahun; maka kontribusi mereka terhadap siklus karbon diabaikan pada skala waktu manusia.
Beberapa sedimen didaur ulang secara alami, seperti ketika sedimen larut atau ketika hujan asam jatuh pada batuan karbonat (kapur), melepaskan karbon dioksida. Namun, ketika deposit tersebut dibakar sebagai bahan bakar fosil, kadar karbon dioksida di atmosfer dapat meningkat pada tingkat yang cepat.
