De koolstofcyclus is de biogeochemische cyclus waardoor koolstof wordt uitgewisseld tussen de hydrosfeer, geosfeer, pedosfeer, biosfeer en atmosfeer van de aarde. Koolstof is het belangrijkste bestanddeel van biologische verbindingen en ook een belangrijk bestanddeel van veel mineralen zoals kalksteen. De koolstofcyclus omvat samen met de watercyclus en de stikstofcyclus een opeenvolging van gebeurtenissen die fundamenteel zijn om de aarde in staat te stellen het leven in stand te houden. Deze cyclus beschrijft de beweging van koolstof tijdens recycling en hergebruik door de hele biosfeer. Het omvat ook de langetermijnprocessen van koolstofvastlegging.
De wereldwijde koolstofcyclus is verdeeld in verschillende grote koolstofreservoirs die met elkaar zijn verbonden door uitwisselingsroutes.
Koolstofuitwisseling tussen reservoirs vindt plaats als gevolg van verschillende chemische, geologische, fysische en biologische processen. Oceanen bevatten de grootste actieve koolstofpool nabij het aardoppervlak. De natuurlijke koolstofstroom tussen de atmosfeer, de oceaan, het terrestrische ecosysteem en de sedimenten is redelijk in evenwicht, zodat de koolstofatomen ongeveer stabiel zijn zonder menselijke invloed.
ATMOSFEER
De atmosfeer van de aarde heeft twee hoofdvormen van koolstof: koolstofdioxide en methaan . Beide gassen absorberen en houden warmte vast in de atmosfeer en zijn gedeeltelijk verantwoordelijk voor het broeikaseffect. Methaan veroorzaakt een groter broeikaseffect per volume in vergelijking met koolstofdioxide. Methaan bestaat echter in lagere concentraties en is van kortere duur dan koolstofdioxide. Kooldioxide is daarom het belangrijkste broeikasgas van de twee.
Koolstofdioxide wordt voornamelijk door fotosynthese uit de atmosfeer verwijderd en komt terecht in de oceanische en terrestrische biosferen. Kooldioxide kan ook direct oplossen in waterlichamen (meren, oceanen, enz.), en in neerslag als regendruppels door de atmosfeer vallen. Kooldioxide vormt koolzuur wanneer opgelost in water. Dit draagt bij aan de zuurgraad van de oceaan.
TERRESTRISCHE BIOSFEER
De terrestrische biosfeer bestaat uit organische koolstof in alle organismen die op het land leven. Dit omvat levende of dode en koolstof opgeslagen in de bodem. De meeste koolstof in de terrestrische biosfeer is organische koolstof, terwijl ongeveer een derde van de koolstof in de bodem wordt opgeslagen in anorganische vormen zoals calciumcarbonaat. Organische koolstof is het hoofdbestanddeel van alle organismen die op aarde leven. Autotrofen halen het uit de lucht als koolstofdioxide en zetten het om in organische koolstof. Heterotrofen ontvangen koolstof door andere organismen te consumeren.
OCEAAN
De oceaan kan worden onderverdeeld in de oppervlaktelaag, de gemengde laag en de diepe laag. De oppervlaktelaag is die welke veelvuldig contact maakt met de atmosfeer. Koolstof komt voornamelijk in de oceaan terecht door het oplossen van koolstof uit de atmosfeer. Een klein deel van deze koolstof wordt omgezet in carbonaat. Koolstof komt ook via rivieren in de oceaan als opgeloste organische koolstof. Het wordt door organismen omgezet in organische koolstof door het proces van fotosynthese en het kan ofwel door de hele voedselketen worden uitgewisseld of in de diepere lagen van de oceaan worden neergeslagen.
OVERZICHT
We hebben geleerd dat:
