Karbon di Atmosfer

Karbon merupakan senyawa organik yang merupakan unsur dasar penyusun makhluk hidup. Karbon di alam dalam bentuk gas. Pergerakannnya di dalam suatu ekosistem berbarengan dengan aliran energi pada rantai makanan serta poses kimiawi yang berlangsung pada makhluk hidup. Karbon terdapat dalam bentuk gas berasosiasi dengan oksigen membentuk karbondioksida dan karbonmonoksida.

Bagian terbesar dari karbon yang berada di atmosfer bumi adalah gas karbondioksida (CO₂). Kadar gas karbondioksida di atmosfer sekitar 0,03% dari total semua gas yang ada, namun siklus karbon berlangsung sangat cepat. Jumlah karbondioksida ini sangat bervariasi tergantung musim, konsentrasi karbodioksida ketika musim panas akan turun, sedangkan ketika musim dingin jumlah meningkat.  Tumbuhan sangat bergantung dengan gas karbondioksida di atmosfer untuk menghasilkan senyawa karbon komplek (glukosa) melalui proses fotosintesis. Proses fotosintesis dipengaruhi oleh suhu, suhu yang rendah (dingin) akan membuat enzim- enzim fotosintesis tidak aktif. Oleh karena itu, ketika suhu dibawah optimum, maka proses fotosintesis menurun, dengan demikian kadar karbon di atmosfer semakin meningkat.

Saat ini gas karbondioksida semakin meningkat di atmosfer. Meskipun sedang mengalami peningkatan, namun gas ini memiliki peran yang penting dalam menyokong kehidupan. Gas-gas lain yang mengandung karbon di atmosfer adalah metan dan kloroflorokarbon atau CFC (CFC ini merupakan gas artifisial atau buatan). Gas-gas tersebut adalah gas rumah kaca yang konsentrasinya di atmosfer telah bertambah dalam dekade terakhir ini, dan berperan dalam pemanasan global. Siklus karbon tak hanya berasal dari satu proses kehidupan, namun juga oleh proses abiotik yang terjadi di alam. Berikut ini uraian lengkap mengenai karbon di atmosfer.

Karbon diambil dari atmosfer dengan berbgai cara diantaranya sebagai berikut:

• Di laut bagian atas (upper ocean), pada daerah dengan produktivitas yang tinggi, organisme membentuk jaringan yang mengandung karbon, beberapa organisme juga membentuk cangkang karbonat dan bagian-bagian tubuh lainnya yang keras. Proses ini akan menyebabkan aliran karbon ke bawah.
• Pada permukaan laut ke arah kutub, air laut menjadi lebih dingin dan CO₂ akan lebih mudah larut. Selanjutnya CO₂ yang larut tersebut akan terbawa oleh sirkulasi termohalin yang membawa massa air di permukaan yang lebih berat ke kedalaman laut atau interior laut.
• Ketika matahari bersinar, tumbuhan melakukan fotosintesa untuk mengubah karbondioksida menjadi karbohidrat, dan melepaskan oksigen ke atmosfer. Proses ini akan lebih banyak menyerap karbon pada hutan dengan tumbuhan yang baru saja tumbuh atau hutan yang sedang mengalami pertumbuhan yang cepat.
• Pelapukan batuan silikat. Tidak seperti dua proses sebelumnya, proses ini tidak memindahkan karbon ke dalam reservoir yang siap untuk kembali ke atmosfer. Pelapukan batuan karbonat tidak memiliki efek netto terhadap CO₂ atmosferik karena ion bikarbonat yang terbentuk terbawa ke laut dimana selanjutnya dipakai untuk membuat karbonat laut dengan reaksi yang sebaliknya (reverse reaction).

Karbon juga dapat kembali ke atmosfer dengan berbagai cara diantaranya sebagai berikut:

• Melalui pernafasan (respirasi) oleh tumbuhan dan binatang. Hal ini merupakan reaksi eksotermik dan termasuk juga di dalamnya penguraian glukosa (atau molekul organik lainnya) menjadi karbon dioksida dan air.
• Melalui pembusukan binatang dan tumbuhan. Fungi atau jamur dan bakteri mengurai senyawa karbon pada binatang dan tumbuhan yang mati dan mengubah karbon menjadi karbon dioksida jika tersedia oksigen, atau menjadi metana jika tidak tersedia oksigen.
• Melalui pembakaran material organik yang mengoksidasi karbon yang terkandung menghasilkan karbon dioksida (juga yang lainnya seperti asap). Pembakaran bahan bakar fosil seperti batu bara, produk dari industri perminyakan (petroleum), dan gas alam akan melepaskan karbon yang sudah tersimpan selama jutaan tahun di dalam geosfer. Hal inilah yang merupakan penyebab utama naiknya jumlah karbon dioksida di atmosfer.
• Produksi semen. Salah satu komponennya, yaitu kapur atau gamping atau kalsium oksida, dihasilkan dengan cara memanaskan batu kapur atau batu gamping yang akan menghasilkan juga karbon dioksida dalam jumlah yang banyak.
• Di permukaan laut dimana air menjadi lebih hangat, karbon dioksida terlarut dilepas kembali ke atmosfer.
• Erupsi vulkanik atau ledakan gunung berapi akan melepaskan gas ke atmosfer. Gas-gas tersebut termasuk uap air, karbon dioksida, dan belerang. Jumlah karbon dioksida yang dilepas ke atmosfer secara kasar hampir sama dengan jumlah karbon dioksida yang hilang dari atmosfer akibat pelapukan silikat; Kedua proses kimia ini yang saling berkebalikan ini akan memberikan hasil penjumlahan yang sama dengan nol dan tidak berpengaruh terhadap jumlah karbon dioksida di atmosfer dalam skala waktu yang kurang dari 100.000 tahun.