Back to chapter

27.8:

Karbon Döngüsü

JoVE Core
Biology
A subscription to JoVE is required to view this content.  Sign in or start your free trial.
JoVE Core Biology
The Carbon Cycle

Languages

Share

– [Eğitmen] Karbon döngüsünde, karbon atomları ekosistemler arasında yolculuk yapar. Fotosentezden başlayarak, bitkiler gibi ototroflar atmosferdeki karbonu karbondioksit formunda tüketilebilir enerjiye dönüştürürler, bunlar da heterotroflar tarafından yenir. Daha sonra bu organizmalar karbonu terleme yoluyla atmosfere veya çürüme sırasında toprağa geri döndürürler. Atmosferdeki karbondioksit suda da hayli çözünür haldedir, yani okyanuslar büyük bir karbon rezervidir. Karbondioksit suyla tepkimeye girerek karbonik asit ve ardından karbonat iyonlarını oluşturur. Okyanuslardaki kalsiyum karbonat mercan iskeletlerinin ve yumuşakçaların kabuklarının oluşumunda kullanılır. Karbon ayrıca uzun ömürlü ağaçların gövdelerinde ve toprakta kısa süreliğine depolanabilir, veya bir zamanların canlı organizmalarının organik kalıntıları olan fosil yakıtlarda olduğu gibi daha uzun süre de depolanabilir. Son olarak yer kabuğunun tortularında ve topraklarında depolanmış karbon eriyip magmaya dönüşebilir ve volkanik patlamalarda atmosfere püskürtülebilir, bu işleme gaz giderme denir.

27.8:

Karbon Döngüsü

Karbon, Dünya üzerindeki tüm organik maddelerin temelidir ve ekosistemde iki ana süreçte geri dönüştürülür: biri karbonun canlı organizmalar arasında değiş tokuşu, diğeri ise karbonun fosilleşmiş organik kalıntılar, kayaların ayrışması ve volkanik aktivite yoluyla uzun süreler boyunca döngüsü şeklindedir. Artan tarım uygulamaları ve fosil yakıtların yakılması dahil olmak üzere insan faaliyetleri, doğal karbon döngüsünün dengesini büyük ölçüde etkiledi.

Biyolojik Karbon Döngüsü

Tüm canlılar, karbon elementinin atomlarını içeren organik moleküllerden oluşur. Karbon, atmosferde karbondioksit gazı olarak bulunur ve su ile reaksiyona girerek bikarbonat oluşturur. Fotosentez sırasında, birincil üreticiler (veya ototroflar) büyüme, bakım ve diğer işlemler için enerji sağlamak üzere karbondioksit ve bikarbonatı glikoz gibi organik karbon içeren bileşiklere dönüştürürler.

Heterotroflar, ototrofları tüketerek büyüme ve bakım için organik karbon alırlar. Hücresel solunum süreci yoluyla, bu organik moleküller, içlerinde depolanan enerjiyi serbest bırakmak için parçalanır. Bu sürecin yan ürünleri, solunum yoluyla atmosfere salınan ve döngüyü devam ettiren su ve karbondioksittir.

Karbon ayrıca hayvan atığı veya ölü organizmalardan çürüyen materyal olarak çevreye geri dönebilir. Bakteriler ve mantarlar gibi ayrıştırıcılar, bu malzemeleri karbondioksit ve organik bileşiklere ayırırlar.

Uzun Vadeli Jeolojik Döngü

Karbon, atmosferde, büyük su kaynakarında, okyanus tortusunda, toprakta, fosilleşmiş hayvan kalıntılarında ve Dünya'nın iç kısmında uzun süre depolanır. Atmosferden gelen karbondioksit okyanus suyunda çözülür, su molekülleri ile reaksiyona girer ve karbonatlara dönüştürülür. Kalsiyum iyonlarıyla birleştiğinde bu karbonatlar, mercan ve istiridye gibi birçok deniz organizmasının kalsiyum karbonat kabuğunu oluşturur. Bu organizmalar öldüğünde, kalıntıları parçalanır ve okyanus tabanına batabilir ve yavaş yavaş tortunun bir parçası haline gelebilir. Bu tortu nihayetinde, dünyadaki en büyük karbon rezervuarını oluşturan kireçtaşını oluşturur.

Büyük, uzun ömürlü ağaçlar da vücutlarında yüzyıllar boyunca karbon depolayabilirler. Çok daha uzun vadeli bir yutak (karbon rezervuarı) olarak, organizmaların kalıntıları karbonu milyonlarca yıl boyunca dünyanın derinliklerinde kömür, petrol ve doğal gaz gibi fosil yakıtlar şeklinde depolar. Dünya yüzeyinin derinliklerinde depolanan karbon, volkanik patlamalar sırasında yüzeye ve atmosfere geri dönebilir.

Karbon Döngüsü Üzerindeki İnsan Etkileri

Fosil yakıtların ve odunun yakılması, küresel iklimi değiştirerek atmosfere önemli miktarda karbondioksit salmaktadır. Ek olarak, ormansızlaşma ve artan tarım uygulamaları, atmosferdeki metan gibi sera gazı seviyelerini artırarak, topraktaki organik madde miktarını ve karbon depolamayı azaltarak doğal karbon döngüsünü etkilemektedir.

Suggested Reading

Brüggemann, N., A. Gessler, Z. Kayler, S. G. Keel, F. Badeck, M. Barthel, P. Boeckx, et al. “Carbon Allocation and Carbon Isotope Fluxes in the Plant-Soil-Atmosphere Continuum: A Review.” Biogeosciences 8, no. 11 (November 28, 2011): 3457–89. [Source]

Baldocchi, Dennis, Youngryel Ryu, and Trevor Keenan. “Terrestrial Carbon Cycle Variability.” F1000Research 5 (September 26, 2016): 2371. [Source]