Siklus Karbon

Karbon merupakan salah satu unsur yang ada di alam. Terciptanya karbon juga dikarenakan suatu deretan siklus yang terjadi. Nah nama siklus tersebut dinamakan siklus karbon.

Karbon ini juga sangat mempengaruhi bagi kelangsungan hidup para makhluk hidup yang ada di bumi. Karbon-karbon tersebut menjadi pilar penting agar makhluk hidup tersebut tetap bisa melangsungkan hidupnya.

Berikut ini akan dijelaskan beberapa hal-hal mengenai siklus karbon yang wajib untuk kamu ketahui.

Pengertian Siklus Karbon

Siklus karbon merupakan sebuah proses pergerakan karbon dari satu wilayah ke wilayah lainnya. Karbon mempunyai peran penting bagi kehidupan ekosistem di bumi.

Selain itu, semua makhluk hidup juga pasti punya kandungan karbon. Karbon ini bisa  dihasilkan melalui beberapa proses alami serat buatan manusia (antropogenik).

Dapat dikatakan juga, siklus karbon ialah aliran karbon yang melalui berbagai tahap sistem di bumi baik itu tumbuhan, hewan dan manusia yang terjadi secara alami.

Pada keadaan atmosfer, karbon ini terikat dalam wujud senyawa karbondioksida. Karbondioksida yaitu senyawa yang berbentuk cair pada saat berada di bawah tekanan 5,1 atm.

Namun akan berubah menjadi padat pada saat berada dibawah suhu -78° C. Karbondioksida merupakan berasal dari 1 molekul karbon (C) dan 2 molekul oksigen (O2).

Siklus karbon ini mempunyai peran vital dalam proses penggunaan CO2 yang berada di udara untuk kebutuhan fotosintes tumbuhan dan pembentukan CO2 kembali.

Siklus karbon diawali dari karbon yang ada di atmosfer mengalami pergerakan dan akan berpindah melalui tumbuhan , konsumen dan organisme pengurai, lalu karbon akan kembali ke atmosfer.

Asal Karbon

Karbon merupakan sebuah zat yang sudah ada semenjak proses terbentuknya bumi. Karbon juga terdapat pada semua benda mati dan makhluk hidup. Bahkan karbon ini terdapat di udara dalam bentuk gas karbondioksida.

Pada tumbuhan, karbon ada pada batang, akar, buah, daun, juga pada daun-daun kering yang sudah berguguran.

Sebagian karbon pada tumbuhan juga membentuk suatu zat yang biasa disebut hidrat arang atau karbohidrat. Hidrat arang yaitu sebuah zat yang sangat dibutuhkan oleh manusia dan hewan sebagai sumber tenaga dan pertumbuhan.

Karbon dari tumbuhan ini berpindah ke tubuh manusia dan hewan pada saat mereka memakannya. Maka karbon pun menyebar ke seluruh tubuh menjadi bagian-bagian dari tulang, kuku, daging dan lain sebagainya.

Karbon juga tersimpan di dalam perut bumi sebagai batu kapur, intan, grafit, minyak bumi, batu bara, gas alam, dan tanah gambut.

Karbon yang asalnya dari makhluk hidup seperti batu bara dan minyak bumi disebut sebagai karbon organik. Dan yang bukan berasal dari makhluk hidup seperti batu kapur disebut sebagai karbon anorganik.

Minyak bumi dan batu bara merupakan cadangan karbon dan sumber karbon yang ada di bumi. Batubara sendiri terbentuk dari tumbuhan mati yang sudah tertimbun tanah dalam kurun waktu jutaan tahun.

Sedangkan minyak bumi terbentuk dari hewan-hewan yang telah mati jutaan tahun lalu, sebagian jasadnya berubah menjadi unsur karbon yang tersimpan dalam minyak bumi.

Sumber Penghasil Karbon

Karbon dalam atmosfer mempunyai bentuk berupa karbondioksida. Karbon juga dapat terbentuk akibat 2 hal berikut ini, yaitu:

Sumber Karbon dari Organisme

Karbon dihasilkan melalui proses respirasi makhluk hidup dan dekomposisi organisme yang sudah mati.

Pada proses respirasi yang terjadi, makhluk hidup akan menghasilkan senyawa karbondioksida (CO2). Selain itu juga, asap dari pembakaran bahan bakar kendaraan juga menghasilkan karbon.

Karbondioksida (CO2) akan digunakan oleh tumbuhan sebagai bahan proses fotosintesis sehingga menghasilkan oksigen (O2) dan amilium.

Oksigen menjadi senyawa penting yang diperlukan oleh manusia dan makhluk hidup lain agar bisa bertahan hidup.

Proses pernapasan manusia dan hewan, akan menghasilkan CO2 dan H2. Yang kemudian dari hasil tersebut akan digunakan kembali oleh tumbuhan, dan seterusnya.

Kadar CO2 dan O2 yang ada di atmosfer dipengaruhi oleh kegiatan fotosintetik. Semakin banyak populasi hewan dan manusia, maka jumlah karbon di udara juga akan semakin tinggi.

Maka dari itu, pentingnya ruang terbuka hijau (taman kota) sebagai penyeimbang kepadatan penduduk bisa menjadi alternatif agar lingkungan pemukiman menjadi tetap sehat.

Sumber Karbon dari Alam

Aktivitas dari alam juga menciptakan karbon, salah satunya ialah pada saat terjadi peristiwa kebakaran hutan dan erupsi vulkanik di gunung berapi.

Siklus Karbon Pada Makhluk Hidup

Siklus karbon yan terjadi pada makhluk hidup merupakan proses 2 langkah terkait fotosintesis dan juga resiprasi.

Tumbuhan hijau yang melakukan fotosintesis pada siang hari akan menghasilkan CO2 (karbondioksida) menjadi O2 (oksigen) dan Zat Gula.

Kemudian dengan makhluk hidup, seperti hewan dan manusia akan menggunakan O2 (oksigen) yang dihasilkan dari tanaman tadi untuk proses pernapasan. Kemudian hasil dari pernapasan manusia dan hewan adalah CO2 (karbondioksida).

Namun harus diketahui, tumbuhan pada saat malam hari akan melakukan proses kebalikan dari fotosintesis. Tumbuhan akan menyerap separuh oksigen dan malah menghasilkan karbondioksida.

Berikut adalah siklus karbon yang dilakukan oleh organisme dengan alami.

Fotosintesis

Proses fotosintesi pada tumbuhan, energi matahari digunakan untuk mengubah air dan karbondioksida menjadi karbohidrat. Proses tersebut disebut Photosynthetic Acid Radiation (PAR).

Dari proses itu, energi radiasi matahari yang ada diubah menjadi energi kimia oleh ikatan molekul karbon yang didapatkan dari gas CO2 (karbondioksida) yang terdapat pada air dan udara.

Hasil dari proses fotosintesis tersebut ialah senyawa glukosa C6H12O6 (6 atom karbon, 12 atom hidrogen, 6 atom oksigen).

Bisa dikatakan juga bahwa molekul karbon nantinya akan digunakan oleh pohon agar bisa tumbuh dan berkembang, bertahan hidup dan juga berkembang biak.

Respirasi

Respirasi bukan hanya dilakukan oleh makhluk hidup seperti hewan atau juga manusia.

Respirasi pada tumbuhan juga merupakan proses kebalikan dari fotosintesis, dimana proses tersebut terjadi di stomata dan mulut daun serta berfungsi untuk mengubah bahan makanan tumbuhan menjadi energi.

Stomata pada tumbuhan akan menyerap oksigen (O2) dan juga mengeluarkan hasil berupa karbondioksida (CO2).

Sedangkan respirasi yang terjadi pada manusia dan hewan, yaitu sebuah rangkaian proses yang dimulai dari menghirup oksigen sampai mengeluarkan karbondioksida dan uap air. 

Energi ATP ( Adenosin Tri Phosphat) adalah sebuah energi yang dibutuhkan bagi seluruh sel-sel tubuh.

Siklus Karbon Pada Iklim

Siklus karbon juga akan memastikan konsentrasi karbon pada atmosfer, laut dan permukaan bumi juga akan tetap seimbang.

Karena jika terjadi jumlah yang berlebihan akan menyebabkan suatu ke tidak seimbangan dalam keseluruhan siklus yang ada di bumi.

Jumlah karbon dalam wujud karbondioksida pada atmosfer yang berlebihan akan sangat berpengaruh kepada perubahan iklim.

Pada saat konsentrasi karbondioksida meningkat temperatur juga akan meningkat, akan tetapi sebaliknya apabila konsentrasi karbondioksida sedang turun maka termperatur bumi juga akan relatif rendah.

Suhu bumi akan selalu mengalami fluktuasi mengikuti perubahan kadar karbondioksida yang sangat berpengaruh kepada kejadian perubahan iklim. Namun pada saat ini jumlah karbondioksida yang dikeluarkan ke atmosfer sangat signifikan.

Kondisi tersebut diawali ketika peristiwa revolusi industri terjadi, dimana terjadi pembakaran energi fosil dalam skala yang besar.

Perubahan kadar karbondioksida pada atmosfer tersebut secara signifikan menjadikan bumi mengalami suatu peningkatan suhu secara ekstrem.

Selama 25 tahun terakhir ini, laju kenaikan temperatur pada permukaan bumi mencapai 0,177±0,052⁰C per dekade.

Kenaikan tersebut juga berdampak bagi kehidupan makhluk hidup di bumi, seperti mengganggu kestabilan tanah, perubahan ekosistem, mencairnya es di kutub, bencana banjir dan sebagainya.

Maka dari itu, manusia harus bisa mengurangi pembakaran bahan bakar fosil dan juga melakukan upaya lain untuk mengurangi pelepasan karbon menuju ke atmosfer.

Manfaat Karbon

Karbondioksida menjadi sebuah komponen penting di udara yang sangat berpengaruh terhadap sebuah radiasi pemanasan global dan juga memberikan pasokan karbon anorganik.

Pada proses fotosintesis tanaman terjadi perubahan karbondioksida menjadi karbon anorganik dan perubahan karbohidrat menjadi senyawa hidrokarbon.

Karbon juga biasa disebut senyawa organik dalam tanaman yang berasal dari sebuah radiasi matahari. Sehingga energi akan tersimpan pada sebuah tanaman dan disebut sebagai energi biokimia.

Karbon juga ada di dalam tubuh tanaman yang diubah melalui proses fisiologi tanaman menjadi CO2 melalui proses pernapasan.

Melalui proses tersebut, karbon organik juga akan dikonversi menjadi kompleks melalui pertumbuhan tanaman.

Kemudian akan dikirim ke tubuh konsumen melalui tahap proses interaksi dalam jaringan dan rantai makanan, sehingga senyawa pada karbon organik akakn tetap ada di tubuh konsumen.

Jumlah Karbon di Bumi

Jumlah dalam seuruh karbon yang ada di bumi sulit untuk bisa diketahui dengan pasti. Hal itu disebabkan karbon yang ada di dalam bumi mempunyai berbagai bentuk.

Misalnya dibawah tanah bisa berupa bahan bakar fosil, dimana sampai saat ini merupakan bahan bakar utama bagi kebutuhan manusia.

Namun diperkiran bahwa total karbon di bumi berjumlah 1.500 miliar metrik ton karbon yang ada dalam berbagai tingkatan.

Selain dapat ditemukan di udara, sekitar lebih dari 41 miliar metrik ton karbon bisa tersimpan dibawah permukaan laut.

Berikut ini merupakan perkiraan jumlah karbon yang terdapat dalam masing-masing ekosistem di bumi:

Ekosistem Karbon Pada Produksi Primer Bersih (Ton /  Ha / Th) Karbon Tersimpan Pada Biomassa Tumbuhan (Ton/ Ha/ Th) Karbon Organik Tanah (Ton/ Ha/ Th)
Hutan Hujan Tropis 11 11 80
Hutan Iklim Sedang 6 6 100
Padang Rumput Iklim Sedang 3 0.4 150
Gurun 0.05 0.01 1

Dari tabel tersebut, bisa kita lihat bahwa jumlah karbon pada setiap ekosistem berbeda-beda.

Perbedaan tersebut dikarenakan adanya keanekaragaman dan komponen penyusun yang ada di dalam sebuah ekosistem tersebut. Kompleksitas penyusun ekosistem juga akan berpengaruh pada kecepatan siklus karbon.

Contohnya pada ekosistem hutan hujan tropis yang sangat kaya dengan keanekaragaman biota, membuat pengembalian karbon organik ke dalam tanah akan berjalan dengan cepat.

Maka dari itu, karbon yang disimpan dalam biomassa tumbuhan mempunyai jumlah yang lebih besar dibandingkan dengan ekosistem hutan pada iklim sedang, padang rumput iklim sedang, dan juga ekosistem gurun.

Pada ekosistem yang mempunyai komunitas tumbuhan dan keanekaragaman spesies tumbuhan yang tinggi.

Produksi karbondioksida karena aktivitas organisme pengurai, proses respirasi, dan penggunaan bahan bakar fosil akan diimbangi dengan proses pengikatan atau fiksasi karbondioksida yang terjadi pada tumbuhan.

Hal tersebut juga akan menyebabkan ekosistem hutan hujan tropis memiliki kemampuan lebih besar agar bisa mereduksi polusi udara yang disebabkan gas karbon.

Hubungan Siklus Karbon dengan Pemanasan Global

Seperti yang sudah kita ketahui, bahwa salah satu yang menjadi penyebab pemanasan global yaitu kadar karbondioksida pada atmosfer yang cukup tinggi.

Akibat tingginya kadar karbon tersebut maka suhu di bumi akan meningkat karena panas yang dikeluarkan bumi terhalang oleh efek rumah kaca.

Maka peran penting dari hutan sebagai habitat alami pepohonan sangat perlu kita jaga agar siklus karbon tidak terganggu.

Misalnya proses fotosintesis yang terjadi di hutan akan menghasilkan karbohidrat yang tersimpan pada pepohonan.

Karbohidrat dalam tumbuhan tersebut yaitu polisakarada yang berpengaruh pada jumlah karbon yang tersimpan dalam jaringan tumbuhan. Pada tumbuhan mengandung 6% hidrogen, 44% oksigen, dan 50% karbon.

Permasalahan Siklus Karbon

Senyawa karbon menjadi senyawa yang sering kita temukan setiap hari dalam kehidupan sehari-hari.

Walaupun dalam prosesnya siklus karbon akan terus-menerus berputar untuk kembali lagi melakukan proses yang sama.

Akan tetapi, siklus karbon bukan hanya memberikan manfaat, namun juga memberikan dampak yang negatif atau permasalahan lainnya, salah satu dampaknya yaitu tingkat kandungan karbondioksida yang tersimpan di atmosfer terlalu banyak.

Tumbuhan yang digunakan untuk mengubah karbondioksida menjadi oksigen akan berkurang setiap harinya, hal ini dapat dibuktikan dari banyak hutan yang hilang setiap tahun.

Makanya tidak heran kalau kandungan karbondioksida yang tersimpan di atmosfer memberikan efek rumah kaca atau global warming.

Yaitu sinar UV tidak bisa lagi dipantulkan kembali keluar atmosfer, dan justru terpantul lagi ke dalam bumi dan menyebabkan peningkatan suhu di bumi.

F.A.Q

Bagaimana Proses Terjaidnya Siklus Karbon ?

Karbon akan diambil melalu udara oleh organisme fotoautotrof (tumbuhan, ganggang, dan lainnya yang mampu melakukan fotosintesis).

Organisme tersebut salah satunya tumbuhan, yang akan memproses karbon menjadi bahan makanan yang dinamakan karbohidrat.

Dengan siklus kimia sebagai berikut : 6 CO2 + 6 H2O (Sinar Matahari yg diserap oleh Klorofil) ↔ C6H12O6 + 6 O2 Karbondioksida + Air (Sinar Matahari yg diserap oleh Klorofil)↔ Glukosa + Oksigen, hasil sintesa karbohidrat itu akan dimakan para makhluk hidup heterotrof sebagai makanan dan ditambah oksigen untuk bernafas.

Apakah Peranan Bakteri Dalam Siklus Karbon ?

Peranannya bisa berupa proses dekomposisi, terutama pada tanah. Sebagai hasil yang mempunyai keberagaman dan jenis yang unik bagi metabolisme yang terlibat dalam unsur siklus, dan menghasilkan oksigen dalam fotosintesis.

Manakah yang Ikut Andil dalam Siklus Karbon ?

Tumbuhan dan fitoplankton menjadi komponen utama yang mempunyai peran dalam siklus karbon pendek.

Tumbuhan dan fitoplankton ini akan menyerap karbondioksida di atmosfer untuk berfotosintesis dan membentuk karbohidrat serta oksigen.

Tumbuhan juga memanfaatkan gula yang diperoleh untuk menghasilkan energi dalam proses pertumbuhan.

Mengapa Karbon Sangat Penting Bagi Tanaman ?

Dalam pertanian karbon menjadi sangat penting karena digunakan sebagai pembangun bahan organik, karena sebagian besar bahan kering dari tanaman terdiri dari bahan organik yang diambil tanaman berupa karbondioksida.

Akhir Kata

Karbon menjadi salah satu elemen yang sangat penting dan dibutuhkan bagi kelangsungan siklus kehidupan makhluk hidup yang ada di bumi.

Maka dari itu kita harus selalu menjaga alam ini, agar siklus karbon tetap terus berjalan dan tidak mengalami kendala yang serius. Sehingga bumi kita akan terus terjaga.

Demikian penjelasan mengenai siklus karbon ini, semoga bermanfaat dan menambah wawasan kita semua mengenai siklus karbon.

Siklus Batuan

Gustianysah
8 min read

Siklus Fosfor

Gustianysah
5 min read

Siklus Nitrogen

Gustianysah
5 min read

Tinggalkan Balasan

Alamat email Anda tidak akan dipublikasikan. Ruas yang wajib ditandai *