Ciclo dell’ossigeno e dell’anidride carbonica
Il ciclo dell’ossigeno e il ciclo dell’anidride carbonica (ciclo del carbonio) sono due dei cicli biogeochimici sulla Terra che rendono possibile la vita. Agiscono separatamente ma dipendono l’uno dall’altro perché il ciclo del carbonio emana ossigeno per il ciclo dell’ossigeno da utilizzare e, a sua volta, il ciclo dell’ossigeno emette anidride carbonica (CO2) che torna nel ciclo del carbonio. Le piante sono il veicolo principale con cui sono collegati i cicli di ossigeno e carbonio. La respirazione, la combustione e la decomposizione sono altri tre modi in cui la CO2 e/o l’ossigeno vengono rilasciati nell’atmosfera., Un altro ciclo biogeochimico, il ciclo dell’idrogeno, collega alcune delle vie in natura che sono coinvolte nei cicli del carbonio e dell’ossigeno.
Il ciclo dell’ossigeno
La fotosintesi è il driver del ciclo dell’ossigeno. In questo processo, le piante trasformano la CO2 e l’acqua in zuccheri da utilizzare nel loro metabolismo, aiutandole a crescere e a fornire cibo ad altri organismi. L’atmosfera, il contenuto totale di materia biologica sul pianeta e la crosta terrestre sono i tre principali serbatoi di ossigeno. Circa il 20% dell’atmosfera terrestre è composto da ossigeno molecolare., Alcuni ossigeno atmosferico è sotto forma di ozono (CO3) che costituisce lo strato di ozono e assorbe gran parte della radiazione ultravioletta del sole, proteggendo la superficie del pianeta. Gli scienziati pensano che all’inizio della storia della Terra, l’ossigeno sia stato rilasciato per la prima volta nell’atmosfera dall’azione della luce ultravioletta sul vapore acqueo.
Il ciclo del carbonio
La vita sulla Terra è basata sul carbonio. I serbatoi di carbonio sono l’atmosfera, la biosfera, gli oceani, i sedimenti (compresi i combustibili fossili) e il mantello e la crosta del pianeta., L’anidride carbonica e il metano sono le due principali forme di carbonio nell’atmosfera. Le piante assorbono CO2 e acqua per creare zuccheri come il glucosio attraverso il processo di fotosintesi. Le piante quindi rilasciano ossigeno e vapore acqueo come sottoprodotti. L’ossigeno torna nel ciclo dell’ossigeno e il vapore acqueo entra nel ciclo dell’acqua. Senza le piante, la CO2 raggiungerebbe livelli pericolosi nell’atmosfera e aumenterebbe l’effetto serra. Circa 500 gigatoni di carbonio sono immagazzinati nelle piante e negli animali che vivono sulla superficie del pianeta e il suolo contiene circa 1.500 gigatoni.,
Come il carbonio che viene utilizzato durante la fotosintesi, il carbonio negli oceani, nei sedimenti, nel mantello e nella crosta del pianeta si è mosso attraverso il ciclo del carbonio per centinaia di milioni di anni. Il carbonio può essere pedalato attraverso i vari processi nel corso di giorni, settimane, mesi o anni. Può richiedere decine di milioni di anni per il carbonio immagazzinato nel fondo dell’oceano per essere rilasciato, se viene mai rilasciato a tutti. Le eruzioni vulcaniche sono un modo in cui le molecole contenenti carbonio dal profondo del pianeta vengono rilasciate in superficie., La combinazione di combustione di combustibili fossili (rilascio di CO2) e deforestazione (riduzione della fotosintesi e dello stoccaggio del carbonio) causata dall’uomo sta interrompendo il ciclo del carbonio in modo negativo.
Respirazione, combustione e decomposizione
Respirazione
La respirazione cellulare è il processo mediante il quale gli animali assorbono zuccheri e ossigeno ed emettono CO2, acqua ed energia. Insetti, pesci, uccelli, mammiferi, rettili e anfibi respirano tutti in qualche modo utilizzando sistemi e percorsi specializzati che si sono evoluti nel corso di milioni di anni di selezione naturale.,
Combustione
La CO2 viene rilasciata nell’atmosfera dalla combustione naturale in diversi modi, tra cui eruzioni vulcaniche e incendi boschivi. Come accennato in precedenza, la combustione di combustibili fossili e altre attività umane ha avuto un impatto allarmante sul ciclo del carbonio delle Terre. Ciò è dimostrato dall’aumento del rilascio di carbonio dovuto all’attività umana da 1 miliardo di tonnellate nel 1940 a oltre 6 miliardi di tonnellate entro l’anno 2000, e continua ad aumentare fino ad oggi., C’è un limite alla quantità di carbonio che gli oceani e le piante possono assorbire, quindi il resto rimane nell’atmosfera e aumenta l’effetto serra, causando cambiamenti climatici.
Decomposizione
Quando una pianta o un animale muore, il carbonio e l’ossigeno e altri componenti come acqua, calcio, azoto, ecc. vengono restituiti al suolo e all’aria attraverso il processo di decomposizione. Funghi, batteri e alcuni insetti (chiamati decompositori) sono responsabili della decomposizione e la maggior parte richiede ossigeno per eseguire il processo.,
L’immagine sopra mostra l’interrelazione tra i cicli di carbonio, ossigeno e idrogeno nelle piante.