Углеродный цикл океана - Википедия - Oceanic carbon cycle

Углеродный цикл океана (МГЭИК )

В океанический углеродный цикл (или же морской углеродный цикл) состоит из процессов, которые обмениваются углерод между различными бассейнами в океане, а также между атмосферой, недрами Земли и морское дно. В цикл углерода является результатом многих взаимодействующих сил в различных временных и пространственных масштабах, которые циркулируют углерод по планете, обеспечивая доступность углерода во всем мире. Углеродный цикл океана является центральным процессом глобального углеродного цикла и включает оба неорганический углерод (углерод, не связанный с живыми существами, например углекислый газ) и органический углерод (углерод, который включен или был включен в живое существо). Часть морского углеродного цикла преобразует углерод между неживым и живым веществом.

Три основных процесса (или насоса), составляющие морской углеродный цикл, вызывают атмосферный углекислый газ (CO2) в глубь океана и распространит его по океанам. Этими тремя насосами являются: (1) насос растворимости, (2) насос для карбоната и (3) биологический насос. Общий активный запас углерода на поверхности Земли в течение периода менее 10 000 лет составляет примерно 40 000 гигатонн C (Гт C, гигатонна составляет один миллиард тонн или вес приблизительно 6 миллионов тонн. Голубые киты ), и около 95% (~ 38 000 Гт C) хранится в океане, в основном в виде растворенного неорганического углерода.[1][2] Видообразование[требуется разъяснение ] растворенного неорганического углерода в морском углеродном цикле является основным регулятором кислотно-щелочная химия в океанах.

Земные растения и водоросли (первичные производители ) ответственны за самые большие годовые потоки углерода. Хотя количество углерода, хранящегося в морских биота (~ 3 Гт C) очень мало по сравнению с наземной растительностью (~ 610 Гт C), количество углерода, обмененное (поток) этими группами примерно одинаково - около 50 Гт C каждая.[1] Морские организмы связывают углеродный и кислородный циклы посредством таких процессов, как фотосинтез.[1] Морской углеродный цикл также биологически связан с азот и фосфор циклы почти постоянной стехиометрический соотношение C: N: P 106: 16: 1, также известное как Коэффициент Редфилда Кетчума Ричардса (РКР),[3] в котором говорится, что организмы склонны поглощать азот и фосфор, включая новый органический углерод. Точно так же органическое вещество разлагается бактериями выделяет фосфор и азот.

На основании публикаций НАСА, Всемирная метеорологическая ассоциация, МГЭИК, и Международный совет по исследованию моря, а также ученые из NOAA, Океанографическое учреждение Вудс-Хоул, Институт океанографии Скриппса, CSIRO, и Национальная лаборатория Окриджа, антропогенное воздействие на морской углеродный цикл является значительным.[4][5][6][7] До промышленной революции океан был чистым источником CO.2 в атмосферу, тогда как сейчас большая часть углерода, попадающего в океан, поступает из атмосферного углекислого газа (CO2).[8] Сжигание ископаемого топлива и производство цемента изменили баланс двуокиси углерода между атмосферой и океанами.[6] вызывая закисление океанов.[8][9] Изменение климата в результате избытка CO2 в атмосфере, повысилась температура океана и атмосферы (глобальное потепление ).[10] Замедление темпов глобального потепления в период 2000–2010 гг.[11] может быть связано с наблюдаемым увеличением верхней теплосодержание океана.[12][13]


Часть серии о
Цикл углерода
Формы органического вещества. Webp
По регионам

Морской углерод

Углерод разделен на четыре отдельных пула в зависимости от того, является ли он органическим / неорганическим и растворен ли / в виде частиц. Процессы, связанные с каждой стрелкой, описывают преобразование, связанное с переносом углерода из одного резервуара в другой.

Соединения углерода можно разделить на органические или неорганические, растворенные или частицы в зависимости от их состава. Органический углерод составляет основу ключевого компонента органических соединений, таких как: белки, липиды, углеводы, и нуклеиновые кислоты. Неорганический углерод содержится в основном в простых соединениях, таких как диоксид углерода, угольная кислота, бикарбонат и карбонат (CO2, H2CO3, HCO3−, CO32− соответственно).

Морской углерод далее разделяется на частицы и растворенные фазы. Эти бассейны в рабочем состоянии определяются физическим разделением - растворенный углерод проходит через фильтр 0,2 мкм, а углерод в виде твердых частиц - нет.

Неорганический углерод

Есть два основных типа неорганического углерода, которые встречаются в океанах. Растворенный неорганический углерод (DIC) состоит из бикарбоната (HCO3−), карбонат (CO32−) и диоксид углерода (включая растворенный CO2 и угольная кислота H2CO3). DIC может быть преобразован в неорганический углерод в виде твердых частиц (PIC) посредством осаждения CaCO3 (биологически или абиотически). DIC также может быть преобразован в органический углерод в виде твердых частиц (POC) посредством фотосинтеза и химиоавтотрофия (т.е. первичное производство). DIC увеличивается с глубиной, поскольку частицы органического углерода тонут и вдыхаются. Свободный кислород уменьшается по мере увеличения ДВС, поскольку кислород потребляется во время аэробного дыхания.

Неорганический углерод в виде частиц (ПОС) - это другая форма неорганического углерода, обнаруженная в океане. Большинство ПОС - это CaCO3 который составляет раковины различных морских организмов, но также может образовываться в меркантильные мероприятия. Морские рыбы также выделяют карбонат кальция во время осморегуляция.[14]

Некоторые виды неорганического углерода в океане, такие как бикарбонат и карбонат, являются основными участниками щелочность, естественный океанский буфер, предотвращающий резкие изменения кислотности (или pH ). Морской углеродный цикл также влияет на скорость реакции и растворения некоторых химических соединений, регулирует количество углекислого газа в атмосфере и температуру Земли.[15]

Органический углерод

Как и неорганический углерод, в океане есть две основные формы органического углерода (растворенный и твердый). Растворенный органический углерод (DOC) функционально определяется как любая органическая молекула, которая может проходить через фильтр 0,2 мкм. DOC может быть преобразован в органический углерод в виде частиц в результате гетеротрофии, а также может быть преобразован обратно в растворенный неорганический углерод (DIC) путем дыхания.

Молекулы органического углерода, улавливаемые фильтром, определяются как органический углерод в виде твердых частиц (POC). ВОС состоит из организмов (мертвых или живых), их фекалий и детрит. POC можно преобразовать в DOC путем дезагрегации молекул и экссудация к фитопланктон, Например. ПОС обычно превращается в ДВС-синдром посредством гетеротрофии и дыхания.

Морские угольные насосы

Насос растворимости

Полная статья: Насос растворимости

Диссоциация углекислого газа по закону Генри

В океанах хранится самый большой на планете резервуар реактивного углерода в виде DIC, который вводится в результате растворения атмосферного углекислого газа в морской воде - насоса растворимости.[15] Водный CO2, угольная кислота Концентрации бикарбонат-иона и карбонат-иона включают растворенный неорганический углерод (DIC). DIC распространяется по всему океану посредством Термохалинное кровообращение, что обеспечивает огромную емкость хранения DIC в океане.[16] Приведенные ниже химические уравнения показывают реакции, в которых CO2 претерпевает после попадания в океан и превращается в водную форму.

Во-первых, диоксид углерода реагирует с водой с образованием угольной кислоты.

Поверхность моря растворенный неорганический углерод концентрация в 1990-е гг. (с GLODAP климатология )

 

 

 

 

(1)

Угольная кислота быстро распадается на свободную ион водорода (технически, гидроксоний ) и бикарбонат.

 

 

 

 

(2)

Свободный ион водорода встречается с карбонатом, уже присутствующим в воде при растворении CaCO3, и реагирует с образованием большего количества иона бикарбоната.

 

 

 

 

(3)

Растворенные частицы в приведенных выше уравнениях, в основном бикарбонат, составляют систему карбонатной щелочности, которая является основным фактором щелочности морской воды.[9]

Карбонатный насос

Карбонатный насос, который иногда называют противонасосом карбоната, запускается с морских организмов на поверхности океана, производящих твердые частицы неорганического углерода (PIC) в форме карбонат кальция (кальцит или же арагонит, CaCO3). Этот CaCO3 это то, что образует твердые части тела, как снаряды.[15] Формирование этих оболочек снижает содержание CO в атмосфере.2 за счет производства CaCO3[9] в следующей реакции с упрощенной стехиометрией:[17]

[18]

 

 

 

 

(4)

Кокколитофориды, почти повсеместная группа фитопланктона, производящая раковины из карбоната кальция, вносит основной вклад в карбонатный насос.[15] Из-за своего обилия кокколитофориды оказывают значительное влияние на химический состав карбонатов в поверхностных водах, в которых они обитают, и в океане внизу: они обеспечивают большой механизм нисходящего переноса СаСО2.3.[19] Авиа-море СО2 поток, вызванный морской биологической сообщество можно определить по соотношению дождя - пропорции углерода из карбоната кальция по сравнению с углеродом из органического углерода в твердых частицах, опускающихся на дно океана (PIC / POC).[18] Карбонатный насос действует как отрицательная обратная связь по CO.2 попадает в океан насосом растворимости. Это происходит с меньшей силой, чем насос растворимости.

Биологический насос

Полная статья: Биологический насос

Органический углерод в виде частиц, созданный в результате биологического производства, может быть экспортирован из верхних слоев океана в потоке, обычно называемом биологическим насосом, или вдыхаться (уравнение 6) обратно в неорганический углерод. В первом случае растворенный неорганический углерод биологически превращается в органическое вещество посредством фотосинтеза (уравнение 5) и других форм автотрофия[15] который затем тонет и частично или полностью переваривается гетеротрофами.[20] Органический углерод в виде частиц можно классифицировать в зависимости от того, насколько легко организмы могут расщеплять его для употребления в пищу: лабильный, полупустой или тугоплавкий. Фотосинтез фитопланктона является основным источником лабильных и полулабильных молекул и косвенным источником большинства тугоплавких молекул.[21][22] Лабильные молекулы присутствуют в низких концентрациях вне клеток (в пикомолярный range), а период полураспада составляет всего несколько минут в свободном состоянии в океане.[23] Они потребляются микробами в течение нескольких часов или дней после производства и обитают на поверхности океана.[22] где они вносят большую часть лабильного углеродного потока.[24] Полулабильные молекулы, которые гораздо труднее потреблять, могут достигать глубины в сотни метров под поверхностью, прежде чем метаболизируются.[25] Огнеупорный РОВ в основном состоит из сопряженный молекулы как Полициклические ароматические углеводороды или же лигнин.[21] Огнеупорный РОВ может достигать глубины более 1000 м и циркулирует в океанах в течение тысяч лет.[26][22][27] В течение года примерно 20 гигатонн фотосинтетически фиксированного лабильного и полулабильного углерода поглощается гетеротрофы, при этом потребляется менее 0,2 гигатонн тугоплавкого углерода.[22] морской растворенное органическое вещество (DOM) может хранить столько углерода, сколько текущий атмосферный CO2 поставлять,[27] но промышленные процессы меняют баланс этого цикла.[28]

 

 

 

 

(5)

 

 

 

 

(6)

Входы

Вклады в морской углеродный цикл многочисленны, но основной вклад в чистом виде вносят атмосфера и реки.[1] Гидротермальные источники обычно поставляют углерод в количестве, которое они потребляют.[15]

Атмосфера

Глобальный поток CO2 в воздухе и море - IPCC 2007
Процессы углеродного цикла в высоких широтах шельф морей  [29]

Перед Индустриальная революция, океан был источником CO2 к атмосфера [8] уравновешивание воздействия выветривания горных пород и атмосферного органического углерода в виде твердых частиц; теперь он стал стоком для избыточного атмосферного CO2.[30] Углекислый газ поглощается из атмосферы на поверхности океана со скоростью обмена, которая варьируется в зависимости от места. [31] но в среднем океаны имеют чистое поглощение CO2 2,2 Пг C в год.[31] Поскольку растворимость углекислого газа увеличивается при понижении температуры, холодные области могут содержать больше CO.2 и по-прежнему находиться в равновесии с атмосферой; Напротив, повышение температуры поверхности моря снижает способность океанов поглощать углекислый газ.[32][9] Север Атлантический и Скандинавский океаны имеют самый высокий уровень поглощения углерода на единицу площади в мире,[33] и в Северной Атлантике глубокой конвекции транспортов приблизительно 197 Tg в год Неогнеупорного углерода в глубину.[34]

Скорость обмена углекислого газа между океаном и атмосферой

Скорость обмена CO между океаном и атмосферой2 зависят от концентрации углекислого газа, уже присутствующего в атмосфере и океане, температуры, солености и скорости ветра.[35] Этот обменный курс может быть приблизительно равен Закон Генри и может быть рассчитан как S = kP, где растворимость (S) углекислого газа пропорционально количеству газа в атмосфере или его частичное давление.[1]

Фактор веселья

Поскольку поступление углекислого газа в океан ограничено, CO2 приток также можно описать Фактор веселья.[32][9] Фактор Revelle - это отношение изменения диоксида углерода к изменению растворенного неорганического углерода, которое служит индикатором растворения диоксида углерода в смешанном слое с учетом насоса растворимости. Фактор веселья - это выражение, характеризующее термодинамическая эффективность бассейна DIC для поглощения CO2 в бикарбонат. Чем ниже коэффициент Ревелла, тем выше способность морской воды поглощать углекислый газ. В то время как Ревелль в свое время рассчитал коэффициент около 10, данные исследования 2004 года показали, что коэффициент Ревелля варьируется от примерно 9 в тропических регионах низких широт до 15 в южном океане недалеко от Антарктиды.[36]

Реки

Реки может также переносить органический углерод в океан через выветривание или эрозия алюмосиликат (уравнение 7) и карбонатные породы (уравнение 8) на суше,

 

 

 

 

(7)

 

 

 

 

(8)

или разложением жизни (уравнение 5, например, растительный и почвенный материал).[1] Реки вносят в океаны примерно равные количества (~ 0,4 ГтС / год) DIC и DOC.[1] По оценкам, около 0,8 ГтС (DIC + DOC) ежегодно переносится из рек в океан.[1] Реки, впадающие в Chesapeake залив (Susquehanna, Потомак, и Джеймс рек) вводят приблизительно 0,004 Гт (6,5 x 1010 моль) ДВС в год.[37] Общий перенос углерода реками составляет примерно 0,02% от общего содержания углерода в атмосфере.[38] Хотя он кажется небольшим, в течение длительного периода времени (от 1000 до 10 000 лет) углерод, попадающий в реки (и, следовательно, не попадающий в атмосферу), служит стабилизирующей обратной связью для теплица потепление.[39]

Выходы

Судьба погребенной органики

Ключевыми результатами морской углеродной системы являются сохранение твердых частиц органического вещества (POC) и карбоната кальция (PIC), а также обратное выветривание.[1] Хотя есть регионы с локальной потерей CO2 в атмосферу и гидротермальные процессы чистых потерь в цикле не происходит.[15]

Сохранение органических веществ

Осаждение - это долгосрочный сток углерода в океане, а также самая большая потеря углерода океанической системой.[40] Глубокий морские отложения и геологические образования важны, поскольку они обеспечивают полную запись жизни на Земле и являются важным источником ископаемого топлива.[40] Океанический углерод может покинуть систему в виде детрита, который тонет и захоронен на морском дне, не подвергаясь полному разложению или растворению. Поверхность дна океана отложения счет 1.75x1015 кг углерода в глобальном углеродном цикле [41] Не более 4% твердых частиц органического углерода из эвфотический зона в Тихом океане, где основное производство встречается, погребен в морских отложениях.[40] Подразумевается, что, поскольку органического вещества в океан поступает больше, чем то, что закапывается, большая часть его расходуется или потребляется внутри.

Судьба тонущего органического углерода

Исторически отложения с самым высоким содержанием органического углерода часто обнаруживались в районах с высокой продуктивностью поверхностных вод или с низкими концентрациями кислорода в придонной воде.[42] 90% захоронения органического углерода происходит в отложениях дельты и континентальные шельфы и верхние склоны;[43] отчасти это связано с коротким временем воздействия из-за меньшего расстояния до морского дна и состава органического вещества, которое уже отложилось в этих средах.[44] Захоронение органического углерода также чувствительно к климатическим условиям: скорость накопления органического углерода была на 50% больше во время ледниковый максимум в сравнении с межледниковье.[45]

Деградация

POC разлагается серией микробных процессов, таких как метаногенез и сульфатредукция перед захоронением на морском дне.[46][47] Разложение POC также приводит к образованию микробного метана, который является основным газовым гидратом на окраинах континентов.[48] Лигнин и пыльца по своей природе устойчивы к деградация, и некоторые исследования показывают, что неорганические матрицы также могут защищать органические вещества.[49] Скорость сохранения органического вещества зависит от других взаимозависимых переменных, которые нелинейно изменяются во времени и пространстве.[50] Хотя разложение органического вещества происходит быстро в присутствии кислорода, микробы используют различные химические вещества (через редокс градиенты) могут разлагать органические вещества в аноксический отложения.[50] Глубина захоронения, на которой прекращается разложение, зависит от скорости осаждения, относительного содержания органического вещества в отложениях, типа захороненного органического вещества и множества других переменных.[50] Хотя разложение органических веществ может происходить в бескислородных отложениях, когда бактерии используют окислители, отличные от кислорода (нитрат, сульфат, Fe3+ ), декомпозиция имеет тенденцию к завершению минерализация.[51] Это происходит из-за преимущественного разложения лабильных молекул над преломляющими молекулами.[51]

Захоронение

Захоронение органического углерода является источником энергии для подземной биологической среды и может регулировать содержание кислорода в атмосфере в долгих временных масштабах (> 10 000 лет).[45] Захоронение может иметь место только в том случае, если органический углерод поступает на морское дно, делая континентальные шельфы и прибрежные окраины основными хранилищами органического углерода, образующегося в результате первичной продукции на суше и в океане. Фьорды, или скалы, образованные ледниковой эрозией, также были определены как области значительного захоронения углерода, скорость которого в сто раз выше, чем в среднем по океану.[52] Органический углерод в виде твердых частиц погребен в океанических отложениях, создавая путь от быстро доступного пула углерода в океане к его хранилищу в геологических временных масштабах. Когда углерод задерживается на морском дне, он считается синий углерод. Скорость захоронения можно рассчитать как разницу между скоростью оседания органического вещества и скоростью его разложения.

Консервация карбоната кальция

Осаждение карбоната кальция важно, поскольку оно приводит к потере щелочности, а также к высвобождению CO.2 (Уравнение 4), и поэтому изменение скорости сохранения карбоната кальция может изменить парциальное давление CO.2 в атмосфере Земли.[15] CaCO3 является сверхнадежный в подавляющем большинстве поверхностных вод океана и ненасыщенный на глубине,[9] это означает, что раковины с большей вероятностью растворятся, когда они опускаются в глубины океана. CaCO3 также могут растворяться в результате метаболического растворения (т.е. могут использоваться в пищу и выводиться из организма), и, таким образом, глубоководные отложения океана содержат очень мало карбоната кальция.[15] Осаждение и захоронение карбоната кальция в океане удаляет твердые частицы неорганического углерода из океана и в конечном итоге формирует известняк.[15] Во временных масштабах более 500000 лет климат Земли смягчается потоком углерода в и из литосфера.[53] Камни, образовавшиеся на морском дне океана, перерабатываются тектоника плит вернуться на поверхность и выветриться или подчиненный в мантия, углерод выделенный к вулканы.[1]

Человеческие воздействия

Океаны поглощают 15-40% антропогенного CO2,[54][55] и пока примерно 40% углерода из ископаемое топливо горение было перенесено в океаны.[56] Поскольку фактор Ревелля увеличивается с увеличением CO2, меньшая часть антропогенного потока будет поглощена океаном в будущем.[57] Текущее годовое увеличение атмосферного CO2 составляет примерно 4 гигатонны углерода.[58] Это вызывает изменение климата, которое стимулирует концентрацию углерода и процессы обратной связи углерод-климат, которые изменяют циркуляция океана и физико-химические свойства морская вода, который изменяет CO2 поглощение.[59][60] Перелов и пластиковое загрязнение океанов способствуют ухудшению состояния крупнейшего в мире поглотителя углерода.[61][62]

Закисление океана

Полная статья: Закисление океана

PH Мирового океана снижается из-за поглощения атмосферного CO.2.[63] Повышение содержания растворенного диоксида углерода снижает доступность карбонат-иона, уменьшая CaCO3 состояние насыщения, что делает термодинамически труднее сделать CaCO3 ракушка.[64] Карбонатные ионы предпочтительно связываются с ионами водорода с образованием бикарбоната,[9] таким образом, уменьшение доступности карбонатных ионов увеличивает количество несвязанных ионов водорода и уменьшает количество образующегося бикарбоната (уравнения 1–3). pH - это измерение концентрации ионов водорода, где низкий pH означает, что имеется больше несвязанных ионов водорода. Таким образом, pH является индикатором карбонатного видообразование (в формат углерода) в океанах и может использоваться для оценки того, как здоровый океан есть.[64]

Список организмов, которые могут бороться из-за подкисления океана, включает: кокколитофориды и фораминиферы (основа морская пищевая цепь во многих областях), человеческие источники пищи, такие как устрицы и моллюски,[65] и, пожалуй, самое заметное, сооружение, построенное организмами - коралловые рифы.[64] Большая часть поверхностных вод останется перенасыщенной по отношению к CaCO.3 (как кальцит, так и арагонит) в течение некоторого времени на текущих траекториях выбросов,[64] но организмы, которым требуется карбонат, вероятно, будут заменены во многих областях.[64] Коралловые рифы находятся под давлением из-за чрезмерного вылова рыбы, загрязнения нитратами и потепления воды; закисление океана добавит дополнительную нагрузку на эти важные структуры.[64]

Удобрение железом

Полная статья: Железное удобрение

Удобрение железом - один из аспектов геоинженерия, который целенаправленно манипулирует климатической системой Земли, обычно в аспектах углеродного цикла или радиационного воздействия. В настоящее время геоинженерный интерес представляет возможность ускорения биологического насоса для увеличения экспорта углерода с поверхности океана. Этот увеличенный экспорт теоретически может удалить избыток углекислого газа из атмосферы для хранения в глубинах океана. В настоящее время ведутся исследования по искусственному оплодотворению.[66] Из-за масштабов океана и быстрого времени реакции гетеротрофных сообществ на увеличение первичной продукции трудно определить, приводит ли лимитирующее удобрение питательными веществами к увеличению экспорта углерода.[66] Однако большая часть сообщества не считает это разумным или жизнеспособным.[67]

Плотины и водохранилища

Есть более 16 миллионов плотины в мире[68] которые изменяют перенос углерода из рек в океаны.[69] Используя данные из базы данных Global Reservoirs and Dams, которая содержит около 7000 водохранилищ, в которых содержится 77% общего объема воды, удерживаемой плотинами (8000 км3), по оценкам, доставка углерода в океан снизилась на 13% с 1970 года и, по прогнозам, достигнет 19% к 2030 году.[70] Избыток углерода, содержащийся в резервуарах, может дополнительно выделять в атмосферу ~ 0,184 Гт углерода в год.[71] и еще ~ 0,2 ГтС будут захоронены в отложениях.[70] До 2000 г. Миссисипи, то Нигер, а Река Ганг на бассейны приходится 25 - 31% всего залежи углерода.[70] После 2000 г. Парана (здесь 70 плотин) и Замбези (дом для самого большого водохранилища) бассейны рек превышали могилу Миссисипи.[70] Другие крупные источники захоронения углерода, вызванного плотиной, происходят на Дунай, то Amazon, то Янцзы, то Меконг, то Енисей, а Токантинс Реки.[70]

Недавние измерения

Исследование, проведенное в 2020 году в Nature Communications, проведенное Эксетерским университетом, обнаруживает значительно более высокий чистый приток углерода в океаны по сравнению с предыдущими исследованиями. Новое исследование использует спутниковые данные для учета небольшой разницы температур между поверхностью океана и глубиной в несколько метров, на которой проводятся измерения.[72][73] Это может быть полезно с точки зрения смягчение последствий изменения климата но проблематично с точки зрения закисление океана.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ а б c d е ж грамм час я j Х., Шлезингер, Уильям (2013). Биогеохимия: анализ глобальных изменений. Бернхардт, Эмили С. (3-е изд.). Уолтем, Массачусетс: Academic Press. ISBN  9780123858740. OCLC  827935936.
  2. ^ Falkowski, P .; Scholes, R.J .; Boyle, E .; Canadell, J .; Canfield, D .; Elser, J .; Gruber, N .; Hibbard, K .; Хёгберг, П. (2000-10-13). «Глобальный углеродный цикл: проверка наших знаний о Земле как системе». Наука. 290 (5490): 291–296. Bibcode:2000Sci ... 290..291F. Дои:10.1126 / science.290.5490.291. ISSN  0036-8075. PMID  11030643.
  3. ^ РЕДФИЛД, АЛЬФРЕД К. (1958). «Биологический контроль химических факторов в окружающей среде». Американский ученый. 46 (3): 230А – 221. JSTOR  27827150. PMID  24545739.
  4. ^ Холли, Рибик (16.06.2011). «Углеродный цикл: тематические статьи». earthobservatory.nasa.gov. Получено 2017-11-30.
  5. ^ Опубликован новый отчет «Климат, углеродные и коралловые рифы». Всемирная метеорологическая организация. 2015-11-05. Получено 2017-11-30.
  6. ^ а б «Пятый оценочный отчет - изменение климата 2013 г.». www.ipcc.ch. Получено 2017-11-30.
  7. ^ "Sabine et al. - Океанический сток для антропогенного CO2". www.pmel.noaa.gov. Получено 2017-11-30.
  8. ^ а б c Подкисление океана из-за увеличения содержания углекислого газа в атмосфере (PDF). Лондон: Королевское общество. 2005 г. ISBN  0-85403-617-2. Получено 17 ноября, 2017.
  9. ^ а б c d е ж грамм Zeebe, R; Вольф-Гладроу, Д. (2001). CO2 в морской воде: равновесие, кинетика, изотопы. Elsevier Science. п. 360.
  10. ^ «Пятый оценочный отчет - изменение климата 2013 г.». www.ipcc.ch. Получено 2017-11-26.
  11. ^ Рыцарь, J (2009). «Мировой океан: фальсифицируют ли тенденции глобальной температуры за последнее десятилетие прогнозы климата?». Бюллетень Американского метеорологического общества. 90: S56 – S57.
  12. ^ Информация, Министерство торговли США, Национальные экологические центры NOAA. «Глобальное тепло и солесодержание океана». www.nodc.noaa.gov. Получено 2017-11-26.
  13. ^ Guemas, V; Доблас-Рейес, Ф; Андреу-Бурилло, I; Асиф, М (2013). «Ретроспективный прогноз замедления глобального потепления за последнее десятилетие». Природа Изменение климата. 3 (7): 649–653. Bibcode:2013NatCC ... 3..649G. Дои:10.1038 / нклимат1863.
  14. ^ Wilson, R.W .; Millero, F.J .; Taylor, J. R .; Уолш, П. Дж .; Christensen, V .; Jennings, S .; Гроселл, М. (16 января 2009 г.). «Вклад рыбы в морской цикл неорганического углерода». Наука. 323 (5912): 359–362. Bibcode:2009Sci ... 323..359W. Дои:10.1126 / science.1157972. ISSN  0036-8075. PMID  19150840. S2CID  36321414.
  15. ^ а б c d е ж грамм час я j Эмерсон, Стивен (2008). Химическая океанография и морской углеродный цикл. Соединенное Королевство: Издательство Кембриджского университета. ISBN  978-0-521-83313-4.
  16. ^ Falkowski, P .; Scholes, R.J .; Boyle, E .; Canadell, J .; Canfield, D .; Elser, J .; Gruber, N .; Hibbard, K .; Högberg, P .; Linder, S .; MacKenzie, F.T .; Мур Б., 3 .; Pedersen, T .; Rosenthal, Y .; Зейтцингер, S .; Сметачек, В .; Штеффен, В. (2000). «Глобальный углеродный цикл: проверка наших знаний о Земле как системе». Наука. 290 (5490): 291–296. Bibcode:2000Sci ... 290..291F. Дои:10.1126 / science.290.5490.291. PMID  11030643.CS1 maint: числовые имена: список авторов (связь)
  17. ^ "ASLO: Лимнология и океанография: электронные книги". aslo.org. Получено 2017-11-28.
  18. ^ а б Smith, S. V .; Ки, Г. С. (1975-05-01). «Углекислый газ и метаболизм в морской среде1». Лимнология и океанография. 20 (3): 493–495. Bibcode:1975LimOc..20..493S. Дои:10.4319 / lo.1975.20.3.0493. ISSN  1939-5590.
  19. ^ Рост, Бьёрн; Рибезелл, Ульф (2004). Кокколитофориды. Шпрингер, Берлин, Гейдельберг. С. 99–125. CiteSeerX  10.1.1.455.2864. Дои:10.1007/978-3-662-06278-4_5. ISBN  9783642060168.
  20. ^ Ким, S; Kramer, R; Хэтчер, П. (2003). «Графический метод анализа широкополосных масс-спектров сверхвысокого разрешения природного органического вещества, диаграмма Ван Кревелена». Аналитическая химия. 75 (20): 5336–5344. Дои:10.1021 / AC034415P. PMID  14710810.
  21. ^ а б Брофи, Дженнифер Э .; Карлсон, Дэвид Дж. (1989). «Производство биологически стойкого растворенного органического углерода естественными микробными популяциями морской воды». Глубоководные исследования, часть А. Статьи об океанографических исследованиях. 36 (4): 497–507. Bibcode:1989DSRA ... 36..497B. Дои:10.1016/0198-0149(89)90002-2.
  22. ^ а б c d Моран, М; Куявински, Э; Стаббинс, А; Fatland, R; Aluwihare, L; Бьюкен, А; Crump, B; Dorrestein, P; Dyhrman, S; Hess, N; Хау, В; Longnecker, K; Медейрос, П; Ниггеманн, Дж; Оберностерер, I; Репета, Д; Вальдбауэр, Дж (2016). «Расшифровка углерода океана в меняющемся мире». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки. 113 (12): 3143–3151. Bibcode:2016ПНАС..113.3143М. Дои:10.1073 / pnas.1514645113. ЧВК  4812754. PMID  26951682.
  23. ^ Азам, Ф; Малфатти, Ф (2007). «Микробное структурирование морских экосистем». Обзоры природы Микробиология. 5 (10): 782–791. Дои:10.1038 / nrmicro1747. PMID  17853906. S2CID  10055219.
  24. ^ Моран, X; Утка, H; Эриксон, М (2013). «Потоки углерода через эстуарные бактерии отражают взаимодействие с фитопланктоном». Серия "Прогресс морской экологии". 489: 75–85. Bibcode:2013MEPS..489 ... 75 млн. Дои:10,3354 / meps10428.
  25. ^ Hansell, D; Карлсон, С. (1998). «Чистое общественное производство растворенного органического углерода». Глобальные биогеохимические циклы. 12 (3): 443–453. Bibcode:1998GBioC..12..443H. Дои:10.1029 / 98gb01928.
  26. ^ Follett, C; Репета, Д; Ротман, Д; Сюй, L; Сантинелли, К. (2014). «Скрытый цикл растворенного органического углерода в глубоком океане». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки. 111 (47): 16706–16711. Bibcode:2014ПНАС..11116706F. Дои:10.1073 / pnas.1407445111. ЧВК  4250131. PMID  25385632.
  27. ^ а б Ханселл, Д. (2013). «Непокорные фракции растворенного органического углерода». Ежегодный обзор морской науки. 5 (1): 421–445. Дои:10.1146 / annurev-marine-120710-100757. PMID  22881353.
  28. ^ Дони, Скотт; Рукельшаус, Мэри; Даффи, Эммет; Барри, Джеймс; Чан, Фрэнсис; Английский, Чад; Галиндо, Хизер; Гребмайер, Жаклин; Полый, Энн; Ноултон, Нэнси; Половина, Джеффри; Рабале, Нэнси; Сидман, Уильям; Талли, Линн (2012). «Влияние изменения климата на морские экосистемы». Ежегодный обзор морской науки. 4 (1): 11–37. Bibcode:2012 ОРУЖИЕ .... 4 ... 11Д. Дои:10.1146 / annurev-marine-041911-111611. PMID  22457967. S2CID  35349779.
  29. ^ Капелле, Дэвид В .; Kuzyk, Zou Zou A .; Папакириаку, Тим; Геген, Селин; Миллер, Лиза А .; Макдональд, Роби В. (2020). «Влияние наземного органического вещества на закисление океана и поток СО2 в шельфовом море Арктики». Прогресс в океанографии. 185: 102319. Bibcode:2020PrOce.18502319C. Дои:10.1016 / j.pocean.2020.102319. CC-BY icon.svg Материал был скопирован из этого источника, который доступен под Международная лицензия Creative Commons Attribution 4.0.
  30. ^ Raven, J.A .; Фальковскли, П. (2009). «Океанические поглотители атмосферного CO2» (PDF). Глобальные биогеохимические циклы. 23 (1): GB1005. Bibcode:2009GBioC..23.1005G. CiteSeerX  10.1.1.715.9875. Дои:10.1029 / 2008gb003349. HDL:1912/3415.
  31. ^ а б Такахаши, Т; Сазерленд, S; Суини, К; Пуассон, А; Метцль, Н. (2002). «Глобальный поток CO2 в море и воздухе на основе климатологического pCO2 поверхности океана, а также сезонных биологических и температурных эффектов». Deep Sea Research Part II: Актуальные исследования в океанографии. 49 (9–10): 1601–1622. Bibcode:2002DSRII..49.1601T. Дои:10.1016 / S0967-0645 (02) 00003-6.
  32. ^ а б Revelle, R; Suess, H (1957). «Обмен углекислого газа между атмосферой и океаном и вопрос об увеличении содержания СО2 в атмосфере за последние десятилетия». Скажи нам. 9 (1): 18–27. Bibcode:1957 Телла ... 9 ... 18R. Дои:10.1111 / j.2153-3490.1957.tb01849.x.
  33. ^ Такахаши, Т; Сазерленд, S; Ваннинкхоф, Р; ...., ...; де Баар, H (2009). «Среднее климатологическое значение и десятилетнее изменение pCO2 у поверхности океана и чистый поток CO2 из морской среды в глобальные океаны». Deep Sea Research Part II: Актуальные исследования в океанографии. 56 (8–10): 554–577. Bibcode:2009DSRII..56..554T. Дои:10.1016 / j.dsr2.2008.12.009.CS1 maint: числовые имена: список авторов (связь)
  34. ^ Fontela, M; Гарсиа-Ибанес, М; Hansell, D; Мерсье, Н; Перес, Ф (2016). «Растворенный органический углерод в меридиональной опрокидывающейся циркуляции Северной Атлантики». Природа. 6: 26931. Bibcode:2016НатСР ... 626931F. Дои:10.1038 / srep26931. ЧВК  4886255. PMID  27240625.
  35. ^ Роббинс, Л.Л .; Hansen, M.E .; Kleypas, J.A .; Мейлан, С.С. (2010). CO2calc - удобный калькулятор углерода в морской воде для Windows, Mac OS X и iOS (iPhone).. Отчет Геологической службы США в открытом доступе за 2010-1280 гг. п. 16.
  36. ^ Sabine, C.L .; Feely, R.A .; Грубер, Н; Key, R.M .; Ли, К. (2004). «Океанический сток антропогенного СО2». Наука. 305 (5682): 367–371. Bibcode:2004Наука ... 305..367С. Дои:10.1126 / science.1097403. HDL:10261/52596. PMID  15256665. S2CID  5607281.
  37. ^ Waldbusser, G; Пауэлл, Э; Манн, Р. (2013). «Экосистемные эффекты скопления раковин и круговорота в прибрежных водах: пример устричных рифов Чесапикского залива». Экология. 94 (4): 895–903. Дои:10.1890/12-1179.1.
  38. ^ Гали, Валье; Пекер-Эренбринк, Бернхард; Эглинтон, Тимоти (2015). «Глобальный экспорт углерода из земной биосферы, контролируемый эрозией». Природа. 521 (7551): 204–207. Bibcode:2015Натура.521..204G. Дои:10.1038 / природа14400. PMID  25971513. S2CID  205243485.
  39. ^ Велбел, Майкл Энтони (1993-12-01). «Температурная зависимость силикатного выветривания в природе: насколько сильна отрицательная обратная связь о долговременном накоплении СО2 в атмосфере и глобальном парниковом потеплении?». Геология. 21 (12): 1059–1062. Bibcode:1993Гео .... 21.1059В. Дои:10.1130 / 0091-7613 (1993) 021 <1059: TDOSWI> 2.3.CO; 2. ISSN  0091-7613. S2CID  747129.
  40. ^ а б c Эмерсон, S; Hedges, J (октябрь 1988 г.). «Процессы контроля содержания органического углерода в отложениях открытого океана». Палеоокеанография. 3 (5): 621–634. Bibcode:1988 Палок ... 3..621E. Дои:10.1029 / pa003i005p00621.
  41. ^ Ciais, Philippe; al. (2014). Изменение климата 2013: основы физических наук. Вклад Рабочей группы I в Пятый оценочный доклад Межправительственной группы экспертов по изменению климата (PDF). Издательство Кембриджского университета. С. 465–470.
  42. ^ Fleming, R.H .; Ревелль, Р. (1939). «Физические процессы в Мировом океане». В Траске П.Д. (ред.). Последние морские отложения. Талса: Американская ассоциация геологов-нефтяников. С. 48–141.
  43. ^ Бернер, Роберт А. (1989-01-01). «Биогеохимические циклы углерода и серы и их влияние на атмосферный кислород в фанерозойское время». Палеогеография, палеоклиматология, палеоэкология. Долгосрочная стабильность земной системы. 75 (1): 97–122. Bibcode:1989ППП .... 75 ... 97Б. Дои:10.1016/0031-0182(89)90186-7.
  44. ^ Хенрикс, Сьюзен (1992). «Ранний диагенез органического вещества в морских отложениях: прогресс и затруднения». Морская химия. 39 (1–3): 119–149. Дои:10.1016 / 0304-4203 (92) 90098-У.
  45. ^ а б Картапанис, Оливье; Бьянки, Даниэле; Жаккар, Сэмюэл; Гэлбрейт, Эрик (21.01.2016). «Глобальные импульсы захоронения органического углерода в глубоководных отложениях во время ледниковых максимумов». Nature Communications. 7: 10796. Bibcode:2016 НатКо ... 710796C. Дои:10.1038 / ncomms10796. ЧВК  4773493. PMID  26923945.
  46. ^ Claypool, G.E .; Каплан, И. (1974). Природные газы в морских отложениях. Пленум Пресс. С. 99–139.
  47. ^ D'Hondt, S; Резерфорд, S; Спивак, А.Дж. (2002). «Метаболическая активность подземной жизни в глубоководных отложениях». Наука. 295 (5562): 2067–2070. Bibcode:2002Научный ... 295.2067D. Дои:10.1126 / science.1064878. PMID  11896277. S2CID  26979705.
  48. ^ Квенволден, К.А .; Лоренсон, Т. Д. (2001). Чарльз К. Полл; Уильям П. Диллон (ред.). Гидраты природного газа: появление, распространение и обнаружение. Серия геофизических монографий. 124. Американский геофизический союз. С. 3–18. ISBN  978-0-875-90982-0.
  49. ^ Huguet, Carme; де Ланге, Герт Дж .; Густафссон, Орджан; Мидделбург, Джек Дж .; Sinninghe Damsté, Jaap S .; Схоутен, Стефан (15 декабря 2008 г.). «Селективное сохранение органического вещества почвы в окисленных морских отложениях (Абиссальная равнина Мадейры)». Geochimica et Cosmochimica Acta. 72 (24): 6061–6068. Bibcode:2008GeCoA..72.6061H. Дои:10.1016 / j.gca.2008.09.021.
  50. ^ а б c Хеджес, Джон I .; Ху, Фэн Шэн; Девол, Аллан Х .; Hartnett, Hilairy E .; Цамакис, Элизабет; Кейл, Ричард Г. (1999). «Консервация осадочного органического вещества: тест на избирательное разложение в кислородных условиях». Американский журнал науки. 299 (7–9): 529. Bibcode:1999AmJS..299..529H. Дои:10.2475 / ajs.299.7-9.529. ISSN  0002-9599.
  51. ^ а б Кристенсен, Эрик; Ахмед, Сайед I .; Девол, Аллан Х. (1995-12-01). «Аэробное и анаэробное разложение органических веществ в морских отложениях: что быстрее всего?». Лимнология и океанография. 40 (8): 1430–1437. Bibcode:1995LimOc..40,1430K. Дои:10.4319 / lo.1995.40.8.1430. ISSN  1939-5590.
  52. ^ Смит, Ричард; Бьянки, Томас; Эллисон, Мид; Savage, Candida; Гали, Валье (2015). «Высокие темпы захоронения органического углерода в отложениях фьордов во всем мире». Природа Геонауки. 8 (6): 450. Bibcode:2015НатГе ... 8..450S. Дои:10.1038 / ngeo2421.
  53. ^ Кастинг, Дж. Ф .; Toon, O.B .; Поллак, Дж. Б. (1 февраля 1988 г.). «Как изменился климат на планетах земной группы». Scientific American. 258 (2): 90–97. Bibcode:1988SciAm.258b..90K. Дои:10.1038 / scientificamerican0288-90. ISSN  0036-8733. PMID  11538470.
  54. ^ Khatiwala, S; Primeau, F; Холл, Т (2009). «Реконструкция истории антропогенных концентраций СО2 в океане». Природа. 462 (7271): 346–349. Bibcode:2009Натура.462..346K. Дои:10.1038 / природа08526. PMID  19924213. S2CID  2301279.
  55. ^ Le Quere, C; Andres, R; Боден, Т; Конвей, Т; Houghton, R; Дом, Дж; Марланд, Дж; Peters, G; ван дер Верф, G; Альстром, А; Эндрю, Р; Бопп, Л; Канаделл, Дж; Ciais, P; Дони, S; Энрайт, С; Friedlingston, P; Хантингфорд, К; Джайн, А; Jourdain, C; Като, Э; Килинг, R; Klein Goldewijk, K; Левис, S; Леви, П; Ломас, М; Поултер, Б; Раупах, М; Швингер, Дж; Ситч, S; Stocker, B; Viovy, N; Zaehle, S; Чжэн, Н. (2013). «Глобальный углеродный бюджет 1959–2011 гг.». Данные науки о Земле. 5 (1): 165–185. Bibcode:2013ESSD .... 5..165л. Дои:10.5194 / essd-5-165-2013.
  56. ^ Quay, P.D .; Тилбрук, В .; Вонг, С. С. (1992-04-03). «Поглощение СО2 из ископаемого топлива в океане: доказательства углерода-13». Наука. 256 (5053): 74–79. Bibcode:1992 Наука ... 256 ... 74Q. Дои:10.1126 / science.256.5053.74. ISSN  0036-8075. PMID  17802595. S2CID  9289370.
  57. ^ Ревелль, Роджер; Зюсс, Ханс Э. (1957-02-01). «Обмен углекислого газа между атмосферой и океаном и вопрос увеличения содержания CO2 в атмосфере в последние десятилетия». Скажи нам. 9 (1): 18–27. Bibcode:1957 Телла ... 9 ... 18R. Дои:10.1111 / j.2153-3490.1957.tb01849.x. ISSN  2153-3490.
  58. ^ Ciais, P; Сабина, К. (2014). "6" (PDF). Углерод и другие биогеохимические циклы в изменении климата 2013: основы физических наук. Кембридж и Нью-Йорк: Издательство Кембриджского университета. С. 465–570.
  59. ^ Бур, G; Арора, V (2013). «Обратная связь в глобальных углеродных бюджетах, основанных на выбросах и концентрациях». Журнал климата. 26 (10): 3326–3341. Bibcode:2013JCli ... 26.3326B. Дои:10.1175 / JCLI-D-12-00365.1.
  60. ^ Грегори, Дж; Джонс, К; Cadule, P; Фридлингштейн, П (2009). «Количественная оценка обратной связи углеродного цикла». Журнал климата. 22 (19): 5232–5250. Bibcode:2009JCli ... 22,5232 г. Дои:10.1175 / 2009JCLI2949.1.
  61. ^ Харви, Фиона (04.12.2019). «Решение проблемы деградировавших океанов может смягчить климатический кризис - доклад». Хранитель. ISSN  0261-3077. Получено 2019-12-07.
  62. ^ Харви, Фиона (07.12.2019). «Мировой океан теряет кислород с беспрецедентной скоростью, - предупреждают эксперты». Хранитель. ISSN  0261-3077. Получено 2019-12-07.
  63. ^ Калдейра, Кен; Уикетт, Майкл Э. (25 сентября 2003 г.). «Океанография: антропогенный углерод и pH океана». Природа. 425 (6956): 365. Bibcode:2003 Натур. 425..365C. Дои:10.1038 / 425365a. ISSN  1476-4687. PMID  14508477. S2CID  4417880.
  64. ^ а б c d е ж Закисление океана. Гаттузо, Жан-Пьер., Ханссон, Лина. Оксфорд [Англия]: Издательство Оксфордского университета. 2011 г. ISBN  9780199591091. OCLC  823163766.CS1 maint: другие (связь)
  65. ^ Бартон, Алан (2015). «Воздействие подкисления прибрежных районов на индустрию моллюсков северо-запада Тихого океана и стратегии адаптации, реализованные в ответ» (PDF). Океанография. 25 (2): 146–159. Дои:10.5670 / oceanog.2015.38.
  66. ^ а б Aumont, O .; Бопп, Л. (01.06.2006). «Глобализация результатов исследований по удобрению железа in situ в океане». Глобальные биогеохимические циклы. 20 (2): GB2017. Bibcode:2006GBioC..20.2017A. Дои:10.1029 / 2005gb002591. ISSN  1944-9224.
  67. ^ Чисхолм, S; Фальковски, П; Каллен, Дж (2001). «Дискредитация удобрения океана». Наука. 294 (5541): 309–310. Дои:10.1126 / science.1065349. PMID  11598285. S2CID  130687109.
  68. ^ Ленер, Б; Liermann, C; Ревенга, C; Vorosmarty, C; Фекете, Б; Crouzet, P; Кукла, П; Endejan, M; Френкен, К; Магоме, Дж; Nilsson, C; Робертсон, Дж; Rodel, R; Синдорф, N; Виссер, Д. (2011). «Картирование с высоким разрешением мировых водохранилищ и плотин для устойчивого управления речным стоком». Границы экологии и окружающей среды. 9 (9): 494–502. Дои:10.1890/100125.
  69. ^ Ренье, П; Friedlingstein, P; ..., ...; Thullner, M (2013). «Антропогенное возмущение потоков углерода с суши в океан». Природа Геонауки. 6 (8): 597–607. Bibcode:2013НатГе ... 6..597R. Дои:10.1038 / ngeo1830. HDL:10871/18939.CS1 maint: числовые имена: список авторов (связь)
  70. ^ а б c d е Маавара, Т; Lauerwald, R; Ренье, П; Ван Каппеллен, П. (2016). «Глобальное нарушение круговорота органического углерода из-за строительства плотин на реках». Природа. 8: 15347. Bibcode:2017НатКо ... 815347M. Дои:10.1038 / ncomms15347. ЧВК  5442313. PMID  28513580.
  71. ^ Barros, N; Коул, Дж; Транвик, Л; Прерия, Y; Баствикен, Д; Huszar, V; дель Джорджио, П; Роланд, Ф (2011). «Выбросы углерода из водохранилищ гидроэлектростанций в зависимости от возраста и широты водохранилищ». Природа Геонауки. 4 (9): 593–596. Bibcode:2011НатГе ... 4..593B. Дои:10.1038 / ngeo1211.
  72. ^ «Поглощение углерода океаном сильно недооценено». Phys.org. 4 сентября 2020.
  73. ^ Уотсон, Эндрю Дж .; Шустер, Юте; Шатлер, Джейми Д.; Холдинг, Томас; Ashton, Ian G.C .; Ландшютцер, Питер; Вульф, Дэвид К .; Годдин-Мерфи, Лоннеке (4 сентября 2020 г.). «Пересмотренные оценки потока CO 2 из океана в атмосферу согласуются с инвентаризацией углерода в океане». Nature Communications. 11 (1): 4422. Дои:10.1038 / s41467-020-18203-3. ISSN  2041-1723. Получено 8 октября 2020. CC-BY icon.svg Текст и изображения доступны под Международная лицензия Creative Commons Attribution 4.0.

внешняя ссылка