Mengapa karbon itu penting?
Pengertian Karbon.
Karbon merupakaun unsur kimia nu dimana tabel periodik dilambangan C sarta nomer atom 6. Unsur karbon tétravalén mibanda sababaraha bentuk alotrop:
Fullerit (fullerin) nyaéta molekul dina skala-nanométer. Dina bentuk nu basajan, 60 atom karbon ngabentuk lapisan grafit nu ngagulung jadi hiji struktur 3-dimensi nu sarupa jeung bal maénbal.
Secara umum, karbon akan diambil dari udara oleh organisme fotoautotrof (tumbuhan, ganggang, dll yang mampu melaksanakan fotosintesis). organisme tersebut, sebut saja tumbuhan, akan memproses karbon menjadi bahan makanan yang disebut karbohidrat, dengan proses kimia sebagai berikut :
6 CO2 + 6 H2O (+Sinar Matahari yg diserap Klorofil) ↔ C6H12O6 + 6 O2
Karbondioksida + Air (+Sinar Matahari yg diserap Klorofil)↔ Glukosa + Oksigen
Karbon merupakan unsur kimia dalam jadual berkala yang mempunyai simbol C dan nombor atom 6. Unsur bukan logam, tetravalen yang banyak, karbon mempunyai beberapa bentuk allotropik:
- Berlian (galian terkeras diketahui). Struktur: setiap atom terikat secara tetrahedron kepada empat yang lain, membentuk jaringan 3-dimensi atom enam ahli cincin bersegi.
- grafit (salah satu bahan terlembut). Struktur: setiap atom terikat tiga segi kepada tiga atom lain, membentuk jaringan 2-dimensi cincin leper enam ahli; helaian leper terikat dengan lemah. Digunakan dalam pensil untuk menandakan kertas.
- fullerene. Struktur: molekul besar setanding terbentuk sepenuhnya dari ikatan karbon tiga segi, membentuk (spheroids) (yang paling terkenal dan mudah ialah buckminsterfullerene atau bebola bucky).
- ceraphite (permukaan teramat lembut). Struktur tidak dapat dipastikan.
- lonsdaleite (herotan berlian). Struktur: menyerupai berlian, tetapi membentuk jaringan kristal hexagonal.
- karbon amorphous (bahan berkaca). Struktur: gabungan molekul karbon dalam bukan kristal, tidak sekata, bentuk berkaca.
- bentuk nano karbon (carbon nanofoam) (jaringan amat ringan bermegnet). Struktur: jaringan berkepadatan rendah menyerupai gugusan grafit, di mana atom bergabung secara tiga segi dalam enam dan tujuh ahli.
- tiub nano karbon (tiub halus). Struktur: setiap karbon terikat tiga segi dalam helaian melengkung yang membentuk silinder berlubang.
Jelaga terdiri daripada kawasan grafit kecil. Ia tersebar secara rawak, dengan itu seluruh struktur ialah isotropik.
Kabon berkaca - (Glassy carbon)' merupakan isotropik dan sebahagian besar mengandungi liang poros. Tidak seperti grafit normal, lapisan grafit tidak diatur seperti laman buku, tetapi tersusun secara rawak.
Karbon merupakan unsur mengagumkan untuk banyak sebab. Bentuk lainnya termasuk salah satu bahan yang paling lembut (grafit) dan yang paling keras (berlian) diketahui manusia. Tambahan lagi, ia mempunyai kecenderungan bagi ikatan kimia dengan atom kecil lain, termasuk atom karbon lain, dan saiz kecilnya membolehkan ia membentuk pelbagai ikatan. Disebabkan ciri-ciri ini, karbon diketahui membentuk hampir sepuluh juta sebatian kimia. Sebatian karbon membentuk asas kepada semua kehidupan di Bumi dan kitaran karbon-nitrogen memberikan sebahagian tenaga yang dihasilkan oleh matahari dan bintang lain.
Sistem Pertukaran Karbon
Siklus karbon adalah siklus biogeokimia dimana karbon dipertukarkan antara biosfer, geosfer, hidrosfer, dan atmosfer bumi. Adapun 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.
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 memberikan informasi tentang apakah kolam atau reservoir berfungsi sebagai sumber (source) atau lubuk (sink) karbon dioksida.
Karbon di atmosfer
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 iamemiliki peran yang penting dalam menyokong kehidupan. Gas-gas lain yang mengandung karbon di atmosfer adalah metan dan kloro floro carbon atau CFC (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. 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 sirkulasitermohalin yang membawa massa air di permukaan yang lebih berat ke kedalaman laut atau interior laut.
Karbon dapat kembali ke atmosfer dengan berbagai cara pula, yaitu:
Melalui pernafasan (respirasi) oleh tumbuhan dan binatang. Hal ini merupakan reaksi 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.
Karbon Di Biosfer
Karbon dipindahkan di dalam biosfer sebagai makanan heterotrop pada organisme lain atau bagiannya (seperti buah-buahan). 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 Termasuk di dalamnya pemanfaatan material organik yang mati (detritus) oleh jamur dan bakteri untuk fermentasi atau penguraian. 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). 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.
Karbon di laut
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−.
Hutan Sebagai Penyimpan Karbon
Besarnya CO2 (carbon dioksida) yang tersimpan dalam ekosistem hutan merupakan suatu penyangga penting dalam proses menjaga perubahan iklim (climate changes). Tetapi sangat disayangkan, konsentrasi gas rumah kaca (GRK) terus meningkat dari tahun ke tahun. Hal ini disebabkan oleh semakin banyaknya emisi yang dilepas oleh berbagai aktivitas manusia.
Kemampuan hutan untuk menyerap karbon semakin terbatas, salah satunya disebabkan oleh laju deforestasi yang semakin cepat. Peran penting hutan yang sedianya berfungsi sebagai penyimpan (storage) maupun penyerap (sink) karbon akan berubah menjadi salah satu sumber penghasil emisi panas yang mempengaruhi konsentrasi gas rumah kaca (GRK). Untuk mencegah agar kondisi hutan tidak semakin rusak, dan tentunya akan berkontribusi dalam menjaga fungsi hutan sebagai penyimpan dan penyerap karbon, maka beberapa lembaga yang konsern terhadap pengelolaan hutan yang lestari dan berkelanjutan (sustainable forest management), diantaranya Perkumpulan Telapak, Aliansi Masyarakat Adat Nusantara (AMAN), Jaringan untuk Hutan (JAUH) – Sulawesi Tenggara dan Forest Watch Indonesia (FWI), mendorong community logging menjadi salah satu solusi dalam mencegah terjadinya deforestasi dan degradasi hutan.
Community Logging Sebagai Model Pengelolaan Hutan Alternatif.
Community Logging dapat diartikan sebagai aktifitas pengelolaan kawasan hutan dan pemanfaatan hasil hutan kayu dan non kayu serta jasa lingkungan oleh komunitas adat/lokal, berdasarkan nilai dan norma yang berlaku (kearifan tradisional) dengan tetap menjaga kelestarian hutan dan keberlanjutan pengelolaannya. Community Logging bertujuan untuk memberikan sebuah alternatif dalam pengelolaan sumber daya hutan Indonesia yang lestari dan berkelanjutan serta dapat memberikan manfaat langsung bagi kesejahteraan masyarakat di dalam dan di sekitar hutan.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar