全球碳循环非生物
火山喷发的气体
火山喷发的气体
图1所示。非生物过程导致当今地球的全球碳循环。资料来源:从施莱辛格修改,1997年。
图1所示。非生物过程导致当今地球的全球碳循环。资料来源:从施莱辛格修改,1997年。
(立曼,1993)。需要近3000年岩石风化删除当前的大气中的二氧化碳排放从其他来源的缺失。地质记录显示时期火山排放大大超过了二氧化碳的速度可能与地壳发生反应,因此建立了高水平的二氧化碳在大气中(欧文&意图,1985)。然而,对于所有意图和目的,这子循环现在看来很好平衡,并没有可靠的证据表明,当前在地球大气中积聚的二氧化碳可以归因于最近,异常高水平的火山活动或低利率的岩石风化。事实上,有观察和实验证据化学风化作用近年来已经增加,可能删除额外的0.1 - -0.2 Pg C /年的大气中的二氧化碳(安德鲁斯&施莱辛格,2001;雷蒙德和科尔,2003)。
非生物的另一个组件碳的循环来自于液态水的存在在地球表面。任何时候在地球大气中二氧化碳增加,大量会溶于水,如以下所示的反应:
二氧化碳+水!H + + HCOiT !H2CO3。(3)
反应是由亨利定律,描述任何气体的分布、气体和液体阶段之间重要的溶解度,在一个封闭的系统。在全球层面,亨利定律意味着海洋缓冲大气中二氧化碳浓度的变化。随着浓度的上升由于工业排放在过去的150年里,二氧化碳的一个重要部分,否则可能会在大气中溶解在海水(Sabine et al ., 2004)。事实上,我们可以记录海洋吸收的二氧化碳通过比较连续的测量在同一地区在过去的几十年里(彭、Wanninkhof Bullister,费利,&高桥,1998;码头、Tilbrook &黄,1992;码头、Sonnerup Westby、Stutsman &麦克尼克,2003)。的总吸收二氧化碳的海洋是由下行混合地表水进入深海,在全球模式称为温盐环流(布勒克,1997)。海洋地质相当确信,由于地球大气中二氧化碳浓度上升,二氧化碳的净吸收世界上的海洋是关于2 pg C /年(Sabine et al ., 2004)——大约20倍增强消费的估计大气中的二氧化碳的岩石风化(安德鲁斯&施莱辛格,2001)。然而,他们也相当确定吸收二氧化碳的海洋不会增加比例未来预期增加大气中的二氧化碳(弓箭手,1995;霍顿,2003 b)。 Indeed, it is possible that the oceanic uptake of CO2 might decline if the Earth's thermohaline circulation stopped (Alley et al., 2003).
与非生物周期相比,生物碳循环是直接从地球上的生命的存在及其生物地球化学(图2)。光合作用(Eq。(1)]和呼吸(Eq。(2)激发了运动的二氧化碳从大气中。在陆地和海洋,光合生物移除大气中的二氧化碳,用它来形成有机物(Eq。(1)]。在全球范围内,每年新工厂的生产组织被称为净初级生产(NPP),据估计捕捉Pg C / 105年有54%发生在陆地上,其余的在海里(字段、Behrenfeld安德森,&法尔,1998)。由于海洋浮游植物吸收二氧化碳的,海水是欠饱和在海洋表面的二氧化碳浓度,这增强了海洋从大气中吸收二氧化碳。大约20%的海洋NPP下沉到深海,作为“生物泵”,大气中的二氧化碳转移到深海水域(法尔,2003)。
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