Jedan od najvažnijih biogeokemijskih procesa za život na planeti je ciklus ugljenika. To je krug koji stvara ugljenik, razmjenu materije i gasova između različitih sfera Zemlje. Odnosno, to je razmjena ugljika između biosfere, geosfere, hidrosfere i atmosfere. Stil ugljenika otkrili su evropski naučnici Joseph Priestley i Antoine Lavoisier. Zajedno s ciklusima vode i azota, oni su najvažniji ciklusi koji omogućavaju život na našoj planeti. Ovome se dodaje važnost uspostavljanja atmosfere koja čini planetu nastanjivom.
Stoga ćemo ovaj članak posvetiti kako bismo vam ispričali sve što trebate znati o ciklusu ugljika i njegovoj važnosti.
Ugljenik kao element života
Ugljik je ključni element za postojanje života. Većina poznatih organskih spojeva uključena je u brojne supstance organskog i neorganskog porijekla. Jedan od kontinuiranih prijenosa ugljikovog ciklusa je onaj u kojem ova komponenta omogućava njegovu ponovnu upotrebu i recikliranje. Naime, sposoban je održavati nivoe navedenog elementa u stalnoj globalnoj ravnoteži.
Brojni su oblici ugljika u mnogim područjima. Možemo ga naći u podzemnim mineralnim rezervama ugljika i otopljenom organskom ugljiku u morskoj vodi. Nalazi se i kao ugljen-dioksid u atmosferi kao rezultat vulkanskih emisija ili disanja živih bića. To je način na koji u mnogim procesima u kojima se živa bića raspadaju u nastalu organsku tvar uglavnom ima ugljik. U zonama raspadanja kakve jesu močvare i ostalo zemljište sadrži velike količine ugljika.
Za potrebe ciklusa ugljika, neka od tih ležišta smatraju se putovima razmjene ovog elementa. Postojanje ovih područja je od ključne važnosti jer promovira širenje života koji ovisi o ugljiku da bi se razvio. Uopšteno govoreći, možemo reći da su velike svjetske rezerve ugljika atmosferski ugljen, sadržaj ugljenika u tijelima živih bića u biosferi, ugljenik koji postoji rastvoren u morskoj vodi i ono što se taloži na dnu okeana. Mogu se naći i na drugim mjestima, poput ležišta minerala u zemljinoj kori, te u područjima za vađenje nafte i drugih ugljikovodika.
Put razmjene ugljičnog ciklusa
Razmenjene note za koje deluje ciklus ugljenika su sledeće:
- Propadanje procesa fermentacije. To su velike naslage koje se sastoje od organskih tvari i bogate su ugljikom. Organizmi koji u njemu žive zaduženi su za razgradnju i pretvaranje u ovu materiju. Energija se dobija promjenom ispuštanja plinova u atmosferu poput metana i ugljičnog dioksida.
- Respiracija i fotosinteza. Zajedno s biotičkim i metaboličkim procesima, ti procesi oslobađaju i hvataju ugljični dioksid iz atmosfere. Ovaj atmosferski dioksid se emituje kao nusproizvod, odnosno zahvaćajući ugljik Bog u atmosferi. Oni su takođe input u njegovim biohemijskim putevima. Ugljik iz ugljen-dioksida biljke fiksiraju kao dio fotosinteze i oslobađa se zajedno s vodenom parom kada životinje dišu.
- Razmjena plina s okeanom. Okeani isparavaju usljed kontinuiranog djelovanja sunčevog zračenja. Tako se uspostavlja kružni tok vode. U tom procesu nastala vodena para otpušta se u atmosferu i pospješuje razmenu gasova između atmosfere i okeana. Na taj način se ugljenu dozvoljava da se otopi u vodi gde se smatra fotosintetskim planktonom.
- Postupak taloženja. Sedimentacija se javlja i na kopnu i u moru. Ovdje će se višak ugljika u organskoj tvari u raspadanju, koji ne zauzimaju ostali oblici, nakupiti kako bi se dno okeana taložilo u dobrim raznim slojevima zemljine kore. Ostatak ugljika prerađuje se razgradnjom oblika života. Ovdje nastaju fosili, naslage ugljikovodika ili reaktivni sedimenti. To su jedan od razloga zašto se nafta smatra neobnovljivom vrstom energije. A to je da se proces taloženja događa na geološkoj vremenskoj skali.
- Prirodno ili umjetno sagorijevanje. Ljudski industrijski procesi i šumski požari prirodno se uzimaju u obzir u ciklusu ugljenika. Ovi procesi su odgovorni za godišnji porast ugljika u atmosferi. Znamo da je ugljični dioksid u atmosferi samo dio 1% cjelokupnog sastava zemljine atmosfere. Međutim, točan je omjer efekta staklenika koji dobro djeluje. Povećanjem emisije ugljen-dioksida od strane ljudi, efekat staklene bašte se povećava. To je uglavnom zbog sagorijevanja fosilnih goriva i ispuštanja organskih plinova kao proizvoda ljudske industrije. Emisije ugljenika mogu se proizvesti i erupcijama vulkana.
Bilans ugljičnog ciklusa
Svi gore spomenuti procesi odvijaju se u isto vrijeme i čine osjetljiv ciklus ravnoteže. Mora se imati na umu da kada se istovremeno javlja, ugljenik mora biti prisutan u svim okruženjima. Dio je supstanci vrlo različite prirode. Prekidanje ciklusa ugljenika značilo bi osiromašenje mnogih vitalnih područja za ljude i ostatak života.
Iz različitih studija je poznato da bi uništavanje ili prekidanje ravnoteže ugljikovog ciklusa moglo dovesti do kraja života kakvog poznajemo. Kao što vidite, ciklus ugljenika je veoma važan za razvoj života na planeti. Nadam se da ćete s ovim informacijama saznati više o ciklusu ugljika i njegovom značaju.