महासागरीय जैव-भूरासायनिक चक्र

कार्बन, नाइट्रोजन, फास्फोरस और अन्य तत्व जीव विज्ञान, रसायन विज्ञान और परिसंचरण द्वारा संचालित कसकर युग्मित लूपों में महासागर के माध्यम से चक्रित होते हैं, जिससे समुद्र पृथ्वी की जलवायु और रसायन विज्ञान का एक विशाल नियामक बन जाता है।

Definition

महासागरीय जैव-भूरासायनिक चक्र वे युग्मित मार्ग हैं जिनके द्वारा जैविक और भू-रासायनिक रूप से महत्वपूर्ण तत्व समुद्र में घुलित, कणिकीय, जीवित और तलछटी जलाशयों के बीच गति करते हैं और वायुमंडल के साथ आदान-प्रदान करते हैं।

Scope

यह विषय समुद्री कार्बन चक्र और घुलनशीलता तथा जैविक कार्बन पंपों, नाइट्रोजन चक्र जिसमें स्थिरीकरण, नाइट्रीकरण और विनाइट्रीकरण शामिल है, फास्फोरस, सिलिकॉन और लोहे के चक्रण, वायुमंडल के साथ गैसों के आदान-प्रदान, और इन चक्रों के महासागरीय परिसंचरण और तलछट के साथ युग्मन को शामिल करता है।

Core questions

• घुलनशीलता और जैविक पंप सतह से गहरे महासागर में कार्बन को कैसे स्थानांतरित करते हैं?
• कौन से सूक्ष्मजीव परिवर्तन समुद्री नाइट्रोजन चक्र को संचालित करते हैं, और नाइट्रोजन के इनपुट और नुकसान कैसे संतुलित होते हैं?
• विभिन्न तत्वों के चक्र कार्बनिक पदार्थ और परिसंचरण के माध्यम से कैसे जुड़े हुए हैं?
• ये चक्र कम और भूवैज्ञानिक समय-मानों पर वायुमंडलीय कार्बन डाइऑक्साइड को कैसे नियंत्रित करते हैं?

Key theories

घुलनशीलता और जैविक कार्बन पंप

कार्बन को गहरे महासागर में भौतिक रूप से, जैसे ठंडा सतही जल घुलित कार्बन डाइऑक्साइड को ले जाते हुए डूबता है, और जैविक रूप से, जैसे डूबते हुए कार्बनिक कण सतह से कार्बन का निर्यात करते हैं, दोनों तरह से खींचा जाता है।

समुद्री नाइट्रोजन चक्र संतुलन

जैविक नाइट्रोजन स्थिरीकरण स्थिर नाइट्रोजन जोड़ता है जबकि विनाइट्रीकरण और एनामोक्स इसे हटाते हैं, और इन सूक्ष्मजीव प्रक्रियाओं का दीर्घकालिक संतुलन इस अक्सर-सीमित पोषक तत्व के महासागर के भंडार को नियंत्रित करता है।

Mechanisms

प्रकाश संश्लेषण कार्बन और पोषक तत्वों को कार्बनिक पदार्थ में स्थिर करता है जो गहराई में डूबता और श्वसन करता है, जबकि गैस विनिमय और ठंडे घने पानी का डूबना कार्बन डाइऑक्साइड को नीचे की ओर स्थानांतरित करता है; सूक्ष्मजीव समुदाय नाइट्रोजन को उसकी ऑक्सीकरण अवस्थाओं के बीच परिवर्तित करते हैं, और तलछट में धीमा दफन भूवैज्ञानिक समय के साथ चक्रों को बंद कर देता है। परिसंचरण सतह और गहरे जलाशयों को एक साथ जोड़ता है, जिससे विनिमय के समय-मान निर्धारित होते हैं।

Clinical relevance

ये चक्र नियंत्रित करते हैं कि महासागर वायुमंडल से कितनी कार्बन डाइऑक्साइड हटाता है और इस प्रकार जलवायु को नियंत्रित करने में इसकी भूमिका, जबकि वार्मिंग और प्रदूषण से प्रेरित पोषक तत्व और ऑक्सीजन चक्रण में बदलाव उत्पादकता, मृत क्षेत्रों और नाइट्रस ऑक्साइड जैसी ग्रीनहाउस गैसों के उत्सर्जन को बदलते हैं।

History

रेडफ़ील्ड के मौलिक अनुपातों पर आधारित, समुद्री जैव-भू-रसायन विज्ञान का आधुनिक संश्लेषण बीसवीं शताब्दी के अंत में वैश्विक सर्वेक्षण कार्यक्रमों (GEOSECS, JGOFS, WOCE) और पृथ्वी-प्रणाली की सोच से उभरा, जिसने महासागर के चक्रों को ग्रहीय कार्बन और नाइट्रोजन बजट के केंद्रीय घटकों के रूप में प्रस्तुत किया।

Key figures

• Alfred Redfield
• Paul Falkowski
• Nicolas Gruber

Seminal works

• sarmientoGruber2006
• falkowski2000

Frequently asked questions

जैविक पंप क्या है?

यह उन प्रक्रियाओं का समूह है जिनके द्वारा समुद्री जीवन घुलित कार्बन डाइऑक्साइड को कार्बनिक पदार्थ में परिवर्तित करता है जो गहरे महासागर में डूब जाता है, जिससे कार्बन वायुमंडल के संपर्क से दूर चला जाता है।

महासागर वायुमंडलीय कार्बन डाइऑक्साइड को कैसे प्रभावित करता है?

गैस विनिमय और इसकी घुलनशीलता और जैविक पंपों के माध्यम से, महासागर मानव कार्बन डाइऑक्साइड उत्सर्जन का एक बड़ा हिस्सा अवशोषित करता है और, लंबे समय तक, वायुमंडल में गैस के प्राकृतिक स्तर को नियंत्रित करता है।