Ciclo del carbono
El carbono es un elemento químico esencial en la constitución de los organismos biológicos, es un bioelemento. Como el agua, el oxígeno y el nitrógeno, circula entre las principales capas de la Tierra en un proceso de hondas transformaciones conocido como ciclo del carbono. Su importancia es enunciada desde la vitalidad que transmite su química orgánica, hasta las consecuencias del exceso de gases compuestos de carbono en la biósfera.
¿Qué es el ciclo del carbono?
Los átomos de carbono tienen la capacidad de enlazarse entre sí y/o con otros bioelementos, conformando infinidad de compuestos esenciales para la vida. Éstos compuestos abundan en la Tierra y circulan a través de los seres vivos y el medio ambiente en un proceso natural y de reciprocidad, conocido como ciclo del carbono. Así el carbono pasa de los organismos biológicos a la atmósfera, de la atmósfera a las plantas, de las plantas a los animales y los suelos, de la atmósfera a los océanos, y viceversa.
¿En qué consiste el ciclo del carbono?
Consiste en el movimiento del carbono a través de las diferentes capas y formas de vida de la Tierra. El carbono en su estado gaseoso fluye de forma constante y equilibrada, gracias al desarrollo de procesos físicos, químicos, geológicos y biológicos.
El bioelemento está presente en la naturaleza en diferentes formas, en minerales como el diamante, grafito y carbón; en sustancias orgánicas e inorgánicas, hay carbono inorgánico en el agua de los mares; en el dióxido de carbono, expulsado vía respiratoria por los seres vivos, también producto de la descomposición de materia orgánica y emisiones volcánicas.
El ciclo del carbono permite la producción y descomposición del elemento químico, su uso y reutilización. En ocasiones ciclo es alterado por las intromisiones del hombre. Fue estudiado por vez primera por los científicos Joseph Priestley y Antoine Lavoisier.
Características
El ciclo del carbono se caracteriza por la transformación y reciprocidad del elemento químico y sus compuestos entre las diferentes partes de la Tierra. Es dinámico.
Controla la temperatura al procesar el CO2 existente en la atmósfera y enviar otra parte del compuesto a los depósitos naturales o artificiales conocidos como sumideros de carbono. Actúa como termorregulador.
La capacidad de enlace de los átomos de carbono multiplica el número de compuestos orgánicos e inorgánicos disponibles. El ciclo hace que estos compuestos fluyan naturalmente en los seres vivos y el medio ambiente. Es versátil.
Organismos que participan en el ciclo del carbono
En el ciclo en el que se produce energía y se intercambian nutrientes, participan todos los eslabones de la cadena alimenticia.
La interacción química se da entre el medio ambiente y los organismos biológicos, de allí la descripción como ciclo biogeoquímico. Los seres vivos son partícipes activos del ciclo del carbono, en su proceso natural, y en el caso de los humanos, también en el daño (contaminación) que generan a partir de la búsqueda de “mejores” formas de supervivencia.
Las plantas, consumidoras de CO2 y productoras de oxígeno, son quizás el eslabón más fuerte de la cadena; ellas sintetizan los hidratos de carbono de los que luego se alimentan animales herbívoros y carnívoros, según el orden de la cadena trófica.
La vida en el planeta depende de la luz solar, de los elementos químicos constituyentes y de las condiciones adecuadas para el aprovechamiento de éstos.
Ciclo del carbono paso a paso
El ciclo del carbono, aunque complejo por la versatilidad del elemento y las reacciones en la naturaleza, puede ser resumido en cinco procesos básicos:
- Respiración: El dióxido de carbono (CO2), compuesto por una molécula de carbono y dos de oxígeno, es consumido como fuente de energía y expulsado al aire –como subproducto- a través de la respiración de todos los seres vivos. En este proceso intervienen tanto la energía solar, como las moléculas de glucosa que liberan el oxígeno, y que a su vez está conformadas por hidrógeno, oxígeno y seis átomos de carbono. De esta forma se da la transferencia de CO2 de los seres vivos a la atmósfera.
- Fotosíntesis: En el proceso de fotosíntesis las plantas absorben el CO2 y convierten la energía química en oxígeno, que es soltado a la atmósfera a través de la respiración vegetal, o en su defecto, sirve de nutriente a los animales herbívoros que ingieren la planta durante la síntesis. Luego los herbívoros son presa de otros miembros de la cadena trófica. La función de la clorofila permite el aprovechamiento de los compuestos del carbono en su paso de la atmósfera a las plantas.
- Descomposición: Los animales carnívoros mueren y sus cuerpos son devorados por otros seres vivos, heterótrofos. Hongos, bacterias, protozoarios y otros organismos unicelulares se alimentan de la materia orgánica, descomponiéndola. En el proceso liberan el dióxido de carbono a través de la respiración y de la generación de sustancias inorgánicas ricas en carbono y otros elementos. Estas sustancias o compuestos van al suelo y son reutilizadas por las plantas para la continuidad del ciclo. Los organismos descomponedores hacen posible la transferencia de carbono de los animales a la atmósfera y los suelos.
- Evaporación: Las moléculas de carbono también viajan de la atmósfera a los océanos, y viceversa, a través del proceso de evaporación del agua que se da durante el ciclo del vital líquido. En el mar hay más carbono del que pudiera pensarse, es atrapado en la superficie por el plancton, organismos microscópicos suspendidos en el agua y del que se alimentan peces, crustáceos, equinodermos, ballenas e inclusive tiburones. Cuando los crustáceos mueren, sus costras van al fondo del mar y conforman rocas, generalmente calizas, que una vez fuera del agua se degradan y sueltan dióxido de carbono.
- Combustión: Deriva en la liberación excesiva de calor a la atmósfera, producto de la quema -en grandes cantidades- de combustibles fósiles fuentes de carbono. La combustión se produce de forma natural, debido a las emisiones volcánicas e incendios forestales involuntarios, pero desde hace al menos dos siglos es principalmente provocada por la intromisión del hombre y el desarrollo de actividades industriales.
Beneficios
La concentración de altas dosis de dióxido de carbono o de monóxido de carbono (la presentación tóxica del elemento) en la atmósfera eleva la temperatura. Si no es controlada y reducida, terminaría por destruir las condiciones favorables para la vida.
El principal beneficio del ciclo del carbono es la administración del elemento químico, el equilibrio que proporciona su producción, uso, descomposición y reciclado, así como los depósitos naturales ‘en los que se guardan los excesos’, para su posterior uso.
Los organismos biológicos evolucionan gracias a la energía y nutrientes del carbono, es un elemento esencial en su composición, pero en las proporciones inadecuadas puede ser nocivo.
Alteraciones
El ciclo del carbono favorece el orden natural en la Tierra, sin embargo, en los últimos siglos es alterado no sólo por los procesos naturales de combustión, también por la indiscreción del hombre en el manejo de las industrias y la explotación de elementos o materiales ricos en carbono, entre ellos la madera, el carbón, el petróleo y el gas natural.
De las diferentes formas del carbono se obtienen productos que los humanos consumen a gran escala, combustibles para los automóviles, aceites, y gas doméstico, entre otros, por tanto, la explotación de estas fuentes de energía también se hace a gran escala y a una velocidad difícil de asimilar naturalmente, contribuyendo a la generación de los llamados gases invernales, responsables del recalentamiento de la tierra.
¿Cómo citar este artículo?
Castro Del Valle, Laura Isabel. (2020). Ciclo del carbono. Recuperado el 23 febrero, 2024, de Euston96: https://www.euston96.com/ciclo-del-carbono/
