BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang
Karbon merupakan unsur alami yang ada di bumi dan selalu melakukan siklus yang terjadi dari waktu ke waktu. Di atmosfer terdapat kandungan CO2, sebanyak 0,03%. umber CO2 di udara berasal dari respirasi manusia dan !ewan, erupsi "ulkanik, pembakaran batu bara dan asap pabrik#$nonymous, 200&. CO2 yang yang terkand terkandung ung dalam dalam atmosf atmosfer er dan larut larut dalam dalam air memben membentuk tuk persediaan #sumber& C organi' berasal fotosintesis, terutama ole! tanaman !ijau, yang mengekstrat mengekstrat C dari 'adangan batuan arang ini ter'ampur ter'ampur ke dalam molekul molekul organi' kompleks, sebagai sari ba!an untuk !idup#$nonymous, !idup#$nonymous, 200&. (eskipun karbon merupakan unsur yang sangat langka dalam se'tor bumi yang yang tidak !idup !idup didala didalam m benda benda !idup
terdapa terdapatt )*%. )*%. Kemamp Kemampuan uan saling saling
mengikat pada atom+atom karbon merupakan dasar untuk keragaman mole'ular dan ukuran mole'ular dan tanpa ini tidak akan ada. elain pada ba!an organi', karbonsebagai gas karbon dioksida dan sebagai batuan karbonat #koral&. ang sangat membutu!kan senyawa !ijau yang dapat menetralkannya. -ada umumnya karbon ditemui berupa !asil pembakaran dari dalam tubu! ma!luk !idup, dan !al ini biasanya diseimbangkan dengan adanya tumbu!an !ijau sebaga sebagaii peromb perombak ak karbon karbon menjad menjadii oksige oksigen n pemben pembentuk tuk siklus siklus karbon karbon menjad menjadii oksigen sebagai pembentuk siklus karbon itu sendiri.
)
1.2. Permasalahan
elama ini kita !anya mengenal ba!wa ada satu jenis unsur gas yang peranannya sangat penting juga dalam ke!idupan kita. as tersebut biasa kita sebut dengan gas karbon yang jumla! persentase 'ukup ke'il jikan dibandingkan dengan unsur laindi atmosfer. Kita mengenal karbon tapi kita tidak perna! ta!u apa itu karbon, dan apa manfaatnya manfaatnya dalam ke!idupan. ke!idupan. /alu kita berpikir bagaimana karbon bisa terus tersedia, apaka! melalui suatu siklus yang dinamakan siklus karbon. etela!nya mun'ul lagi keingin ta!uan apa yang di maksud dengan siklus karbon itu sendiri. 1.3. Maksud dan Tujuan
etiap seseorang yang menyusun makala!, pastinya punya maksud dan tujuan. $dapun maksud dari penyusun dalam menyusun makala! ini adala! ingin menge engeta ta! !ui apa apa itu itu sik siklus lus karb karbo on dan 'ont 'onto o! kegia egiata tan n manus anusia ia yang ang memp mempen enga garu ru!i !i sikl siklus us karb karbon on serta serta deng dengan an tuju tujuan an untu untuk k peme pemenu nu!a !an n tuga tugass eokim eokimia ia mum mum dan lebi! lebi! mema!am mema!amii bagaim bagaimana ana siklus siklus karbon karbon itu sendiri sendiri terjadi.
2
BAB II TINAUAN PU!TA"A 2.1 Asal "ar#$n
Karbon merupakan 1at yang tela! ada semenjak proses terbentuknya bumi. Karbon Karbon terdapat terdapat pada semua benda mati dan mak!luk !idup. Karbon terdapat di udara dalam bentuk gas karbondioksida. -ada tumbu!an, karbon terdapat pada batang, daun, akar, bua!, juga pada daun+d daun+daun aun kering kering yang yang tela! tela! bergug bergugura uran. n. ebagi ebagian an karbon karbon pada pada tumbu! tumbu!an an membentuk suatu 1at yang disebut !idrat arang atau karbo!idrat. idrat arang merupa merupakan kan 1at yang yang sangat sangat dibutu dibutu!ka !kan n ole! ole! manusi manusiaa maupun maupun !ewan !ewan sebaga sebagaii sumber tenaga dan pertumbu!an. Karbon Karbon dari dari tumbu! tumbu!an an berpin berpinda! da! ke tubu! tubu! manusi manusiaa dan !ewan !ewan ketika ketika mereka mereka memaka memakanny nnya. a. (aka (aka karbon karbon pun menye menyebar bar ke seluru! seluru! bagian bagian tubu! tubu! menjadi bagian+bagian dari tulang, kuku, daging dan kulit. Karbon juga tersimpan dalam perut bumi sebagai batu kapur, grafit, intan, minyak bumi, gas alam, batu bara dan tana! gambut. Karbon yang berasal dari mak!luk !idup seperti batubara dan minyak bumi disebut karbon organik. $dapun yang yang buka bukan n bera berasal sal dari dari mak! mak!lu luk k !idu !idup p seper seperti ti batu batu kapu kapurr diseb disebut ut karb karbon on anorganik. atuba atubara ra dan minya minyak k bumi bumi merupa merupakan kan 'adang 'adangan an karbon karbon atau sumber sumber karbon yang ada di bumi. atubara terbentuk dari tumbu!an mati yang tela! tertim tertimbun bun tana! tana! selama selama jutaan jutaan ta!un. ta!un. edang edangkan kan minyak minyak bumi bumi terbent terbentuk uk dari dari !ewan+!ewan yang mati jutaan ta!un lalu, sebagian jasadnya beruba! menjadi karbon yang tersimpan dalam minyak bumi.
3
2.2 De%&n&s& "ar#$n
4a!uka! $nda ba!wa karbon adala! tulang punggung ke!idupan di muka bumi 5 Kita terbuat dari karbon, kita makan karbon, dan peradaban kita 6 perekonomian, peruma!an, 'ara kita bertransportasi 6 dibangun dengan karbon. Kita membutu!kan karbon, namun kebutu!an ini juga terbelut dengan sala! satu masala! paling serius yang kita !adapi sekarang7 peruba!an iklim global. Dibentuk di dalam jantung bintang+bintang yang menua, karbon merupakan elemen keempat terbanyak di alam semesta kita. Kebanyakan karbon bumi 6 sekitar 89.900 milyar metrik ton 6 tersimpan dalam bebatuan. isanya berada di lautan, atmosfer, tanaman, tana!, dan ba!an bakar fosil.
Karbon merupakan fondasi dari seluruh bentuk kehidupan, dan juga apa yang menjadi konsumsi terbesar peradaban manusia. [Foto ©2007 Mor!" #atas$ dan ©200% sarahlu& #ba'ah$.
Karbon mengalir
antara
masing+masing penampungan
#reser"oir&
dalam
pertukaran yang disebut siklus karbon, yang memiliki komponen lambat dan 'epat. etiap peruba!an dalam siklus karbon yang bergeser dari satu reser"oir
:
menempatkan lebi! banyak karbon di penampungan lain. -eruba!an yang menempatkan gas karbon ke atmosfer !asil dalam su!u lebi! !angat di umi.
(ni diagram siklus karbon )epat menunjukkan pergerakan karbon antara daratan, atmosfer, dan lautan. "omor kuning adalah fluks yang alami, dan merah merupakan kontribusi manusia dalam gigaton karbon per tahun. "omor *utih menunjukkan karbon yang tersimpan. #+iagram diadaptasi dari .-. +/, iologi)al dan /n&ironmental esear)h (nformation -ystem.$
elama jangka panjang, siklus karbon tampaknya memperta!ankan keseimbangan yang men'ega! semua karbon umi dari memasuki atmosfer #seperti !alnya di ;enus& atau agar tidak disimpan seluru!nya dalam batuan. Keseimbangan ini membantu menjaga su!u bumi relatif stabil, seperti termostat. 4ermostat ini bekerja selama beberapa ratus ribu ta!un, sebagai bagian dari siklus karbon lambat.
9
Masa pengangkatan1peninggian pun)ak imalaya, dimulai 30 juta tahun lalu, mengatur ulang termostat umi dengan menyediakan sumber besar batuan segar untuk menarik lebih banyak karbon ke dalam siklus karbon lambat melalui pelapukan kimia'i. *enurunan mengakibatkan s uhu dan pembentukan lapisan es mengubah rasio antara berat dan ringan oksigen di laut dalam, seperti yang ditunjukkan dalam grafik ini. #4rafik berdasarkan data dari 5a)hos at al, 2006..$
-ada skala waktu yang sangat lama #jutaan !ingga pulu!an juta ta!un&, pergerakan lempeng tektonik dan peruba!an dalam tingkat di mana karbon merembes dari bagian dalam bumi dapat menguba! su!u pada termostat. umi tela! mengalami peruba!an yang selama 90 juta ta!un terak!ir, dari iklim yang sangat !angat dari Kretaseus #kira+kira ):9+89.000.000 ta!un yang lalu& dengan iklim glasial masa -leistosen #sekitar ),* juta sampai )).900 ta!un yang lalu&. (elalui
serangkaian reaksi kimia
dan akti"itas
tektonik, karbon
membutu!kan antara )00+200 juta ta!un untuk bergerak di antara bebatuan, tana!, laut, dan atmosfer dalam siklus karbon lambat. =ata+rata, )0 )3+)0): gram #)0+)00 juta metrik ton& perpinda!an karbon melalui siklus karbon lambat setiap ta!un. ebagai perbandingan, emisi karbon manusia ke atmosfer berada di urutan )0)9 gram, sedangkan siklus karbon bergerak 'epat )0)8+)0)> gram karbon per ta!un. erakan karbon dari atmosfer ke litosfer #batuan& dimulai dengan !ujan. Karbon atmosfer menggabungkan dengan air untuk membentuk asam+asam karbonat yang lema! jatu! ke permukaan dalam !ujan. $sam melarutkan batu+
8
sebua! proses yang disebut pelapukan kimiawi dan melepaskan kalsium, magnesium, kalium, atau natrium ion. ungai membawa ion ke laut.
-ungai memba'a ionkalsium hasil pelapukan kimia'i batuanke laut, di mana mereka bereaksi dengan karbonat terlarut dalam air. *roduk dari reaksi, kalsium karbonat, kemudian disimpan ke dasar laut, di mana ia menjadi kapur. #Foto © 200% 4reg !arley.$
Di laut, ion kalsium bergabung dengan ion bikarbonat untuk membentuk kalsium karbonat, ba!an aktif dalam antasid da anda jika $nda tinggal di daera! dengan air keras. Di laut modern, sebagian besar kalsium karbonat dibuat ole! organisme #seperti karang&yang membangun 'angkangnya dan plankton #seperti 'o''olit!op!ores dan foraminifera&. etela! organisme mati, mereka tenggelam ke dasar laut. eiring waktu, lapisan kerang dan sedimen yang disemen bersama+ sama dan beruba! menjadi batu, menyimpan karbon dalam batu+batu kapur dan turunannya.
>
atu gamping, atau sepupu metamorfik nya, marmer, adalah batuan terbuat terutama dari kalsium karbonat. 8enis batuan ini sering terbentuk dari tubuh tumbuhan dan he'an laut, dan kerang serta kerangka mereka dapat dipertahankan sebagai fosil. Karbon dikurung dalam batu kapur dapat disimpan untuk jutaan atau bahkan ratusan jutatahun. #Foto © 2009 ooku:: #mm$.$
anya *0 persen batuan yang mengandung karbon saat ini terbuat dengan 'ara ini. 20 persen sisanya mengandung karbon dari mak!luk !idup #karbon organik& yang tela! tertanam di lapisan lumpur. Kompresi panas dan tekanan lumpur dan karbon selama jutaan ta!un, membentuk batuan sedimen seperti serpi!. Dalam kasus k!usus, ketika materi tumbu!an mati menumpuk lebi! 'epat daripada yang dapat membusuk, lapisan karbon organik menjadi minyak, batubara, atau gas alam bukan batuan sedimen seperti serpi!.
*
(ni lapisan batubara di -kotlandia pada a'alnya lapisan sedimen, kaya karbon organik. ;apisan sedimen akhirnya terkubur di ba'ah tanah, dan panas serta tekanan mengubahnya menjadi batubara. ahan bakar fosil batubara dan lainnya merupakan sumber energi yang mudah digunakan, namun ketika mereka dibakar, karbon yang tersimpan dilepaskan ke atmosfer. al ini mengubah keseimbangan siklus karbon, dan mengubah iklim umi. #Foto © 2060 -and)hem.$
iklus lambat mengembalikan karbon ke atmosfer melalui gunung berapi. 4ana! di bumi dan permukaan laut duduk di atas beberapa lempeng kerak yang bergerak. Ketika pelat bertabrakan, sala! satu tenggelam di bawa! lainnya, dan batuan yang dibawanya itu melele! di bawa! panas yang ekstrim serta tekanan. atuan yang terpanaskan mengalami rekombinasi ke dalam mineral silikat, melepaskan karbon dioksida. aat gunung berapi meletus, mereka melepaskan gas ke atmosfer dan menutupi tana! dengan batu silikat segar untuk memulai siklus itu lagi. aat ini, gunung berapi meman'arkan antara )30 dan 3*0 juta metrik ton karbon dioksida per ta!un. ebagai perbandingan, manusia meman'arkan sekitar 30 miliar ton karbon dioksida per ta!un+)00+300 kali lebi! dari gunung berapi+ole! pembakaran ba!an bakar fosil. -roses kimiawi yang mengatur tarian ini antara laut, tana!, dan atmosfer. ?ika karbon dioksida meningkat di atmosfer karena peningkatan akti"itas "ulkanik, misalnya, su!u meningkat, menyebabkan lebi! banyak !ujan, yang larut batuan lebi!, men'iptakan lebi! banyak ion yang pada ak!irnya akan deposit lebi! banyak karbon di dasar laut. Dibutu!kan beberapa ratus ribu ta!un untuk menyeimbangkan siklus karbon lambat melalui pelapukan kimiawi.
Karbon yang tersimpan dalam batuan se)ara alami dikembalikan ke atmosfer oleh gunung berapi. +alam foto ini, usia Ki:imen
@amun, siklus karbon lambat juga mengandung komponen sedikit lebi! 'epat7 samudra. Di permukaan, di mana udara bertemu air, gas karbon dioksida larut dalam dan lepas keluar dari laut dalam pertukaran yang stabil dengan atmosfer. egitu sampai di lautan, gas karbon dioksida bereaksi dengan molekul air untuk melepaskan !idrogen, membuat lautan lebi! asam. idrogen bereaksi dengan karbonat dari batu pelapukan untuk meng!asilkan ion bikarbonat. ebelum era industri, karbon dioksida laut dibuang ke atmosfer dalam keseimbangan dengan karbon lautan diterima selama pelapukan batuan. @amun, karena konsentrasi karbon di atmosfer tela! meningkat, laut sekarang mengambil lebi! banyak karbon dari atmosfer daripada melepaskan. elama ribuan ta!un, lautan akan menyerap sampai *9 persen dari karbon tamba!an orang tela! dimasukkan ke dalam atmosfer ole! pembakaran ba!an bakar fosil, namun proses ini lambat karena terikat dengan gerakan air dari permukaan laut ke kedalamannya. ementara itu, angin, arus, dan su!u mengontrol tingkat di mana lautan mengambil karbon dioksida dari atmosfer.
)0
Aaktu yang diperlukan karbon untuk bergerak melalui siklus karbon 'epat diukur dalam masa !idup. iklus karbon 'epat sebagian besar pergerakan karbon melalui bentuk ke!idupan di umi, atau biosfer. $ntara )0 )9 dan )0)> gram #).000 menjadi )00.000 juta ton metrik& yang bergerak karbon melalui siklus karbon 'epat setiap ta!un. Karbon memainkan peran penting dalam biologi karena kemampuannya untuk membentuk ikatan+ !ingga sebanyak empat per+atom dalam pelbagai molekul organik kompleks yang seola! tanpa ak!ir. anyak molekul organik mengandung atom karbon yang tela! membentuk ikatan yang kuat untuk atom karbon lainnya, menggabungkan ke dalam rantai panjang dan 'in'in. =antai dan 'in'in karbon tersebut merupakan dasar dari sel+sel !idup. (isalnya, D@$ tersusun dari dua molekul terjalin dibangun di sekitar sebua! rantai karbon.
-elama fotosintesis, tanaman menyerap karbon dioksida dan )ahaya matahari untuk men)iptakan bahan bakar glukosa dan gula lainnyauntuk membangun struktur tanaman. *roses ini membentuk dasar dari siklus #biologis$ karbon )epat. #(lustrasi diadaptasi dari *enjual *8 et al, 6%%2..$
))
4anaman dan fitoplankton adala! komponen utama dari siklus karbon 'epat. itoplankton #organisme mikroskopis di lautan& dan tanaman mengambil karbon dioksida dari atmosfer dengan menyerap ke dalam sel mereka. (enggunakan energi dari (ata!ari, kedua tanaman dan plankton menggabungkan karbon dioksida #CO2& dan air untuk membentuk gula #C 2O& dan oksigen. =eaksi kimia terli!at seperti ini7 CO2 2O energi E C 2O O2
Bmpat !al bisa terjadi untuk meminda!kan karbon dari tanaman dan kembali ke atmosfir, namun semuanya melibatkan reaksi kimia yang sama. 4anaman meme'a! gula untuk mendapatkan energi yang mereka butu!kan untuk tumbu!. ewan #termasuk orang& memakan tanaman atau plankton, dan meme'a! gula tanaman untuk mendapatkan energi. 4anaman dan mati plankton dan pembusukan #yang dimakan ole! bakteri& pada ak!ir musim tumbu!. $tau api mengkonsumsi tanaman. Dalam setiap kasus, oksigen menggabungkan dengan gula untuk melepaskan air, karbon dioksida, dan energi. =eaksi kimia dasar terli!at seperti ini7 C2O O2 E CO2 2O energi
Dalam semua empat proses, karbon dioksida dilepaskan dalam reaksi biasanya berak!ir di atmosfer. iklus karbon 'epat begitu erat terkait dengan ke!idupan pabrik yang musim tanam dapat dili!at dengan 'ara karbon dioksida di atmosfer berfluktuasi. -ada musim dingin bela!an bumi utara, saat beberapa tanaman darat yang tumbu! dan banyak yang membusuk, konsentrasi karbon dioksida atmosfer naik. elama musim semi, ketika tanaman mulai tumbu! lagi, konsentrasi menurun. eola!+ola! bumi bernapas.
)2
#4rafik oleh Marit 8entoft"ilsen dan obert -immon, dengan menggunakan data dari ;aboratorium *enelitian -istem umi "== Maps oleh obert -immon dan eto -t>)kli,. Menggunakan data M+(-.$
-asang surut dan aliran siklus karbon 'epat terli!at dalam peruba!an musim. ebagai daratan besar bela!an bumi !ijau tara di musim semi dan musim panas, mereka menarik karbon dari atmosfer. rafik ini menunjukkan perbedaan dalam tingkat karbon dioksida dari bulan sebelumnya, dengan tren jangka panjang di!apus. -un'ak siklus ini pada bulan $gustus, dengan sekitar 2 bagian per juta karbon dioksida ditarik
keluar
dari
atmosfer.
Dalam
dioksida karbon
mengembalikan gugur dan musim dingin, sebagai "egetasi mati kembali di bela!an bumi utara, dekomposisi dan respirasi ke atmosfer. -eta+peta ini menunjukkan produkti"itas primer bersi! #jumla! karbon dikonsumsi ole! tanaman& pada la!an #!ijau& dan di lautan #biru& selama bulan $gustus dan Desember, 20)0. -ada $gustus, daera! !ijau $merika tara, Bropa, dan $sia merupakan tanaman menggunakan karbon dari atmosfer untuk tumbu!. -ada bulan Desember, produkti"itas primer bersi! di lintang tinggi adala! negatif,
)3
yang melampaui peningkatan musiman di "egetasi di bela!an bumi selatan. $kibatnya, jumla! karbon dioksida di atmosfer meningkat. Ditinggalkan
tidak
terganggu,
siklus
karbon
'epat
dan
lambat
memperta!ankan konsentrasi yang relatif stabil karbon di atmosfer, tana!, tanaman, dan laut. 4api ketika ada peruba!an jumla! karbon dalam satu penampungan, riak efeknya melalui yang lain. Di masa lalu umi, siklus karbon tela! beruba! dalam menanggapi peruba!an iklim. ;ariasi di orbit umi menguba! jumla! umi menerima energi dari (ata!ari dan mengara! ke siklus 1aman es dan periode !angat seperti iklim bumi saat ini. #/i!at (ilutin (ilanko"it'!.& Faman es berkembang ketika musim panas bela!an bumi utara dingin dan es terbangun di atas tana!, yang pada gilirannya memperlambat siklus karbon. ementara itu, sejumla! faktor termasuk su!u
dingin
dan
pertumbu!an
fitoplankton
meningkat
mungkin
tela!
meningkatkan jumla! karbon samudra mengeluarkan dari atmosfer. -enurunan karbon di atmosfer menyebabkan pendinginan tamba!an. Demikian pula, pada ak!ir Faman Bs terak!ir, )0.000 ta!un yang lalu, karbon dioksida di atmosfer meningkat se'ara dramatis karena su!u !angat.
?ingkat karbon dioksida di atmosfer telah berhubungan erat dengan suhu selama 900.000 tahun terakhir. Meskipun perubahan suhu tersebut dipi)u oleh &ariasi di orbit umi, suhu global yang meningkat merilis !2 ke atmosfer, yang pada gilirannya menghangatkan umi pada gilirannya. #4rafik oleh obert -immon, dengan menggunakan data dari ;@thi et al., 2009, dan 8ou:el dkk., 2007.$
):
-ergeseran di orbit bumi yang terjadi terus+menerus, dalam siklus yang dapat diprediksi. Dalam waktu sekitar 30.000 ta!un, orbit bumi akan beruba! 'ukup untuk mengurangi sinar mata!ari di bela!an bumi utara ke tingkat yang mengara! ke 1aman es terak!ir. ari ini, peruba!an dalam siklus karbon sedang terjadi karena orang+ orang. Kita menga'aukan siklus karbon dengan pembakaran ba!an bakar fosil dan pembukaan la!an. Ketika kita menebangi !utan, kita meng!apus pertumbu!an padat tanaman yang tela! disimpan karbon dalam kayu, batang, dan daun+biomassa. Dengan meng!apus !utan, kita meng!ilangkan tanaman yang lain akan mengambil karbon dari atmosfer saat mereka tumbu!. Kita 'enderung untuk menggantikan pertumbu!an padat dengan tanaman atau padang rumput, yang menyimpan karbon kurang. Kita juga mengekspos tana! yang melepas karbon dari materi tanaman membusuk ke atmosfer. (anusia saat ini meman'arkan !anya sedikit di bawa! miliar ton karbon ke atmosfer per ta!un melalui peruba!an penggunaan la!an.
*embakaran bahan bakar fosil adalah sumber utama dari karbon dioksida yang meningkat di atmosfer saat ini. #Foto © 200% ste&endepolo.$
)9
4anpa 'ampur tangan manusia, karbon dalam ba!an bakar fosil akan bo'or perla!an ke atmosfer melalui akti"itas "ulkanik selama jutaan ta!un dalam siklus karbon lambat. Dengan membakar batubara, minyak, dan gas alam, kita memper'epat
proses,
melepaskan
sejumla! besar
karbon #karbon
yang
memerlukan jutaan ta!un untuk mengakumulasi& ke atmosfer setiap ta!un. Dengan demikian, kita bergerak karbon dari siklus lambat untuk siklus 'epat. -ada ta!un 200, manusia merilis sekitar *,: miliar ton karbon ke atmosfer dengan pembakaran ba!an bakar fosil. /misi karbon dioksida oleh manusia #terutama dari pembakaran bahan bakar fosil, dengan kontribusi dari produksi semen$ telah berkembang terus sejak a'al re&olusi industri. -ekitar setengah dari emisi ini dikeluarkan oleh siklus karbon )epat setiap tahun, sisanya tetap berada di atmosfer. #4rafik oleh obert -immon, dengan menggunakan data dari !arbon +ioAide (nformation =nalysis !enter dan 4lobal !arbon *roje)t.$
ejak awal =e"olusi
bagian per juta, naik 3 persen. dari mereka yang sekarang karbon dioksida+konsentrasi tertinggi dalam dua juta ta!un. Konsentrasi metana tela! meningkat dari >)9 bagian per miliar pada ta!un )>90 untuk ).>>: bagian per miliar di ta!un 2009, konsentrasi tertinggi dalam setidaknya 890.000 ta!un. emua karbon tamba!an ini perlu pergi ke suatu tempat. ejau! ini, tanaman darat dan laut tela! mengambil sampai sekitar 99 persen dari karbon tamba!an yang orang+orang tela! buang ke dalam atmosfir sementara sekitar :9 persen tetap di atmosfer. $k!irnya, tana! dan lautan akan mengambil sebagian besar karbon dioksida ekstra, namun sebanyak 20 persen mungkin tetap berada di atmosfer selama ribuan ta!un.
)8
-eruba!an dalam siklus karbon memengaru!i setiap reser"oir. Kelebi!an karbon di atmosfer meng!angatkan planet ini dan membantu tanaman di tana! tumbu! lebi! banyak. Kelebi!an karbon di laut membuat air lebi! asam, menempatkan ke!idupan laut dalam ba!aya. Atm$s%er
-enting ba!wa begitu banyak karbon dioksida tetap berada di atmosfer karena CO2 adala! gas yang paling penting untuk mengendalikan su!u bumi. Karbon dioksida, metana, dan gas ruma! ka'a !alokarbon adala! yang menyerap berbagai energi termasuk energi inframera! #panas& yang dipan'arkan ole! umi+ dan kemudian meman'arkan kembali itu. Bnergi yang dipan'arkan kembali perjalanan ke segala ara!, tetapi beberapa kembali ke umi, di mana ia memanaskan permukaan. 4anpa gas ruma! ka'a, bumi akan menjadi +)* derajat Cel'ius beku #0 derajat a!ren!eit&. Dengan terlalu banyak gas ruma! ka'a, bumi akan seperti ;enus, mana suasana ruma! ka'a membuat su!u sekitar :00 derajat Celsius #>90 a!ren!eit&.
*eningkatan kosentrasi karbon dioksida menghangatkan atmosfer. *eningkatan temperatur menghasilkan tingkat penguapan yang lebih tinggi dan suasana basah, yang mengarah ke lingkaran setan pemanasan lebih lanjut. #Foto © 2066 *atri)k Bilken.$
Karena para ilmuwan ta!u panjang gelombang energi yang setiap gas ruma! ka'a serap, dan konsentrasi gas+gas di atmosfer, mereka dapat meng!itung berapa banyak masing+masing gas berkontribusi ter!adap pemanasan planet ini. Karbon dioksida menyebabkan sekitar 20 persen dari efek ruma! ka'a bumiG
)>
ter!itung uap air sekitar 90 persen, dan ter!itung awan untuk 29 persen. isanya disebabkan ole! partikel ke'il #aerosol& dan gas ruma! ka'a seperti metana ke'il. Konsentrasi uap air di udara dikendalikan ole! su!u bumi. u!u !angat menguapkan lebi! banyak air dari lautan, memperluas massa udara, dan mengakibatkan kelembaban yang lebi! tinggi. -endingin menyebabkan uap air mengembun dan jatu! sebagai !ujan, !ujan es, atau salju. Karbon dioksida, di sisi lain, tetap gas pada kisaran su!u atmosfer yang lebi! luas daripada air. (olekul karbon dioksida memberikan pemanasan ruma! ka'a awal yang diperlukan untuk menjaga konsentrasi uap air. Ketika konsentrasi karbon dioksida menurun, umi mendingin, sebagian uap air jatu! dari atmosfer, dan pemanasan ruma! ka'a yang disebabkan ole! tetes uap air. Demikian juga, ketika karbon dioksida konsentrasi meningkat, su!u udara naik, dan lebi! banyak uap air menguap ke atmosfer+yang kemudian menguatkan pemanasan ruma! ka'a. ?adi sementara karbon dioksida menyumbang lebi! sedikit untuk efek ruma! ka'a se'ara keseluru!an daripada uap air, para ilmuwan tela! menemukan ba!wa karbon dioksida adala! gas yang menetapkan su!u. Karbon dioksida mengontrol jumla! uap air di atmosfer dan dengan demikian ukuran efek ruma! ka'a. Konsentrasi karbon dioksida suda! menyebabkan planet ini memanas. -ada saat yang sama ba!wa gas ruma! ka'a tela! meningkat, su!u global rata+rata tela! meningkat 0,* derajat Celsius #),: derajat a!ren!eit& sejak )**0.
)*
+engan siklus musiman dihapus, konsentrasi karbon dioksida atmosfer yang diukur pada Mauna ;oa
Kenaikan su!u tidakla! semua pemanasan yang akan kita li!at berdasarkan konsentrasi karbon dioksida saat ini. -emanasan ruma! ka'a tidak terjadi langsung karena laut menyerap panas.
ekitar 30% dari karbon dioksida yang yang orang+orang tela! buang ke dalam atmosfer tela! menyebar ke laut melalui pertukaran kimia langsung. -elarutan karbon dioksida di laut men'iptakan asam karbonat, yang meningkatkan keasaman air. $tau lebi! tepatnya, samudra sedikit basa menjadi sedikit kurang
)
basa. ejak ta!un )>90, p permukaan laut tela! menurun sebesar 0,), peruba!an 30 persen keasaman.
eberapa kelebihan !2 yang diemisikan oleh akti&itas manusia larut dalam samudra, menjadi asam karbonat. *eningkatan karbon dioksida tidak hanya mengarah ke lautan hangat, tetapi juga untuk lautan lebih asam. #Foto © 2060 Bay ut Best "e's.$
-engasaman laut memengaru!i organisme laut dalam dua 'ara. -ertama, asam karbonat bereaksi dengan ion karbonat dalam air untuk membentuk bikarbonat. @amun, itu adala! ion karbonat yang sama yang !ewan ber'angkang seperti koral perlukan untuk membuat 'angkang kalsium karbonat. Dengan karbonat kurang tersedia, !ewan perlu mengeluarkan lebi! banyak energi untuk membangun 'angkang mereka. $kibatnya, koral berak!ir menjadi lebi! tipis dan lebi! rapu!. Kedua, air lebi! asam, semakin baik larut kalsium karbonat. Dalam jangka panjang, reaksi ini akan memungkinkan laut untuk menyerap kelebi!an karbon dioksida karena air lebi! asam akan melarutkan batu lebi!, melepaskan ion karbonat lebi!, dan meningkatkan kapasitas laut untuk menyerap karbon dioksida. ementara itu, meskipun, lebi! banyak air asam akan melarutkan 'angkang karbonat organisme laut, membuat mereka berlubang dan lema!. /autan yang lebi! !angat 6 !asil dari efek ruma! ka'a 6 juga dapat menurunkan kelimpa!an fitoplankton, yang tumbu! lebi! baik dalam periaran
20
yang dingin dan kaya nutrisi. al ini dapat membatasi kemampuan laut untuk mengambil karbon dari atmosfer melalui siklus karbon 'epat. Di sisi lain, karbon dioksida sangat penting untuk pertumbu!an tanaman dan fitoplankton. -eningkatan karbon dioksida dapat meningkatkan pertumbu!an dengan pemupukan mereka beberapa spesies tanaman fitoplankton dan laut #seperti rumput laut& yang mengambil karbon dioksida langsung dari air. @amun, spesies yang paling tidak dibantu ole! peningkatan ketersediaan karbon dioksida. Tanah
4anaman di darat tela! mengambil sekitar 29% dari karbon dioksida ba!wa manusia tela! dimasukkan ke dalam atmosfer. ?umla! karbon yang diambil tanaman sangat ber"ariasi dari ta!un ke ta!un, tetapi se'ara umum, tanaman di dunia tela! meningkatkan jumla! karbon dioksida mereka serap sejak ta!un )80. anya beberapa dari peningkatan tersebut terjadi sebagai akibat langsung dari emisi ba!an bakar fosil. Dengan lebi! banyak karbon dioksida atmosfer yang tersedia untuk mengkon"ersi ke materi tanaman dalam fotosintesis, tanaman mampu tumbu! lebi!. 8% lebi! banyak jika karbon dioksida atmosfer adala! dua kali lipat, asalkan tidak ada yang lain, seperti kekurangan air, batas+batas pertumbu!an mereka. @amun, para ilmuwan tidak ta!u berapa banyak karbon dioksida meningkat pertumbu!an tanaman di dunia nyata, karena tanaman membutu!kan lebi! dari karbon dioksida untuk tumbu!. 4anaman juga membutu!kan air, sinar mata!ari, dan nutrisi, terutama nitrogen. ?ika tanaman tidak memiliki sala! satu dari !al+!al ini, tidak akan tumbu! terlepas dari bagaimana berlimpa! kebutu!an lainnya. $da batas untuk berapa banyak tanaman dapat mengambil karbon dari atmosfer, dan yang membatasi "ariasi dari daera! ke daera!. ejau! ini, tampak ba!wa pertumbu!an
2)
fertilisasi karbon dioksida tanaman meningkat sampai tanaman men'apai batasan dalam jumla! air atau nitrogen yang tersedia. eberapa peruba!an dalam penyerapan karbon adala! !asil dari keputusan penggunaan la!an. -ertanian tela! menjadi jau! lebi! intensif, se!ingga kita dapat menumbu!kan lebi! banyak pangan pada la!an yang sempit. Di ketinggian tinggi dan sedang, la!an pertanian ditinggalkan kembali menjadi !utan, dan !utan+!utan ini menyimpan karbon lebi! banyak, baik dalam kayu dan tana!, dibandingkan tanaman pangan. Di banyak tempat, kita men'ega! karbon tanaman dari memasuki
atmosfer
dengan
memadamkan
kebakaran
!utan.
al
ini
memungkinkan ba!an kayu #yang menyimpan karbon& untuk menumpuk. emua keputusan penggunaan la!an yang membantu tanaman menyerap karbon yang !asilkan manusia di bela!an bumi utara.
*erubahan dalam penutupan lahanhutan diubah menjadi ladang dan ladang dikon&ersi ke hutanmemiliki efek yang sesuai pada siklus karbon. +i beberapa negara belahan bumi utara, banyak peternakan yang ditinggalkan di a'al abad 20 dan tanah kembali menjadi hutan. =kibatnya, karbon ditarik keluar dari atmosfer dan disimpan di pohon pada lahan. #Foto © 2007 usein Kadribegi).$
22
Di daera! tropis, bagaimanapun !utan sedang di!apus seringkali melalui pembakaran, dan ini melepaskan karbon dioksida. eperti ta!un 200*, deforestasi menyumbang sekitar )2% dari seluru! emisi karbon dioksida manusia. -eruba!an terbesar dalam siklus karbon tana! mungkin !adir karena peruba!an iklim. Karbon dioksida meningkatkan su!u, memperpanjang musim tanam dan kelembaban meningkat. Kedua faktor tela! menyebabkan beberapa pertumbu!an tanaman tamba!an. @amun, su!u yang lebi! !angat juga menekan tanaman. Dengan musim
tanam
yang
lebi!
panjang, !angat,
tanaman
membutu!kan lebi! banyak air untuk berta!an !idup. -ara ilmuwan tela! meli!at bukti ba!wa tanaman di bela!an bumi utara memperlambat pertumbu!an mereka di musim panas karena su!u !angat dan kekurangan air. Kering, tanaman kekurangan air juga lebi! rentan ter!adap kebakaran dan serangga ketika musim tumbu! menjadi lebi! lama. ?au! di utara, di mana peningkatan su!u memiliki dampak terbesar, !utan suda! mulai terbakar lebi! banyak, melepaskan karbon dari tanaman dan tana! ke atmosfer. utan tropis mungkin juga sangat rentan ter!adap pengeringan. Dengan sedikit air, po!on+ po!on tropis memperlambat pertumbu!an mereka dan mengambil karbon kurang, atau mati dan melepaskan karbon mereka disimpan ke atmosfer. -emanasan yang disebabkan ole! meningkatnya gas ruma! ka'a juga dapat IpanggangJ tana!, memper'epat tingkat di mana karbon merembes di beberapa tempat.
23
2.3 Dam'ak(dam'ak )ang Mem'engaruh& !&klus "ar#$n
Dam'ak Manus&a 1. Bahan Bakar *$s&l
a!an bakar fosil adala! rantai dasarnya besar atom karbon yang dikombinasikan dengan !idrogen. a!an bakar ini meliputi batubara, gas alam dan minyak bumi. 4anpa 'ampur tangan manusia, ba!an bakar fosil ini pada dasarnya terkun'i dari siklus karbon karena mereka tela! terjebak di bawa! bumi dalam bentuk padat atau 'air. @amun, ketika manusia membakar ba!an bakar fosil untuk energi, mereka melepaskan sejumla! besar karbon ke atmosfer. edangkan efek jangka panjang dari karbon tamba!an masi! diperdebatkan ole! para ilmuwan, siklus karbon itu sendiri tela! menjadi stabil karena tanaman bumi tidak bisa lagi memperta!ankan ke'epatan dengan jumla! karbon di atmosfer. 2. De%$restas&
Cara lain manusia mempengaru!i siklus karbon yang dengan membakar dan menebangi !utan. -eng!apusan po!on memiliki efek ganda pada siklus karbon. -o!on tidak bisa lagi menyerap karbon dari atmosfer melalui fotosintesis. elain itu, ketika manusia membakar po!on dan tanaman, mereka melepaskan karbon terperangkap di dalamnya, menamba!kan karbon yang ke atmosfer. (anusia juga memiliki dampak yang berlawanan dengan menanam tanaman dan po!on yang se'ara alamia! tidak akan tumbu!. -rogram reboisasi, peternakan
po!on
dan
kebijakan
penanaman
kembali
penebang
tela!
meningkatkan tutupan !utan di beberapa wilaya! di dunia, k!ususnya di $merika tara.
2:
Dam'ak Alam
elain dampak manusia, peruba!an alam juga berdampak pada siklus karbon.
-eningkatan
karbon
dioksida
tela!
mengakibatkan
penyerapan
peningkatan pada tanaman di seluru! planet tanpa bantuan manusia. al ini terutama terjadi di lautan di dunia, di mana tingkat plankton tela! meningkat sebagai respons ter!adap meningkatnya kadar karbon dioksida di udara. al ini meningkatkan jumla! karbon yang diserap dari atmosfer.
Dam'ak t&dak langsung
anyak tindakan tidak langsung dapat mempengaru!i siklus karbon, ba!kan jika mereka tidak melibatkan peningkatan langsung atau mengurangi tingkat karbon dalam setiap bagian tertentu dari siklus. (isalnya, dampak ter!adap siklus air mempengaru!i komposisi atmosfer umi serta jumla! tanaman !idup untuk menyerap karbon. -enamba!an (anusia polutan ke atmosfer, seperti reon, dapat menguba! tingkat di mana tanaman dapat menyerap karbon dioksida. 2.+ U'a)a Dalam Menjaga !&klus "ar#$n
Cara yang paling muda! untukmenjaga siklus karbon tetap normal adala! dengan menjaga !utan. $kan lebi! baik lagi jika !utan+ !utan yang tela! !ilang ditanamikembali se!ingga wilaya! tangkapan dan penyimpanan karbon menjadi semakin banyak. erkurangnya pepo!onan berarti membiarkan CO 2 makin berkeliaran di udara. ang artinya, memperpara! efek ruma! ka'a dengan akibat yang akan merugikan manusia, mulai dari peruba!an iklim yang tak menentu, rusaknya mata air, banjir dan longsor saat musim peng!ujan, dan kekeringan saat kemarau.
29
BAB III PEMBAHA!AN 3.1 Penggunaan kar#$n dalam "eh&du'an !ehar&(har&
$da banyak kegunaan terbatas karbon dalam bentuk unsurnya. 4api setela! menggabungkan dengan unsur lain, beruba! dirinya menjadi 1at yang berguna untuk berbagai !al. Karbon digunakan sebagai dasar untuk tinta printer inkjet. Karbon, dalam bentuk karbon dioksida, digunakan dalam pembuatan banyak minuman bersoda dan berkarbonasi. al ini juga digunakan dalam alat pemadam kebakaran. Bs kering, yang merupakan bentuk padat karbon dioksida, digunakan sebagai 1at pendingin. reon, digunakan dalam sistem pendingin dan perangkat seperti kulkas dan $C. Karbon juga digunakan untuk memproduksi banyak perangkat ta!an panas dan alat+alat dan pemotong logam. al ini digunakan sebagai alat dekoratif dalam banyak item per!iasan. Karbon monoksida, diekstraksi melalui proses metalurgi, digunakan sebagai reduktor untuk mendapatkan banyak unsur dan s enyawa. ;egetal karbon, yang merupakan bentuk amorf karbon, digunakan sebagai agen pemuti!an dan gas penyerap.
Karbon
digunakan
dalam
pelek
mobil
sebagai pigmen asap !itam. Kalsium karbida digunakan sebagai agen las untuk memotong logam, dalam penyusunan asetilena dan senyawa organik lainnya.
3.2 "egunaan La&n dar& "ar#$n )ang Tergantung 'ada Bentukn)a
,ra'h&te
rafit adala! sala! satu 1at paling lembut dan merupakan alotrop karbon. $da banyak kegunaan industri grafit, seperti dalam bentuk kokas, yang digunakan dalam produksi baja, sebagai pelumas untuk mesin dan mesin dan sebagai ba!an menulis, dalam bentuk timbal untuk pensil.
28
D&am$nd
Diamond, yang merupakan alotrop karbon lain, adala! substansi yang paling sulit dikenal dikenal manusia. erlian se'ara komersial digunakan untuk membuat per!iasan. Karena batuan kristal jarang terjadi di alam, berlian sangat ber!arga. elain per!iasan, berlian juga digunakan untuk membuat instrumen pemotong karena kekerasan mereka.
-ar#$n Dat&ng
"ar#$n d& Tu#uh
4ubu! manusia mengandung sejumla! besar unsur ini yang digunakan untuk berbagai fungsi. Karbon merupakan makronutrien dan !adir di setiap bagian tubu!. Karbon dioksida dalam dara! memainkan peran penting dalam tubu! karena membantu dalam memperta!ankan p dara!. Karbon merupakan elemen penting yang memiliki banyak manfaat baik untuk keperluan industri dan sebagai blok bangunan dasar dari tubu! manusia, yang tanpanya, !idup tidak lengkap.
2>
BAB I PENUTUP +.1 "es&m'ulan
).
iklus karbon adala! siklus biogeokimia dimana karbon dipertukarkan antara biosfer , geosfer , !idrosfer , dan atmosfer umi #objek astronomis lainnya bisa jadi memiliki siklus karbon yang !ampir sama meskipun !ingga kini belum diketa!ui&. Dalam siklus ini terdapat empat reser"oir karbon utama yang di!ubungkan ole! jalur pertukaran. =eser"oir+reser"oir tersebut adala! atmosfer, biosfer teresterial #biasanya termasuk pula fresh'ater system dan material non+!ayati organik seperti karbon tana! # soil )arbon&&, lautan #termasuk karbon anorganik terlarut dan biota laut !ayati dan non+!ayati&, dan sedimen #termasuk ba!an bakar fosil&.
2.
ala! satu 'onto! tindakan manusia adala! ketika manusia membakar ba!an bakar fosil untuk energi, mereka melepaskan sejumla! besar karbon ke atmosfer, banyak 'adangan karbon terlepas menjadi karbondioksida. $kibatnya CO 2 menumpuk diatmosfer.
2*
2
