Siklus Karbon

Siklus karbon (C) dalam ekosistem adalah proses pemanfaatan CO2 di udara untuk keperluan fotosintesis tumbuhan dan pembentukan CO2 kembali sebagai hasil dari proses respirasi makhluk hidup. CO2 atau karbon dioksida merupakan gabungan dari satu molekul karbon dan 2 molekul oksigen. CO2 merupakan gas penyusun atmosfer yang ditemukan dalam jumlah sedikit yaitu sekitar 0.03%. Kadar CO2 di atmosfer berbanding terbalik dengan banyaknya tumbuhan hijau yang ada disekitarnya. Hal ini disebabkan karena CO2 merupakan komponen utama dalam proses fotosintesis tumbuhan.

Siklus karbon diawali dengan pembentukan karbon (CO2) di udara. CO2 dapat terbentuk karena 2 hal yaitu aktivitas organisme dan aktivitas alam. Aktivitas organisme termasuk respirasi, dekomposisi makhluk hidup yang mati, pembakaran batu bara, asap pabrik dll. serta aktivitas alam seperti erupsi vulkanis. Semua aktivitas tersebut merupakan sumber CO2 di alam ini. Terlalu banyak CO2 di udara akan menyebabkan efek rumah kaca.

1. Fotosintesis

Organisme yang menggunakan karbon dioksida sebagai sumber karbon dikenal sebagai autotrof. Banyak organisme ini juga menggunakan sinar matahari sebagai sumber energi untuk mereduksi karbon dioksida; karenanya, mereka sering disebut sebagai fotoautotrof. Proses fiksasi karbon dioksida dilakukan oleh fitoplankton di laut, dengan tanaman darat (terutama pohon), dan dengan banyak mikroorganisme. Sebagian besar proses ini dilakukan oleh tumbuhan darat.

Proses fotosintesis dapat digambarkan secara singkat melalui persamaan berikut:

CO₂ + H₂O + energi → C₆H₁₂O₆ + O₂

Proses ini membutuhkan energi dari sinar matahari, yang disimpan dalam bentuk energi kimia karbohidrat. Sementara kebanyakan tanaman menghasilkan oksigen dalam proses-sumber oksigen di atmosfer-beberapa bakteri bumi dapat menghasilkan produk selain oksigen. Organisme yang melakukan fiksasi karbon dioksida, menggunakan fotosintesis untuk mensintesis karbohidrat, yang sering disebut sebagai produsen.

2. Respirasi

Respirasi merupakan kebalikan dari fotosintesis. Semua organisme yang menggunakan oksigen, termasuk manusia, melaksanakan proses ini. Namun, terutama dekomposisi humus oleh mikroorganisme yang mengembalikan sebagian besar karbon ke atmosfer. Tergantung pada mikroorganisme tertentu, karbon dalam bentuk baik karbon dioksida atau metana (CH4). Respirasi umumnya diwakili oleh persamaan:

Karbohidrat + oksigen → karbon dioksida + air + energi

Energi yang dilepaskan oleh reaksi digunakan oleh organisme (yaitu, konsumen) untuk melaksanakan proses metabolisme sendiri.

3. Sedimen karbon

Meskipun tingkat besar karbon berputasr antara atmosfer dan organisme hidup, sebagian besar karbon ditemukan dalam deposit karbonat di darat dan di sedimen laut. Beberapa ini berasal dari ekosistem laut, di mana organisme menggunakan karbon dioksida terlarut untuk menghasilkan cangkang karbonat (kalsium karbonat).

Saat organisme ini mati, kerang tenggelam dan menjadi bagian dari sedimen laut. Deposit organik lainnya, seperti minyak dan batubara, berasal dari endapan fosil bahan organik mati. Waktu daur ulang untuk sedimen dan deposito tersebut umumnya pada orde ribuan tahun; maka kontribusi mereka terhadap siklus karbon diabaikan pada skala waktu manusia.

Beberapa sedimen didaur ulang secara alami, seperti ketika sedimen larut atau ketika hujan asam jatuh pada batuan karbonat (kapur), melepaskan karbon dioksida. Namun, ketika deposit tersebut dibakar sebagai bahan bakar fosil, kadar karbon dioksida di atmosfer dapat meningkat pada tingkat yang cepat.