5.1: Antecedentes
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Un actor importante en el cambio climático es el carbono en sus diversas formas. Esto se debe en gran parte a cómo los crecientes niveles de dióxido de carbono en la atmósfera están impactando el presupuesto energético del clima de la tierra. La clave para comprender este impacto es comprender cómo el carbono se mueve a través del sistema climático a través de un proceso conocido como el ciclo del carbono.
El ciclo del carbono es el intercambio continuo de carbono entre los organismos vivos, los océanos, la atmósfera y la corteza terrestre. Durante este intercambio, se crean, destruyen y almacenan continuamente diversos compuestos de carbono. Entre estos compuestos destacan el dióxido de carbono (\(CO_{2}\)), el metano (\(CH_{4}\)), el carbonato de calcio (\(CaCO_{3}\)) y los hidrocarburos (\(H_{x}C_{y}\)). Los principales mecanismos por los que esto sucede incluyen...
- Respiración de animales, plantas y vida microbiana
- Producción de metano a través de la digestión y descomposición
- Fotosíntesis por plantas y vida microbiana
- Intercambios atmósfera-océano
- Combustión de combustibles fósiles y vegetación
- Erupción volcánica
- La meteorización de la roca en la superficie de la tierra
La Figura 5.1.1 es un diagrama de este ciclo que utilizará para la actividad A. El diagrama muestra los principales flujos de carbono y almacenamientos. Una de sus tareas en esta actividad será identificar estos intercambios y grandes reservorios de carbono. Tu tarea en la Actividad B será investigar cómo influimos en este ciclo y las consecuencias de esa influencia.
La Figura 5.1.1 es un diagrama del ciclo global del carbono que muestra los principales flujos y almacenamiento del carbono en sus diversas formas. El diagrama se divide en tres “esferas”, la atmósfera, el océano y la geosfera (corteza terrestre). Las flechas amarillas muestran el flujo de compuestos de carbono entre estas tres esferas, las iniciales identifican los mecanismos principales por los cuales se producen estos intercambios y las fórmulas químicas identifican las formas principales de carbono. Información adicional está disponible en la leyenda a continuación.
Cuadro 5.1.1Leyenda para el Diagrama 1 |
L1 — Principales formas de carbono mostradas en el diagrama
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L2 — Principales flujos de carbono natural
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L3 — Principales flujos de carbono relacionados con el ser humano
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L4 — Principales depósitos de carbonoCapacidad de estos embalses en GT o gigatones donde 1 GT = valores de 10 mil millones de toneladas del diagrama del ciclo del carbono UNEP/GRID-Arendal < https://www.grida.no/resources/5050 > Océanos
Atmósfera — 750 GT Geosfera (la corteza terrestre)
Biosfera (la comunidad viva total del planeta) — 540 a 610 GT |
L5 — Principales flujos de carbonoEstos flujos son en GT/año o gigatoneladas por año. Estos valores se derivan del Diagrama del Ciclo del Carbono UNEP/GRID-Arendal < https://www.grida.no/resources/5050 >
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Mesa\(\PageIndex{1}\)
Tiempo de residencia — En el caso del ciclo del carbono, este es el tiempo promedio que los compuestos de carbono permanecen en los diversos reservorios listados en L4. Comprender cómo los principales gases de efecto invernadero influyen en el balance energético climático de nuestro planeta es en gran parte una cuestión de observar el potencial de calentamiento de estos gases y su abundancia en la atmósfera. A su vez, la abundancia atmosférica de estos gases depende de su tiempo de residencia atmosférico.
En la siguiente tabla (Cuadro 5.1.2) se enumeran cinco gases clave de efecto invernadero. Además de mostrar su abundancia aproximada en la atmósfera y su contribución al efecto invernadero, también muestra su Potencial de Calentamiento Global (GWP) y su tiempo de residencia atmosférica. Este último es una medida del potencial de calentamiento de cada gas en relación con una masa igual de \(CO_{2}\). Por ejemplo, un kilogramo de \(CH_{4}\)tiene 28 veces el potencial de calentamiento de un kilogramo de \(CO_{2}\). Sin embargo, \(CO_{2}\)contribuye más al efecto invernadero debido a su mayor abundancia. Algo que está fuertemente influenciado por su mayor tiempo de residencia.
Cuadro 5.1.2Características clave de los principales Gases de Invernadero. De Kiehl y Trenberth (1997) y Blasing T.J (2016) < https://cdiac.ess-dive.lbl.gov/pns/current_ghg.html > |
Gas | Abundancia en la atmósfera (%) | Tiempo de residencia atmosférico | GWP | Contribución de Efecto Invernadero (%) |
Vapor de agua (\(H_{2}O\)) | 1 a 3 | Horas — días | n/a | 36 — 72 |
Dióxido de carbono (\(CO_{2}\)) | ~ 0.038 | 100 — 300 años | 1 | 9 — 26 |
Metano (\(NH_{4}\)) | ~ 0.00018 | 12 años | 28 | 4 — 9 |
Óxido nitroso (\(N_{2}O\)) | ~ 0.0006 | 121 años | 265 | n/a |
Ozono (\(O_{3}\)) | ~ 0.0006 | Horas — días | n/a | 3 -7 |
Mesa\(\PageIndex{2}\)