چرخه کربن چرخه بیوژئوشیمیایی است که از طریق آن کربن بین هیدروسفر، ژئوسفر، پدوسفر، بیوسفر و جو زمین مبادله می شود. کربن جزء اصلی ترکیبات بیولوژیکی و همچنین جزء اصلی بسیاری از مواد معدنی مانند سنگ آهک است. چرخه کربن همراه با چرخه آب و چرخه نیتروژن مجموعه ای از رویدادها را تشکیل می دهد که در ساختن زمین قادر به حفظ حیات هستند. این چرخه حرکت کربن را در حین بازیافت و استفاده مجدد در سراسر بیوسفر توصیف می کند. همچنین فرآیندهای طولانی مدت ترسیب کربن را پوشش می دهد.
چرخه جهانی کربن به مخازن اصلی مختلف کربن تقسیم می شود که توسط مسیرهای تبادل به هم مرتبط هستند.
تبادل کربن بین مخازن به دلیل فرآیندهای مختلف شیمیایی، زمین شناسی، فیزیکی و بیولوژیکی صورت می گیرد. اقیانوس ها دارای بزرگترین استخر فعال کربن در نزدیکی سطح زمین هستند. جریان کربن طبیعی بین جو، اقیانوس، اکوسیستم زمینی و رسوبات نسبتاً متعادل است تا اتم‌های کربن بدون تأثیر انسان تقریباً پایدار باشند.
اتمسفر
جو زمین دارای دو شکل اصلی کربن است: دی اکسید کربن و متان . هر دوی این گازها گرما را در جو جذب و حفظ می کنند و تا حدی مسئول اثر گلخانه ای هستند. متان در مقایسه با دی اکسید کربن اثر گلخانه ای بیشتری در هر حجم ایجاد می کند. با این حال، متان در غلظت های کمتری وجود دارد و از دی اکسید کربن کوتاه مدت تر است. بنابراین، دی اکسید کربن مهم‌تر از این دو گاز گلخانه‌ای است.
دی اکسید کربن عمدتاً از طریق فتوسنتز از جو خارج می شود و وارد زیست کره های اقیانوسی و زمینی می شود. دی اکسید کربن همچنین ممکن است مستقیماً در آب (دریاچه ها، اقیانوس ها و غیره) حل شود و در هنگام بارندگی با ریزش قطرات باران در جو. دی اکسید کربن وقتی در آب حل می شود اسید کربنیک را تشکیل می دهد. این به اسیدیته اقیانوس کمک می کند.
بیوسفر زمینی
بیوسفر زمینی از کربن آلی در تمام موجوداتی که در خشکی زندگی می کنند تشکیل شده است. این شامل زنده یا مرده و کربن ذخیره شده در خاک می شود. بیشتر کربن موجود در بیوسفر زمینی کربن آلی است، در حالی که حدود یک سوم کربن خاک به اشکال غیر آلی مانند کربنات کلسیم ذخیره می شود. کربن آلی جزء اصلی همه موجوداتی است که روی زمین زندگی می کنند. اتوتروف ها آن را به عنوان دی اکسید کربن از هوا استخراج کرده و به کربن آلی تبدیل می کنند. هتروتروف ها کربن را با مصرف موجودات دیگر دریافت می کنند.
اقیانوس
اقیانوس را می توان به لایه سطحی، لایه مختلط و لایه عمیق تقسیم کرد. لایه سطحی آن چیزی است که تماس مکرر با جو برقرار می کند. کربن عمدتاً از طریق انحلال کربن از جو وارد اقیانوس می شود. بخش کوچکی از این کربن به کربنات تبدیل می شود. کربن همچنین از طریق رودخانه ها به عنوان کربن آلی محلول وارد اقیانوس می شود. توسط ارگانیسم ها با فرآیند فتوسنتز به کربن آلی تبدیل می شود و می تواند در سراسر زنجیره غذایی مبادله شود یا به لایه های عمیق تر اقیانوس رسوب کند.
خلاصه
ما یاد گرفتیم که:
