समुद्री कार्बोनेट प्रणाली और महासागर अम्लीकरण

घुलित कार्बन डाइऑक्साइड, बाइकार्बोनेट और कार्बोनेट आयनों के बीच की प्रतिक्रियाएँ रासायनिक तंत्र का निर्माण करती हैं जो महासागर के पीएच को बफर करती हैं, इसके अधिकांश अकार्बनिक कार्बन को संग्रहीत करती हैं, और अब बढ़ते वायुमंडलीय कार्बन डाइऑक्साइड द्वारा असंतुलित हो रही हैं।

Definition

समुद्री कार्बोनेट प्रणाली रासायनिक संतुलनों का युग्मित सेट है जो समुद्री जल में कार्बन डाइऑक्साइड, कार्बोनिक एसिड, बाइकार्बोनेट और कार्बोनेट आयनों को जोड़ता है; महासागर अम्लीकरण समुद्री जल पीएच और कार्बोनेट संतृप्ति में चल रही गिरावट है जो मानवजनित कार्बन डाइऑक्साइड के महासागर द्वारा अवशोषण के कारण होती है।

Scope

यह विषय समुद्री जल कार्बोनेट प्रणाली के संतुलन, पीएच के मापने योग्य मापदंडों, कुल क्षारीयता, घुलित अकार्बनिक कार्बन, और कार्बन डाइऑक्साइड के आंशिक दबाव को शामिल करता है; समुद्री जल की बफरिंग क्षमता; कैल्शियम कार्बोनेट खनिजों की संतृप्ति स्थिति; और महासागर अम्लीकरण के कारण और जैविक परिणाम।

Core questions

• कार्बोनेट संतुलन अकार्बनिक कार्बन को अपनी रासायनिक प्रजातियों के बीच कैसे वितरित करते हैं?
• पीएच, क्षारीयता, घुलित अकार्बनिक कार्बन और कार्बन डाइऑक्साइड आंशिक दबाव प्रत्येक क्या मापते हैं?
• कार्बोनेट प्रणाली पीएच में परिवर्तनों के खिलाफ समुद्री जल को कैसे बफर करती है?
• बढ़ता कार्बन डाइऑक्साइड समुद्री जल पीएच और कैल्शियम कार्बोनेट की संतृप्ति स्थिति को क्यों कम करता है?

Key theories

कार्बोनेट संतुलन और बफरिंग

घुलित कार्बन डाइऑक्साइड कार्बोनिक एसिड बनाने के लिए प्रतिक्रिया करता है जो बाइकार्बोनेट और कार्बोनेट में विघटित होता है, एक ऐसी प्रणाली जो पीएच परिवर्तन का प्रतिरोध करती है और पीएच और तापमान के अनुसार प्रजातियों के बीच कार्बन को विभाजित करती है।

अम्लीकरण और कैल्शियम कार्बोनेट संतृप्ति

जोड़ा गया कार्बन डाइऑक्साइड हाइड्रोजन-आयन और बाइकार्बोनेट सांद्रता को बढ़ाता है जबकि कार्बोनेट आयन को कम करता है, जिससे एरागोनाइट और कैल्साइट की संतृप्ति स्थिति कम हो जाती है और कैल्सीफाइंग जीवों पर तनाव पड़ता है।

Mechanisms

जब कार्बन डाइऑक्साइड समुद्री जल में घुलता है तो यह कार्बोनिक एसिड बनाता है, जो विघटित होकर हाइड्रोजन आयनों को छोड़ता है; ये कार्बोनेट आयनों के साथ प्रतिक्रिया करके बाइकार्बोनेट बनाते हैं, जिससे पीएच कम होता है और कार्बोनेट आयनों की कमी होती है जिन पर कोरल, मोलस्क और कई प्लवक कैल्शियम कार्बोनेट के गोले और कंकाल बनाने के लिए निर्भर करते हैं।

Clinical relevance

महासागर अम्लीकरण समुद्री खाद्य जालों के आधार पर कोरल रीफ, शेलफिश और टेरोपॉड को खतरा है, जिसके मत्स्य पालन और तटीय अर्थव्यवस्थाओं के लिए परिणाम हैं; कार्बोनेट प्रणाली यह भी नियंत्रित करती है कि महासागर कितना कार्बन डाइऑक्साइड अवशोषित कर सकता है, जो वैश्विक कार्बन बजट के लिए केंद्रीय है।

History

रेवेल और सुएस ने 1957 में दिखाया कि समुद्री जल रसायन विज्ञान यह सीमित करता है कि महासागर जीवाश्म-ईंधन कार्बन डाइऑक्साइड को कितनी तेजी से अवशोषित कर सकता है। 1990 के दशक से, निरंतर मापों ने खुले महासागर के पीएच में गिरावट का दस्तावेजीकरण किया, और 2000 के दशक में 'महासागर अम्लीकरण' शब्द का व्यापक उपयोग हुआ क्योंकि इसके जैविक जोखिम स्पष्ट हो गए।

Key figures

• Roger Revelle
• Richard Feely
• Scott Doney

Seminal works

• zeebeWolfGladrow2001
• doney2009

Frequently asked questions

कुल क्षारीयता क्या है?

कुल क्षारीयता समुद्री जल की अम्ल को बेअसर करने की क्षमता का एक माप है, जिसमें बाइकार्बोनेट और कार्बोनेट आयन प्रमुख होते हैं; एक अन्य कार्बोनेट पैरामीटर के साथ यह रसायनज्ञों को पूर्ण कार्बोनेट प्रणाली की गणना करने देता है।

महासागर अम्लीकरण खोल बनाने वाले जीवों को क्यों नुकसान पहुँचाता है?

अम्लीकरण कार्बोनेट आयनों की सांद्रता को कम करता है और कैल्शियम कार्बोनेट की संतृप्ति स्थिति को कम करता है, जिससे कोरल, मोलस्क और कुछ प्लवक के लिए अपने गोले बनाना और बनाए रखना कठिन और अधिक ऊर्जावान रूप से महंगा हो जाता है।