Semua elemen di bumi, termasuk karbon bergerak dalam siklus, sebagai bagian dari sistem tertutup. Tidak ada kehilangan atau masukan karbon dari luar angkasa. Diagram siklus karbon menunjukkan berbagai langkah dalam daur ulang karbon di abad ke-21.
Diagram
Diagram karbon global yang dibuat oleh University of New Hamsphire menggambarkan kumpulan dan aliran yang membentuk siklus karbon. Kolam karbon menyimpan karbon dalam jumlah besar untuk jangka waktu yang lama dan berwarna biru. Fluks adalah proses yang memindahkan karbon dari satu kumpulan ke kumpulan berikutnya dan diberi warna merah. Fluks memiliki dua bagian: satu yang menghilangkan karbon dari udara dan satu lagi yang melepaskan karbon tetap kembali sebagai CO2 ke atmosfer.
Kolam Karbon
Jumlah karbon yang disimpan di kolam disebutkan dalam Petagram karbon (PgC). Satu Pg sama dengan satu miliar ton dan disebut juga Gigaton (Gt).
- Batuan:Sebagian besar karbon terkunci sebagai batuan sedimen.
- Dasar laut: Penyimpanan karbon terbesar kedua berada di bawah lautan dalam bentuk karbon dioksida (CO2) yang terlarut dalam air.
- Bahan bakar fosil: Sumber karbon terbesar ketiga adalah bahan bakar fosil, seperti batu bara, lignit, gas alam, dan minyak, yang terbentuk dari sisa-sisa tumbuhan darat dan laut dan hewan di bawah suhu dan tekanan khusus.
- Permukaan laut: Karbon disimpan dalam waktu singkat di permukaan air sebagai CO2 yang larut dalam air atau dalam tubuh tanaman dan hewan laut yang hidup.
- Kolam terestrial: Semua karbon yang terakumulasi dalam pohon dan tanah membentuk kolam jangka pendek lainnya, dan dilepaskan setelah beberapa dekade atau abad, misalnya, ketika pohon ditebang atau mati.
- Karbon dioksida: Karbon yang ada di udara dalam bentuk gas, CO2, membantu menjaga bumi tetap hangat. Tanpa keberadaannya, kehidupan sebagaimana adanya tidak akan mungkin terjadi di bumi. Terdapat penambahan dan serapan yang konstan dari sumber karbon ini.
Penghilangan Karbon dalam Fluks
Jumlah karbon yang berpindah setiap tahun ditampilkan sebagai PgC per tahun pada diagram. CO2 dihilangkan dari udara dan diperbaiki melalui proses harian yang cepat. Pembentukan bahan organik dan penyerap karbon lebih lambat dan memerlukan waktu.
- Fotosintesis - Tumbuhan hijau menggunakan CO2, bersama dengan air dan energi dari matahari dalam proses yang disebut fotosintesis untuk membentuk gula sederhana dan nutrisi yang dibutuhkan tanaman.
- Serapan laut - CO2 di atmosfer diserap dan digunakan untuk fotosintesis juga di lautan. Di sini fito-plankton setara dengan tumbuhan, yang menjadi sandaran seluruh kehidupan di lautan. Selain itu, CO2 yang terlarut dalam air diubah menjadi kalsium karbonat dan digunakan dalam cangkang dan kerangka hewan laut.
- Rantai makanan - Saat herbivora memakan tumbuhan, atau karnivora dan omnivora memakan hewan lain, karbon ini diteruskan sepanjang rantai makanan untuk membantu hewan tumbuh, hidup, dan berkembang biak.
- Penambahan bahan organik dan serasah - Tumbuhan dan hewan yang mati akan diuraikan oleh mikroba membentuk humus atau bahan organik yang menjadi bagian dari tanah. Sampah yang terbentuk setiap tahun ketika pohon merontokkan ranting dan daunnya, serta terus-menerus mendaur ulang karbon ke dalam tanah. Sebagian digunakan untuk pertumbuhan tanaman dan menjaga sirkulasi karbon, sedangkan sisanya membentuk karbon tanah.
Pembentukan Sumber Karbon
Jumlah CO2 yang digunakan dan jangka waktu penyimpanannya sebagai karbon tetap bervariasi menurut organisme dan proses yang berbeda.
- Karena pohon berumur panjang dan mengakumulasi karbon di batang, daun, dan akarnya, pohon bertindak sebagai penyerap karbon.
- Tanah mengakumulasi karbon sebagai bahan organik dan akar mati yang tertinggal di dalam tanah lama setelah tanaman atau pohon mati; terdapat sejumlah besar biomassa dalam bentuk akar hidup pohon dan padang rumput yang tumbuh di dalam tanah. Tanah merupakan penyerap karbon penting lainnya.
- Beberapa cangkang dan kerangka hewan laut terakumulasi di dasar lautan untuk menghasilkan batu kapur.
Penyerap karbon adalah perubahan atau proses penting yang pada akhirnya menghasilkan simpanan karbon. Dalam jangka pendek, hutan menghasilkan sumber karbon terestrial, dan dalam jangka panjang, bahan bakar fosil dan batuan.
Arus Daratan ke Lautan
Saat sungai mengalir ke lautan, sungai membawa sedimen yang kaya akan bahan organik. Rawa dan banjir rob juga memindahkan karbon dalam bentuk bahan organik ke lautan setiap tahunnya.
Pelepasan Karbon Dioksida Secara Alami
Dalam siklus karbon alami, karbon dilepaskan kembali ke atmosfer terutama melalui respirasi dan dekomposisi.
- Respirasi tumbuhan - Sebagian besar makhluk hidup mikroba, tumbuhan, dan hewan di darat melakukan respirasi. Mereka menghirup oksigen, dan mengeluarkan CO2, dengan memecah makanan yang mereka makan. Ini adalah salah satu siklus karbon terpendek.
- Pembusukan dan respirasi tanah - Semua bahan pembusukan di darat tidak diubah menjadi bahan organik. Sebagian karbon dilepaskan langsung ke udara sebagai CO2. Mikroba dan senyawa kecil yang hidup di tanah juga melepaskan CO2 setiap hari saat mereka bernafas.
- Hilangnya lautan - Respirasi dan pembusukan tumbuhan dan hewan laut juga melepaskan CO2 ke sumber karbon di atmosfer.
- Gunung berapi - Sejumlah kecil karbon dilepaskan ke atmosfer oleh aktivitas gunung berapi.
Aktivitas Manusia Melepaskan Karbon Dioksida
Selain fluks alami, ada banyak aktivitas manusia yang melepaskan karbon tetap kembali ke atmosfer sebagai CO2.
- Pembakaran bahan bakar fosil- Pembakaran karbon menyerap kayu, batu bara, gas alam, bensin untuk listrik, pemanas, memasak, atau transportasi adalah salah satu cara utama pelepasan karbon kembali ke udara. Banyak bahan bakar fosil juga digunakan untuk keperluan industri dan selanjutnya menambah CO2 ke atmosfer.
- Perubahan penggunaan lahan - Deforestasi, penebangan padang rumput untuk membangun pemukiman, pertanian menggantikan pertumbuhan alami, dan penggunaan mesin yang menyebabkan emisi, memiliki konsekuensi jangka panjang. Hal ini menyebabkan penambahan CO2 ke sumber karbon di atmosfer.
Perspektif Berbeda Dari Diagram Tambahan
Ada banyak jenis diagram siklus karbon dan memberikan informasi berbeda tentang siklus penting ini.
- Siklus sederhana: Diagram oleh BBC menggambarkan siklus karbon sederhana. Seperti inilah siklus karbon pada masa pra-industri, hingga 150 tahun yang lalu, ketika jumlah pergerakan karbon tidak menjadi masalah.
- Perubahan iklim: Siklus Karbon oleh University of Calgary adalah analisis bergambar tentang bagaimana aktivitas manusia modern telah mengubah keseimbangan dalam siklus karbon.
- Proses kimia: Siklus karbon oleh Britannica berfokus pada berbagai reaksi kimia yang memengaruhi aliran dan simpanan karbon, dan bukan jumlah daur ulang karbon. Siklus ini menarik bagi orang-orang yang ingin mengetahui berbagai bentuk karbon dan bagaimana perubahannya.
Menggunakan Siklus Karbon
Terjadi peningkatan CO2 di atmosfer sebesar 30% akibat aktivitas manusia dalam 150 tahun terakhir. Karena CO2 di udara menyebabkan pemanasan, penambahan lebih banyak CO2 ke atmosfer juga meningkatkan efek pemanasannya. Hal ini berdampak pada pemanasan global dan perubahan iklim. Memahami siklus karbon, serta bagaimana dan di mana aktivitas manusia mengubahnya, dapat membantu menemukan cara dan metode yang efisien untuk mengatasi masalah perubahan iklim.
