MAKALAH EKOLOGI I

“ SIKLUS CARBON ”

OLEH KELOMPOK 8 :

1. DESI NURMAYANG SARI ( 09.211.078 )2. DWI SUSANTI ( 09.211.092 )3. ERNAWATI YULIANA ( 09.211.106 )4. EWI IIT ROSITA ( 09.211. )5. FITRIANINGSIH ( 09.211.129 )6. HARDIANTI ( 09.211.140 )

Kelas :

IIIB (Biologi)

FAKULTAS PENDIDIKAN MATEMATIKADAN PENGETAHUAN ALAM

IKIP MATARAM

1

2010BAB 1

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Dalam makalah ini terdapat pemahaman tentang konsep-konsep yang mencakup tentang

siklus karbon.yang dimana dalam makalah ini juga terdapat aliran energi.Sebagai makhluk

hidup,manusia,tumbuhan serta hewan pernah mengalami yang namanya siklus karbon.Karena

dalam siklus karbon terdapat bagian yang membantu respirasi yang di antaranya di lakukan

oleh tumbuhan dan binatang. Hal ini merupakan reaksi eksotermik dan termasuk juga di

dalamnya penguraian glukosa (atau molekul organik lainnya) menjadi karbon dioksida dan

air.

Siklus karbon adalah siklus biogeokimia dimana karbon dipertukarkan antara

biosfer,geosfer, hidrosfer, dan atmosfer Bumi (objek astronomis lainnya bisa jadi memiliki

siklus karbon yang hampir sama meskipun hingga kini belum diketahui).

1.2. Rumusan Masalah

1. Apakah Definisi dari Siklus Karbon?

2. Bagaimana Siklus Karbon dari Karbon di Atmosfer, Karbon di Biosfer dan Karbon di

Laut

3. Bagaimana Model Siklus Karbon?

2

BAB II

PEMBAHASAN

Siklus karbon

2.1. Definisi Siklus Karbon

Siklus karbon adalah siklus biogeokimia dimana karbon dipertukarkan antara

biosfer,geosfer, hidrosfer, dan atmosfer Bumi (objek astronomis lainnya bisa jadi memiliki

siklus karbon yang hampir sama meskipun hingga kini belum diketahui). Dalam siklus ini

terdapat empat reservoir karbon utama yang dihubungkan oleh jalur pertukaran. Reservoir-

reservoir tersebut adalah atmosfer, biosfer teresterial (biasanya termasuk pula freshwater

system dan material non-hayati organik seperti karbon tanah (soil carbon)), lautan (termasuk

karbon anorganik terlarut dan biota laut hayati dan non-hayati), dan sedimen (termasuk bahan

bakar fosil).

Pergerakan tahuan karbon, pertukaran karbon antar reservoir, terjadi karena proses-

proses kimia, fisika, geologi, dan biologi yang bermaca-macam. Lautan mengadung kolam

aktif karbon terbesar dekat permukaan Bumi, namun demikian laut dalam bagian dari kolam

ini mengalami pertukaran yang lambat dengan atmosfer.

Siklus karbon dimulai dengan dilepaskannya CO2 oleh berbagai macam sumber seperti:

Q  Pengilangan minyak bumi.

Q  Asap pabrik dan kendaraan bermotor.

Q  Peristiwa alam seperti minyak bumi.

Q  Organisme laut

Q  Aktivitas manusia, hewan, dan tumbuhan

Neraca karbon global adalah kesetimbangan pertukaran karbon (antara yang masuk

dan keluar) antar reservoir karbon atau antara satu putaran (loop) spesifik siklus karbon

(misalnya atmosfer – biosfer). Analisis neraca karbon dari sebuah kolam atau reservoir dapat

3

memberikan informasi tentang apakah kolam atau reservoir berfungsi sebagai sumber

(source) atau lubuk (sink) karbon dioksida.

Di atmosfer terdapat kandungan COZ sebanyak 0.03%. Sumber-sumber COZ di udara

berasal dari respirasi manusia dan hewan, erupsi vulkanik, pembakaran batubara, dan asap

pabrik.

Karbon dioksida di udara dimanfaatkan oleh tumbuhan untuk berfotosintesis dan

menghasilkan oksigen yang nantinya akan digunakan oleh manusia dan hewan untuk

berespirasi.

Hewan dan tumbuhan yang mati, dalam waktu yang lama akan membentuk batubara

di dalam tanah. Batubara akan dimanfaatkan lagi sebagai bahan bakar yang juga menambah

kadar C02 di udara.

Di ekosistem air, pertukaran C02 dengan atmosfer berjalan secara tidak langsung.

Karbon dioksida berikatan dengan air membentuk asam karbonat yang akan terurai menjadi

ion bikarbonat. Bikarbonat adalah sumber karbon bagi alga yang memproduksi makanan

untuk diri mereka sendiri dan organisme heterotrof lain. Sebaliknya, saat organisme air

berespirasi, COz yang mereka keluarkan menjadi bikarbonat. Jumlah bikarbonat dalam air

adalah seimbang dengan jumlah C02 di air.

2.2. Karbon Di Atmosfer

4

Diagram dari siklus karbon. Angka dengan warna hitam menyatakan berapa banyak

karbon tersimpan dalam berbagai reservoir, dalam milyar ton ("GtC" berarti Giga Ton

Karbon). Angka dengan warna biru menyatakan berapa banyak karbon berpindah antar

reservoir setiap tahun. Sedimen, sebagaimana yang diberikan dalam diagram, tidak termasuk

~70 juta GtC batuan karbonat dan kerogen

Bagian terbesar dari karbon yang berada di atmosfer Bumi adalah gas karbon dioksida

(CO2). Meskipun jumlah gas ini merupakan bagian yang sangat kecil dari seluruh gas yang

ada di atmosfer (hanya sekitar 0,04% dalam basis molar, meskipun sedang mengalami

kenaikan), namun ia memiliki peran yang penting dalam menyokong kehidupan. Gas-gas lain

yang mengandung karbon di atmosfer adalah metan dan kloroflorokarbon atau CFC (CFC ini

merupakan gas artifisial atau buatan). Gas-gas tersebut adalah gas rumah kaca yang

konsentrasinya di atmosfer telah bertambah dalam dekade terakhir ini, dan berperan dalam

pemanasan global.

Karbon diambil dari atmosfer dengan berbagai cara:

Ketika matahari bersinar, tumbuhan melakukan fotosintesa untuk mengubah karbon

dioksida menjadi karbohidrat, dan melepaskan oksigen ke atmosfer. Proses ini akan

lebih banyak menyerap karbon pada hutan dengan tumbuhan yang baru saja tumbuh

atau hutan yang sedang mengalami pertumbuhan yang cepat.

5

Pada permukaan laut ke arah kutub, air laut menjadi lebih dingin dan CO2 akan lebih

mudah larut. Selanjutnya CO2 yang larut tersebut akan terbawa oleh sirkulasi

termohalin yang membawa massa air di permukaan yang lebih berat ke kedalaman

laut atau interior laut (lihat bagian solubility pump).

Di laut bagian atas (upper ocean), pada daerah dengan produktivitas yang tinggi,

organisme membentuk jaringan yang mengandung karbon, beberapa organisme juga

membentuk cangkang karbonat dan bagian-bagian tubuh lainnya yang keras. Proses

ini akan menyebabkan aliran karbon ke bawah (lihat bagian biological pump).

Pelapukan batuan silikat. Tidak seperti dua proses sebelumnya, proses ini tidak

memindahkan karbon ke dalam reservoir yang siap untuk kembali ke atmosfer.

Pelapukan batuan karbonat tidak memiliki efek netto terhadap CO2 atmosferik karena

ion bikarbonat yang terbentuk terbawa ke laut dimana selanjutnya dipakai untuk

membuat karbonat laut dengan reaksi yang sebaliknya (reverse reaction).

Karbon dapat kembali ke atmosfer dengan berbagai cara pula, yaitu:

Melalui pernafasan (respirasi) oleh tumbuhan dan binatang. Hal ini merupakan reaksi

eksotermik dan termasuk juga di dalamnya penguraian glukosa (atau molekul organik

lainnya) menjadi karbon dioksida dan air.

Melalui pembusukan binatang dan tumbuhan. Fungi atau jamur dan bakteri mengurai

senyawa karbon pada binatang dan tumbuhan yang mati dan mengubah karbon

menjadi karbon dioksida jika tersedia oksigen, atau menjadi metana jika tidak tersedia

oksigen.

Melalui pembakaran material organik yang mengoksidasi karbon yang terkandung

menghasilkan karbon dioksida (juga yang lainnya seperti asap). Pembakaran bahan

bakar fosil seperti batu bara, produk dari industri perminyakan (petroleum), dan gas

alam akan melepaskan karbon yang sudah tersimpan selama jutaan tahun di dalam

geosfer. Hal inilah yang merupakan penyebab utama naiknya jumlah karbon dioksida

di atmosfer.

6

Produksi semen. Salah satu komponennya, yaitu kapur atau gamping atau kalsium

oksida, dihasilkan dengan cara memanaskan batu kapur atau batu gamping yang akan

menghasilkan juga karbon dioksida dalam jumlah yang banyak.

Di permukaan laut dimana air menjadi lebih hangat, karbon dioksida terlarut dilepas

kembali ke atmosfer.

Erupsi vulkanik atau ledakan gunung berapi akan melepaskan gas ke atmosfer.

Gas-gas tersebut termasuk uap air, karbon dioksida, dan belerang. Jumlah karbon

dioksida yang dilepas ke atmosfer secara kasar hampir sama dengan jumlah karbon dioksida

yang hilang dari atmosfer akibat pelapukan silikat; Kedua proses kimia ini yang saling

berkebalikan ini akan memberikan hasil penjumlahan yang sama dengan nol dan tidak

berpengaruh terhadap jumlah karbon dioksida di atmosfer dalam skala waktu yang kurang

dari 100.000 tahun

2.3. Karbon Di Biosfer

Sekitar 1900 gigaton karbon ada di dalam biosfer. Karbon adalah bagian yang penting

dalam kehidupan di Bumi. Ia memiliki peran yang penting dalam struktur, biokimia, dan

nutrisi pada semua sel makhluk hidup. Dan kehidupan memiliki peranan yang penting dalam

siklus karbon:

Autotroph adalah organisme yang menghasilkan senyawa organiknya sendiri dengan

menggunakan karbon dioksida yang berasal dari udara dan air di sekitar tempat mereka

hidup. Untuk menghasilkan senyawa organik tersebut mereka membutuhkan sumber

energi dari luar. Hampir sebagian besar autotroph menggunakan radiasi matahari untuk

memenuhi kebutuhan energi tersebut, dan proses produksi ini disebut sebagai

fotosintesis. Sebagian kecil autotroph memanfaatkan sumber energi kimia, dan disebut

kemosintesis. Autotroph yang terpenting dalam siklus karbon adalah pohon-pohonan di

hutan dan daratan dan fitoplankton di laut. Fotosintesis memiliki reaksi 6CO2 + 6H2O

→ C6H12O6 + 6O2.

Karbon dipindahkan di dalam biosfer sebagai makanan heterotrop pada organisme lain

atau bagiannya (seperti buah-buahan). Termasuk di dalamnya pemanfaatan material

organik yang mati (detritus) oleh jamur dan bakteri untuk fermentasi atau penguraian.

7

Sebagian besar karbon meninggalkan biosfer melalui pernafasan atau respirasi. Ketika

tersedia oksigen, respirasi aerobik terjadi, yang melepaskan karbon dioksida ke udara

atau air di sekitarnya dengan reaksi C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O. Pada keadaan

tanpa oksigen, respirasi anaerobik lah yang terjadi, yang melepaskan metan ke

lingkungan sekitarnya yang akhirnya berpindah ke atmosfer atau hidrosfer.

Pembakaran biomassa (seperti kebakaran hutan, kayu yang digunakan untuk tungku

penghangat atau kayu bakar, dll.) dapat juga memindahkan karbon ke atmosfer dalam

jumlah yang banyak.

Karbon juga dapat berpindah dari bisofer ketika bahan organik yang mati menyatu

dengan geosfer (seperti gambut). Cangkang binatang dari kalsium karbonat yang menjadi

batu gamping melalui proses sedimentasi.

Sisanya, yaitu siklus karbon di laut dalam, masih dipelajari. Sebagai contoh, penemuan

terbaru bahwa rumah larvacean mucus (biasa dikenal sebagai “sinkers”) dibuat dalam

jumlah besar yang mana mampu membawa banyak karbon ke laut dalam seperti yang

terdeteksi oleh perangkap sedimen [1]. Karena ukuran dan kompisisinya, rumah ini

jarang terbawa dalam perangkap sedimen, sehingga sebagian besar analisis biokimia

melakukan kesalahan dengan mengabaikannya. Penyimpanan karbon di biosfer

dipengaruhi oleh sejumlah proses dalam skala waktu yang berbeda: sementara

produktivitas primer netto mengikuti siklus harian dan musiman, karbon dapat disimpan

hingga beberapa ratus tahun dalam pohon dan hingga ribuan tahun dalam tanah.

Perubahan jangka panjang pada kolam karbon (misalnya melalui de- atau afforestation)

atau melalui perubahan temperatur yang berhubungan dengan respirasi tanah) akan

secara langsung mempengaruhi pemanasan global

2.4. Karbon Di Laut

Proses di alam sudah tertata rapi. Setiap tahap dari suatu proses seluruhnya berjalan

dengan peranan tertentu yang bermanfaat untuk kelangsungan hidup mahluk di alam. Tetapi

manusia sering kali menciptakan suatu proses baru, dengan alasan untuk kesejahteraannya

yang malah menyebabkan terjadinya ketidakseimbangan proses alam, sampai akhirnya

8

menimbulkan bencana. Mari kita simak sebuah contoh, suatu proses yang terjadi di alam,

yaitu siklus karbon.

Konsentasi DIC permukaan laut “saat ini” (1990-an) (dari the GLODAP climatology)

Laut mengandung sekitar 36.000 gigaton karbon, dimana sebagian besar dalam bentuk ion

bikarbonat. Karbon anorganik, yaitu senyawa karbon tanpa ikatan karbon-karbon atau

karbon-hidrogen, adalah penting dalam reaksinya di dalam air. Pertukaran karbon ini menjadi

penting dalam mengontrol pH di laut dan juga dapat berubah sebagai sumber (source) atau

lubuk (sink) karbon. Karbon siap untuk saling dipertukarkan antara atmosfer dan lautan. Pada

daerah upwelling, karbon dilepaskan ke atmosfer. Sebaliknya, pada daerah downwelling

karbon (CO2) berpindah dari atmosfer ke lautan. Pada saat CO2 memasuki lautan, asam

karbonat terbentuk:

CO2 + H2O ⇌ H2CO3

Reaksi ini memiliki sifat dua arah, mencapai sebuah kesetimbangan kimia. Reaksi

lainnya yang penting dalam mengontrol nilai pH lautan adalah pelepasan ion hidrogen dan

bikarbonat. Reaksi ini mengontrol perubahan yang besar pada pH:

H2CO3 ⇌ H+ + HCO3−

9

Model Siklus Karbon

Model siklus karbon dapat digabungkan ke dalam model iklim global, sehingga reaksi

interaktif dari lautan dan biosfer terhadap nilai CO2 di masa depan dapat dimodelkan. Ada

ketidakpastian yang besar dalam model ini, baik dalam sub model fisika maupun biokimia

(khususnya pada sub model terakhir). Model-model seperti itu biasanya menunjukkan bahwa

ada timbal balik yang positif antara temperatur dan CO2.

10

BAB III

KESIMPULAN

Siklus karbon adalah siklus biogeokimia dimana karbon dipertukarkan antara

biosfer,geosfer, hidrosfer, dan atmosfer Bumi (objek astronomis lainnya bisa jadi memiliki

siklus karbon yang hampir sama meskipun hingga kini belum diketahui). Pada siklus karbon

terdapat karbon di Atmosfer, karbon di Biosfer dan di Laut yang memiliki model siklus

karbon.

11

DAFTAR PUSTAKA

SCOPE 13 The Global Carbon Cycle

Janzen, H. H. (2004). Carbon cycling in earth systems—a soil science perspective. In Agriculture, ecosystems and environment.

Houghton, R. A. (2005). The contemporary carbon cycle. W. H. Schlesinger, editor. Biogeochemistry. Elsevier Science.

"http://id.wikipedia.org/wiki/Siklus_karbon"

12

13

KATA PENGANTAR

Puji syukur kepada Allah SWT yang telah memberikan rahmat hidayahnya serta

kekuatannya kepada kami, sehingga pembuatan makalah siklus karbon ini bisa selesai dengan

semestinya dan di inginkan dan kami dapat menyusun makalah siklus karbon ini tepat pada

waktunya.

Makalah siklus karbon ini dibuat atau disusun agar dapat memenuhi syarat-syarat

pembelajaran ekologi 1, kami pribadi sangat sadar bahwa dalam pembuatan makalah ekologi

1 ini kami memiliki banyak kekurangan maka kami pribadi mengharapkan kritik dan saran

yang dapat membangun dan dapat merubah serta menutupi segala kekurangan dalam dalam

pembuatan makalah siklus karbon ini.

Dengan tersusun makalah siklus karbon ini saya mengucapkan banyak terimakasih

kepada semua pihak yang telah membantu kami dalam prmbuatan makah ini.

Mataram, 20 November 2010

Penyusun

ii

DAFTAR ISI

HALAMAN SAMPUL................................................................................... i

KATA PENGANTAR.................................................................................... ii

DAFTAR ISI................................................................................................... iii

BAB 1. PENDAHULUAN............................................................ 1

1.1. Latar Belakang.............................................................................. 1

1.2. Rumusan Masalah......................................................................... 1

BAB II. PEMBAHASAN.............................................................. 2

2.1. Definisi Siklus Karbon................................................................. 2

2.2. Karbon Di Atmosfer..................................................................... 3

2.3. Karbon Di Biosfer......................................................................... 5

2.4. Karbon Di Laut ............................................................................ 7

BAB III. KESIMPULAN.............................................................. 9

DAFTAR PUSTAKA

iii