Hanya sedikit, jika ada, unsur yang serba guna seperti karbon. Atom karbon memiliki empat elektron valensi, yang membuatnya mampu membentuk lebih banyak senyawa daripada unsur lainnya, dan fakta itu membuatnya sangat diperlukan dalam perkembangan organisme hidup. Unsur serbaguna dan melimpah ini bersiklus secara teratur melalui atmosfer bumi, hidrosfer, geosfer, dan biosfer, yang pada dasarnya terdiri dari daftar penyimpan karbon.
Atmosfer sangat penting dalam siklus karbon karena merupakan reservoir karbon dioksida. Karbon dioksida adalah gas, dan tumbuhan berfotosintesis di biosfer, yang terdiri dari reservoir penting lainnya dalam siklus karbon, bergantung padanya untuk respirasi. Namun, hidrosfer, yang mencakup semua samudra di dunia, bisa dibilang memberikan dampak yang lebih signifikan, karena fakta bahwa samudra menutupi 70 persen luas permukaan planet ini. Geosfer, pada bagiannya, mengunci karbon menjadi struktur padat yang bertahan selama ribuan tahun dan melepaskannya melalui aktivitas vulkanik.
Definisi Siklus Karbon
Mencoba menentukan di mana siklus karbon dimulai sedikit mirip dengan mencoba menentukan mana yang lebih dulu, ayam atau telur, tapi mari kita mulai dengan geosfer. Karbon yang telah terkunci selama berabad-abad dalam batuan sedimen dilepaskan ke atmosfer oleh gunung berapi sebagai karbon dioksida. Sebagian digunakan oleh tumbuhan untuk respirasi, dan sebagian larut ke dalam lautan. Beberapa juga kembali ke bumi sebagai sedimen yang terbentuk selama ribuan tahun oleh erosi dan proses alam lainnya.
Makhluk hidup yang mengeluarkan karbon dioksida sebagai bagian dari proses pernapasannya membantu menjaga konsentrasi karbon dioksida di atmosfer. Selain itu, sebagian besar – tetapi tidak semua – karbon dioksida yang larut dalam air laut diserap kembali ke atmosfer. Dengan cara ini, siklus karbon tanpa henti melalui ekosistem bumi.
Atmosfer sebagai Reservoir dalam Siklus Karbon
Karbon dioksida hanya menyumbang sekitar 0,04 persen gas di atmosfer. Selama 800.000 tahun terakhir, konsentrasi karbon dioksida tetap di bawah 300 bagian per juta. Namun, mulai meningkat selama Revolusi Industri, dan dalam 50 tahun terakhir meningkat rata-rata 0,6 ppm setiap tahun. Pada tahun 2018, para ilmuwan di Observatorium Mauna Loa di Hawaii melaporkan konsentrasinya menjadi 410,79 ppm (lihat Sumberdaya). Para ilmuwan mengaitkan kenaikan itu dengan aktivitas manusia.
Kenaikan cepat mengganggu siklus karbon. Beberapa kelebihan karbon dioksida diserap ke lautan atau digunakan untuk respirasi, tetapi sebagian besar tetap berada di atmosfer, di mana ia bergabung dengan gas jejak lainnya untuk menciptakan efek pemanasan di planet ini. Ini adalah gas rumah kaca, dan peningkatan cepat konsentrasi atmosfernya membuat para ilmuwan khawatir.
Lautan Adalah Reservoir Karbon Dioksida Kunci Lainnya
Lautan menyerap sekitar 25 persen karbon dioksida atmosfer. Makhluk laut mampu mengubahnya menjadi cangkang untuk tubuhnya yang akhirnya jatuh ke dasar laut sebagai sedimen. Selain itu, alga dan flora laut berfotosintesis lainnya menggunakan karbon dioksida secara langsung untuk respirasi.
Ketika karbon dioksida larut ke dalam air laut, itu menghasilkan asam karbonat. Meningkatnya jumlah karbon dioksida atmosfer menghasilkan peningkatan yang sesuai dalam pengasaman laut. Ini memiliki efek berbahaya pada makhluk laut, karena membuat cangkangnya lebih lemah dan lebih rapuh. Lebih buruk lagi, pada titik tertentu, lautan akan menjadi terlalu asam untuk menyerap lebih banyak karbon dioksida dari atmosfer. Itu bisa mempercepat peningkatan karbon dioksida atmosfer menjadi overdrive dan menyebabkan kenaikan suhu permukaan bumi yang meroket.
Gambar Thinkstock / Comstock / Getty
