Karbonoaren zikloa

Karbonoaren zikloa biosferaren, litosferaren eta atmosferaren arteko karbono trukaketan datzan ziklo biogeokimikoa da. Karbonoaren zikloak karbonoaren bi forma ezberdin barneratzen ditu: organikoa (organismo bizi, hil eta deskonposatuetan agertzen dena) eta inorganikoa (arroketan agertzen dena). Ziklo honen lehen urratsean, klorofiladun organismoek, fotosintesiaren bidez, atmosferako CO2-a karbohidrato bihurtzen dute. Ondoren, biziarekin lotutako prozesuak daude: anabolismoan karbohidrato luzeagoak eratzen dituzte organismoek, katabolismoan (arnasketan, adibidez) CO2-a berriz itzultzen da atmosferara, sare trofikoan zehar karbono-konposatuak bizidun batetik bestera igarotzen dira, eta, azkenean, biziduna hiltzean materia organikoa lurzoruan deskonposatzen da, eta azken emaitza CO2 edo (hartziduraren bidez) CH4-a dira. Biomasa erretzean ere, bi konposatu horiek aireratzen dira.

Giza aktibitateak, erregai fosilen kobustioa edo lurraren erabilpenaren gertatzen diren aldaketak adibidez, CO2 fluxu berri bat sortarazi dute. Bertatik %45 inguru atmosferan mantendu da, eta gainontzekoa ozeanoek absorbatu dute, landare lurtarrek xurgatutako zati txiki bat kenduta.

 Ezaugarriak 

Karbonoa, (Latinetik carbo, "ikatz") edo ikazkaia elementu kimiko bat da, ikurra C eta zenbaki atomikoa 6 dituena. Taula periodikoan, 14. taldeko eta 2. periodoko elementu tetrabalente ez-metalikoa da. Biziaren oinarria  eta kimika organikoaren oinarria da.

Karbonoa egoera ezberdinetan egon daiteke naturan:

 CO2 eta CH4 eran (atmosferan)

 ikatza eta petrolioa (litosferan)

 bikarbonato (HCO3-) eta karbonato-ioia (CO32-) (hidrosferan)

 gluzidoak, lipidoak, proteinak eta azido nukleikoak (izaki bizidunengan).

Atmosferan karbonoaren kontzentrazioa txikia da (atmosferaren %0,03 besterik ez da CO2), azken urteotan berotegi-efektua dela eta zertxobait igo bada ere. Atmoferako CO2 eta ur lurrunaren garrantzia izugarriakoa da. Beraiek dira planetako tenperaturaren erregulazioa bermatzen dutenak, bi osaigai hauek gabe, gaur egun, bataz besteko temperatura 33ºC baxuagoa izango litzateke, hau da, planeta izoztua egongo litzateke. 

Hidrosferan, aldiz, karbonoaren kopurua nabarmen handiagoa da, CO2 oso disolbagarria baita uretan.

Karbonoaren zikloaren bitartez atmosferako karbonoa 20 urteetatik behin berritzen da (urtero atmosferako CO2-ren %5a kontsumitzen baita fotosintesiaren bidez).

 Zikloaren fase nagusiak 
 Fotosintesia 
Sakontzeko, irakurri: «fotosintesi»

Landareek, atmosferako CO2-a hartzen dute difusio bidez estoma izeneko poro txiki batzuetatik, hortik garraiatua izaten da fotosintesia burutuko den tokira. Fotosintesiaren bidez karbohidratoetara  bilakatzen den kantitateari lehen mailako produkzio gordina deritzo. Urtean 120 PgC (1 Pg [Petagramo]=1015g) karbohidrato dira sortzen direnak, erdia, 60PgC landareen sustrai,hosto eta ehunetarako erabiltzen dira eta beste 60PgC-ak landereen arnaste autotrofikoaren bidez atmosferara itzultzen dira.

Landareek eta zianobakterioek burutzen duten fotosintesiak karbono inorganikoa (CO2) karbono organiko (gluzidoak) bihurtzen du:

 6 H2O + 6 CO2 + eguzki-energia => C6H12O6 + 6 O2
 ura + karbono dioxidoa + eguzki-energia => glukosa + oxigenoa

Sortutako glukosatik karbono organikoa lipido eta aminoazidoetara pasatzen da.

Landareek ekoiztutako karbono organikoa animalia belarjaleek hartzen dute, eta hauetatik haragijaleengana pasatzen da gero.

Fotosintesia ezinbesteko prozesua da Lur gaineko biziak iraun dezan. Bizidunek duten karbonoa, azken finean, atmosferatik eta hidrosferatik dator, eta fotosintesiaren bidez pasatzen da bizidunengana. "Landarerik gabe, bizitzarik ez" esaldiak, beraz, prozesu horren garrantzia isladatzen du.

Atmosferako CO2 mailak udaberrian jeitsi egiten dira eta udazkenean igo egiten dira, hau udaberrian zuhaitzen berpiztearekin fotosintesi mailak gora egiten dutelako eta udazkenean kontrakoa gertatzen delakoaren ondorio da.

 Baso-soiltzea 
Basoetako zuhaitz eta landareek karbono kantitate haundiak edukitzen dituzte. Hauek usteldu edo gizakiek basoak garbitzen dituztenean beste erabilpen batzuetarako, artzai lanetarako edo nekazitzarako adibidez, CO2 -a atmosferara itzultzen da.

 Errekuntza 
Lurreko zein itsasoko animalien eta landareen hondakinak, mendeetan zehar, ikatz, petrolio eta gas naturala bihurtzen dira. Giza-jardueraren ondorioz erragai fosil horiek erretzen dira kopuru handitan, eta errekuntza horrek CO2 sortzen du, atmosferara joaten dena.

Industrializazioaren ondorioz azken 100 urteotan erregai fosilen errekuntza asko areagotu da, eta horrek eragin nabarmena izan du Lurraren beroketa prozesuan. Fotosintesi eta arnasketaren arteko oreka ekologikoa apurtu du errekuntza industrialak, eta atmosferako CO2-ren kontzentrazioa handitu da. Berotegi-efektuaren ondorio ezagunak ekarri ditu prozesu honek.

 Animali eta landareen arnasketa 
Animaliek, bakterioek eta landareek egiten duten arnasketak CO2 sortzen du, atmosferara itzultzen dena:

 C6H12O6 + 6 O2 => 6 H20 + 6 CO2 + energia
 glukosa + oxigenoa => ura + karbono dioxidoa + energia (ATP eran).

Prozesu honetan glukosa oxidatzen da. Esan liteke prozesu hau fotosintesiaren kontrako norabidean gertatzen dela (konparatu bi ekuazio kimikoak)

Materia organikoaren hartzidurak, bestalde, CO2 ere sortzen du, prozesu honen bitartez:

 C6H12O6 => 6 CO2 + energia + beste metabolito batzuk
 glukosa =====> karbono dioxidoa + energia (ATP eran) + beste metabolito batzuk (metano, etanol etab.)

Hartzidura gehienak bakterioek burutzen dituzte.

Zenbait mikrobiok (archaea metanogenoak) oxigenorik gabeko arnasketa osa dezakete (arnasketa anaerobioa), metano gasa ekoiztuz (CH4). Metano hori atmosferara pasa daiteke, eta honek eragina handia du berotegi-efektuaren garapenean.

 Ozeanoen xurgatzea 

Ozeanoen zeregin nagusia CO2-a xurgatzean datza. Zenbat eta CO2 gehiago xurgatu, gero eta azidoagoak dira itsasoko urak, ozeanoen azidifikazioa gertatzen delarik. Maila batetik aurrera xurgapen ahalmena galtzen da.

Karbonoaren forma inorganikoak, bereziki garrantzitsuak dira ozeanoen azidifikazioari buruz ari garenean, ozeanoek CO2 disolbatu forma asko baitituzte. Ozeanoek 36000 gigatona karbono dute, batez ere bikarbonato ioi moduan, lurreko karbono totalaren %0.05a dena.
Fluxu ozeaniko gorakorreko zonaldeetan, karbonoa atmosferara igarotzen da. Bestalde, fluxu beherakorra duten ozeanoko zonaldeetan karbonoa (CO2) atmosferatik ozeanora transferitzen da. CO2 ozeanoan sartzen denean azido karbonikoa sortzen da:

CO2 + H2O <=>H2CO3

Erreakzio hau bi norabidetan gerta daiteke, hau da oreka kimiko bat lortzen da. Bestalde beste erreakzio hau gertatzen da, non hidrogeno eta bikarbonato ioiak askatzen diren:

H2CO3 <=> H+ + CO2-3

Aurreko erreakzioetan ikusten den moduan, espezie ionikoz eta espezie ez-ionikoz osatutako oreka bat osatzen du urarekin: disolbatutako karbono dioxido askea (CO2 (aq.)), azido karbonikoa (H2CO3), bikarbonatoa (HCO3-) eta karbonatoa (CO32-). Espezie hauen erlazioa itsasoko uraren tenperaturaren menpe, presioaren menpe, gatz kontzentrazioaren menpe, pH-aren menpe eta basetasunaren menpe (Bjerrum-en grafikan ikusten den moduan) dago. Karbono inorganiko espezie hauek ozeanoko gainazaletik ozeano barrukaldera mugitzen dira solubilitate ponparen ondorioz.

 Gizakiaren eragina 
Industria-iraultzaren ostean, gizakiaren jarduerek karbonoaren zikloan aldaketak eragin dituzte, partaideen funtzioak aldatuz karbonoa zuzenean atmosferara gehitzen.

Gizakiaren eragin handiena erregai fosilen erabilpenaren ondorioz, geosferatik atmosferara, ematen diren CO2-ren isuriak dira. Zeharka ere karbonoaren zikloko beste puntuetan eragina du gizakiak lurreko eta itsasoetako biosferan aldaketak eginez.

 Erreferentziak 

 Kanpo estekak 

Kategoria:Ziklo biogeokimikoak
Kategoria:Lurzoruaren biologia
Kategoria:Klima aldaketaren ondorioak