วัฏจักรคาร์บอน คือวัฏจักรชีวธรณีเคมีซึ่งคาร์บอนถูกแลกเปลี่ยนระหว่างไฮโดรสเฟียร์ ธรณีสเฟียร์ เพโดสเฟียร์ ชีวสเฟียร์ และชั้นบรรยากาศของโลก คาร์บอน เป็นองค์ประกอบหลักของสารประกอบทางชีวภาพและเป็นองค์ประกอบหลักของแร่ธาตุต่างๆ เช่น หินปูน วัฏจักรคาร์บอนร่วมกับวัฏจักรน้ำและวัฏจักรไนโตรเจนประกอบด้วยลำดับของเหตุการณ์ที่เป็นพื้นฐานในการทำให้โลกสามารถดำรงชีวิตได้ วัฏจักรนี้อธิบายการเคลื่อนที่ของคาร์บอนระหว่างการรีไซเคิลและนำกลับมาใช้ใหม่ทั่วทั้งชีวมณฑล นอกจากนี้ยังครอบคลุมถึงกระบวนการกักเก็บคาร์บอนในระยะยาวอีกด้วย
วัฏจักรคาร์บอนทั่วโลกแบ่งออกเป็นแหล่งกักเก็บคาร์บอนหลักที่แตกต่างกันซึ่งเชื่อมต่อกันด้วยเส้นทางการแลกเปลี่ยน
การแลกเปลี่ยนคาร์บอนระหว่างอ่างเก็บน้ำเกิดขึ้นเนื่องจากกระบวนการทางเคมี ธรณีวิทยา กายภาพ และชีวภาพที่แตกต่างกัน มหาสมุทรมีแอกทีฟแอกทีฟของคาร์บอนที่ใหญ่ที่สุดอยู่ใกล้พื้นผิวโลก การไหลของคาร์บอนตามธรรมชาติระหว่างชั้นบรรยากาศ มหาสมุทร ระบบนิเวศบนบก และตะกอนมีความสมดุลพอสมควร เพื่อให้อะตอมของคาร์บอนมีความเสถียรโดยประมาณโดยปราศจากอิทธิพลของมนุษย์
บรรยากาศ
บรรยากาศของโลกมีคาร์บอนอยู่ 2 รูปแบบหลัก ได้แก่ คาร์บอนไดออกไซด์และมีเทน ก๊าซทั้งสองชนิดนี้ดูดซับและกักเก็บความร้อนในชั้นบรรยากาศและมีส่วนรับผิดชอบต่อปรากฏการณ์เรือนกระจก มีเทนก่อให้เกิดภาวะเรือนกระจกต่อปริมาตรมากกว่าเมื่อเทียบกับคาร์บอนไดออกไซด์ อย่างไรก็ตาม มีเธนมีความเข้มข้นต่ำกว่าและมีอายุสั้นกว่าคาร์บอนไดออกไซด์ ดังนั้นคาร์บอนไดออกไซด์จึงเป็นก๊าซเรือนกระจกที่สำคัญกว่าของทั้งสอง
คาร์บอนไดออกไซด์ถูกกำจัดออกจากชั้นบรรยากาศโดยส่วนใหญ่ผ่านการสังเคราะห์ด้วยแสง และเข้าสู่ชีวมณฑลในมหาสมุทรและบนบก คาร์บอนไดออกไซด์ยังอาจละลายลงสู่แหล่งน้ำโดยตรง (ทะเลสาบ มหาสมุทร ฯลฯ) และในหยาดน้ำฟ้าเมื่อเม็ดฝนตกลงมาในชั้นบรรยากาศ คาร์บอนไดออกไซด์ก่อตัวเป็นกรดคาร์บอนิกเมื่อละลายในน้ำ สิ่งนี้ก่อให้เกิดความเป็นกรดของมหาสมุทร
ไบออสเฟียร์ภาคพื้นดิน
ชีวมณฑลบนบกประกอบด้วยคาร์บอนอินทรีย์ในสิ่งมีชีวิตทั้งหมดที่อาศัยอยู่บนบก ซึ่งรวมถึงสิ่งมีชีวิตหรือที่ตายแล้วและคาร์บอนที่เก็บไว้ในดิน คาร์บอนส่วนใหญ่ในชีวมณฑลบนบกเป็นคาร์บอนอินทรีย์ ในขณะที่ประมาณหนึ่งในสามของคาร์บอนในดินถูกเก็บสะสมไว้ในรูปแบบอนินทรีย์ เช่น แคลเซียมคาร์บอเนต คาร์บอนอินทรีย์เป็นองค์ประกอบหลักของสิ่งมีชีวิตทั้งหมดที่อาศัยอยู่บนโลก ออโตโทรฟสกัดจากอากาศเป็นคาร์บอนไดออกไซด์และเปลี่ยนให้เป็นคาร์บอนอินทรีย์ Heterotrophs ได้รับคาร์บอนจากการบริโภคสิ่งมีชีวิตอื่น
มหาสมุทร
มหาสมุทรสามารถแบ่งออกเป็นชั้นผิวน้ำ ชั้นผสม และชั้นลึก ชั้นผิวคือสิ่งที่สัมผัสกับชั้นบรรยากาศบ่อยครั้ง คาร์บอนเข้าสู่มหาสมุทรโดยส่วนใหญ่มาจากการละลายของคาร์บอนจากชั้นบรรยากาศ คาร์บอนส่วนน้อยนี้จะถูกแปลงเป็นคาร์บอเนต คาร์บอนยังเข้าสู่มหาสมุทรผ่านแม่น้ำในรูปของคาร์บอนอินทรีย์ที่ละลายน้ำ มันถูกแปลงโดยสิ่งมีชีวิตให้เป็นคาร์บอนอินทรีย์โดยกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง และมันสามารถแลกเปลี่ยนได้ตลอดห่วงโซ่อาหารหรือตกตะกอนในชั้นลึกของมหาสมุทร
สรุป
เราได้เรียนรู้ว่า:
