Generador de esquemas del ciclo del carbono
Esquemas del ciclo del carbono: reservorios y flujos en GtC, una versión escolar sencilla de cajas y flechas, las bombas de carbono del océano y el ciclo del carbono y del oxígeno. Para clases de ciencias, divulgación sobre el clima y artículos.
Ciclo del carbono: ejemplos de esquemas
Cada tarjeta es lo que su prompt dibujó de verdad: el esquema global de reservorios y flujos con las reservas en GtC y los flujos por año, una versión escolar de seis cajas con el proceso escrito en cada flecha, el ciclo del carbono oceánico de la superficie al fondo marino, y el ciclo del carbono y del oxígeno entre productores y consumidores con sus ecuaciones. Al pulsar una tarjeta se carga su prompt para que lo reescribas.
Esquema rotulado del ciclo del carbono: adónde lleva cada flecha el carbono
Lee la columna terrestre a la izquierda, la rama de los combustibles fósiles en el centro y luego la columna oceánica a la derecha. Cada punta de flecha se apoya en la caja a la que entra el carbono.
- 1
Fotosíntesis y respiración vegetal
Las plantas terrestres toman CO₂ de la atmósfera; la respiración y la tala devuelven parte directamente.
- 2
Hojarasca y descomposición
La materia muerta y la hojarasca pasan al suelo, donde los descomponedores devuelven el carbono al aire.
- 3
Fosilización → combustión
En millones de años el carbono del suelo se vuelve carbón, petróleo y gas; la combustión lo devuelve al aire.
- 4
Océano y sedimentos
El mar absorbe y desgasifica CO₂; las conchas hundidas se vuelven sedimento, que los volcanes liberan.
El ciclo del carbono oceánico: cómo llega el CO₂ al fondo del mar
La columna oceánica de la figura rotulada, abierta desde la superficie hasta el fondo marino. Dos bombas llevan el carbono hacia abajo.
- 1
Intercambio superficial y fotosíntesis
El CO₂ se disuelve en el agua; el fitoplancton lo fija, y el plancton y los peces lo devuelven al respirar.
- 2
Bomba biológica
Plancton muerto, pellets fecales y conchas se hunden como nieve marina; en el fondo, bacterias lo respiran a CO₂.
- 3
Bomba de solubilidad y sedimentos
El agua polar fría se hunde con su CO₂ disuelto; las conchas que llegan al fondo se convierten en caliza.
Esquemas del ciclo del carbono: rotulado, sencillo, modelado, oceánico y alterado por el ser humano
El mismo carbono circula por todos ellos; lo que cambia es cuánto planeta muestra la figura y si lleva cifras. Estas son las versiones que más se buscan y lo que debe contener cada una.
Esquema del ciclo del carbono con rótulos
La figura completa para una clase de biología o de ciencias de la Tierra. Reservorios: la atmósfera, las plantas terrestres, los animales, el suelo y sus descomponedores, los combustibles fósiles, el océano y las rocas carbonatadas. Procesos, una flecha cada uno: fotosíntesis, respiración, alimentación, muerte y desechos, descomposición, enterramiento, combustión, disolución en el mar y desgasificación, sedimentación y erupción volcánica. Solo la fotosíntesis y la disolución bajan desde el aire; todas las demás flechas que tocan el cielo suben.
Ciclo del carbono esquema sencillo
El esquema básico para una primera clase: el CO₂ del aire, las plantas, los animales, los restos muertos, los combustibles fósiles y su quema, unidos por fotosíntesis, alimentación, respiración, descomposición y combustión. Sin océano, sin rocas, sin cifras. Aun así debe mostrar que las plantas respiran además de hacer la fotosíntesis: la flecha que más a menudo falta en un ciclo simplificado es la que sube de las plantas al aire.
Dibujo del ciclo del carbono para copiar
Para dibujarlo a mano, usa cajas en lugar de paisaje y colócalas en tres filas: la atmósfera arriba, plantas y animales en el centro, suelo y combustibles fósiles abajo, con el océano a un lado. Dibuja primero todas las cajas y luego las flechas: una que baja de la atmósfera a las plantas, y flechas que suben desde todo lo que respira, se descompone o se quema. De ocho a diez flechas bastan para una versión hecha a mano.
Modelo del ciclo del carbono con reservorios y flujos
La versión de modelo cambia el paisaje por cifras: cada reserva en gigatoneladas de carbono (GtC) y cada flecha en GtC por año. Tamaños aproximados: atmósfera unas 870, vegetación unas 450, suelos unas 1.700, océano superficial unas 900 y océano profundo unas 37.000, reservas fósiles restantes 1.000–1.500, rocas sedimentarias decenas de millones. Flujos: fotosíntesis unas 120 GtC/año, devueltas como unas 60 por la respiración vegetal y 60 por los suelos; absorción oceánica unas 80 frente a unas 78 desgasificadas; combustibles fósiles y cemento unas 10; volcanes unas 0,1.
Ciclo del carbono y del oxígeno
La figura emparejada: la fotosíntesis toma CO₂ y agua y libera glucosa y O₂; la respiración celular toma glucosa y O₂ y libera CO₂ y agua. Se dibuja como dos cajas, productores y consumidores, unidas por una flecha de CO₂ en un sentido y otra de O₂ en el otro, con las dos ecuaciones debajo: 6CO₂ + 6H₂O → C₆H₁₂O₆ + 6O₂ y su inversa. Indica que los productores también respiran, o el alumnado concluirá que las plantas solo producen oxígeno.
Esquema del ciclo del carbono oceánico
El mar en sección: el CO₂ se disuelve en la superficie y forma ácido carbónico, iones bicarbonato y carbonato; el fitoplancton lo fija; plancton muerto y conchas se hunden como nieve marina (la bomba biológica); el agua fría y densa se hunde en latitudes altas con su carbono disuelto (la bomba de solubilidad); y el carbonato cálcico se deposita en el fondo como comienzo de la caliza. Añade un valor de pH para mostrar la acidificación del océano.
Impacto humano en el ciclo del carbono
El ciclo natural más las flechas que ha añadido el ser humano: quema de combustibles fósiles y fabricación de cemento (unas 10 GtC al año), tala y quema de bosques (unas 1–1,5 GtC al año), y una caja de atmósfera que crece, con el CO₂ pasando de unas 280 ppm antes de 1800 a más de 420 ppm hoy. Del carbono extra, alrededor del 30 % ha ido al océano y alrededor del 25 % a las plantas terrestres; el resto sigue en el aire.
Ciclo lento y ciclo rápido del carbono
Dos ciclos a dos velocidades. El ciclo rápido pasa por los seres vivos en el plazo de una vida: fotosíntesis, respiración y descomposición mueven de 1.000 a 100.000 millones de toneladas de carbono al año. El ciclo lento pasa por las rocas a lo largo de 100–200 millones de años: la lluvia meteoriza las rocas, los ríos llevan el carbono al mar, se deposita como caliza, y la subducción y los volcanes acaban devolviéndolo, a solo 10–100 millones de toneladas al año.
Etapas del ciclo del carbono: cada proceso y adónde mueve el carbono
Los procesos que un esquema rotulado escribe en sus flechas, en el orden que siguen la mayoría de los libros: primero el ciclo biológico, luego las reservas a largo plazo y el océano.
| Proceso | El carbono va de → a | Qué ocurre |
|---|---|---|
| Fotosíntesis | Atmósfera → plantas y algas | La energía luminosa convierte CO₂ y agua en glucosa, liberando O₂ |
| Alimentación | Plantas → animales | Los herbívoros, y luego los carnívoros, incorporan el carbono como azúcares, grasas y proteínas de la planta |
| Respiración celular | Plantas, animales, microbios → atmósfera | La glucosa se degrada con O₂ para obtener energía, desprendiendo CO₂ y agua |
| Muerte y desechos | Plantas y animales → suelo | Hojarasca, cadáveres y excrementos se convierten en materia orgánica del suelo |
| Descomposición | Suelo → atmósfera | Bacterias y hongos respiran la materia muerta y liberan CO₂ (y metano donde falta oxígeno) |
| Enterramiento y fosilización | Materia muerta → combustibles fósiles | En millones de años, los restos enterrados bajo calor y presión se convierten en carbón, petróleo y gas natural |
| Combustión | Combustibles fósiles y madera → atmósfera | Quemar oxida el carbono almacenado de nuevo a CO₂ en segundos |
| Disolución (difusión) | Atmósfera → océano | El CO₂ se disuelve en la superficie y forma ácido carbónico, iones bicarbonato y carbonato |
| Desgasificación | Océano → atmósfera | El agua superficial cálida devuelve CO₂ disuelto al aire |
| Sedimentación | Océano → roca del fondo marino | Las conchas de carbonato cálcico se depositan y se endurecen en caliza |
| Erupción volcánica | Roca → atmósfera | La roca carbonatada subducida se funde y su carbono escapa como CO₂ |
Un ciclo del carbono escolar suele terminar en las siete primeras filas; las asignaturas de ciencias de la Tierra añaden las filas del océano y las rocas. La meteorización de las rocas silicatadas, que retira lentamente CO₂ del agua de lluvia a lo largo de millones de años, pertenece a la versión del ciclo lento. Indica los procesos de tu temario y solo se dibujan esas flechas.
¿Qué es el ciclo del carbono?
El ciclo del carbono es el movimiento del carbono entre la atmósfera, los seres vivos, los suelos, el océano y las rocas: las plantas y las algas retiran dióxido de carbono del aire mediante la fotosíntesis, y la respiración, la descomposición, la combustión y los volcanes lo devuelven. Un esquema del ciclo del carbono dibuja cada reserva como una caja o una escena y cada transferencia como una flecha de un solo sentido, para poder seguir el carbono desde el aire hasta una hoja y de vuelta.
Datos clave
- El CO₂ es solo alrededor del 0,04 % del aire, unas 420 partes por millón. Antes de la Revolución Industrial era de unas 280 ppm; el aumento procede de la quema de combustibles fósiles y de la tala de bosques.
- La mayor parte del carbono de la Tierra está atrapada en las rocas. La NASA la cifra en unos 65.500 miles de millones de toneladas, sobre todo como caliza formada a partir de las conchas de carbonato cálcico de organismos marinos, el mayor reservorio de carbono del planeta.
- El océano contiene unas 50 veces más carbono que la atmósfera. Más del 90 % está disuelto como iones bicarbonato, que se forman cuando el CO₂ reacciona con el agua de mar.
- La fotosíntesis y la respiración casi se compensan. Cada una mueve del orden de 120.000 millones de toneladas de carbono al año en tierra; la quema de fósiles añade unas 10, poco en comparación pero en un solo sentido, por lo que se acumula en el aire.
- El carbono se mueve a dos velocidades. A través de los seres vivos completa el ciclo en una vida; a través de las rocas, la meteorización, los sedimentos y los volcanes tarda 100–200 millones de años.
Ciclo del carbono vs ciclo del nitrógeno
Ambos son ciclos biogeoquímicos que pasan por el aire, el suelo y los seres vivos, pero el carbono entra en la vida directamente por la fotosíntesis, mientras que el nitrógeno tiene que ser fijado por bacterias antes de que una planta pueda usarlo. Por eso el ciclo del carbono se dibuja alrededor de las plantas y el del nitrógeno alrededor de los microbios del suelo.
| Ciclo del carbono | Ciclo del nitrógeno | |
|---|---|---|
| Forma en el aire | CO₂, alrededor del 0,04 % de la atmósfera | N₂, alrededor del 78 % de la atmósfera |
| Entrada en los seres vivos | Fotosíntesis de plantas, algas y cianobacterias | Fijación por bacterias; luego las raíces absorben amonio y nitrato |
| Vuelta al aire | Respiración, descomposición y combustión | Desnitrificación por bacterias |
| Mayor reserva | Rocas sedimentarias como la caliza | La atmósfera |
| Principal cambio humano | Los combustibles fósiles y la deforestación añaden CO₂ | Los fertilizantes duplican el nitrógeno fijado cada año |
| Efecto del exceso | Calentamiento y acidificación del océano | Floraciones de algas y zonas muertas en el agua |
Los dos ciclos se encuentran en cada célula viva. Las proteínas y los ácidos nucleicos necesitan ambos elementos, así que la ganancia de carbono de una planta por fotosíntesis está limitada por el nitrógeno fijado que encuentran sus raíces; por eso los fertilizantes nitrogenados aumentan el crecimiento de los cultivos.
Preguntas sobre el ciclo del carbono
¿Qué es el ciclo del carbono explicado de forma sencilla?
El carbono da vueltas y vueltas: las plantas toman dióxido de carbono del aire para crecer, los animales se comen las plantas, y todo lo que respira, se pudre o se quema devuelve el carbono al aire. Parte del carbono se queda atascado mucho tiempo por el camino, como carbón, petróleo y gas bajo tierra o como caliza en el fondo del mar, y solo vuelve cuando se quema el combustible o un volcán funde la roca.
¿Cómo se dibuja el ciclo del carbono?
Dibuja primero los reservorios como cajas y las flechas al final. Pon una caja de atmósfera arriba, plantas y animales en la fila central, suelo con sus descomponedores y combustibles fósiles en la fila inferior, y el océano a un lado. Después, una flecha de la atmósfera a las plantas (fotosíntesis) y flechas hacia la atmósfera desde las plantas, los animales y el suelo (respiración y descomposición) y desde los combustibles fósiles (combustión). Termina con plantas → animales (alimentación), plantas y animales → suelo (muerte y desechos), suelo → combustibles fósiles (fosilización) y las dos flechas del océano, de entrada y de salida. Comprueba que cada flecha apunta hacia donde va el carbono.
¿Cuáles son las etapas del ciclo del carbono?
Fotosíntesis, alimentación, respiración, muerte y descomposición, enterramiento como combustibles fósiles y combustión: en ese orden, el carbono pasa del aire a las plantas, a los animales, vuelve al aire o va al suelo, y de los restos enterrados vuelve al aire cuando se quema el combustible. Las versiones completas añaden el océano (disolución, desgasificación y sedimentación como caliza) y la erupción volcánica.
¿Cómo se relacionan el ciclo del carbono y el del oxígeno?
A través de las dos reacciones que mueven ambos: la fotosíntesis consume CO₂ y libera O₂, y la respiración celular consume O₂ y libera CO₂. Fijar seis CO₂ en una glucosa libera seis O₂; respirar esa glucosa gasta los seis O₂ y devuelve los seis CO₂. Por eso a menudo se dibujan como una sola figura, el ciclo del carbono y del oxígeno.
¿Cómo afecta el ser humano al ciclo del carbono?
Sobre todo quemando combustibles fósiles, que llevan al aire en pocos siglos carbono enterrado durante millones de años, y talando bosques. Juntos añaden unos 11.000 millones de toneladas de carbono al año. El océano y las plantas terrestres absorben algo más de la mitad; el resto ha elevado el CO₂ atmosférico de unas 280 a más de 420 ppm, calentando el clima y volviendo más ácida el agua de mar.
¿Cómo afecta la deforestación al ciclo del carbono?
Añade carbono al aire dos veces. Quemar o dejar pudrir los árboles talados libera el carbono almacenado en su madera, y después el terreno tiene menos plantas para retirar CO₂ del aire mediante la fotosíntesis. El suelo alterado también libera parte de su propio carbono. En un esquema del ciclo del carbono se dibuja como una flecha extra hacia arriba desde el bosque y una flecha de fotosíntesis más fina.
¿Qué papel tiene la combustión en el ciclo del carbono?
La combustión devuelve el carbono a la atmósfera como CO₂ al quemarlo con oxígeno: madera, incendios forestales, y carbón, petróleo y gas natural. Quemar madera devuelve carbono que un árbol tomó a lo largo de su vida; quemar combustibles fósiles devuelve carbono que estuvo fuera del ciclo durante millones de años, y por eso aumenta la cantidad en el aire en lugar de mantenerla estable.
¿Qué papel tiene la fotosíntesis en el ciclo del carbono?
Es la vía principal por la que el carbono sale del aire y entra en los seres vivos. Las plantas en tierra y el fitoplancton en el mar usan la energía de la luz para convertir CO₂ y agua en glucosa, y cada cadena trófica del esquema parte de ese azúcar. Es la gran flecha que baja de la atmósfera en un esquema del ciclo del carbono terrestre.
¿Qué hacen los descomponedores en el ciclo del carbono?
Bacterias y hongos degradan plantas muertas, animales muertos y desechos y devuelven su carbono al aire como CO₂ al respirar. Sin ellos, el carbono se acumularía en la materia muerta. Donde falta oxígeno, turba encharcada o barro profundo, la descomposición se ralentiza y el carbono puede quedar enterrado el tiempo suficiente para convertirse en carbón o petróleo.
¿Cómo almacena carbono el océano?
El CO₂ se disuelve en la superficie y reacciona con el agua formando iones bicarbonato y carbonato; el fitoplancton capta una parte y dos bombas lo llevan hacia abajo. El plancton muerto y las conchas se hunden como nieve marina (la bomba biológica), y el agua fría que se hunde cerca de los polos lleva carbono disuelto a las profundidades (la bomba de solubilidad). Las conchas que llegan al fondo se acumulan como sedimentos carbonatados que se convierten en caliza.
¿Por qué es importante el ciclo del carbono?
Mantiene bastante estable la cantidad de CO₂ en el aire, y con ella la temperatura de la Tierra, y aporta el carbono del que está hecho todo ser vivo. El dióxido de carbono retiene calor, así que cuando el ciclo se desequilibra, como ocurre ahora con la quema de combustibles fósiles, el clima se calienta y el océano se acidifica.
¿Dónde se almacena la mayor parte del carbono de la Tierra?
En las rocas, sobre todo en la caliza y otros sedimentos carbonatados. Después vienen el océano profundo, como bicarbonato disuelto, luego los suelos, los combustibles fósiles, las plantas terrestres y la atmósfera, que es la que menos contiene de los grandes reservorios pero la que cambia más deprisa.
Fuentes
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Tierra, océano, combustibles fósiles o la pareja carbono y oxígeno, con cada flecha apuntando hacia donde va el carbono.
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