Obieg węgla w przyrodzie

Drugi z podstawowych cykli biochemicznych to obieg węgla. Bierze w nim udział węgiel w postaci atomowej lub w różnych związkach. Obieg ten polega na wymianie głównie dwutlenku węgla z atmosferą ziemską. Dwutlenek węgla biorący udział w wymianie pochodzi przede wszystkim z oceanów, gdzie jest go około 16 razy więcej niż w atmosferze. Powstaje również w procesach termicznego rozkładu surowców energetycznych (spalanie, wydobywanie się w czasie erupcji wulkanów i gorących źródeł oraz w procesach oddychania organizmów żywych). Najbardziej zaskakujące jest to, że prawie 90% przemian, związanych z oddychaniem, jest udziałem glonów żyjących w oceanach. Ogółem roślin, wiążąc 160 mld ton węgla, wytwarzają 400 mld ton tlenu w ciągu roku na obszarze całego globu.

Węgiel to podstawowy pierwiastek budulcowy związków organicznych. Węgiel jest włączony do obiegu w postaci CO2, który jest asymilowany przez organizmy fotosyntetyzujące (rośliny zielone, bakterie samożywne). Dzięki istniejącym łańcuchom pokarmowym węgiel przechodzi od roślin do konsumentów I rzędu (roślinożerców), a następnie do konsumentów II rzędu (mięsożercy). Węgiel wraca do obiegu (do atmosfery) jako CO2, powstający w procesie oddychania heterotrofów i autotrofów. Nie wszystkie rośliny i zwierzęta są zjadane przez inne zwierzęta. Jako obumarła materia organiczna stanowią one źródło pokarmu dla destruentów, głównie bakterii i grzybów saprofitycznych. Odżywiając się materią organiczną, destruenci wbudowują w swoje ciało atomy węgla, a równocześnie powodują rozkład materii organicznej do nieorganicznej. Część tej martwej materii wiele milionów lat temu przekształciła się w paliwa kopalne, np. węgiel kamienny, ropę.

Rozkład materii organicznej, przebiegający z udziałem destruentów, oraz oddychanie producentów, a głównie konsumentów, pozwalają utrzymać na stałym poziomie zawartość CO2 w atmosferze (0,03%). Jednakże obecnie bilans ten ulega pewnemu zachwianiu, m.in. na skutek przemysłowego przetwarzania przez człowieka paliw kopalnych zawierających głównie węgiel (spalanie ropy, węgla, drewna).