Biyolojik Pompa ve Karbon İhracı
Deniz yaşamı, yüzeyde karbonu sabitleyerek ve bir kısmını derinlere batırarak, atmosferik karbondioksiti aksi takdirde olacağından çok daha düşük seviyelerde tutan gezegensel ölçekte bir pompa işletmektedir.
Tanım
Biyolojik pompa, organik karbonu güneş ışığı alan yüzey okyanusundan derinliklere aktaran ve burada atmosferden uzakta depolanmasını sağlayan biyolojik süreçler bütünüdür; karbon ihracı ise bu organik maddenin yüzey tabakasından aşağı doğru akısı olarak tanımlanmaktadır.
Kapsam
Bu konu, organik partiküllerin üretimi ve batması, su sütunu boyunca ihracat ve remineralizasyon süreçleri, karbon ihracat akısının ölçümü, zooplankton göçü ve agregasyonunun rolü ile biyolojik pompanın kontrol mekanizmaları, verimliliği ve değişen okyanusa karşı duyarlılığını kapsamaktadır.
Temel sorular
- Yüzey birincil üretiminin ne kadarı derin okyanusa ihraç edilmektedir?
- Batan organik madde, remineralizasyon yoluyla derinlikle nasıl zayıflamaktadır?
- Partikül agregasyonu ve zooplankton göçü ihracatta hangi rolleri oynamaktadır?
- Biyolojik pompa ne kadar verimlidir ve ısınma ile asitlenme ile nasıl değişebilir?
Temel kuramlar
- Yumuşak Doku ve Karbonat Pompaları
- Organik (yumuşak doku) batması, yüzey karbonunu ve atmosferik karbondioksiti düşürmektedir; kabuk oluşumundan kaynaklanan karbonat karşı-pompası ise bunu kısmen dengelemekte ve bunların dengesi, atmosferik karbon üzerindeki net biyolojik kontrolü belirlemektedir.
- İhracat ve Remineralizasyon Derinliği
- İhraç edilen organik maddenin çoğu, üst su sütununda tüketilmekte ve solunmaktadır; bu nedenle, remineralize edildiği derinlik, karbonun atmosferden ne kadar süreyle ayrıştırıldığını belirlemektedir.
Mekanizmalar
Fitoplanktonlar yüzeyde karbonu sabitlemektedir; bir kısmı agregatlar, dışkı peletleri ve ölü hücreler halinde batmakta ve göç eden zooplanktonlar tarafından daha da aşağıya taşınmaktadır. Partiküller batarken, bakteri ve hayvanlar karbonun çoğunu sığ derinliklerde çözünmüş forma geri solumaktadır. Hayatta kalan küçük bir kısım ise derin okyanusa ve tortullara ulaşmakta, burada yüzyıllar ila bin yıllar boyunca depolanabilmektedir.
Klinik önem
Biyolojik pompa, atmosferik karbondioksit ve dolayısıyla iklim üzerinde önemli bir kontrol mekanizmasıdır; onu anlamak ve nicel olarak belirlemek, okyanus karbon yutağını tahmin etmek ve okyanus gübrelemesi gibi önerilen denizel karbondioksit giderme stratejilerini değerlendirmek için merkezi bir öneme sahiptir.
Tarihçe
Bu kavram 1980'lerde, Volk ve Hoffert'in okyanusun çözünürlük ve biyolojik pompalarını ayırt etmesi ve buzul-arası karbondioksit değişimindeki rollerini nicel olarak belirlemesiyle belirginleşmiştir. Bu durum, onlarca yıl süren akı ölçümlerini ve Martin tarafından başlatılan demir gübreleme tartışmasını teşvik etmiştir.
Öne çıkan isimler
- Tyler Volk
- Wallace Broecker
- John Martin
İlgili konular
Temel eserler
- sarmientoGruber2006
- volkHoffert1985
Sıkça sorulan sorular
- Neden pompa olarak adlandırılmaktadır?
- Mekanik bir pompanın bir gradyene karşı akışkanı hareket ettirmesi gibi, deniz yaşamı da karbonu yüzeyden derin okyanusa sürekli olarak taşımakta, bu durum ikisi arasında bir karbon konsantrasyonu farkı yaratarak atmosferik karbondioksiti düşürmektedir.
- Biyolojik pompayı güçlendirmek iklim değişikliğiyle mücadele edebilir mi?
- Okyanusu demirle gübrelemek gibi öneriler, karbon ihracını artırmayı hedeflemektedir; ancak ayrıştırmanın miktarı ve kalıcılığı belirsizdir ve ekolojik riskler bulunmaktadır, bu nedenle bu tür yaklaşımlar bilimsel olarak tartışmalı kalmaktadır.