EL CARBONO Y SU CICLO
• Importancia biogeoquímica• Formas de oxidación
• El ciclo del carbono– En ecosistemas terrestres (suelos)
• Biosfera - necrosfera– En los océanos
• La bomba química• La bomba geológica
6
C12,011
Número atómico
Masa atómica
Símbolo
Importancia- Constituyente mayoritario de la materia orgánica- Componente minoritario de la atmósfera pero - Enormemente importante desde el punto de vista climático (O2 atmosférico, efecto invernadero). - Componente importante de la litosfera.
Otros aspectos- Tiene varios estados de oxidación (-4 a +4). ‘Elemento de la vida’- Las sales de carbono son de medianamente a poco solubles en condiciones naturales – Precipitan!
Importancia- Constituyente mayoritario de la materia orgánica- Componente minoritario de la atmósfera pero - Enormemente importante desde el punto de vista climático (O2 atmosférico, efecto invernadero). - Componente importante de la litosfera.
Otros aspectos- Tiene varios estados de oxidación (-4 a +4). ‘Elemento de la vida’- Las sales de carbono son de medianamente a poco solubles en condiciones naturales – Precipitan!
Importancia
Estados de oxidaciónEstado de oxidación
Fórmula Nombre Observaciones
+ 4
CO3
- carbonatos
sobre todo en forma disuelta o precipitada
CO2 Dióxido de carbono
gas
+ 2
CO
Monóxido de carbono
gas
0 C Carbón, diamante
sólido
- 4
CH4
Metano
gas
Dinámica generada por procesos biológicos, físico y químicos
Reservas planetarias- Pg = Gt = 1015 g- Principal reserva: la
litosfera- Fracción orgánica (1) muy
pequeña- Fracción orgánica (2)
‘sedimentaria’ muy grande → carbono orgánico ‘difuso’ (1ppm)
- Responsable del O2 neto- Disuelto, vivo, muerto, fósil
…
Aumento de CO2 atm.a costa de este comp.!
(gas natural, carbon, petróleo)¡ ESTOCK FINITO !
Combustibles fósiles4100
(C-orgánico)
0.15-0.20CaCO3
Litogénesis
0.05
EL CICLO DEL CARBONO
- Pg = Gt = 1015 g- Fotosíntesis – Respiración
+EXCESO (en equilibrio)- Destrucción vegetación- Lavado hacia océanos
escaso- Deforestación (neta)
- Parece haber una pérdida neta en los océanos ¿? Clase no presencial
- Enterramiento: flujo pequeño – estock importantísimo
- Precipitación de carbonatos
Via tectónica
Ciclos tectónicos vs biológicos: responsables de posible amortiguación
EL CICLO DEL CARBONO: ecosistemas TERRESTRES
- Biosfera, necrosfera, biomasa,
necromasa … Compartimento
detrítico
- M.o. detrítica: fracciones labil y
refractaria (o recalcitrante –
TMR)
→ Acumulación durante siglos
o milenios (sumidero,
importante para el cambio
climático).
Permanente?
Estocks = Kg C/m2
Flujos = Kg C/m2.año
EL CICLO DEL CARBONO: Trans porte en los OCÉANOS
Componentes:- Biológica (1)- Química (2)- Física (3)
Precipitación de carbonatos
Disolución de carbonatos
CO2
(1)
(3)
(2)
(1) (3)
(2)
CO2 (gas)
CO2 (disuelto)
sedimentación
C-orgánico (fitoplancton)
Atmósfera
Océano0 m
100 m
3000 m
5000m
R = 36
F = 40
Sedimento
C-orgánico (detrítico)
CO2 (disuelto)
S=4
R = 3
C-orgánico (detrítico)
S=1
CO2 (disuelto)
R = 0.8
S=0.2
C-orgánico
0.1
0.1 acumulado
En PgC año-1
OCÉANOS: “Bomba BIOLÓGICA” de CO2
CO2 (gas)
CO2 (disuelto)
sedimentación
CaCO3 (precipitado)
biogénico+químico
Atmósfera
Océano0 m
100 m
3000 m
5000m
P = 1.1
Ca CO3
S=1.1
CaCO3
S=0.9
CO2 (disuelto)
D = 0.9
En PgC año-1
Lisoclina
0.2Sedimentos calcáreos
(z < 3000)
OCÉANOS: “Bomba QUÍMICA” de CO2
Interacción entre las bombas química y biológica
CO2 (g)
El sistema carbónico -carbonatos TEMA DE PRÁCTICAS
CO2 (aq) + H2O H2CO3 HCO3- + H+
CO3= + H+
Ca (aguas someras)
CaCO3
Fotosíntesis
Redisolución
Deposición
Aguas frías polares
Aguas calientes tropicales
CO2CO2
Aguas profundas
Aguas profundas
Circulación termohalina
HundimientoAfloramiento
92 x 1015 g C año-190 x 1015 g C año-1DisoluciónDesgasificación
OCÉANOS: “Bomba FÍSICA” de CO2
-Zonas frías del planeta:
-Agua fría-Agua salada
- Hundimiento- Transporte
- Grandes ‘aspiradoras’ de CO2 del planeta
-Parte del CO2 es devuelto ! Pensad en el balance
OCÉANOS: “Bomba FÍSICA” de CO2 - Formación de AGUA PROFUNDA y
mezcla oceánica
Atlántico Norte
Atlántico Sur
LOS MECANISMOS DE TRANSPORTE DE CO2 Y MEZCLA
OCEÁNICA SON CLAVE EN LA CAPACIDAD DE ABSORCIÓN
OCEÁNICA DE CO2 ATMOSFÉRICO
¿Son los océanos la gran esperanza para amortiguar
nuestros excesos?