Il ciclo del carbonio

Il ciclo della materia negli ecosistemi

La materia circola all'interno degli ecosistemi grazie alle attività complementari svolte dai produttori, dai consumatori e dai decompositori. Si crea così un ciclo in cui la materia è continuamente trasformata tramite i cicli dei singoli elementi che la compongono; si parla di cicli biogeochimici, perché comprendono numerose reazioni chimiche che possono avvenire sia per opera degli organismi viventi (bio), sia a livello della litosfera (geo).

Cicli degli elementi essenziali

Tra i più importanti cicli degli elementi, indispensabili alla sopravvivenza degli organismi, ci sono il ciclo del carbonio, il ciclo dell'ossigeno e il ciclo dell'azoto.

Analisi del ciclo del carbonio

• Tramite la fotosintesi, le piante utilizzano carbonio inorganico, presente nell'aria sotto forma di diossido di carbonio (CO₂), per sintetizzare una molecola organica, il glucosio (C₆H₁₂O₆), liberando ossigeno (O₂) in atmosfera. Il processo di respirazione svolto da tutti gli organismi viventi, invece, converte nuovamente il glucosio in anidride carbonica, consumando O₂.

• La parte biologica del ciclo del carbonio viene completata dai batteri decompositori che si trovano nel terreno, i quali trasformano il carbonio presente nei resti di organismi in molecole inorganiche.

• L'idrosfera è ricca di CO₂, proveniente, oltre che dai processi di respirazione, anche dall'atmosfera e dalla dissoluzione dei carbonati delle rocce. L'anidride carbonica presente nell'acqua è utilizzata in parte per i processi di fotosintesi e in parte per sintetizzare i “gusci” (le conchiglie) degli invertebrati acquatici.

• Un'altra fonte di carbonio organico utilizzata a livello antropico è costituita dagli idrocarburi del sottosuolo. Questi si formano in tempi molto lunghi, dell'ordine di milioni di anni, a partire da accumuli di sedimenti organici che fossilizzano il carbonio; dalla loro lavorazione si ricava il petrolio, utilizzato per processi di combustione attraverso i quali il carbonio torna infine nell'atmosfera sotto forma di CO₂. Anche processi naturali quali le eruzioni vulcaniche contribuiscono agli spostamenti di atomi di carbonio tra litosfera, atmosfera e idrosfera.