地质碳汇与沉积碳酸盐反应
哪里来的“地质”部分的切入点?在浅水环境中,碳酸盐沉淀的珊瑚和ben-thic雪莱动物,与一个较小的非生物的贡献出现填写粘合剂和涂料在矿物颗粒和生物垫后。大约0.3 Pg C相当于碳酸钙(碳酸钙)在这些环境中每年产生(立Droxler, 1996)。碳酸盐岩也沉淀在公海生物(即远离大陆架)等浮游生物coc-colithophores和有孔虫,以及翼足类动物。约0.8 Pg C /年生产的碳酸钙被认为是这里(立Droxler, 1996;费利et al ., 2004)。这个碳酸盐岩发生了什么?
的浅水区到处都是海洋的利润率对固体碳酸钙过饱和的阶段(即饱和状态,W > 1.0;参见6.1)。碳酸盐岩的溶解损失因此相对较小;~ 0.3 Pg C /年的生产,大约0.17 Pg C /年被认为是几乎埋在原地而另一个0.04 Pg C /出口到隔壁大陆斜坡(立,1993;立和Droxler, 1996)。总浅海积累碳酸钙今天因此~ 0.2 Pg C /年,数千年积累的材料引发了大规模的障壁礁等地形地貌和碳酸盐银行及平台。浅水积累速率封装在这些估计可能是明显高于长期(glacial-interglacial,或> 100000年)因为礁平均增长率仍适应海平面的上升伴随着终止最后一个冰河时期(例如瑞安et al ., 2001;Vecsei伯杰,2004)。
大洋的情况完全不同,因为海洋水域越来越少在大深度饱和(压力)增加。当周围环境变得欠饱和(W < 1.0)碳酸盐将开始溶解。这发生在大西洋和~ 4500 ~ 3000年的太平洋。超过1000 m比这更深,沉积物通常是完全没有任何碳酸盐颗粒。海底地形“高位”,如大西洋洋中脊(海底“只”~ 3000米深,W > 1.0)可以被沉积物富含碳酸钙的挑出相邻深盆地(W < 1.0)低碳酸钙内容(图6.6);比作“积雪盖顶的产生影响
0 90 e 180 e 270 e 0
图6.6。观察到分布的碳酸钙含量(干重百分比(wt %)在每个样本)表面沉积物的深海。(弓箭手,1996)。没有数据覆盖的地区(南太平洋地区,许多大陆边缘)则留空。
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图6.6。观察到分布的碳酸钙含量(干重百分比(wt %)在每个样本)表面沉积物的深海。(弓箭手,1996)。没有数据覆盖的地区(南太平洋地区,许多大陆边缘)则留空。
山”。实际上情况比这更复杂和其他因素需要完全解释整个观察沉积物组成的模式,比如表层沉积物中的有机物的分解和代谢的释放二氧化碳进入沉积物孔隙水(看到弓箭手,1996 b;Ridgwell齐伯,2005)。在全球范围内,只有~ 10 - 15%(相当于0.1 Pg C /年)生产的碳酸盐岩表面逃过解散被埋在深海沉积物积累(立Droxler, 1996;阿切尔,1996 b;费利et al ., 2004)。
虽然目前碳酸钙埋葬在浅水区似乎大于在深海沉积物,我们将关注后者碳汇。我们证明这个简化因为碳酸盐保存和埋藏在深海中更重要的是调节大气中的二氧化碳(弓箭手,2003)。虽然它已经超出了本章的范围,请注意,海平面和进化中发生变化显生宙时期改变之间的平衡浅和深——碳酸钙埋葬。这一定有一个深远的影响对海洋化学和气候的规定(Ridgwell et al ., 2003;raybet雷竞技最新Ridgwell, 2005)。
碳酸盐岩埋藏在深海()代表一个地质碳汇。这与长期的命运如何ios版雷竞技官网入口 二氧化碳?我们将讨论第一个机制见图6.7。表层海水中溶解的二氧化碳会导致减少环境碳酸盐离子(二氧化碳)浓度(见6.7摄氏度无花果6.4摄氏度)。考虑将水碳酸盐平衡二氧化碳反应(aq) +有限公司| - + H2O«2 hco -向右(部分)补偿的二氧化碳。因为咖啡的减少,降低了稳定的碳酸盐(见框6.1),入侵化石燃料CO2-enriched到深海水域将导致增加的速度溶解碳酸钙沉积物中(Sundquist, 1990;阿切尔et al ., 1997, 1998)。如果这个溶解速率超过供应的速度的新生物碳酸盐,之前沉积碳酸盐将开始溶解(侵蚀)(图6.8)。
每摩尔的碳酸钙溶解去除一摩尔的二氧化碳(aq)两个摩尔的碳酸氢盐形式:
碳酸钙+二氧化碳(aq) + H2O®Ca2 + + 2 hco -
(虚线之间的差异和冲HCO3 -库存轨迹图6.8摄氏度)。因此,水经过飞船在沉积物成为大众,在某种意义上,“充电”,能够吸收更多的二氧化碳从大气中(图6.7)。可以认为这是“中和”的人为二氧化碳反应沉积碳酸钙。我们会参考这个碳
CaCO,深海沉积物的溶解、C02M转化为碳酸氢,实际上使它不再用于与大气交换:
+水+ CaC03 - > Ca2 + 2 hco”
输入之间的不平衡引起的海洋(主要是碳酸盐岩石)风化和碳酸盐岩埋藏损失。因为碳酸盐岩风化反应消耗二氧化碳(CO, w + HzO + CaCO, Ca - > * + 2 hco;)的tlmescale 10 *年,化石燃料- COa进一步从大气和关押在海洋。
10 b-10a年的时间尺度上,最终greenhouse-enhanced率硅酸盐岩石风化(2头牛)+ HsO汽车贸易公司+ CaSiOj
- > Ca”+ 2 hco3 +系数)导致永久移除二氧化碳地质储层和传输。
输入之间的不平衡引起的海洋(主要是碳酸盐岩)风化和碳酸盐岩埋藏损失。由于碳酸盐岩风化反应消耗二氧化碳(CO, w + HzO + CaCO, Ca - > * + 2 hco;)的tlmescale 10 *年,化石燃料- COa进一步从大气和关押在海洋。
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图6.7。固碳机制(II)。面板(a)通过(c)说明碳吸收的途径发生在几千年的时间尺度(103年)和超越——地质碳汇。
(一)操作的海底碳酸钙中和;
(b)陆地碳酸钙中和操作;和
(c)操作的硅酸盐风化碳汇。
碳(DIC)以二氧化碳的形式(aq)实际上减少(比较虚线,虚线图6.8摄氏度)的结果与碳酸钙反应。相关的环境二氧化碳分压降低,使得大气中的二氧化碳的进一步转移到海洋。
显然我们需要量化多少碳酸钙沉积物的溶解和它将产生什么影响消除大气中的二氧化碳。因此,我们使用一个扩展的碳循环模型,包括相关的交互与深海沉积物碳酸盐(框6.2)。大气中的二氧化碳的进化图6.8 b所示。现在二氧化碳下降更快在3000年与海洋入侵下沉时独自操作。然而,重要的是认识到,大气中的二氧化碳值达到峰值(因此‘全球变暖’)的最大限度的包容是几乎不受影响缓冲飞船的海洋化学沉积物。沉淀物溶解的影响更明显在接下来的几千年,和大气二氧化碳达到一个新的、较低的稳定状态的715 ppm后不久,10000年。因此,与海底碳酸盐中和最终导致额外的444 Pg C从大气中清除,或大约11%的最初的化石燃料的燃烧,我们的假设。再次,CO2的相对重要性和分数,这种机制依赖于化石燃料燃烧的大小——海底碳酸盐中和据估计占9.0%的874 Pg C化石燃料释放,4550年上升到14.8% Pg C版本(阿切尔et al ., 1998)。因此,缓冲响应GENIE-1模型略低于先前的模型研究。
继续阅读:地质碳汇的碳酸盐岩风化的土地
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