Language
Country/Area
No result found
Чудо преобразования углерода в океане: как взаимодействуют органический и неорганический углерод?
Углеродный цикл в океане — это сложный и волшебный процесс, который включает взаимодействие углерода между несколькими резервуарами и обмен углеродом между атмосферой, недрами Земли и морским дном. Этот цикл не только способствует глобальному углеродному циклу, но и обеспечивает доступность углерода в глобальном масштабе. Углеродный цикл океана является основным процессом глобального углеродного цикла и включает в себя два типа неорганического углерода (например, углекислого газа) и органического углерода (например, углерода в живых организмах). Благодаря этим процессам океан может втягивать углекислый газ из атмосферы в свои недра и транспортировать его по различным регионам океана.
Океан хранит около 95 % активного углерода в мире, но лишь небольшое его количество хранится в органических организмах.
Три основных процесса углеродного цикла океана называются «насосами». К этим насосам относятся насосы для растворов, карбонатные насосы и биологические насосы. Насосы растворения переносят углерод из атмосферы в океан посредством растворения углекислого газа. Карбонатный насос включает в себя карбонат кальция, вырабатываемый морскими организмами, а биологические насосы играют важную роль в фотосинтезе и дыхании морских организмов. Эти процессы связывают органический углерод и неорганический углерод в океане, показывая взаимозависимость и взаимосвязь преобразования между ними.
В морской воде на разных глубинах содержание растворенного неорганического углерода увеличивается по мере оседания частиц органического углерода. То, как морские растения и водоросли (то есть первичные производители) ежегодно поглощают и выделяют углерод, оказывает незаменимое влияние на глобальный углеродный цикл. Хотя количество углерода, хранимого в морских организмах, ничтожно по сравнению с наземными растениями, углеродный обмен (то есть поток углерода) между ними почти равен, что демонстрирует решающую важность океана в глобальном углеродном цикле.
Ученые отмечают, что океан играет важную роль в снижении концентрации углекислого газа в атмосфере, но при этом он также способствует закислению океана.
Однако нельзя игнорировать влияние деятельности человека на углеродный цикл океана. До промышленной революции океан был чистым источником углекислого газа, выбрасываемого в атмосферу, но теперь он стал чистым поглотителем углекислого газа. Согласно новым данным, океан поглощает около четверти антропогенного углекислого газа каждый год, в некоторой степени замедляя рост углекислого газа в атмосфере. Но по мере того, как этот процесс поглощения усиливается, кислотность океана также повышается, создавая потенциальную угрозу морским экосистемам.
В этом контексте нам необходимо понять, как взаимодействие неорганического и органического углерода влияет на морскую среду. Неорганический углерод в океане существует в основном в форме угольной кислоты, бикарбоната и углекислого газа, тогда как органический углерод образуется организмами в результате фотосинтеза и других биологических процессов. Этот органический углерод может расщепляться микроорганизмами с выделением бикарбоната или образовывать твердый органический углерод в мелководных морских отложениях. Эта серия процессов показывает, что углеродный цикл океана не изолирован, а тесно связан с другими биогеохимическими циклами.
Органический углерод в океане вырабатывается планктоном, который является неотъемлемой частью пищевой цепи.
Биологический насос в основном приводится в действие фотосинтезом крошечного фитопланктона на поверхности моря. Эти организмы могут поглощать большое количество углекислого газа и превращать его в органический углерод. Когда этот планктон умирает, его останки погружаются в глубокий океан и становятся частью донных отложений. Благодаря этому процессу океан обеспечивает путь для долгосрочного хранения стабильного углерода — ключевого биогеохимического процесса, роль которого в борьбе с глобальным потеплением нельзя игнорировать.
С точки зрения изменения климата важность такого процесса преобразования углерода еще более заметна. По мере повышения глобальной температуры растет и температура океанов, что изменит растворимость морской воды, влияя на хранение и взаимодействие углерода. Все это меняет морские экосистемы и побуждает нас переосмыслить влияние человеческой деятельности на океан и то, как мы должны реагировать на эту проблему.
Столкнувшись с двойной проблемой изменения климата и закисления океана, вопрос о том, как эффективно управлять углеродным циклом океана, станет серьезным испытанием для глобального устойчивого развития.
Подводя итог, можно сказать, что чудо преобразования углерода в океане не только отражает взаимодействие между органическим и неорганическим углеродом, но и отражает влияние человеческой деятельности на природные циклы. Эти взаимодействия частично определяют наше будущее, побуждая нас глубоко задуматься о том, как мы можем защитить и оптимизировать функционирование этой критически важной экосистемы, чтобы справиться с грядущим климатическим кризисом.
