Fotosíntesis

La vegetación terrestre y los suelos contienen tres veces más carbono que el aire. Cada año, por el proceso fotosintético, más de 100 PgC que se encuentran en la atmósfera en forma de CO2 son captados por la biota terrestre y más de 40 PgC por la biota marina. De esta forma, casi la quinta parte de todo el CO2 atmosférico es reciclado cada año por la actividad vegetativa.

En forma simplificada la fotosíntesis, o reacción clorofílica, puede escribirse de la siguiente forma: CO2 + H2O = CH2O + O2 , en donde CH2O representa la combinación molecular básica de un azúcar.

Cada molécula de CO2 del aire queda convertida en un átomo de carbono orgánico (Corg), que pasa a formar parte de un azúcar, y en una molécula residual de oxígeno (O2), que pasa al reservorio de la atmósfera. Por eso, de una forma aún más esquemática, la reacción fotosintética puede escribirse así: CO2 + luz solar = Corg + O2

Oxidación

La fotosíntesis tiene su contrapartida en la respiración metabólica de la mayoría de las bacterias, de las plantas y de los animales. La respiración consiste químicamente en la oxidación del carbono orgánico, reacción en la cual se desprende calor: Corg + O2 = CO2 .

Concretamente la reacción completa de oxidación de un mol de glucosa es: C6H12O6 + 6O2 = 6 CO2 + 6 H2O + 2874 kJ .

De esta manera, la mayor parte del Corg creado en la fotosíntesis se consume rápidamente y se oxida volviendo a formar CO2 atmosférico, ya sea en la respiración metabólica de los mismos organismos fotosintéticos autótrofos que lo crearon (bacterias, algas, plantas), o bien en la respiración de los animales heterótrofos que se alimentan de ellos. El animal humano, entre otros. Por ejemplo, diariamente, el metabolismo de una persona que siga la dieta media de 2.800 kcal/día produce 1.140 gramos de CO2 .

Otra pequeña parte —el carbono orgánico contenido en los restos y cadáveres de bacterias, plantas y animales— es también oxidado, en una reacción de descomposición similar a la de la respiración.

Balance

Si estas dos reacciones bioquímicas opuestas, fotosíntesis y oxidación, se hubiesen producido siempre con la misma intensidad, no habría en este ciclo ni pérdidas ni ganancias de CO2 atmósferico. Ni tampoco nunca se habría acumulado oxígeno en la atmósfera. El carbono contenido en la materia orgánica, creada en la fotosíntesis vegetal y transmitida por la cadena alimentaria a la vida animal, sería devuelto a la atmósfera en forma de CO2, tras la oxidación ocasionada en la respiración metabólica y en la descomposicion de la materia muerta.

Pero no todo el carbono orgánico formado en la fotosíntesis es consumido, pues una cierta cantidad —contenido en los restos de materia muerta sin descomponer— suele quedar enterrado en las rocas sedimentarias, sin posibilidad, al menos en el corto plazo, de ser oxidado y convertido de nuevo en CO2.

Y a largo plazo (mil millones de años...) se cree que debido a este balance negativo la biosfera se quedará sin el CO2 necesario para que la fotosíntesis y la vida vegetal continúe.

nota: Pg (Petagramo) = Gt (Gigatonelada) = mil millones de toneladas