El ciclo del carbono es un proceso fundamental en la naturaleza donde las plantas verdes absorben el anhídrido carbónico de la atmósfera y, mediante la fotosíntesis, lo convierten en celulosa. Esta celulosa es utilizada por los seres vivos de diversas formas, ya sea como alimento, madera o carbón. Cuando este tejido vegetal se descompone, el anhídrido carbónico es liberado de nuevo a la atmósfera, completando así un ciclo vital para la vida en la Tierra. En Astrofísica, el ciclo del carbono también se refiere a una serie de reacciones nucleares que explican la producción de energía en ciertas estrellas.
Las plantas verdes absorben el anhídrido carbónico de la atmósfera y emplean la energía suministrada por la luz para convertirlo en la celulosa del tejido vegetal.
Este tejido es utilizado de diversas formas. Por ejemplo, el hombre se alimenta con los tejidos de ciertas plantas y usa otros en forma de madera o carbón. Cuando ese tejido vegetal se descompone, el anhídrido carbónico vuelve a la atmósfera, de la que puede ser otra vez absorbido. Véase Fotosíntesis.
En Astrofísica, se denomina ciclo del carbono la serie de reacciones nucleares propuesta por H. A. Bethe, e independientemente por C. F. Weizsácker, para explicar la producción de energía en determinadas estrellas.
El carbono no se consume en el ciclo, que comienza y finaliza con un C-12, el Isótopo del carbono con Número másico 12. El resultado neto de las reacciones de fusión y de los procesos de desintegración radiactiva en el ciclo es la formación de un átomo de helio a partir de cuatro átomos de hidrógeno y la liberación de unos 27 MeV (millones de Electrón voltios) de energía (v. Átomo, Transmutación, Fusión Nuclear).
Esquemáticamente, la reacción nuclear transcurre así: en su primera fase se forma un núcleo de nitrógeno-13 y es liberada la energía de fusión Q al reaccionar un Protón (1H1) con el núcleo de carbono: 6C12 + 1H1 => 7N13 + Q
El núcleo radiactivo N-13 se desintegra rápidamente convirtiéndose en C-13 y emitiendo un Positrón (1e0): 7N13 => 6C12 + +1e0
En el resto del ciclo, O representa el oxígeno y He el helio. 6C13 + 1H1 => 7N14 + Q.
El N-14 se combina después con otro protón para formar O-15, que al emitir un positrón se convierte en N-15. El núcleo de N-15 se combina con un cuarto protón para formar un nuevo núcleo de C-12 y helio. 7N14 + 1H1 => 8O15 + Q; 8O15 => 7N15 + +1e0; 7N15 + 1H1=> 6C12 + 2He4
En el interior de una estrella de masa parecida a la del Sol, transcurren varios millones de años hasta que un gramo de hidrógeno se ha trasmutado en helio por este proceso. Para poder realizarse el ciclo de Bethe, la temperatura interior del astro ha de ser del orden de los 20000000 de grados.
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¿De que manera los combustibles fósiles vuelven al ciclo del carbono?
Los combustibles fósiles, como el petróleo, el carbón y el gas natural, son el resultado de la descomposición de materia orgánica a lo largo de millones de años.
Cuando se queman, liberan dióxido de carbono (CO2) a la atmósfera.
Este CO2 es absorbido por plantas durante la fotosíntesis, y parte de él es almacenado en forma de materia orgánica.
Con el tiempo, esta materia orgánica puede convertirse en combustibles fósiles nuevamente, cerrando así el ciclo del carbono.
Sin embargo, la quema de combustibles fósiles a un ritmo mucho más rápido de lo que se forma nueva materia orgánica está causando un desequilibrio en el ciclo del carbono, lo que contribuye al calentamiento global y al cambio climático.
