Karbon-syklus

I karbonsyklus inngår karbon i formene karbondioksid (CO₂), bikarbonat (hydrogenkarbonat) (HCO₃^-), karbonat (CO₃^2-), karbonmonoksid (CO),  metan (CH₄), etan, eten, propan og andre hydrokarboner, samt organisk karbon bundet i protein, aminosyrer, karbohydrater, organiske syrer, alkoholer, cellulose, hemicellulose, lignin, voks, fett og andre organiske forbindelser.  Karbonsyklus påvirkes av fotosyntese, respirasjon, lav- og høytemperaturforbrenning, metanogenese, vulkansk aktivitet, forsuring og forvitring av kalsiumkarbonat i skjell og kalkstein. Karbonsyklus har endret seg gjennom lange geologiske tidsperioder, men før den industrielle revolusjonen var det en relativt stabil karbonsyklus med CO₂-konsentrasjonen ca. 280 ppm. I dag er det ca. 400 ppm CO₂ i atmosfæren som man regner med kommer til å øket til 450 ppm i år 2030 . Det skjer temperatur-, pH-  og konsentrasjonsavhengig utveksling mellom CO₂ i hav og atmosfæren. CO₂ assimileres i fotosyntese og frigis til atmosfæren ved respirasjon i levende organismer og omsetning av dødt organisk materiale. Sur nedbør og økt temperatur gjør at mer CO₂ frigis fra vann og kommer ut i atmosfæren. Hos ettårige planter dør den totale biomassen hver høst, unntatt frøene,  og kommer som bidrag til heterotrofe organismer i jorda som strøfall som omsettes til CO₂. Løvtrær og urter, råtne stammer, greiner og røtter bidrar med store mengder karbon som omsettes ved nedbrytning til mindre enheter som benyttes til å lage nye molekyler. Mineraliseringen av karbon vil si at organiske molekyler oksideres til CO₂ eller reduseres til metan. 

I myr er karbonnedbrytningen redusert på grunn av anaerobe forhold og lav pH. Trestammer og greiner brytes saktere ned enn blad og finrøtter på grunn av det høye innholdet av karbon samtidig som det inneholder lite nitrogen. Ubalanse mellom produksjon av strøfall og nedbrytning gir akkumulering av organisk stoff (råhumus). Surt strøfall i barskog med høyt innhold av lignin og harpiks danner råhumus som brytes sakte ned pga de sure forholdene og tungt nedbrytbart materiale med lite nitrogen i forhold til karbon. Intensivt jordbruk reduserer mengden karbon  i Jorden.

Karbonsyklus er koblet til energifluks bestående av assimilasjon, dissimilasjon, og redoksreaksjoner. Store mengder uorganisk karbon finnes som bikarbonat i havvann og karbonatsedimenter. Antropogen endring i karbonsyklus skjer ved brenning av fossilt brensel og avskoging.  Det har tidligere vært endringer i karbonsyklus over geologiske tidsskalaer, og variasjoner i fluks og mengder i forskjellige biomer, men det spesielle i vår tid er den antropogene faktoren. 

Karbon blir assimilert via enzymet rubisko i planter, samt fosfoenolpyruvat karboksylase i C4-planter. Dessuten har C3-planter fotorespirasjon.

Jordens karbon

Jrodens karbon befinner seg som uorganisk karbon og som organisk karbon i levende og død biomasse i alle Jordens økosystemer, samt som fossilt karbon i undergrunn og berggrunn.

Karbon i havet

Oppløst uorganisk karbon: 37000 Gt C

Marine organismer biota: 3 Gt C

Organisk karbon: 700 GtC

Sedimenter hav: 1750 GtC

Kyst: 10-45 GtC

CO₂-opptak i havet 2.8 GtC/år

Reversibel karbonfluks atmosfære hav 80 GtC/år

Karbon i atmosfære

Atmosfæriske CO2: 875 GtC  + 5.1 GtC/år

Fossille karbonreserver

Gass 115 GtC, olje 230 GtC og kull 560 GtC

Karbonfluks kull, olje gass til atmosfære: 9-10 GtC/år

Karbon på land

Permafrost: 1400 GtC

I jordsmonnet: 1700 GtC

I Vegetasjon: 450 GtC

Reversibel fluks mellom atmosfære og terrestre økosystemer: 130 GtC/år

CO₂-opptak i vegetasjonen: 3.1 GtC/år

Landskapsendringer gir utslipp: 1.1 GtC/år

Pierre Friedlingstein et al: Global Carbon Budget 2021. Earth System Science (ESSD), 14 (4), 1917–2005, 2022, doi.org/10.5194/essd-14-1917-2022

Les mer om karbonsyklus.

Omsetning av karbon i mikrobielle næringsnett
Karbonomsetning i oksiske og anoksiske økosystem

Karbonsyklus

Tilbake til hovedside