Zuurstof-en Koolstofdioxidecyclus
De zuurstofcyclus en de koolstofdioxidecyclus (koolstofcyclus) zijn twee van de biogeochemische cycli op aarde die leven mogelijk maken. Ze werken apart, maar zijn afhankelijk van elkaar omdat de koolstofcyclus zuurstof afgeeft voor de zuurstofcyclus om te gebruiken, en op zijn beurt, de zuurstofcyclus uitstoot kooldioxide (CO2) die terug gaat in de koolstofcyclus. Planten zijn het belangrijkste voertuig waarmee de zuurstof-en koolstofcycli worden verbonden. Ademhaling, verbranding en ontbinding zijn drie andere manieren waarop CO2 en/of zuurstof weer in de atmosfeer wordt afgegeven., Een andere biogeochemische cyclus, de waterstofcyclus, verbindt enkele van de wegen in de natuur die betrokken zijn bij de koolstof-en zuurstofcycli.
de Zuurstofcyclus
fotosynthese is de drijvende kracht achter de zuurstofcyclus. In dit proces transformeren planten CO2 en water in suikers om te gebruiken in hun metabolisme, helpen ze te groeien en voedsel te bieden aan andere organismen. De atmosfeer, het totale gehalte aan biologisch materiaal op de planeet en de aardkorst zijn de drie belangrijkste reservoirs van zuurstof. Ongeveer 20% van de atmosfeer van de aarde bestaat uit moleculaire zuurstof., Sommige atmosferische zuurstof is in de vorm van ozon (CO3) die deel uitmaakt van de ozonlaag en absorbeert een groot deel van de ultraviolette straling van de zon, het beschermen van het oppervlak van de planeet. Wetenschappers denken dat in het begin van de geschiedenis van de aarde, zuurstof voor het eerst werd vrijgegeven in de atmosfeer door de werking van ultraviolet licht op waterdamp.
de koolstofcyclus
Het leven op aarde is gebaseerd op koolstof. De koolstofreservoirs zijn de atmosfeer, de biosfeer, de oceanen, sedimenten (inclusief fossiele brandstoffen) en de mantel en korst van de planeet., Kooldioxide en methaan zijn de twee belangrijkste vormen van koolstof in de atmosfeer. Planten nemen CO2 en water in om suikers zoals glucose te creëren door het proces van fotosynthese. De planten geven dan zuurstof en waterdamp vrij als bijproducten. De zuurstof gaat terug in de zuurstofcyclus en de waterdamp komt in de watercyclus. Zonder planten zou CO2 zich tot gevaarlijke niveaus in de atmosfeer opbouwen en het broeikaseffect vergroten. Ongeveer 500 gigaton koolstof wordt opgeslagen in de planten en dieren die leven op het oppervlak van de planeet en de bodem bevat ongeveer 1500 gigaton.,
net als de koolstof die wordt gebruikt tijdens fotosynthese, beweegt de koolstof in de oceanen, sedimenten, mantel en korst van de planeet al honderden miljoenen jaren door de koolstofcyclus. Koolstof kan in de loop van dagen, weken, maanden of jaren door de verschillende processen worden gefietst. Het kan tientallen miljoenen jaren duren voordat koolstof op de oceaanbodem vrijkomt, als het ooit wordt vrijgegeven. Vulkaanuitbarstingen zijn een manier waarop koolstofhoudende moleculen van diep in de planeet aan het oppervlak worden vrijgegeven., De combinatie van het verbranden van fossiele brandstoffen (het vrijkomen van CO2) en ontbossing (het verminderen van fotosynthese en koolstofopslag) veroorzaakt door de mens verstoort de koolstofcyclus op een negatieve manier.
ademhaling, verbranding en ontleding
ademhaling
cellulaire ademhaling is het proces waarbij dieren suikers en zuurstof opnemen en CO2, water en energie uitstoten. Insecten, vissen, vogels, zoogdieren, reptielen en amfibieën ademen allemaal op een of andere manier door gebruik te maken van gespecialiseerde systemen en paden die gedurende miljoenen jaren van natuurlijke selectie zijn geëvolueerd.,
verbranding
CO2 komt vrij in de atmosfeer door natuurlijke verbranding op verschillende manieren, waaronder vulkaanuitbarstingen en bosbranden. Zoals eerder vermeld, heeft de verbranding van fossiele brandstoffen en andere menselijke activiteiten een alarmerende invloed gehad op de koolstofcyclus van de aarde. Dit wordt bewezen door de toename van koolstofafgifte toe te schrijven aan menselijke activiteit van 1 miljard ton in 1940 tot meer dan 6 miljard ton tegen het jaar 2000, en blijft tot op deze dag toenemen., Er is een limiet aan de hoeveelheid koolstof die de oceanen en planten kunnen opnemen, zodat de rest in de atmosfeer blijft en het broeikaseffect verhoogt, wat klimaatverandering veroorzaakt.
ontleding
wanneer een plant of dier sterft, de koolstof en zuurstof en andere componenten zoals water, calcium, stikstof, enz. worden teruggestuurd naar de bodem en lucht door het proces van ontbinding. Schimmels, bacteriën en sommige insecten (zogenaamde decomposers) zijn verantwoordelijk voor de ontbinding, en de meeste hebben zuurstof nodig om het proces uit te voeren.,
bovenstaande afbeelding toont het verband tussen de koolstof -, zuurstof-en waterstofcycli in planten.