Loading article…
タングロ牧場[1]流域における年間DOCおよびDICフラックス
降雨量、通過雨量、樹幹流、地表流、河川流におけるDOCとDICの年間平均流量。[2]溶存無機炭素（DIC ）は、溶液中の無機 炭素の水性種の合計です。炭素化合物は、その組成に応じて、有機または無機、溶解または粒子として区別できます。有機炭素は、タンパク質、脂質、炭水化物、核酸などの有機化合物の主要成分の骨格を形成します。
無機炭素は、主に二酸化炭素、炭酸、重炭酸塩、炭酸塩（CO 2、H 2 CO 3、HCO−
3、コロラド州2−3 （
2−3）それぞれ）。溶存無機炭素（DIC）には、3つの主要な水性種、CO 2、HCO−
3、コロラド州2−3 （
2−3）、そして程度は低いが金属イオンとの錯体も存在する。[3]
海洋生態系
溶解度ポンプ
水性二酸化炭素は水と反応して炭酸を形成しますが、これは非常に不安定で、急速に水素イオンと重炭酸イオンに解離します。そのため、海水中の溶存無機炭素は、重炭酸イオン、炭酸イオン、および溶存二酸化炭素（CO 2、H 2 CO 3、HCO−
3、コロラド州2−3 （
2−3））。
- CO 2 (水溶液) + H 2 O ⇌ H 2 CO 3 ⇌ HCO−
3+ H + ⇌ CO2−3 （
2−3）+ 2時間+
溶存無機炭素の99％以上は重炭酸イオンと炭酸イオンの形をしており、海洋の炭素貯蔵能力の大部分はこの化学反応によるものである。[4] CO2とその結果生じる溶存無機炭素の海気フラックスは、強風や垂直混合などの物理的プロセス、および光合成、呼吸、分解などの生物学的プロセスの影響を受ける。[5]
生物ポンプ
溶存無機炭素は生物ポンプの重要な構成要素であり、海洋表層から深海への生物学的に生成された有機炭素のフラックスの量として定義されます。[6]二酸化炭素の形の溶存無機炭素は、光合成によって生成され、有機炭素に固定されます。呼吸は逆のプロセスであり、有機炭素を消費して無機炭素を生成します。光合成と生物ポンプは、無機栄養素と二酸化炭素の利用可能性に依存しています。[7]
- 光合成: 6 CO 2 + 6 H 2 O + 光 → C 6 H 12 O 6 + 6 O 2
- 呼吸：C 6 H 12 O 6 + 6 O 2 → 6 CO 2 + 6 H 2 O + エネルギー
海洋学者は、総一次生産性（GPP）から群集呼吸（地元の自栄養生物と従属栄養生物の呼吸の合計）を引いた純群集生産（NCP）を推定することで、海洋の代謝状態、つまり生物ポンプの効率を理解しようとしています。[8]効率的な生物ポンプは深海への生物輸出を増加させ、それが上層海洋でのCO2ガス放出を抑制すると考えられています。 [ 9] [10]
海洋表面DICの空間分布 [11]
DIC と nDIC の空間分布。(a) DIC (2005 年に正規化)、(b) 全球海洋表層における塩分正規化 DIC (nDIC、基準年 2005 年および塩分 35 に正規化された DIC)。緯度方向の傾向は、特に nDIC では明らかです。炭酸ポンプ
炭酸ポンプは、生物ポンプの「硬組織」成分と呼ばれることもあります。[12]ココリソフォアなどの一部の表層海洋生物は、重炭酸塩を固定することで、粒子状無機炭素の一種である炭酸カルシウムから硬質構造を作り出します。[13]このDICの固定は、海洋炭素循環の重要な部分です。
- カルシウムイオン（Ca 2 + ）＋ 2HCO−
3→ CaCO 3 + CO 2 + H 2 O
生物学的炭素ポンプが無機炭素（CO 2 ）を糖（C 6 H 12 O 6 ）の形の粒状有機炭素に固定するのに対し、炭酸ポンプは無機重炭酸塩を固定し、CO 2の純放出を引き起こします。[14]このように、炭酸ポンプは炭酸カウンターポンプと呼ぶことができます。これは、生物学的ポンプからの CO 2フラックスを打ち消すことで、生物学的ポンプに逆らって機能します。
測定
海洋学者や技術者は、海水中の炭素含有量を測定するための新しい、より正確な方法を見つけ続けています。1つの方法は、水サンプルを採取し、TOC分析装置を使用してDICを直接測定することです。[15]サンプルは、安定同位体比13C / 12C、アルカリ度測定、および物理的プロセスの推定と組み合わせて、診断技術を作成することができます。 [ 16 ]スクリップス海洋研究所の研究者は、フローインジェクション分析を使用して海水のマイクロ流体サンプルを測定し、溶存無機炭素含有量を継続的に監視するツールを開発しました。[17]
参照
参考文献
- ^ ブラジルのタングロ牧場での環境調査 Esri。2020年7月26日閲覧。
- ^ Neu , V., Ward, ND, Krusche, AV and Nill, C. (2016)「アマゾンの遷移林における溶解有機炭素と無機炭素の流路」。Frontiers in Marine Science、3 :114。doi :10.3389/fmars.2016.00114。
資料はこのソースからコピーされたもので、Creative Commons Attribution 4.0 International License に基づいて利用可能です。
- ^ Mackenzie FTとLerman A（2006）地球生物圏の炭素：地球の外殻、Springer Science＆Business Media。ISBN 9781402042386。
- ^ ウィリアムズ、リチャード G.、フォローズ、マイケル J. (2011 年 7 月 14 日)。海洋ダイナミクスと炭素循環: 原理とメカニズム。ケンブリッジ、イギリス: ケンブリッジ大学出版局。pp. 7–9。ISBN 978-0521843690。
- ^ Ma, W; Chai, F; Xiu, P; Tian, J (2014). 「南シナ海における輸出生産と生物ポンプ構造のシミュレーション」Geo-Marine Letters . 34 (6): 541–554. Bibcode :2014GML....34..541M. doi :10.1007/s00367-014-0384-0. S2CID 129982048.
- ^エマーソン、スティーブン（ 2014）。「海洋における年間純コミュニティ生産と生物学的炭素フラックス」。地球規模の生物地球化学サイクル。28 （ 1）：14–28。Bibcode ：2014GBioC..28...14E。doi ：10.1002 / 2013GB004680。
- ^ Raymond, Peter A.; Bauer, James E. (2000). 「ヨーク川河口における大気中のCO2の排出、溶存無機炭素の生成、純従属栄養」Limnol. Oceanogr . 45 (8): 1707–1717. Bibcode :2000LimOc..45.1707R. doi : 10.4319/lo.2000.45.8.1707 .
- ^ Ducklow, HW; Doney, SC (2013). 「貧栄養海洋の代謝状態とは何か？議論」. Annual Review of Marine Science . 5 : 525–33. doi :10.1146/annurev-marine-121211-172331. hdl : 1912/5282 . PMID 22809191.
- ^ Ma, W; Chai, F; Xiu, P; Tian, J (2014). 「南シナ海における輸出生産と生物ポンプ構造のシミュレーション」Geo-Marine Letters . 34 (6): 541–554. Bibcode :2014GML....34..541M. doi :10.1007/s00367-014-0384-0. S2CID 129982048.
- ^ Kim, HJ; Kim, T.-W; Hyeong, K; Yeh, S.-W.; Park, J.-Y.; Yoo, CM; Hwang, J. (2019). 「東部熱帯太平洋における強化された生物ポンプによる CO2 ガス放出の抑制」 . Journal of Geophysical Research: Oceans . 124 (11): 7962–7973. Bibcode :2019JGRC..124.7962K. doi :10.1029/2019JC015287. S2CID 210611691.
- ^ Wu, Y., Hain, MP, Humphreys, MP, Hartman, S. and Tyrrell, T. (2019)「外洋表面の溶存無機炭素濃度の緯度勾配を左右するものは何か？」Biogeosciences、16 (13): 2661–2681。doi : 10.5194 /bg-16-2661-2019。資料はこのソースからコピーされたもので、Creative Commons Attribution 4.0 International License に基づいて利用可能です。
- ^ Hain, MP; Sigman, DM; Haug, GH (2014). 「過去の生物学的ポンプ」.地球化学論文集. 8 : 485–517. doi :10.1016/B978-0-08-095975-7.00618-5. ISBN 9780080983004。
- ^ Rost, Bjorn; Reibessel, Ulf (2004).ココリソフォアと生物ポンプ：環境変化への反応。ベルリン、ハイデルベルク：シュプリンガー。ISBN 978-3-642-06016-8。
- ^ Rost, Bjorn; Reibessel, Ulf (2004).ココリソフォアと生物ポンプ：環境変化への反応。ベルリン、ハイデルベルク：シュプリンガー。ISBN 978-3-642-06016-8。
- ^ Raymond, Peter A.; Bauer, James E. (2000). 「ヨーク川河口における大気中のCO2の排出、溶存無機炭素の生成、純従属栄養」Limnol. Oceanogr . 45 (8): 1707–1717. Bibcode :2000LimOc..45.1707R. doi : 10.4319/lo.2000.45.8.1707 .
- ^ グルーバー、ニコラス; ニーリング、チャールズ D.; ストッカー、トーマス F. (1998)。「北西サルガッソ海の BATS サイトにおける季節無機炭素収支に対する炭素 13 の制約」。深海研究パート I。45 ( 4–5): 673–717。Bibcode : 1998DSRI ...45..673G。doi :10.1016/S0967-0637(97)00098-8。
- ^ Bresnahan, Philip J.; Martz, Todd R. (2018). 「マイクロ流体溶解無機炭素分析装置用ガス拡散セル形状」. IEEE Sensors Journal . 8 (6): 2211–2217. Bibcode :2018ISenJ..18.2211B. doi : 10.1109/JSEN.2018.2794882 . S2CID 3475999.