EL CICLO DEL CARBONO A. Fotosíntesis y Respiración, El ...

1 EL CICLO DEL CARBONOA. Fotos ntesis y Respiraci n, El CICLO R CO2 es un gas importante en el efecto de invernadero. La cantidad de CO2 en laatm sfera es controlado por el CICLO de CARBONO . Ahora, voy a hablar sobre este CICLO endetaille. Probablemente han estudiado el CICLO , pero quizas no el componente primer componente del CICLO del CARBONO es la fotos ntesis y respiraci n de las plantas:CO2 + H2O + energ a CH2O (carbohidrato) + O2 Durante el dia, las plantas usan la energ a del Sol para convertir el CO2 de laatm sfera mas agua en carbohidrato y oxigeno. Este proceso es la fotos ntesis. Durantela noche, hacen lo opuesto, se llama respiraci n. Usan el carbohidrato mas el oxigenopara producir energ a cuando no hay sol.

2 Esto es lo que los humanos y animales hacentodo el quemamos las plantas, o productos con gran cantidad de material org nico,como el petroleo o hulla, o si las plantas mueren y se descomponen, la reaccion va a laizquierda; usan oxigeno y liberan CO2. Si se deposita materia org nica en sedimentos,este almacena CO2 de la atm sfera. La practica para la proxima semana es un dibujo delciclo del CARBONO . Entonces seria un buen idea arreglar estes dibujos en sus miran el grafico, la concentracion de CO2 desde 1957 en Hawaii, pueden ver lasubi de 315 ppm a 357 ppm a causa de la combustion de selvas, y la producci n decemento, y la combustion de hidrocarburos como el petroleo (Figura 3).

3 Hay un variacionde ~7 ppm cada a o, cuyo mayor alcance es en Mayo, y un el punto mas bajo enSeptiembre. Sabe alguien por que?La oscil cion es por la fotos ntesis y la respiraci n. Hay un exceso del proceso dela fotos ntesis en el hemisferio norte en primavera y verano, y un exceso de respiraci n enoto o y esta la concentraci n de CO2 por latitud (Figura 4). El promedio de laconcentraci n esta dominando en el hemisferio del norte, porque tiene mas tierra enlatitudes medias y por lo tanto mas vegetacion estacional que el hemisferio del sur. Puedever la misma oscilaci n estacional en el hemisferio sur, pero es menos fuerte. En lostropicos, las plantas crecen por todo el a o, entonces no hay una oscilaci n.

4 Entoncespueden ver el impacto de la bi sfera en la cantidad de CO2 en la atm Procesos R pidos Oce segundo componente es los procesos r pidos en el oc ano. La quimica de lacapa superficial del oc ano esta bien mezclada con la atm sfera. Entonces el CO2 esconsumido y liberado constantamente por el oc ano. Mas o menos hay un equilibrio entrela cantitad consumida y la liberada. Pero hay dos procesos que almacenan CO2 en eloce no. El primer processo es quimico, el CO2 se combina con un ion de carbonato paraforma bicarbonato:CO2 + CO3 2- (carbonato) + H2O 2 HCO3- (bicarbonato)Esta reaccion es mas rapida con mas CO2 en la atm sfera. Entonces si hay masCO2 en la atm sfera, el oc ano almacena mas CO2.

5 Entonces el oc ano regula el CO2 enla atm sfera, pero no lo suficientemente r pido para quitar todo el CO2 que nosotrosestamos a proceso por el que los oc anos consumen CO2 es mediante el plancton. Elplancton fotosintetiza de manera que utiliza el CO2. Cuando muere, se cae al fondo,decompone, y el CO2 se disuelve en aguas profundas, que no se mezclan con la atm peque a parte de la materia org nica esta enterrada en sedimentos, y CO2 estaeliminado mas permanamente de la atm sfera. Esto proceso es limitado por la cantidad denutrientes en el oc ano, asi como el nitrogeno y el f sforo. Hay otros procesos oce nicos,pero hablar sobre estos en la proxima secci El CICLO de Roca: CICLO mas tercer componente en el CICLO del CARBONO es el CICLO de El CICLO de carbonato-silicatoPor la tierra, cuando el CO2 reacciona con el agua en el suelo, forma el cidocarb nico:CO2 + H2O H2CO3 ( cido carb nico)El cido carb nico es muy efectivo para meteorizar las rocas, dicho de otramanera, es efectivo para destruir quimicamente la roca.

6 Para este tema, solamente vamosa hablar sobre rocas que contienen silicatos de calcio o magnesio. Rocas siliceas son muycomunes en la corteza de la Tierra. El cido carb nico meteoriza los silicatos a c lcio,magnesio y dos iones de bicarbonato:(Ca, Mg)SiO3 (roca silicata) + 2CO2 + 3H2O (Ca, Mg)2+ + 2 HCO3- (bicarbonato)+ Si(OH)4 Los iones liberados de calcio, magnesio, y bicarbonato son llevados por los rios aloc ano. En el oc ano, los organismos utilizan los iones para formar cochas de carbonatoc lcico. Esta reaccion predominantamente es realizado por organismos, pero, tambienpuede occurir inorg nicamente:Ca2+ + 2 HCO3- CaCO3 (carbonato c lcico) + CO2 + H2 OCuando los organismos mueren, las conchas caen al fondo, donde forman una rocacompuesta de carbonato de calcio, llamada caliza, y si hay una cantidad de magnesio sellama si empezamos el proceso con dos moleculas de CO2 de la atm sfera, masla erosion van a dar lugar a dos bicarbonatos que formar una concha carbonatada y liberasolo una molecula de CO2 a la atm sfera.

7 Entonces este proceso, de meteorizacion ysedimentacion, quita una molecula de CO2 de la atm fondo del mar se expande, y despues de millones de a os queda sometido asubduccion bajo de la corteza terrestre. (Para los participantes que no saben tectonica deplacas, vamos a discutir eso la proxima semana). Con la temperatura y presion muyelevadas, el carbonato c lcico reacciona con el silico, volviendo a formar rocas desilicatos. Este proceso se llama "metamorfismo:"CaCO3 (carbonato c lcico) + SiO2 (cuarzo) CaSiO3 (rocas de silicatos)+ CO2El metamorfismo de rocas carbonatos libera una molecula de CO2, que es liberadaa la atm sfera mediante el vulcanismo. La ecuacion simiplificada para el CICLO de rocases:CaSiO3 (rocas de silicatos)+ CO2 CaCO3 (carbonato c lcico)+ SiO2La meteorizaci n quimica de las rocas silicatos empuja la ecuacion a la derecha, yconsume una molecula de CO2 de la atm sfera, y metamorfismo empuja la ecuacion a laizquierda, y libera una molecula de CO2 mediante el vulcanismo a la atm sfera (dibujo 3).

8 2. El CICLO de rocas org nicasCuando se erosionan rocas org nicas, usan una molecula de oxigeno, y desprenderuna molecula de CO2, como el proceso de la respiraci n. Este CICLO es menos importanteque el CICLO carbonato-silicato, que recicla el 80% del CARBONO de la Tierra y su Flujos y Reservas en el CICLO del entender las magnitudes de estos procesos, vamos a ver los flujos y reservasen el CICLO del CARBONO . Aqui estan las cantidades del CARBONO almacenadas en diferentespartes del CICLO del CARBONO :Reservas (1015g C) (billones de toneladas m tricas):Atm sfera720 Biota terrestre827 Biota marina2Oc anos38,000 Sedimentos org nicos15,000,000 Sedimentos carbonatadas20,000,000 Como pueden ver, las reservas mayores de CARBONO estan en las rocas.

9 Los flujosen el CICLO del CARBONO se refieren a la cantidad del CARBONO que fluye por a o en losdiferentes procesos. Aqui esta los flujos:Flujos anuales (1015g C/yr): CICLO de plantas Fotos ntesis -110 Respiraci n 55 Descomposici n ~54 Procesos oce nicos que eliminar -93 que liberar 90 CICLO de rocas Sedimentaci n Vulcanismo humana ~ 5 Aunque las mayores reservas de CARBONO son almacenados en roca, noten que elflujo anual de CICLO de rocas es muy peque o en comparaci n a los flujos entre la bi sferay la atm sfera y entre el oc ano y la atm sfera. Entonces el CICLO de roca esta muyimportante en escala de tiempos geologicos, pero no en una escala de la vida humana.

10 Elentierro de org nicos y los procesos oceanicos disminuye algo de CO2 que a adimos loshumanos a la atm y la Tierra tiene mas o menos el mismo monto del carbon. Pero en laTierra, la mayoria del carbon esta en rocas mientras en Venus, la mayoria esta en laatmosfera. Entonces el efecto de invernadero es much mayor en Venus, produce uncalantamiento de 285 C y Venus es mucho mas caliente de la Tierra. Entonces la Tierraesta habitable por su distancia del sol, pero tambien debido a su efecto de invernaderorelativamente chico. 2001 Kathryn Gregory-Wodzicki