Karbon dioksida pada atmosfer Bumi

Karbon dioksida pada atmosfer Bumi merupakan salah satu senyawa kimia utama yang turut mendukung berlangsungnya kehidupan dari makhluk hidup di Bumi.^[1] Pada atmosfer Bumi, karbon dioksida (CO₂) merupakan salah satu zat utama, meskipun jumlahnya sangat sedikit bila dibandingkan dengan oksigen dan nitrogen.^[2] Peran utama dari karbon dioksida pada atmosfer Bumi adalah sebagai pendukung pembentukan karbohidrat pada tumbuhan melalui proses fotosintesis.^[3] Namun, akibat aktivitas manusia seperti pembakaran bahan bakar fosil dan deforestasi yang mengeluarkan terlalu banyak CO₂, senyawa kimia ini juga meningkatkan suhu rata-rata dunia melalui efek rumah kaca dan menyebabkan pemanasan global.

Karbon dioksida pada atmosfer Bumi cenderung mengalami peningkatan konsentrasi setiap tahun. Pada awal abad ke-18 Masehi, konsentrasi karbon dioksida di atmosfer Bumi meingkat secara perlahan hingga mencapai nilai rata-rata 280 ppm. Namun setelah Revolusi Industri, konsentrasi karbon dioksida meningkat secara pesat hingga mencapai nilai 417 ppm pada tahun 2020.^[4] Konsentrasi karbon dioksida di atmosfer Bumi dipengaruhi oleh kegiatan manusia dan pembusukan vegetasi tumbuhan. Manusia mengadakan budi daya pertanian dan membentuk industri global sehingga meningkatkan konsentrasi karbon dioksida pada atmosfer Bumi. Sementara itu, kemampuan samudra sebagai penyerap karbon dan proses alam lain dalam mengurangi jumlah karbon dioksida pada atmosfer Bumi lebih lambat dibandingkan pelepasan gas karbon dioksida oleh kegiatan manusia.^[5]

Tumbuhan melakukan kegiatan fotosintesis dengan memanfaatkan bantuan dari sinar matahari. Selama fotosintesis, terjadi perubahan senyawa dari karbon dioksida menjadi karbohidrat. Sementara itu, tumbuhan juga menghasilkan oksigen yang kemudian dilepaskan ke atmosfer Bumi. Proses fotosintesis pada tumbuhan baru juga menyerap karbon dioksida yang tersimpan di dalam hutan. Penyerapan karbon dioksida juga berlaku pada hutan dengan proses pertumbuhan yang cepat.^[5]

Suhu rendah di wilayah kutub dapat melarutkan karbon dioksida dengan mudah. Arus termohalin yang mengandung massa air akan membawa larutan karbon dioksida ke permukaan air dengan massa yang lebih berat. Hal ini membuat karbon dioksida akan masuk ke lapisan air yang lebih dalam.^[5]

Makhluk hidup di laut yang tinggal dekat dengan permukaan air laut memiliki kemampuan mengubah karbon dioksida menjadi jaringan dan organ yang keras, khususnya cangkang dan bagian tubuh yang keras. Proses ini akan menyebabkan aliran karbon dioksida ke lapisan air yang lebih dalam.^[5]

Pelapukan batuan silikat tidak membawa karbon dioksida menuju ke penerima yang akan membawanya kembali ke atmosfer Bumi. Penyerapan karbon dioksida diubah menjadi karbonat laut selama proses pelapukan batuan silikat. Ion bikarbonat terbentuk dari reaksi pembalikan yang kemudian mengarahkannya menuju ke laut.^[5]

Bahan bakar fosil seperti batu bara, minyak bumi, dan gas alam merupakan pelepasan CO₂ antropogenik terbesar di dunia. Lebih dari 80% dari emisi karbon dioksida oleh manusia adalah dari pembakaran bahan bakar fosil, dengan sejumlahnya adalah sekitar 35 miliar ton metrik per tahun,^[6] dibandingkan dengan 4 miliar ton metrik dari perubahan penggunaan lahan.^[7]

Karbon dioksida dapat dihasilkan oleh hasil pembusukan tubuh makhluk hidup oleh fungi dan bakteri yang berperan sebagai pengurai. Senyawa karbon dioksida berasal dari karbon yang terkandung di dalam tubuh makhluk hidup yang mengalami kematian. Pembentukan karbon dioksida ini hanya terjadi pada lingkungan yang dikelilingi oleh oksigen. Sementara itu, lingkungan tanpa oksigen hanya akan menghasilkan metana.^[5]

Respirasi pada makhluk hidup mampu menghasilkan karbon dioksida yang kemudia terlepas ke atmosfer Bumi. Keluarnya karbon dioksida dari sistem pernapasan merupakan hasil dari reaksi eksotermik. Pada molekul organik, penguraian glukosa juga menghasilkan karbon dioksida yang terbawa bersama air.^[5]

Semen terbuat dari kapur, gamping atau tawas yang melalui proses pemanasan. Selama proses pemanasan, dihasilkan pula karbon dioksida dalam jumlah yang banyak.^[8]

Karbon dioksida terlarut dapat kembali ke atmosfer Bumi ketika berada di permukaan laut yang lebih hangat. ^[8]

Ketika terjadi letusan gunung dari suatu gunung berapi, gas yang keluar dari dalam gunung mengandung uap air, karbon dioksida, dan belerang. Letusan gunung melepaskan karbon dioksida ke atmosfer Bumi dengan jumlah yang hampir sama dengan pengikatan karbon dioksida selama pelapukan batuan silikat. Keseimbangan antara letusan gunung dan pelapukan batuan silikat membuat kedua fenomena ini tidak memberikat pengaruh terhadap peningkatan jumlah karbon dioksida di atmosfer Bumi selama seratus ribu tahun.^[8]

Keberadaan karbon dioksida di atmosfer Bumi dapat membantu pertumbuhan tanaman dengan bantuan angin.^[9] Angin dapat mempengaruhi laju transpirasi, laju penguapan, dan ketersediaan karbon dioksida di udara. Angin yang membawa karbon dioksida di udara pada kecepatan udara antara 0,1 hingga 0,25 m/s akan memudahkan tanaman dalam melakukan pertumbuhan.^[10]

• Peristiwa Azolla, 49 juta tahun yg lalu
• Siklus karbon
• Catatan suhu global
• Kurva Keeling, grafik menunjukkan akumulasi karbon dioksida pada atmosfer bumi berdasarkan penelitian di Hawaii

1. ^ Ramadhani 2018, hlm. 11.
2. ^ Ramadhani 2018, hlm. 4.
3. ^ Ramadhani 2018, hlm. 5.
4. ^ "Sejak Mei Lalu, Karbon Dioksida Capai Konsentrasi Tertinggi dalam Sejarah". Hitekno.com. 2020-07-12. Diakses tanggal 2022-04-20.  Parameter |first1= tanpa |last1= di Authors list (bantuan)
5. ^ ^{a b c d e f g} Afdal 2007, hlm. 30.
6. ^ Irwan, Alexander (2022-02-24). Kustiani, Rini, ed. "Teknologi Canggih Penyerap Karbon Bernama Hutan". Tempo.co. Diakses tanggal 2022-04-20. 
7. ^ "Global Carbon Project (GCP)". www.globalcarbonproject.org (dalam bahasa Inggris). Diarsipkan dari versi asli tanggal 2022-04-08. Diakses tanggal 2022-04-05. 
8. ^ ^{a b c} Afdal 2007, hlm. 31.
9. ^ Karyati 2019, hlm. 32.
10. ^ Karyati 2019, hlm. 33.

• Afdal (2007). "Siklus Karbon dan Karbon dioksida di Amtmosfer dan Samudera" (PDF). Oseana. 32 (2). 
• Karyati (2019). MH, Aldi, ed. Mikroklimatologi Hutan (PDF). Samarinda: Mulawarman University Press.  Parameter |url-status= yang tidak diketahui akan diabaikan (bantuan)
• Ramadhani, Sulistyani Puteri (2018). Bumi dan Antariksa: Konsep dan Panduan Pengajar Inovatif (PDF). Depok: Yayasan Yiesa Rich. ISBN 978-623-925-003-4.  Parameter |url-status= yang tidak diketahui akan diabaikan (bantuan)