Koolstofkringloop

De koolstofcyclus bestaat in feite uit verschillende onderling verbonden cycli: de ene heeft te maken met snelle koolstofuitwisseling tussen levende organismen en de andere heeft te maken met de langdurige cyclus van koolstof door geologische processen. Het totale effect is dat koolstof voortdurend wordt gerecycled in de dynamische processen die plaatsvinden in de atmosfeer, aan het oppervlak en in de aardkorst. De overgrote meerderheid van koolstof bevindt zich als anorganische mineralen in aardkorstgesteenten. Andere reservoirs van koolstof, plaatsen waar koolstof zich ophoopt, zijn de oceanen en de atmosfeer. Sommige van de koolstofatomen in uw lichaam van vandaag kunnen lang geleden in het lichaam van een dinosaurus hebben verbleven, of misschien ooit diep in de aardkorst zijn begraven als carbonaatgesteentemineralen.

Koolstofcyclus tussen land en oceaan

Op het land wordt koolstof in de bodem opgeslagen als organische koolstof in de vorm van ontbindende organismen of terrestrische gesteenten. Ontbonden planten en algen worden soms begraven en samengeperst tussen lagen sedimenten. Na miljoenen jaren worden fossiele brandstoffen zoals steenkool, olie en aardgas gevormd. Door de verwering van aards gesteente en mineralen komt er koolstof vrij in de bodem.

Koolstofhoudende verbindingen in de bodem kunnen door uitspoeling in het water terechtkomen. Dit water komt uiteindelijk in de oceaan terecht. Atmosferische koolstofdioxide lost ook op in de oceaan en reageert met watermoleculen om carbonaationen (CO32-) te vormen. Sommige van deze ionen combineren met calciumionen in het zeewater om calciumcarbonaat (CaCO3) te vormen, een belangrijk bestanddeel van de schelpen van mariene organismen. Deze organismen sterven uiteindelijk en hun schelpen vormen sedimenten op de oceaanbodem. In de loop van de geologische tijd vormt het calciumcarbonaat kalksteen, dat het grootste koolstofreservoir op aarde vormt.

Carbonaat slaat ook neer in sedimenten en vormt carbonaatrotsen, zoals kalksteen. Koolstofsedimenten van de oceaanbodem worden diep in de aarde gebracht door het proces van subductie: de beweging van de ene tektonische plaat onder de andere. De oceaansedimenten worden onder invloed van de platentektoniek ondergedompeld, gesmolten en tijdens vulkanische activiteit weer naar de oppervlakte gebracht. Platentektoniek kan ook leiden tot opwaartse, terugkerende oceaansedimenten naar het land.

Koolstofcyclus tussen organismen en de atmosfeer

Koolstofdioxide wordt omgezet in glucose, een energierijk organisch molecuul door fotosynthese door planten, algen en sommige bacteriën. Ze kunnen dan andere organische moleculen produceren, zoals complexe koolhydraten (zoals zetmeel), eiwitten en lipiden, die dieren kunnen eten. De meeste terrestrische autotrofen halen hun koolstofdioxide rechtstreeks uit de atmosfeer, terwijl mariene autotrofen het in opgeloste vorm verkrijgen (bicarbonaat, HCO3–).

Planten, dieren en andere organismen breken deze organische moleculen af ​​tijdens het proces van aerobe cellulaire ademhaling, waarbij zuurstof wordt verbruikt en energie, water en koolstofdioxide vrijkomen. Kooldioxide wordt tijdens gasuitwisseling teruggevoerd naar de atmosfeer. Een ander proces waarbij organisch materiaal wordt gerecycled, is de afbraak van dode organismen. Tijdens dit proces breken bacteriën en schimmels de complexe organische verbindingen af. Afbrekers kunnen ademhaling doen, koolstofdioxide vrijgeven of andere processen waarbij methaan (CH4) vrijkomt. Fotosynthese en ademhaling zijn eigenlijk wederkerig ten opzichte van elkaar wat betreft de kringloop van koolstof: fotosynthese verwijdert koolstofdioxide uit de atmosfeer en ademhaling geeft het terug. Een flinke verstoring van één proces kan dus gevolgen hebben voor de hoeveelheid kooldioxide in de atmosfeer.

Cellulaire ademhaling is slechts één proces waarbij koolstofdioxide vrijkomt. Fysische processen, zoals de uitbarsting van vulkanen en het vrijkomen van hydrothermale ventilatieopeningen (openingen in de oceaanbodem) voegen koolstofdioxide toe aan de atmosfeer. Bovendien komt bij de verbranding van hout en fossiele brandstoffen koolstofdioxide vrij. Het niveau van koolstofdioxide in de atmosfeer wordt sterk beïnvloed door het koolstofreservoir in de oceanen. De uitwisseling van koolstof tussen de atmosfeer en waterreservoirs beïnvloedt hoeveel koolstof er in elk wordt aangetroffen.

Blijf scapen,
Ruud

PS. Heb je vragen of opmerkingen? Stuur me gerust een bericht:


Over Nature Scapes  | Privacy by design