有机碳埋藏海洋缺氧机制研究
在水柱和表面沉积物中消耗的大部分有机碳被细菌和需氧代谢的小动物优先利用。这些生物体使用氧气，因为它允许从每个有机物分子(用“CH2O”表示)中提取最大的能量:CH2O + O2®CO2 + H2O(+代谢能)。如果氧气耗尽，环境变成“缺氧”，其他细菌可以利用硝酸盐(NO-)甚至硫酸盐(SOf”)作为反应的电子受体来接管。这样做效率较低，而且会产生H2S等有毒副产品。结果是，在缺氧条件下，逃脱降解的有机物的比例应该更大(Hedges和Keil, 1995)。缺氧的另一个影响是，穴居动物、高效的食腐动物和表面沉积物中颗粒有机物的消费者被排除在外。这也会增加有机碳的保存和埋藏。在地质记录中，被称为“黑页岩”(其中“腐泥”是一种特殊情况)的“富有机质”(定义为干重含碳量为> %的沉积物)沉积地层的出现，通常被解释为由局部缺氧引起的(Arthur和Sageman, 1994)。当代的一个例子是黑海，那里的缺氧条件普遍存在于水深超过150米的水柱中，底层沉积物的有机碳含量通常为1-3% (Arthur和Dean, 1998)。
因此，海洋缺氧情况的任何增加都应增加地质有机碳汇。氧的溶解度随着水温的升高而降低，所以地球越热，海洋的含氧量就越低(其他条件都相同)。分层的增加也会减少含氧地表水向下向深处的输送。因此，为了应对全球变暖，海洋沉积物中碳保存和埋藏的增加似乎开始成为一种明显的可能性。
情况变得更加复杂，因为NO3-在缺氧地区被消耗，海洋氧气浓度较低意味着NO3-更少。因为硝酸盐，像PO4和Fe一样，是植物生长所必需的营养物质，低浓度的NO3-会限制生产力，从而限制碳埋藏。生产力的下降将导致在再矿化过程中消耗的氧气减少，海水将从缺氧状态被击退。这是一个“负”反馈循环，有助于稳定海洋氧气浓度。所有这些竞争过程的净结果并不明显，这还不包括所有相关因素(见Berner, 1999)。这就是计算机模型的重要性所在，它可以计算出由于表面变暖、环流变化和生产力降低的相互作用对海洋氧浓度的净影响。使用这种模式进行的长期气候实验结果表明，未来不太可raybet雷竞技最新能出现深度缺氧，尽管在赤道东太平洋等地区，低氧(即不是完全缺氧，但氧<10 |mmol/kg)温跃层水体的体积可能会增加(Matear和Hirst, 2003)。在我们的化石燃料二氧化碳释放实验下，gene -1模型预测的溶解氧的海洋分布也仍然是含氧的，尽管在这个特定的模型中，北印度洋温跃层内的缺氧变得更加广泛(未显示)。
从某种角度来看，这种机制的潜在重要性是，即使海洋缺氧使全球碳固存率翻了一番(再增加0.05 Gt)
在未来，仅靠这种机制运行，仍然需要将近84,000年的时间才能将化石燃料排放的4176 Pg C的二氧化碳全部消除。
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