Deniz Karbonat Sistemi ve Okyanus Asitlenmesi
Çözünmüş karbondioksit, bikarbonat ve karbonat iyonları arasındaki reaksiyonlar, okyanusun pH'ını tamponlayan, inorganik karbonunun çoğunu depolayan ve günümüzde artan atmosferik karbondioksit nedeniyle dengesi bozulan kimyasal mekanizmayı oluşturmaktadır.
Tanım
Deniz karbonat sistemi, deniz suyundaki karbondioksit, karbonik asit, bikarbonat ve karbonat iyonlarını birbirine bağlayan kimyasal denge setidir; okyanus asitlenmesi ise okyanusun antropojenik karbondioksiti alması sonucu deniz suyu pH'ında ve karbonat doygunluğunda devam eden düşüştür.
Kapsam
Bu konu, deniz suyu karbonat sisteminin denge durumlarını, pH, toplam alkalinite, çözünmüş inorganik karbon ve karbondioksitin kısmi basıncı gibi ölçülebilir parametreleri; deniz suyunun tamponlama kapasitesini; kalsiyum karbonat minerallerinin doygunluk durumunu; ve okyanus asitlenmesinin nedenleri ile biyolojik sonuçlarını kapsamaktadır.
Temel sorular
- Karbonat dengeleri inorganik karbonu kimyasal türleri arasında nasıl dağıtmaktadır?
- pH, alkalinite, çözünmüş inorganik karbon ve karbondioksit kısmi basıncı her biri neyi ölçmektedir?
- Karbonat sistemi deniz suyunu pH değişikliklerine karşı nasıl tamponlamaktadır?
- Artan karbondioksit neden deniz suyu pH'ını ve kalsiyum karbonatın doygunluk durumunu düşürmektedir?
Temel kuramlar
- Karbonat dengeleri ve tamponlama
- Çözünmüş karbondioksit, bikarbonat ve karbonata ayrışan karbonik asit oluşturmak üzere reaksiyona girmekte olup, bu sistem pH değişimine direnç göstermekte ve karbonu pH ve sıcaklığa göre türler arasında bölüştürmektedir.
- Asitlenme ve kalsiyum karbonat doygunluğu
- Eklenen karbondioksit, hidrojen iyonu ve bikarbonat konsantrasyonlarını artırırken karbonat iyonunu düşürmekte, aragonit ve kalsitin doygunluk durumunu azaltmakta ve kalsifikasyon yapan organizmaları strese sokmaktadır.
Mekanizmalar
Karbondioksit deniz suyunda çözündüğünde, ayrışarak hidrojen iyonları salan karbonik asit oluşturmaktadır; bu iyonlar karbonat iyonları ile reaksiyona girerek bikarbonat oluşturmakta, pH'ı düşürmekte ve mercanların, yumuşakçaların ve birçok planktonun kalsiyum karbonat kabukları ve iskeletleri inşa etmek için bağımlı olduğu karbonat iyonlarını tüketmektedir.
Klinik önem
Okyanus asitlenmesi, deniz besin ağlarının temelindeki mercan resiflerini, kabuklu deniz ürünlerini ve pteropodları tehdit etmekte, balıkçılık ve kıyı ekonomileri üzerinde sonuçlar doğurmaktadır; karbonat sistemi aynı zamanda okyanusun ne kadar karbondioksit emebileceğini de yönetmekte olup, küresel karbon bütçesi için merkezi bir öneme sahiptir.
Tarihçe
Revelle ve Suess, 1957'de deniz suyu kimyasının okyanusun fosil yakıt karbondioksitini ne kadar hızlı alabileceğini sınırladığını göstermiştir. 1990'lardan itibaren yapılan sürekli ölçümler, açık okyanus pH'ının düştüğünü belgelemekte ve okyanus asitlenmesi terimi, biyolojik riskleri netleştikçe 2000'li yıllarda yaygın olarak kullanılmaya başlanmıştır.
Öne çıkan isimler
- Roger Revelle
- Richard Feely
- Scott Doney
İlgili konular
Temel eserler
- zeebeWolfGladrow2001
- doney2009
Sıkça sorulan sorular
- Toplam alkalinite nedir?
- Toplam alkalinite, deniz suyunun asidi nötralize etme kapasitesinin bir ölçüsüdür ve bikarbonat ile karbonat iyonları tarafından domine edilmektedir; başka bir karbonat parametresiyle birlikte kimyagerlerin tam karbonat sistemini hesaplamasına olanak tanımaktadır.
- Okyanus asitlenmesi neden kabuk oluşturan organizmalara zarar vermektedir?
- Asitlenme, karbonat iyonlarının konsantrasyonunu azaltmakta ve kalsiyum karbonatın doygunluk durumunu düşürmekte, bu da mercanlar, yumuşakçalar ve bazı planktonlar için kabuklarını inşa etmeyi ve sürdürmeyi daha zor ve enerji açısından daha maliyetli hale getirmektedir.