Karbon Döngüsü, Doğadaki Karbon Döngüsü
Karbonun atmosferdeki kaynağını CO2 gazı oluşturmaktadır. CO2in atmosferdeki oranı mevsimsel ve günlük değişimler göstermekle beraber ortalama %0.032 civarındadır. Atmosferdeki C02 ile sulardaki çözünmüş CO2 arasında difüzyonla sürekli bir değişim söz konusudur. Bu alışveriş su-hava temas yüzeyinde gerçekleşir ve faaliyet, rüzgâr ve dalga etkisiyle artar. Burada C02in akışı, okyanus yüzünden atmosfere ve atmosferden suya doğru iki yönde olur. Sulardaki CO2 su ile birleşmek suretiyle karbonik asit (H2CO3) şeklinde bulunur. Karbonik asit de iyonize olarak hidrojen ve bikarbonat iyonlarına ayrılabilir. Görüldüğü gibi atmosferden bikarbonat iyonları oluşuncaya kadar olan süreçler geri dönüşümlüdür. Sudaki bikarbonat iyonları, sucul üreticiler tarafından fotosentezde kullanıldıkça, konsantrasyon azalacağından atmosferden suya doğru CO2in geçişi söz konusudur. Atmosferik CO2 azaldığında ise geçiş atmosfere doğru olur.
Atmosferik C02 <--->sulardaki CO2 + H20 <--> H2CO3 <--> H+ + HCO3
Organizmaların kuru ağırlıklarının %49'unu teşkil eden karbon, sudan sonra en önemli maddedir. Canlıların yapısına katılan organik maddelerin temel iskeletini oluşturmaktadır. Karbon döngüsünün temelini, karbonun atmosferik kaynaktan üreticilere ve tüketicilere, her ikisinden ayrıştırıcılara ve sonra kaynağına yani atmosfere ulaşması oluşturmaktadır. Karbon döngüsü, karbonun atmosferden alındığı hızla, atmosfere iadesinin söz konusu olduğu kusursuz bir döngüdür.
Üretici ve tüketicilerin solunumu, organik bileşikler halinde özüm-senmiş olan karbonun, CO2 gazı olarak atmosfere dönüşünde önemli derecede etkilidir. Bununla birlikte, karbonun canlı unsurlardan atmosfere geçişini sağlayan en önemli yol, ayrıştırıcıların bütün beslenme basamaklarındaki canlıların ölü kalıntı ve organik artıklarını parçalama süreçlerindeki solunumlarıdır.
Karbonun atmosfere geçişindeki yollardan biri de, canlı kökenli organik maddelerin biyolojik olamayan süreçlerle yanmalarıdır. Bu yolla geçişe örnek olarak orman yangınları, yakıt olarak odun kullanımı, vs. verilebilir.
Karbonun yerkabuğundaki kaynağını, bitkisel ve hayvansal materyallerin uzun süreçler sonundaki tortulaşmasıyla oluşan kömür ve petrol gibi fosil yakıtlar ve kalker kayalıklar oluşturmaktadır. Bu şekillerde jeolojik olarak bağlı olan karbon, kalker kayalıkların aşınması ve çözünmesi, fosil yakıtların yanması ve volkanik aktivitelerle, atmosferdeki ve sulardaki deposuna dönmektedir.
Karbonun ekosistemdeki canlı unsurlara katılımını sağlayan tek yol ise üretici organizmalar tarafından gerçekleştirilen fotosentezdir. Yani fotosentez, karbon döngüsünde kilit öneme sahiptir. Bitki örtüsünün tahribatı ile karbondioksitin atmosferdeki miktarının değişmesi, örneğin fazlaca artması, iklim üzerinde artan sera etkisine yol açmaktadır. Bu açıdan da şemadaki dolaşımın aksamadan dengeli şekilde devamı önemlidir.
Oksijen (O2) Döngüsü
Oksijen, canlıların aldıkları besinleri enerjiye dönüştürebilmeleri için mutlak gereklidir. Atmosferik oksijen miktarı %21 civarındadır. Oksijen ayrıca sularda da çözünmüş olarak bulunmaktadır. Oksijen döngüsü ile karbon döngüsü arasında sıkı sıkıya bir ilişki bulunmaktadır. Oksijen, her türlü biyolojik ve biyolojik olmayan yanma işlemleri sırasında atmosferden alınıp kullanılırken, bu işlemler sonucunda atmosfere karbondioksit ve karbon monoksit gibi gazlar verilmektedir. Bitkisel organizmalar tarafından yapılan fotosentezde CO2 temel ham madde olarak kullanılırken, oksijen oluşmakta ve atmosfere verilmektedir. Oksijenin, karbona aksi yöndeki bu dolaşımına oksijen döngüsü denir.
