Fue descubierto por los científicos europeos Joseph Priestley y Antoine Lavoisier, y junto al del agua y del nitrógeno, forma parte de los ciclos que permiten la sostenibilidad de la vida en nuestro planeta.
Dado que el carbono (C) es un elemento clave para la vida y para la mayoría de los compuestos orgánicos conocidos, se encuentra involucrado en numerosas sustancias de origen orgánico (e inorgánico), en una transmisión continua que permite su reutilización y reciclaje, sosteniendo los niveles de dicho elemento en un balance global.
El carbono en el mundo existe en distintas formas y ámbitos: en las reservas minerales de carbono bajo tierra, en forma de carbono inorgánico disuelto en el agua del mar, en el dióxido de carbono en la atmósfera (producto de emisiones volcánicas o de la respiración de los seres vivientes), en los procesos de descomposición de la materia orgánica en pantanos y otros terrenos.
A grandes rasgos, las reservas de carbono son: el carbono atmosférico, el contenido en el cuerpo de los seres vivos en la biósfera (incluidos los seres marinos y acuáticos), el carbono disuelto en el agua del mar y depositado en el fondo de los océanos, y los depósitos minerales de la corteza terrestre, incluidos los depósitos de petróleo y otros hidrocarburos.
Las rutas de intercambio entre esos depósitos son:Los procesos de fermentación y descomposición. Los grandes depósitos de materia orgánica son ricos en carbono y en organismos que viven de la descomposición y transformación de dicha materia, obteniendo energía a cambio y liberando gases a la atmósfera como el metano (CH4) o el CO2.
El intercambio gaseoso oceánico. El agua de los océanos se evapora por la acción del sol, como lo establece el ciclo hídrico. En dicho proceso, el vapor de agua producido y liberado a la atmósfera también propicia el intercambio de gases entre la atmósfera y el océano, lo que permite que el carbono se disuelva en el agua, donde es fijado por el plancton fotosintético.
La combustión natural o por mano de la humanidad. Los procesos industriales humanos y los incendios forestales espontáneos deben ser tomados en cuenta en el ciclo del carbono, ya que son responsables del incremento anual de carbono en la atmósfera, en forma de gases de invernadero. Esto se debe a la quema de combustibles fósiles, a la liberación de gases orgánicos producto de la industria humana, o a las eventuales emisiones naturales volcánicas.
Todos estos procesos se dan al mismo tiempo y constituyen un ciclo de balance delicado, que permite al carbono circular en distintos entornos y como parte de sustancias de muy distinta índole. Una interrupción de este circuito significa el empobrecimiento de numerosos ámbitos vitales y, posiblemente, el fin de la vida tal y como la conocemos.
Alteraciones Humanas
Dado que el carbono (C) es un elemento clave para la vida y para la mayoría de los compuestos orgánicos conocidos, se encuentra involucrado en numerosas sustancias de origen orgánico (e inorgánico), en una transmisión continua que permite su reutilización y reciclaje, sosteniendo los niveles de dicho elemento en un balance global.
El carbono en el mundo existe en distintas formas y ámbitos: en las reservas minerales de carbono bajo tierra, en forma de carbono inorgánico disuelto en el agua del mar, en el dióxido de carbono en la atmósfera (producto de emisiones volcánicas o de la respiración de los seres vivientes), en los procesos de descomposición de la materia orgánica en pantanos y otros terrenos.
Las rutas de intercambio entre esos depósitos son:Los procesos de fermentación y descomposición. Los grandes depósitos de materia orgánica son ricos en carbono y en organismos que viven de la descomposición y transformación de dicha materia, obteniendo energía a cambio y liberando gases a la atmósfera como el metano (CH4) o el CO2.
La respiración y la fotosíntesis. Junto con otros procesos bióticos metabólicos, estos procesos liberan y capturan respectivamente dióxido de carbono de la atmósfera, como subproducto o insumo de sus rutas bioquímicas. El carbono del CO2 se absorbe por las plantas y se libera junto con vapor de agua durante la respiración animal.
El intercambio gaseoso oceánico. El agua de los océanos se evapora por la acción del sol, como lo establece el ciclo hídrico. En dicho proceso, el vapor de agua producido y liberado a la atmósfera también propicia el intercambio de gases entre la atmósfera y el océano, lo que permite que el carbono se disuelva en el agua, donde es fijado por el plancton fotosintético.
Los procesos de sedimentación. Tanto en la tierra como en el mar, el excedente de carbono en la materia orgánica en descomposición, que no es captado y procesado por las formas de vida descomponedoras, va a apilarse y sedimentar en el fondo de los océanos o en las diversas capas de la corteza terrestre, donde forma fósiles, depósitos de hidrocarburos o sedimentos reactivos.
Todos estos procesos se dan al mismo tiempo y constituyen un ciclo de balance delicado, que permite al carbono circular en distintos entornos y como parte de sustancias de muy distinta índole. Una interrupción de este circuito significa el empobrecimiento de numerosos ámbitos vitales y, posiblemente, el fin de la vida tal y como la conocemos.
Alteraciones Humanas
Hay fluctuaciones naturales en el ciclo del carbono, pero los seres humanos han cambiado los flujos del carbono a un ritmo no natural. Los cambios mayores causados por los humanos resultan en un aumento de dióxido de carbono (CO2) and metano (CH4) en la atmósfera. La fuente más grande de este cambio es producido por el consumo de combustibles fósiles, pero otras acciones como la deforestación, la fabricación de cemento, la ganadería y la cultivación del arroz también contribuyen a este cambio en el ciclo del carbono.
Los seres humanos utilizan los combustibles fósiles como el petróleo, carbón de piedra y gas natural para una variedad de propósitos, incluyendo marchando nuestros vehículos, produciendo la electricidad, calentando y enfriando nuestros edificios, y haciendo productos como los plásticos. Los combustibles fósiles están formados a través de millones de años de los materiales enterrados de los animales y plantas que están sometidos a cambios dramáticos a causa de las temperaturas y presiones que se encuentra a diferentes profundidades. En general, el carbón de piedra está derivado principalmente de la materia de las plantas terrestres, mientras que el petróleo está derivado principalmente de los animales y plantas marinos microscopios. Cuando los combustibles fósiles se están quemados, se toma carbono que estaba guardado bajo tierra por muchos años y se traslada a la atmósfera.
La deforestación causa que el carbono se suelta hacia la atmósfera por varios modos. Primero, los árboles que están tallados muchas veces están quemados luego, lo que suelta inmediatamente el carbono dentro de los árboles hacia la atmósfera. Segundo, la deforestación impacta tanto la temperatura y la estabilidad del suelo. Así que los suelos contienen una cantidad significativa de carbono, los cambios que afectan al suelo pueden afectar el carbono guardado en el suelo. La deforestación resulta en un aumento en la erosión del suelo porque los árboles ya no estabilizan el suelo. El suelo erosionado y el carbono que contiene frecuentemente terminan en los ríos y arroyos y eventualmente en los océanos, llevando carbono de la tierra a la hidrosfera. Los suelos en los áreas deforestados no están erosionados solamente por la falta de árboles, sino que muchas veces están cultivados también. La cultivación revuelve el suelo, soltando el gas dióxido de carbono en el suelo hacia la atmósfera. Después de la deforestación, la temperatura del suelo aumenta porque el suelo ya no está cubierto con el follaje. Un aumento en la temperatura del suelo causa un aumento en la medida de la descomposición por las bacterias, lo cual resulta en un aumento en carbono liberado hacia la atmósfera.
El proceso de fabricar el cemento libera el gas dióxido de carbono hacia la atmósfera. Para hacer el cemento, se calienta el carbono de calcio en un horno para producir la cal y el dióxido de carbono. La cal está incorporada con otras materias para hacer el cemento, pero el dióxido de carbono está soltado a la atmósfera. En los Estados Unidos, este proceso libera aproximadamente 7 a 10 millones de toneladas métricas de carbono al año. Aunque no es uno de los contribuyentes mayores a las emisiones de dióxido de carbono, la fabricación del cemento es una fuente significante y creciente de las emisiones de carbono por todo el mundo.
La ganadería y la cultivación del arroz liberan el gas metano a la atmósfera. Arrozales inundados son considerados uno de las fuentes mayores de la emisión de metano. Cuando se hunden los arrozales, la materia orgánica debajo del agua se descompone y libera metano. When rice paddies are flooded, the underwater organic matter undergoes decomposition and methane is released. Esto también ocurre en los pantanos. La ganadería también contribuye una porción significativa a las emisiones de metano. Los eructos y la flatulencia de los ganados liberan metano porque la bacteria en los estómagos de los animales digiere la comida y se convierte una parte al gas metano. La ganadería así como la cultivación de arroz está en aumento mundialmente y por eso estas fuentes de los gases invernaderos se está convirtiendo cada vez en más de una preocupación. Las emisiones de metano son especialmente desconcertantes porque el metano es un gas invernadero mucho más fuerte que el dióxido de carbono, así que cada molécula de metano se calienta la Tierra sustancialmente más que cada molécula de dióxido de carbono.
Así que el dióxido de carbono (CO2) y el metano (CH4) son gases invernaderos que ayudan a controlar la temperatura del planeta, los aumentos inducidos por los humanos de los niveles del carbono atmosférico resultan en una variedad de cambios climáticos por nuestro planeta. Estos cambios incluyen aumentos en la temperatura, subidas de los niveles del mar, cambios en la distribución de la lluvia, más tormentas y extinciones de los organismos. Un entendimiento del ciclo del carbono es especialmente importante en este momento de la historia humana por las alteraciones dramáticas y consecuenciales estamos haciendo al ciclo.
Muchas personas están tomando varias medidas para tratar de detener el cambio climático mundial. Están tratando de disminuir la cantidad de carbono emitido a la atmósfera y sacar el carbono de la atmósfera para guardarlo en otro lugar. Algunas de las maneras para disminuir la cantidad de carbono emitido a la atmósfera incluyen conducir menos, utilizar electrodomésticos más eficientes, cambiar a la energía solar o eólica y capturar el carbono de las plantas de energía y otros fuentes estacionarios y inyectándolo bajo tierra para guardarlo. Esto se llama la captura y secuestración del carbono, y la gente ha utilizado esta técnica en los campos de petróleo por mucho tiempo. Actualmente los científicos están estudiando métodos de captura y secuestración del carbono para determinar si la técnica se puede implementar a una escala grande para ayudar a detener el cambio climático mundial. Mitigando el cambio climático a través de sacar el carbono de la atmósfera se puede lograr utilizando diferentes métodos. Simplemente sembrando los árboles saca carbono de la atmósfera porque las plantas utilizan el carbono de la atmósfera para hacer la fotosíntesis. Otras maneras para sacar el dióxido de carbono de la atmósfera incluyen capturando el gas dióxido de carbono y convirtiéndolo a un combustible útil. Este es una área de estudio continuo, y aunque actualmente hay muchas opciones viables para disminuir la cantidad de carbono en la atmósfera, el futuro puede tener otras posibilidades también.
La deforestación causa que el carbono se suelta hacia la atmósfera por varios modos. Primero, los árboles que están tallados muchas veces están quemados luego, lo que suelta inmediatamente el carbono dentro de los árboles hacia la atmósfera. Segundo, la deforestación impacta tanto la temperatura y la estabilidad del suelo. Así que los suelos contienen una cantidad significativa de carbono, los cambios que afectan al suelo pueden afectar el carbono guardado en el suelo. La deforestación resulta en un aumento en la erosión del suelo porque los árboles ya no estabilizan el suelo. El suelo erosionado y el carbono que contiene frecuentemente terminan en los ríos y arroyos y eventualmente en los océanos, llevando carbono de la tierra a la hidrosfera. Los suelos en los áreas deforestados no están erosionados solamente por la falta de árboles, sino que muchas veces están cultivados también. La cultivación revuelve el suelo, soltando el gas dióxido de carbono en el suelo hacia la atmósfera. Después de la deforestación, la temperatura del suelo aumenta porque el suelo ya no está cubierto con el follaje. Un aumento en la temperatura del suelo causa un aumento en la medida de la descomposición por las bacterias, lo cual resulta en un aumento en carbono liberado hacia la atmósfera.
La ganadería y la cultivación del arroz liberan el gas metano a la atmósfera. Arrozales inundados son considerados uno de las fuentes mayores de la emisión de metano. Cuando se hunden los arrozales, la materia orgánica debajo del agua se descompone y libera metano. When rice paddies are flooded, the underwater organic matter undergoes decomposition and methane is released. Esto también ocurre en los pantanos. La ganadería también contribuye una porción significativa a las emisiones de metano. Los eructos y la flatulencia de los ganados liberan metano porque la bacteria en los estómagos de los animales digiere la comida y se convierte una parte al gas metano. La ganadería así como la cultivación de arroz está en aumento mundialmente y por eso estas fuentes de los gases invernaderos se está convirtiendo cada vez en más de una preocupación. Las emisiones de metano son especialmente desconcertantes porque el metano es un gas invernadero mucho más fuerte que el dióxido de carbono, así que cada molécula de metano se calienta la Tierra sustancialmente más que cada molécula de dióxido de carbono.
Así que el dióxido de carbono (CO2) y el metano (CH4) son gases invernaderos que ayudan a controlar la temperatura del planeta, los aumentos inducidos por los humanos de los niveles del carbono atmosférico resultan en una variedad de cambios climáticos por nuestro planeta. Estos cambios incluyen aumentos en la temperatura, subidas de los niveles del mar, cambios en la distribución de la lluvia, más tormentas y extinciones de los organismos. Un entendimiento del ciclo del carbono es especialmente importante en este momento de la historia humana por las alteraciones dramáticas y consecuenciales estamos haciendo al ciclo.
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