EL CARBONO: ELEMENTO CONSTITUTIVO Y FUENTE DE ENERGÍA.

EL CARBONO: ELEMENTO CONSTITUTIVO Y FUENTE DE ENERGÍA.

Alrededor del 18% de la masa de tu cuerpo compuesto por átomos de carbono, ¡y esos átomos son fundamentales para tu existencia. Sin el carbono, no tendrías las membranas plasmáticas de tus células, ni las moléculas de azúcar que usas como combustible, ni siquiera el ADN que porta las instrucciones para construir y poner en funcionamiento tu cuerpo.

El carbono es parte de nuestros cuerpos, pero también es parte de nuestras industrias modernas. Los compuestos de carbono de plantas y algas que existieron hace mucho tiempo forman los combustibles fósiles, como el carbón y el gas natural, que usamos actualmente como fuentes de energía. Cuando estos combustibles fósiles se queman, se libera dióxido de carbono (CO2} en el aire, lo que resulta en niveles cada vez mayores de CO2 atmosférico. Este aumento en los niveles de CO2​ afecta el clima de la Tierra y es una preocupación ambiental importante en todo el mundo.
 

El ciclo del carbono. 

El ciclo del carbono se estudia con más facilidad como dos ciclos más pequeños interconectados: 

Uno que comprende el intercambio rápido de carbono entre los organismos vivos. Y otro que se encarga del ciclo del carbono a través de los procesos geológicos a largo plazo.

Es importante tomar en cuenta que estos ciclos están enlazados entre sí. Por ejemplo, las reservas de CO2​ ​ atmosférico y oceánico que son utilizadas por los organismos vivos son las mismas que los procesos geológicos reciclan.

 


Como una breve descripción, el carbono existe en el aire mayoritariamente como dióxido de carbono CO2​ gaseoso, el cual se disuelve en el agua y reacciona con las moléculas de esta para producir bicarbonato: HCO3​. La fotosíntesis que llevan a cabo las plantas terrestres, las bacterias y las algas, convierte el dióxido de carbono o el bicarbonato en moléculas orgánicas. Las moléculas orgánicas producidas por los organismos fotosintetizadores pasan a través de las cadenas alimenticias, y la respiración celular convierte nuevamente el carbono orgánico en dióxido de carbono gaseoso.

El almacenamiento de carbono orgánico a largo plazo ocurre cuando la materia que proviene de los organismos vivos es enterrada profundamente bajo la tierra o cuando se hunde hasta el fondo del océano y forma rocas sedimentarias. La actividad volcánica y, en tiempos más recientes, la quema de combustibles fósiles, devuelven este carbono orgánico al ciclo. Aunque la formación de combustibles fósiles sucede en una escala de tiempo geológico lento, la liberación que hacen los humanos del carbono que contienen, en forma de CO2​, sucede en una escala de tiempo extremadamente rápida.

 

El ciclo geológico del carbono.

La ruta geológica del ciclo del carbono es mucho más lenta que la ruta biológica que acabamos de describir. De hecho, el carbono usualmente tarda millones de años en recorrer la ruta geológica. El carbono puede quedar almacenado durante largos periodos de tiempo en la atmósfera, en los cuerpos de agua líquida —océanos en su mayoría— en los sedimentos oceánicos, en el suelo, en las rocas, en los combustibles fósiles y en el interior de la Tierra. 

En la tierra, el carbono se almacena en el suelo en forma de carbono orgánico proveniente de la descomposición de los organismos o como carbono inorgánico producto de la meteorización de las rocas y los minerales. Más profundo en el subsuelo se encuentran los combustibles fósiles como el petróleo, el carbón y el gas natural, que son los restos de plantas descompuestas bajo condiciones anaeróbicas, sin oxígeno. Los combustibles fósiles tardan millones de años en formarse; cuando los humanos los queman, el carbono es liberado a la atmósfera en forma de dióxido de carbono. 

Otra forma en la que el carbono entra a la atmósfera es la erupción volcánica. Los sedimentos carbonatados del fondo oceánico se hunden profundamente en la Tierra mediante un proceso llamado subducción, en el que una placa tectónica se mueve por debajo de otra. Este proceso produce dióxido de carbono, el cual puede ser liberado hacia la atmósfera por erupciones volcánicas o respiraderos hidrotermales. 

 

El impacto humano sobre el ciclo del carbono.  

La demanda mundial por las limitadas reservas de combustibles fósiles de la Tierra ha aumentado desde el inicio de la revolución industrial. Los combustibles fósiles se consideran como un recurso no renovable porque se agotan mucho más rápido de lo que los procesos geológicos pueden producirlos. 

Cuando se queman combustibles fósiles, se libera dióxido de carbono CO2 al aire. El aumento en el uso de los combustibles fósiles ha provocado niveles elevados de CO2 atmosférico. La deforestación o tala de bosques, también contribuye de manera importante a elevar los niveles de CO2​. Los árboles y otras partes de los ecosistemas boscosos secuestran el carbono, y buena parte de ese carbono se libera en forma de CO2​ si se tala el bosque. 

Parte del CO2​ adicional producido por la actividad humana es absorbido por las plantas o el océano, pero estos procesos no contrarrestan completamente el aumento, por lo que los niveles de CO2​ se elevan cada vez más. Los niveles de CO2​ suben y bajan cíclicamente de manera natural durante largos periodos de tiempo, pero hoy en día son mucho más altos de lo que han sido en los últimos 400 000 años, como se muestra en la gráfica siguiente:

 

 

¿Por qué es importante si hay mucho CO2 en la atmósfera? El CO2​ es un gas de efecto invernadero. Cuando se encuentra en la atmósfera, atrapa el calor y evita que irradie hacia el espacio. Con base en gran cantidad de pruebas, los científicos piensan que los niveles elevados de CO2​ y otros gases de efecto invernadero provocan cambios pronunciados en el clima de la Tierra. Si no se realizan cambios decisivos para reducir sus emisiones, se pronostica que la temperatura de la Tierra aumentará entre 1 y 5∘C para el año 2100.

 

Del mismo modo, aunque pueda parecer que la absorción que hace el océano del dióxido de carbono excedente es buena para reducir los gases de efecto invernadero, no es en absoluto benéfica para la vida marina. Como vimos anteriormente, el CO2 disuelto en el agua de mar puede reaccionar con las moléculas de agua para liberar iones de Hidrógeno. Así que, mientras más CO2​ se disuelve en el agua, más ácida será el agua. Una mayor acidez en el agua reduce las concentraciones de Carbonato, lo que les dificulta a los organismos marinos formar y mantener sus conchas de Carbonato de calcio. Tanto el aumento de temperatura como el incremento en la acidez del agua pueden perjudicar a la vida marina y ambos procesos se han relacionado con el blanqueamiento del coral.

 

FUENTE: 

https://es.khanacademy.org/science/biology/ecology/biogeochemical-cycles/a/the-carbon-cycle


 

 


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