Ciclo del Carbonio: Guida Dell'insegnante e Attività Degli Studenti

Il carbonio è un elemento presente in tutti gli esseri viventi e fa parte di carboidrati, proteine e grassi. Viene costantemente riciclato sul nostro pianeta, passando dall'atmosfera alle cose viventi e di nuovo all'atmosfera come anidride carbonica. Il carbonio può anche essere passato tra esseri viventi quando un organismo ne mangia un altro. Conosciuto come Carbon Cycle, questo processo di riciclaggio è composto da una serie di passaggi che fanno scorrere il carbonio attraverso la biosfera, l'atmosfera, l'idrosfera e la geosfera.

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Processi del Ciclo del Carbonio

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Informazioni di base sul ciclo del carbonio

Composto da quattro processi principali (combustione, fotosintesi, respirazione e decomposizione), il ciclo del carbonio è essenziale per l'esistenza di tutti gli esseri viventi.

La combustione è comunemente nota come combustione. È una reazione chimica che richiede ossigeno e produce calore. L'equazione di questa reazione è carburante + ossigeno → anidride carbonica + acqua . La combustione è usata per molte cose diverse nella società moderna. Viene utilizzato per generare elettricità per le nostre case e uffici e per spostare le auto, i treni e gli aerei su cui le persone si affidano per viaggiare. I combustibili fossili, come carbone e benzina, sono costituiti dai resti di organismi viventi di milioni di anni fa. Quando vengono bruciati, il carbonio al loro interno viene rilasciato nell'atmosfera come biossido di carbonio.

La fotosintesi è il processo che le piante usano per creare glucosio. A differenza degli umani, le piante sono autotrofe , nel senso che creano il loro cibo. La fotosintesi è una reazione chimica che si svolge in tutte le parti verdi della pianta, ma soprattutto nelle foglie. La reazione ha luogo in una parte di una cellula vegetale chiamata cloroplasti. Le piante usano la luce solare, l'anidride carbonica e l'acqua per produrre ossigeno e glucosio. L'equazione mondiale è anidride carbonica + acqua → ossigeno + glucosio . Le piante ottengono acqua dalle radici e l'acqua percorre lo stelo attraverso tubi chiamati xylem . La pianta ottiene l'anidride carbonica dall'aria che entra nelle foglie attraverso fori chiamati stomi .

La respirazione cellulare è un processo che gli esseri viventi usano per produrre energia. La respirazione avviene all'interno dei mitocondri nelle cellule degli esseri viventi. La respirazione non si verifica solo negli animali, ma anche nelle piante e negli organismi monocellulari. La parola equazione per questa reazione è glucosio + ossigeno → anidride carbonica + acqua .

La decomposizione è il processo in cui gli organismi morti e i prodotti di scarto vengono scomposti da organismi noti come decompositori. Gli organismi rilasciano il carbonio nell'atmosfera attraverso la respirazione cellulare. I decompositori sono essenziali per il riciclaggio del carbonio all'interno degli organismi morti.

Anche gli oceani sono una parte importante del ciclo del carbonio. C'è una grande quantità di anidride carbonica disciolta nei mari e negli oceani in tutto il nostro pianeta. Parte del biossido di carbonio disciolto viene convertito in carbonio biologico attraverso la fotosintesi. Questo viene poi scambiato da un organismo all'altro attraverso le catene alimentari. Parte del carbonio viene trasformato in carbonato di calcio e utilizzato da alcuni organismi per produrre i loro gusci. Quando questi organismi muoiono, cadono sul fondo dell'oceano. Nel tempo, si accumulano e formano calcare. A volte questo calcare può essere esposto a causa di movimenti nella Terra. Il calcare esposto può essere esposto alle intemperie, rilasciando carbonio nell'atmosfera.

L'anidride carbonica è un gas serra. L'aumento dei livelli di anidride carbonica, tra gli altri gas, nella nostra atmosfera è ciò che gli esperti ritengono stia causando il riscaldamento del nostro pianeta. Questo effetto è chiamato effetto serra. I governi di tutto il mondo chiedono alle persone di ridurre la quantità di anidride carbonica che stanno rilasciando nell'atmosfera. Per altre attività, dai un'occhiata al nostro programma di lezioni sull'effetto serra.

Domande Frequenti sul Ciclo del Carbonio

In quali parti dell’ambiente possiamo trovare il carbonio?

Rocce e minerali, composti del carbonio disciolti nell'oceano, anidride carbonica (CO2) nell'atmosfera, composti organici negli esseri viventi, carbonio nelle rocce e nei minerali e carbonio nei composti del carbonio disciolti nell'atmosfera. Il carbonio è uno degli elementi più importanti presenti nella tavola periodica e senza questo elemento sarebbe difficile per tutti gli esseri viventi sopravvivere.

Qual è il significato del ciclo del carbonio per gli esseri viventi?

Un equilibrio di anidride carbonica nell'atmosfera viene mantenuto attraverso il ciclo del carbonio. Per mantenere la vita come la conosciamo e controllare la temperatura della Terra, questo è essenziale. Oltre a questo, il ciclo del carbonio è responsabile di molti altri processi come la fotosintesi, la combustione e la respirazione, essenziali per il funzionamento di questo mondo.

Quali sono le attività umane che hanno un impatto negativo sul ciclo del carbonio?

Esiste uno squilibrio nel ciclo del carbonio a causa di attività quali la deforestazione, l’uso di combustibili fossili e le operazioni industriali. Gli studenti possono riflettere maggiormente sulla natura di queste attività e sul tipo di impatti negativi che causano disturbando il ciclo del carbonio.