Ciclo del Carbono
En este tema se va a estudiar el ciclo del carbono.
El carbono es un átomo que forma moléculas fundamentales para la vida, ya que todo lo que se conoce como la biosfera o esfera de todos los elementos vivos, están formadas por lo que se conoce como la química del carbono.
Fundamentalmente hidrocarburos formados por moléculas de carbono que forman por ejemplo, los azúcares y otros esqueletos químicos que pueden formar por ejemplo, proteínas o ácidos grasos, lo que se conoce comúnmente como lípidos.
El carbono por lo tanto, ya que sustenta toda la química de la vida, es muy abundante en la Tierra, tanto en la tierra donde habitan los seres vivos, como en gran parte de la atmósfera y otros lugares o zonas que estudiaremos a continuación.
Es un elemento que es fundamental para la vida, como acabamos de comentar, toda la química biológica está sustentada en el carbono y se va a encontrar en diferentes esferas que están altamente interconectadas en lo que se conoce y vamos a estudiar como el ciclo del carbono que se pueden resumir en la biosfera, es decir, todos los elementos vivos que viven en la Tierra, la litosfera que hace referencia a todos los sistemas de rocas en los cuales también se almacena en forma química muchos elementos hechos fundamentalmente con carbono, la atmósfera, que es un gran reservorio de carbono, principalmente en forma de CO2 o dióxido de carbono, y la hidrosfera, que sería todos los sistemas acuáticos que se encuentran en la Tierra ya sea mares, ríos, aguas subterráneas o lagos, que tendrían también sus reservorios de carbono.
Los ciclos en los que se podría dividir conceptualmente estas zonas donde hay carbono o depósitos de carbono serían los ciclos biológicos que estarían relacionados con todos los elementos vivos que almacenarían carbono en las moléculas que conforman sus cuerpos y sus células y los ciclos biogeoquímicos que serían sustentados principalmente pues por elementos como el CO2 o el carbono que forma parte de todas las rocas y los minerales asociados.
Por lo tanto, el ciclo biológico es, como acabamos de comentar, todo lo relacionado, todo el carbono contenido en seres vivos y estos lo van a
intercambiar de dos formas fundamentales.
La primera de ellas va a ser la fotosíntesis.
Mediante la fotosíntesis se va a retener carbono, las plantas principalmente los productores primarios, los organismos fotosintéticos capaces de realizar la fotosíntesis van a captar el CO2 de la atmósfera y van a producir con este CO2 moléculas principalmente de glucosa, que se representa aquí por C6H12O6, que sería su fórmula química.
Después, los seres vivos, también realizarían el proceso contrario o conceptualmente contrario que se denomina respiración celular, mediante el cual a través de una serie de procesos de oxidación y reducción devolverían o expulsarían CO2 o dióxido de carbono también conocido a la atmósfera.
Después del ciclo biológico, cabe introducir del ciclo biogeoquímico, en el cual existe un intercambio con el ciclo biológico que sería la biosfera que intercambiaría, digamos, este carbono en diferentes formas con el resto de reservorios.
Estos reservorios vendrían de, por ejemplo, las rocas con procesos como la erosión mediante las cuales se soltaría carbono de las rocas, procesos como la sedimentación mediante los cuales se haría un secuestro de carbono para formar nuevas rocas y todos los procesos que engloban en general a los ciclos de las rocas mediante los cuales se forman y se destruyan, se crean, se destruyen y se transforman las diferentes rocas existentes en los ciclos geológicos.
El ciclo del carbono, podemos dividirlo para entender sus diferentes partes ya que conlleva bastante complejidad, en ciclos o partes del ciclo en los que se produce carbono, partes del ciclo en los que se produce síntesis y parte del ciclo en los que se produce fijado.
Vamos a diseccionar, digamos, cada una de estas partes para entenderlas mejor.
La producción de carbono, el primero de estos items englobaría diferentes procesos.
Por ejemplo, los procesos de respiración celular mediante los cuales los seres vivos producirían moléculas de CO2 que expulsarían a la atmósfera.
Pero también las bacterias y los hongos producen procesos de descomposición y de fermentación que producen no sólo dióxido de carbono, sino también moléculas de amoniaco y el ión amonio.
Además, la hidrosfera, es decir, todos los elementos acuáticos de la Tierra emiten CO2, especialmente relacionado con los cambios de temperatura.
A más temperatura normalmente, pues se producen una serie de cambios que proporcionan unos estándares para el intercambio de CO2 entre la atmósfera y el mar.
Del mismo modo, la litosfera, es decir, todos los elementos rocosos de la Tierra emiten CO2, especialmente en eventos como las erupciones volcánicas.
Por lo tanto, tendríamos procesos biológicos, tendríamos procesos relacionados con el intercambio de CO2 con los elementos acuáticos y intercambio de CO2 con los elementos de la litosfera.
Todos ellos relacionados con la producción, con el aumento de carbono en la atmósfera.
La síntesis de carbono sería de alguna forma el proceso contrario, es decir, la captación.
Los organismos fotosintéticos dentro de la biosfera serían los principales asimiladores de carbono en forma de glucosa, como dijimos anteriormente pero también transformarían p sea este proceso digamos que se puede sintetizar en que transforman el carbono inorgánico, que sería fundamentalmente el CO2 en carbono orgánico que serían todas las moléculas existentes en los cuerpos de los seres biológicos, tanto animales como plantas.
Y como tercer punto sería la fijación de carbono, mediante la cual se almacenaría este carbono en diferentes sumideros o lugares en los que se quedaría secuestrado al menos temporalmente.
Estos sumideros los hay de diversos tipos y por nombrar algunos de ellos, podemos entender que los océanos pueden secuestrar CO2 mediante ese intercambio dependiente de la temperatura, la biomasa natural, es decir, una vez que se fija el CO2 mediante la fotosíntesis se produce biomasa que muchas veces es preservada a lo largo del tiempo durante mucho tiempo, incluso los restos que dejan esos animales al fallecer pueden tener mucha cantidad de carbono y estaba almacenado durante grandes periodos de tiempo.
Elementos como el permafrost que se mantiene durante larguísimos periodos de tiempo comparables a los tiempos geológicos.
Las rocas, especialmente la roca sedimentaria caliza, es un gran reservorio de carbono en forma de sumidero y los yacimientos fósiles en los cuales mediante la espera de miles o incluso millones de años, se producen pues, combustibles fósiles como por ejemplo el petróleo o los diferentes carbones.
En esta diapositiva, para finalizar, tenemos un esquema en el que se puede resumir todo el ciclo del carbono que venimos comentando hasta ahora.
Por ejemplo, procesos como la fotosíntesis en el que se emite oxígeno, procesos como la respiración, procesos como la fotosíntesis en la Tierra o procesos como las emisiones de las fábricas son elementos que se tienen que tener en cuenta para entender estos intercambios de dióxido de carbono y de oxígeno entre la atmósfera y la tierra.
