해양 탄산염 시스템 및 해양 산성화

용해된 이산화탄소, 중탄산염, 탄산염 이온 간의 반응은 해양의 pH를 완충하고, 대부분의 무기 탄소를 저장하며, 현재 대기 중 이산화탄소 증가로 인해 균형이 깨지고 있는 화학적 메커니즘을 형성합니다.

Definition

해양 탄산염 시스템은 해수 내 이산화탄소, 탄산, 중탄산염, 탄산염 이온을 연결하는 화학적 평형의 상호 연결된 집합이며; 해양 산성화는 인위적인 이산화탄소의 해양 흡수로 인해 발생하는 해수 pH 및 탄산염 포화도의 지속적인 감소입니다.

Scope

이 주제는 해수 탄산염 시스템의 평형, pH, 총 알칼리도, 용존 무기 탄소, 이산화탄소 부분압과 같은 측정 가능한 매개변수; 해수의 완충 능력; 탄산칼슘 광물의 포화 상태; 그리고 해양 산성화의 원인과 생물학적 결과를 다룹니다.

Core questions

• 탄산염 평형은 무기 탄소를 화학종들 사이에 어떻게 분배하는가?
• pH, 알칼리도, 용존 무기 탄소, 이산화탄소 부분압은 각각 무엇을 측정하는가?
• 탄산염 시스템은 pH 변화에 대해 해수를 어떻게 완충하는가?
• 이산화탄소 증가는 왜 해수 pH와 탄산칼슘의 포화 상태를 낮추는가?

Key theories

탄산염 평형 및 완충 작용

용해된 이산화탄소는 탄산을 형성하기 위해 반응하며, 이는 중탄산염과 탄산염으로 해리됩니다. 이 시스템은 pH 변화에 저항하고 pH와 온도에 따라 탄소를 종들 사이에 분배합니다.

산성화 및 탄산칼슘 포화도

추가된 이산화탄소는 수소 이온 및 중탄산염 농도를 증가시키는 반면 탄산염 이온은 감소시켜 아라고나이트와 방해석의 포화 상태를 낮추고 석회화 유기체에 스트레스를 줍니다.

Mechanisms

이산화탄소가 해수에 용해되면 탄산을 형성하고, 이는 해리되어 수소 이온을 방출합니다. 이 수소 이온은 탄산염 이온과 반응하여 중탄산염을 형성하며, 이는 pH를 낮추고 산호, 연체동물 및 많은 플랑크톤이 탄산칼슘 껍질과 골격을 만드는 데 필요한 탄산염 이온을 고갈시킵니다.

Clinical relevance

해양 산성화는 해양 먹이 사슬의 기초에 있는 산호초, 조개류 및 익족류를 위협하며, 어업 및 해안 경제에 영향을 미칩니다. 탄산염 시스템은 또한 해양이 흡수할 수 있는 이산화탄소의 양을 조절하며, 이는 전 지구적 탄소 예산에 중요합니다.

History

Revelle과 Suess는 1957년에 해수 화학이 해양이 화석 연료 이산화탄소를 흡수하는 속도를 제한한다는 것을 보여주었습니다. 1990년대부터 지속적인 측정은 외해 pH의 하락을 기록했으며, 2000년대에 그 생물학적 위험이 명확해지면서 해양 산성화라는 용어가 널리 사용되기 시작했습니다.

Key figures

• Roger Revelle
• Richard Feely
• Scott Doney

Seminal works

• zeebeWolfGladrow2001
• doney2009

Frequently asked questions

총 알칼리도란 무엇인가요?

총 알칼리도는 해수가 산을 중화하는 능력을 측정하는 것으로, 중탄산염과 탄산염 이온이 주를 이룹니다. 다른 탄산염 매개변수와 함께 화학자들이 전체 탄산염 시스템을 계산할 수 있게 합니다.

해양 산성화가 껍질을 만드는 유기체에 해로운 이유는 무엇인가요?

산성화는 탄산염 이온의 농도를 감소시키고 탄산칼슘의 포화 상태를 낮추어 산호, 연체동물 및 일부 플랑크톤이 껍질을 만들고 유지하는 것을 더 어렵고 에너지 소모적으로 만듭니다.