Kimyasal Oşinografi
Kimyasal oşinografi, deniz suyunun neyden oluştuğunu ve nedenini araştırır; okyanusun bileşimini belirleyen ve onu atmosfer, deniz tabanı ve yaşamla ilişkilendiren çözünmüş tuzları, gazları, besin maddelerini ve karbonu izler.
Tanım
Kimyasal oşinografi, deniz suyunun kimyasal bileşimini ve okyanustaki çözünmüş ve partikül maddelerin dağılımını ve döngüsünü kontrol eden fiziksel, biyolojik ve jeolojik süreçleri inceleyen bir bilim dalıdır.
Kapsam
Bu alan, deniz suyunun ana iyon bileşimini ve tuzluluğunu, deniz karbonat sistemini ve okyanus asitlenmesini, çözünmüş oksijen ve besin maddelerinin döngüsünü, karbon, azot ve diğer elementlerin biyokimyasal döngülerini ve okyanus, atmosfer, tortullar ve biyota arasındaki kimyasal alışverişleri kapsamaktadır.
Alt konular
Temel sorular
- Deniz suyu, değişen tuzluluğa rağmen neden ana iyonların neredeyse sabit bir oranına sahiptir?
- Karbonat sistemi deniz suyu pH'ını nasıl tamponlar ve okyanus asitlenmesi bunu nasıl değiştirmektedir?
- Okyanustaki çözünmüş oksijenin ve sınırlayıcı besin maddelerinin dağılımını ne kontrol etmektedir?
- Biyolojik, fiziksel ve jeolojik süreçler, karbon ve diğer elementleri döngüye sokmak için nasıl bir araya gelmektedir?
Temel kuramlar
- Bileşimin Sabitliği
- Deniz suyunun ana iyonları dünya genelinde neredeyse sabit oranlarda bulunur (Marcet ve Dittmar ile ilişkilendirilen ilke); bu nedenle tek bir koruyucu özellik — tuzluluk — genel bileşimi karakterize eder.
- Deniz Suyunun Karbonat Tamponlaması
- Karbondioksit, bikarbonat ve karbonat iyonları arasındaki denge, okyanus pH'ını tamponlar ve inorganik karbonun depolanmasını yönetir; bu da karbonat sistemini okyanusun iklimdeki rolü için merkezi hale getirir.
- Redfield Stoikiyometrisi
- Deniz organik maddesi, karbon, azot ve fosforun karakteristik bir oranıyla oluşur ve ayrışır; bu da biyolojik üretimi okyanus genelindeki besin maddeleri ve oksijen dağılımlarına bağlar.
Klinik önem
Okyanus kimyası, denizin antropojenik karbondioksit alımını ve okyanus asitlenmesinin ilerlemesini, düşük oksijenli ölü bölgelerin yayılımını belirleyen oksijen bütçelerini ve balıkçılığı sürdüren besin maddesi tedarikini kontrol etmektedir; bu da onu iklim ve deniz kaynakları yönetimi için merkezi bir konuma getirmektedir.
Tarihçe
Sistematik okyanus kimyası, 1880'lerde Dittmar'ın Challenger keşif gezisi örnekleri üzerindeki analizleriyle başlamış, bu analizler deniz suyunun ana iyonlarının neredeyse sabit oranlarını doğrulamıştır. Redfield'ın yirminci yüzyıl ortalarındaki çalışmaları, besin maddelerinin kimyasını biyolojiye bağlamış; GEOSECS ve WOCE gibi küresel araştırma programları ise daha sonra okyanusun kimyasal alanlarını haritalandırmıştır.
Öne çıkan isimler
- Alfred Redfield
- William Dittmar
- Lars Gunnar Sillen
İlgili konular
Temel eserler
- pilson2013
- sarmientoGruber2006
Sıkça sorulan sorular
- Okyanus neden tuzludur?
- Nehirler ve hidrotermal sistemler, çözünmüş iyonları denize taşır; burada suyun esas olarak buharlaşma yoluyla ayrılması nedeniyle iyonlar birikir. Jeolojik zaman içinde bu durum, deniz suyunun karakteristik tuzluluğunu ve iyon bileşimini oluşturmuştur.
- Okyanus nasıl daha asidik hale gelmektedir?
- Okyanus atmosferden karbondioksit emdikçe, gaz deniz suyuyla reaksiyona girerek karbonik asit oluşturur; bu da pH'ı düşürür ve kabuk oluşturan organizmaların ihtiyaç duyduğu karbonat iyonlarını azaltır.