stringtranslate.com

Морские биогеохимические циклы

Морские биогеохимические циклы

Морские биогеохимические циклы — это биогеохимические циклы , которые происходят в морской среде , то есть в соленой воде морей или океанов или солоноватой воде прибрежных эстуариев . Эти биогеохимические циклы представляют собой пути перемещения химических веществ и элементов в морской среде. Кроме того, вещества и элементы могут импортироваться в морскую среду или экспортироваться из нее. Этот импорт и экспорт могут происходить в виде обмена с атмосферой вверху, со дном океана внизу или в виде стока с суши.

Существуют биогеохимические циклы элементов кальция , углерода , водорода , ртути , азота , кислорода , фосфора , селена и серы ; молекулярные циклы воды и кремнезема ; макроскопические циклы, такие как цикл горных пород ; а также антропогенные циклы синтетических соединений, таких как полихлорированный дифенил (ПХБ). В некоторых циклах имеются резервуары, где вещество может храниться длительное время. Круговорот этих элементов взаимосвязан.

Морские организмы и особенно морские микроорганизмы имеют решающее значение для функционирования многих из этих циклов. К силам, управляющим биогеохимическими циклами, относятся метаболические процессы внутри организмов, геологические процессы, затрагивающие мантию Земли, а также химические реакции между самими веществами, поэтому их называют биогеохимическими циклами. Хотя химические вещества могут расщепляться и рекомбинироваться, сами химические элементы не могут быть ни созданы, ни уничтожены этими силами, поэтому, за исключением некоторых потерь в космическом пространстве и выгод от него, элементы перерабатываются или хранятся (изолируются) где-то на планете или внутри нее. .

Обзор

Энергия течет направленно через экосистемы, входя в нее в виде солнечного света (или неорганических молекул для хемоавтотрофов) и покидая ее в виде тепла во время многочисленных переходов между трофическими уровнями. Однако вещество, из которого состоят живые организмы, сохраняется и перерабатывается. Шесть наиболее распространенных элементов, связанных с органическими молекулами, — углерод, азот, водород, кислород, фосфор и сера — принимают различные химические формы и могут существовать в течение длительного времени в атмосфере, на суше, в воде или под поверхностью Земли. . Геологические процессы, такие как выветривание, эрозия, дренаж воды и субдукция континентальных плит, играют роль в переработке материалов. Поскольку геология и химия играют важную роль в изучении этого процесса, переработка неорганического вещества между живыми организмами и окружающей их средой называется биогеохимическим циклом. [1]

Шесть вышеупомянутых элементов используются организмами по-разному. Водород и кислород содержатся в воде и органических молекулах, оба из которых необходимы для жизни. Углерод содержится во всех органических молекулах, тогда как азот является важным компонентом нуклеиновых кислот и белков. Фосфор используется для производства нуклеиновых кислот и фосфолипидов, составляющих биологические мембраны. Сера имеет решающее значение для трехмерной формы белков. Круговорот этих элементов взаимосвязан. Например, движение воды имеет решающее значение для выщелачивания серы и фосфора в реки, которые затем могут течь в океаны. Минералы циркулируют в биосфере между биотическими и абиотическими компонентами и от одного организма к другому. [2]

Водный цикл

Взаимодействие наземных и атмосферных водных циклов с морским водным циклом

Вода — среда океанов, среда, переносящая все вещества и элементы, участвующие в морских биогеохимических круговоротах. Вода, встречающаяся в природе, почти всегда содержит растворенные вещества, поэтому воду называют «универсальным растворителем» из-за ее способности растворять очень много веществ. [3] [4] Эта способность позволяет ему быть « растворителем жизни» [5] Вода также является единственным распространенным веществом, которое существует в твердом , жидком и газообразном виде в нормальных земных условиях. [6] Поскольку жидкая вода течет, океанские воды циркулируют и текут течениями по всему миру. Поскольку вода легко меняет фазу, ее можно уносить в атмосферу в виде водяного пара или замораживать в виде айсберга. Затем она может выпасть в осадок или расплавиться и снова стать жидкой водой. Вся морская жизнь погружена в воду, матрицу и лоно самой жизни. [7] Вода может быть расщеплена на составляющие ее водород и кислород в результате метаболических или абиотических процессов, а затем рекомбинирована, чтобы снова стать водой.

Хотя круговорот воды сам по себе является биогеохимическим циклом , поток воды над и под Землей является ключевым компонентом круговорота других биогеохимических веществ. [8] Сток ответственен за почти весь перенос эродированных отложений и фосфора с суши в водоемы . [9] Культурная эвтрофикация озер происходит в первую очередь из-за фосфора, который в избытке вносится на сельскохозяйственные поля в виде удобрений , а затем транспортируется по суше и вниз по рекам. Как сток, так и поток грунтовых вод играют важную роль в транспортировке азота с суши в водоемы. [10] Мертвая зона в устье реки Миссисипи является следствием того, что нитраты из удобрений уносятся с сельскохозяйственных полей и стекают по речной системе в Мексиканский залив . Сток также играет роль в круговороте углерода , опять же посредством переноса эродированных пород и почвы. [11]

Соленость океана

Соленость океана обусловлена ​​главным образом выветриванием горных пород и переносом растворенных солей с суши, с меньшим вкладом гидротермальных источников на морском дне. [12] Испарение океанской воды и образование морского льда еще больше увеличивают соленость океана. Однако эти процессы, которые увеличивают соленость, постоянно уравновешиваются процессами, которые уменьшают соленость, такими как постоянный приток пресной воды из рек, осадки дождя и снега и таяние льда. [13] Двумя наиболее распространенными ионами в морской воде являются хлорид и натрий. Вместе они составляют около 85 процентов всех растворенных ионов в океане. Большую часть остального составляют ионы магния и сульфата. Соленость зависит от температуры, испарения и осадков. Обычно она низкая на экваторе и полюсах и высокая в средних широтах. [12]

Морские брызги

Морские брызги, содержащие морские микроорганизмы , а также все вещества и элементы, содержащиеся в их телах, могут быть унесены высоко в атмосферу. Там они становятся аэропланктоном и могут путешествовать по земному шару, прежде чем упасть обратно на Землю.

Поток переносимых по воздуху микроорганизмов кружит над планетой над погодными системами, но под коммерческими воздушными путями. [16] Некоторые странствующие микроорганизмы переносятся земными пыльными бурями, но большинство происходит из морских микроорганизмов, содержащихся в морских брызгах . В 2018 году ученые сообщили, что сотни миллионов вирусов и десятки миллионов бактерий ежедневно оседают на каждом квадратном метре планеты. [17] [18] Это еще один пример того, как вода облегчает транспортировку органического материала на большие расстояния, в данном случае в виде живых микроорганизмов.

Растворенная соль не испаряется обратно в атмосферу, как вода, но образует аэрозоли морской соли в морских брызгах . Многие физические процессы на поверхности океана приводят к образованию аэрозолей морской соли. Одной из частых причин является лопание пузырьков воздуха , которые уносятся ветром во время формирования бараков . Другой – срыв капель с вершин волн. [19] Общий поток морской соли из океана в атмосферу составляет около 3300 Тг (3,3 миллиарда тонн) в год. [20]

Циркуляция океана

Конвекционный цикл
Апвеллинг
Два механизма, приводящих к апвеллингу . В каждом случае, если бы направление ветра изменилось на противоположное, это вызвало бы нисходящий поток . [21]
Вентиляция глубин океана
Глобальный конвейер

Солнечная радиация влияет на океаны: теплая вода с экватора стремится циркулировать к полюсам , а холодная полярная вода направляется к экватору. Поверхностные течения изначально определяются условиями приземного ветра. Пассаты дуют на запад в тропиках, [ 22] и западные ветры дуют на восток в средних широтах. [23] Этот характер ветра оказывает нагрузку на субтропическую поверхность океана с отрицательной закручиваемостью в Северном полушарии , [24] и обратной закруткой в ​​Южном полушарии . В результате перенос Свердрупа направлен к экватору. [25] Из-за сохранения потенциальной завихренности , вызванной ветрами, движущимися к полюсу на западной периферии субтропического хребта, и повышенной относительной завихренности движущейся к полюсу воды, перенос уравновешивается узким, ускоряющимся течением, направленным к полюсу, которое течет вдоль западной части субтропического хребта. границей океанского бассейна, перевешивая эффекты трения с холодным западным пограничным течением, идущим из высоких широт. [26] Общий процесс, известный как западная интенсификация , приводит к тому, что течения на западной границе океанского бассейна становятся сильнее, чем на восточной границе. [27]

По мере продвижения к полюсу теплая вода, переносимая сильным течением теплой воды, подвергается испарительному охлаждению. Охлаждение осуществляется ветром: ветер, движущийся над водой, охлаждает воду, а также вызывает испарение , в результате чего рассол становится более соленым. При этом вода становится более соленой и плотной. и снижается температура. Когда образуется морской лед, соли остаются вне льда, этот процесс известен как исключение рассола. [28] Эти два процесса производят воду, которая более плотная и холодная. Вода в северной части Атлантического океана становится настолько плотной, что начинает опускаться вниз через менее соленую и менее плотную воду. Этот нисходящий поток тяжелой, холодной и плотной воды становится частью Североатлантического глубоководного потока, идущего на юг. [29]

Ветры вызывают океанские течения в верхних 100 метрах поверхности океана. Однако океанские течения также текут на тысячи метров ниже поверхности. Эти глубоководные течения вызываются разницей в плотности воды, которая контролируется температурой (термо) и соленостью (халин). Этот процесс известен как термохалинная циркуляция. В полярных регионах Земли океанская вода сильно охлаждается, образуя морской лед. В результате окружающая морская вода становится более соленой, поскольку при образовании морского льда соль остается. По мере того как морская вода становится более соленой, ее плотность увеличивается, и она начинает тонуть. Поверхностные воды затягиваются, чтобы заменить тонущую воду, которая, в свою очередь, в конечном итоге становится достаточно холодной и соленой, чтобы затонуть. Это запускает глубоководные океанские течения, приводящие в движение глобальный конвейер. [30]

Термохалинная циркуляция приводит в движение глобальную систему течений, называемую «глобальным конвейером». Конвейерная лента начинается на поверхности океана недалеко от полюса в Северной Атлантике. Здесь вода охлаждена арктическими температурами. Он также становится более соленым, потому что при образовании морского льда соль не замерзает и остается в окружающей воде. Холодная вода теперь становится более плотной из-за добавленных солей и опускается на дно океана. Поверхностные воды перемещаются, чтобы заменить тонущую воду, создавая тем самым течение. Эта глубокая вода движется на юг, между континентами, мимо экватора и вниз к краям Африки и Южной Америки. Течение движется вокруг края Антарктиды, где вода остывает и снова опускается, как это происходит в Северной Атлантике. Таким образом, конвейерная лента «подзаряжается». Когда он движется вокруг Антарктиды, от конвейера отделяются две секции и поворачивают на север. Один участок движется в Индийский океан, другой – в Тихий океан. Эти две разделившиеся части нагреваются и становятся менее плотными по мере продвижения на север к экватору, так что они поднимаются на поверхность (апвеллинг). Затем они возвращаются на юг и запад в Южную Атлантику, в конечном итоге возвращаясь в Северную Атлантику, где цикл начинается снова. Конвейерная лента движется со значительно меньшей скоростью (несколько сантиметров в секунду), чем ветровые или приливные течения (от десятков до сотен сантиметров в секунду). Подсчитано, что любому кубическому метру воды требуется около 1000 лет, чтобы пройти путь по глобальному конвейеру. Кроме того, конвейер перемещает огромный объем воды — более чем в 100 раз превышающий поток реки Амазонки (Росс, 1995). Конвейерная лента также является жизненно важным компонентом глобального круговорота питательных веществ и углекислого газа в океане. Теплые поверхностные воды обеднены питательными веществами и углекислым газом, но они снова обогащаются, проходя по конвейерной ленте в виде глубоких или придонных слоев. Основа мировой пищевой цепи зависит от прохладных, богатых питательными веществами вод, которые поддерживают рост водорослей и морских водорослей. [31]

Среднее глобальное время пребывания молекулы воды в океане составляет около 3200 лет. Для сравнения, среднее время пребывания в атмосфере составляет около девяти дней. Если он заморожен в Антарктике или затянут в глубокие грунтовые воды, он может храниться в течение десяти тысяч лет. [32] [33]

Цикличность ключевых элементов

Коробочные модели

Базовая однокоробочная модель
Боксовые модели широко используются для иллюстрации потоков в биогеохимических циклах  [64].

Боксовые модели широко используются для моделирования биогеохимических систем. [65] Коробочные модели представляют собой упрощенные версии сложных систем, сводящие их к ящикам (или резервуарам для хранения ) химических материалов, связанных материальными потоками (потоками). Простые модели коробок содержат небольшое количество коробок, свойства которых, например объем, не меняются со временем. Предполагается, что ящики ведут себя так, как если бы они были перемешаны однородно. [64] Эти модели часто используются для вывода аналитических формул, описывающих динамику и устойчивое содержание участвующих химических веществ.

На диаграмме справа показана базовая одноблочная модель. Резервуар содержит количество рассматриваемого материала М , определенное по химическим, физическим или биологическим свойствам. Источник Q — это поток материала в резервуар, а сток S — поток материала из резервуара. Бюджет – это контроль и баланс источников и стоков, влияющих на круговорот веществ в водоеме. Резервуар находится в устойчивом состоянии , если Q = S , то есть если источники уравновешивают стоки и нет никаких изменений с течением времени. [64]

Единицы измерения

Глобальные биогеохимические бокс-модели обычно измеряют:
            — массы резервуаров в петаграммах (Пг)
            — потоки стока в петаграммах в год (Пг/год ) В
           диаграммах в этой статье в основном используются эти единицы
________________________________________________
 один петаграмм = 10 15 граммов = одна гигатонна = один миллиард ( 10 9 ) тонн

Время оборота (также называемое временем обновления или возрастом выхода) — это среднее время, в течение которого материал находится в резервуаре. Если резервуар находится в устойчивом состоянии, это время равно времени, необходимому для заполнения или опорожнения резервуара. Таким образом, если τ — время оборота, то τ = M/S. [64] Уравнение, описывающее скорость изменения содержания в резервуаре:

Когда два или более резервуаров соединены, материал можно рассматривать как циркулирующий между резервуарами, и циклический поток может иметь предсказуемые закономерности. [64] Более сложные многоблочные модели обычно решаются с использованием численных методов.

Упрощенный бюджет потоков углерода в океане, пример трехблочной модели  [66]
Скорость экспорта и захоронения наземного органического углерода в океане
— пример более сложной модели со множеством взаимодействующих блоков.
Массы резервуаров здесь представляют собой запасы углерода , измеряемые в Пг С. Потоки обмена углерода, измеряемые в Пг С/год , происходят между атмосферой и двумя ее основными поглотителями, сушей и океаном. Черные цифры и стрелки указывают массу резервуара и обменные потоки, рассчитанные на 1750 год, незадолго до промышленной революции . Красные стрелки (и соответствующие цифры) указывают годовые изменения потоков из-за антропогенной деятельности, усредненные за период 2000–2009 гг. Они показывают, как изменился углеродный цикл с 1750 года. Красные цифры в водоемах представляют собой совокупные изменения антропогенного углерода с начала индустриального периода, 1750–2011 годов. [67] [68] [69]

На диаграмме выше показан упрощенный бюджет потоков углерода в океане. Он состоит из трех простых взаимосвязанных коробчатых моделей: одна для эвфотической зоны , одна для внутренней части океана или темного океана и одна для океанских отложений . В эвфотической зоне чистая продукция фитопланктона составляет около 50 Пг С в год. Около 10 Пг экспортируется в глубь океана, а остальные 40 Пг выдыхаются. Разложение органического углерода происходит, когда частицы ( морской снег ) оседают в глубине океана. Только 2 Pg в конечном итоге достигают морского дна, а остальные 8 Pg вдыхаются в темном океане. В отложениях временной масштаб, доступный для разложения, увеличивается на порядки, в результате чего 90% поступившего органического углерода разлагается, и только 0,2 Пг С/год в конечном итоге захоранивается и переносится из биосферы в геосферу. [66]

Растворенные и твердые частицы

Чистая добыча, транспортировка и экспорт DOC в океане
Регионы значительного чистого производства DOC (широкие стрелки) включают прибрежные и экваториальные регионы апвеллинга, которые обеспечивают большую часть нового мирового производства. DOC переносится в субтропические круговороты и вокруг них с помощью ветровой поверхностной циркуляции. Экспорт имеет место, если экспортируемый DOC (повышенные концентрации, обозначенные темно-синими полями) присутствует во время опрокидывания водной толщи. прекурсор для формирования глубоких и промежуточных водных масс. DOC также экспортируется с субдукцией в круговоротах. В регионах, где полярные фронтальные системы не позволяют субтропическим водам, обогащенным DOC, служить предшественником опрокидывающей циркуляции (например, в местах формирования антарктических придонных вод в Южном океане), экспорт DOC является слабым компонентом биологического насоса. В водах к югу от Антарктического полярного фронта зимой не хватает значительного количества экспортируемого DOC (изображено голубым полем). [70]
Растворенное органическое вещество (РОВ)
Диаграмма Венна различных форм растворенного органического вещества (РОВ), обнаруженного в воде. Представлены общее органическое вещество (TOM), общее органическое углерод (TOC), растворенный органический углерод (DOC), твердый органический углерод (POC), растворенный органический азот (DON) и растворенный органический фосфор (DOP). DOC можно разделить на гуминовые ( гуминовые кислоты , фульвокислоты и гумин ) и негуминовые вещества. [71]
Размер и классификация морских частиц [72]
Адаптировано из Simon et al., 2002. [73]

Биологические насосы

Значение антарктического криля в биогеохимических циклах

Биологический насос , в своей простейшей форме, представляет собой биологически управляемый механизм поглощения углерода океаном из атмосферы в недра океана и отложения морского дна . [75] Это часть океанического углеродного цикла , отвечающая за круговорот органического вещества , образуемого в основном фитопланктоном в ходе фотосинтеза (мягкотканный насос), а также за круговорот карбоната кальция (CaCO 3 ), образующегося в панцирях некоторыми организмами. такие как планктон и моллюски (карбонатный насос). [76]

Биологический насос можно разделить на три отдельные фазы, [77] первая из которых — производство фиксированного углерода планктонными фототрофами в эвфотической (освещенной солнцем) области поверхности океана. В этих поверхностных водах фитопланктон использует углекислый газ (СО 2 ), азот (N), фосфор (Р) и другие микроэлементы ( барий , железо , цинк и др.) в ходе фотосинтеза для образования углеводов , липидов и белков . Некоторые планктоны (например, кокколитофоры и фораминиферы ) объединяют кальций (Ca) и растворенные карбонаты ( угольную кислоту и бикарбонат ), образуя защитное покрытие из карбоната кальция (CaCO 3 ).

Как только этот углерод фиксируется в мягких или твердых тканях, организмы либо остаются в эвфотической зоне и перерабатываются в рамках регенеративного цикла питательных веществ , либо, умирая, переходят ко второй фазе биологического насоса и начинают погружаться в океан. пол. Тонущие частицы часто образуют агрегаты по мере погружения, что значительно увеличивает скорость погружения. Именно эта агрегация дает частицам больше шансов избежать хищничества и разложения в толще воды и в конечном итоге достичь морского дна.

Фиксированный углерод, который либо разлагается бактериями на пути вниз, либо оказывается на морском дне, затем поступает на заключительную фазу работы насоса и реминерализируется для повторного использования в первичном производстве . Частицы, которые полностью ускользают от этих процессов, задерживаются в осадке и могут оставаться там в течение миллионов лет. Именно этот секвестрированный углерод ответственен за окончательное снижение уровня CO 2 в атмосфере .

Роль микроорганизмов

ДОМ, ПОМ и вирусный шунт

Циклы углерода, кислорода и водорода

Морской углеродный цикл состоит из процессов обмена углеродом между различными резервуарами в океане, а также между атмосферой, недрами Земли и морским дном . Углеродный цикл — это результат взаимодействия множества сил в различных временных и пространственных масштабах, которые циркулируют углерод по планете, обеспечивая глобальную доступность углерода. Океанический углеродный цикл является центральным процессом глобального углеродного цикла и содержит как неорганический углерод (углерод, не связанный с живым существом, например углекислый газ), так и органический углерод (углерод, который включен или был включен в живое существо). . Часть морского углеродного цикла преобразует углерод между неживой и живой материей.

Три основных процесса (или насоса), составляющих морской углеродный цикл, переносят атмосферный углекислый газ (CO 2 ) в недра океана и распределяют его по океанам. Этими тремя насосами являются: (1) насос растворимости, (2) карбонатный насос и (3) биологический насос. Общий активный запас углерода на поверхности Земли в течение периода менее 10 000 лет составляет примерно 40 000 гигатонн С (Гт С, гигатонна равна одному миллиарду тонн, или вес примерно 6 миллионов синих китов ), и около 95% (~ 38 000 Гт C) хранится в океане, главным образом, в виде растворенного неорганического углерода. [34] [35] Образование растворенного неорганического углерода в морском углеродном цикле является основным регулятором кислотно-щелочной химии в океанах.

Циклы азота и фосфора

Мертвые зоны возникают в океане, когда фосфор и азот из удобрений в стоках с суши вызывают чрезмерный рост микроорганизмов, что истощает кислород и убивает фауну. Во всем мире большие мертвые зоны встречаются в прибрежных районах с высокой плотностью населения. [1]
Взаимодействие между морскими биогеохимическими
циклами углерода, азота и фосфора
RDOC: неподатливый растворенный органический углерод DOM: растворенный органический материал POM: дисперсный органический материал                                                  
                

Круговорот азота в океане так же важен, как и на суше. Хотя общий цикл в обоих случаях одинаков, существуют разные участники и способы переноса азота в океане. [81] Азот попадает в океан через осадки, стоки или в виде N 2 из атмосферы. Азот не может быть использован фитопланктоном в виде N 2 , поэтому он должен подвергаться азотфиксации , которую осуществляют преимущественно цианобактерии . [82] Без поставок фиксированного азота в морской цикл, фиксированный азот будет израсходован примерно за 2000 лет. [83] Фитопланктону необходим азот в биологически доступных формах для первоначального синтеза органического вещества. Аммиак и мочевина попадают в воду при выделении планктона. Источники азота удаляются из эвфотической зоны за счет движения органического вещества вниз. Это может произойти в результате затопления фитопланктона, вертикального перемешивания или затопления отходов вертикальных мигрантов. В результате погружения аммиак попадает на меньшие глубины ниже эвфотической зоны. Бактерии способны превращать аммиак в нитрит и нитрат , но они ингибируются светом, поэтому это должно происходить ниже эвфотической зоны. [82] Аммонификация или минерализация осуществляется бактериями для преобразования органического азота в аммиак. Затем может произойти нитрификация с преобразованием аммония в нитрит и нитрат. [84] Нитраты могут быть возвращены в эвфотическую зону путем вертикального перемешивания и подъема вверх , где они могут быть поглощены фитопланктоном для продолжения цикла. N 2 может быть возвращен в атмосферу посредством денитрификации .

Считается, что аммоний является предпочтительным источником фиксированного азота для фитопланктона, поскольку его ассимиляция не включает окислительно-восстановительную реакцию и, следовательно, требует мало энергии. Для ассимиляции нитрата требуется окислительно-восстановительная реакция, но он более распространен, поэтому большая часть фитопланктона адаптировалась к ферментам, необходимым для такого восстановления ( нитратредуктаза ). Есть несколько примечательных и хорошо известных исключений, к которым относятся большинство прохлорококков и некоторые синехококки , которые могут поглощать азот только в виде аммония. [83]

Фосфор является важным питательным веществом для растений и животных. Фосфор является лимитирующим питательным веществом для водных организмов. Фосфор входит в состав важных молекул, поддерживающих жизнь, которые очень распространены в биосфере. Фосфор попадает в атмосферу в очень небольших количествах, когда пыль растворяется в дождевой воде и морских брызгах, но остается в основном на суше, в камнях и минералах почвы. Восемьдесят процентов добываемого фосфора используется для производства удобрений. Фосфаты из удобрений, сточных вод и моющих средств могут вызывать загрязнение озер и ручьев. Чрезмерное обогащение фосфатами как пресных, так и прибрежных морских вод может привести к массовому цветению водорослей , которые в случае их гибели и разложения приводят только к эвтрофикации пресных вод. Недавние исследования показывают, что преобладающим загрязнителем, ответственным за цветение водорослей в соленых эстуариях и прибрежных морских средах обитания, является азот. [85]

Наиболее распространено в природе фосфор в составе ортофосфат- иона (PO 4 ) 3- , состоящего из атома P и 4 атомов кислорода. На суше большая часть фосфора содержится в горных породах и минералах. Богатые фосфором отложения обычно образуются в океане или из гуано, и со временем геологические процессы выносят океанические отложения на сушу. При выветривании горных пород и минералов фосфор выделяется в растворимой форме, где он поглощается растениями и преобразуется в органические соединения. Затем растения могут потребляться травоядными животными , а фосфор либо попадает в их ткани, либо выводится из организма. После смерти животное или растение разлагается, а фосфор возвращается в почву, где большая часть фосфора превращается в нерастворимые соединения. Сток может унести небольшую часть фосфора обратно в океан . [86]

Питательный цикл

Поток энергии и круговорот питательных веществ
Темно-зеленые линии представляют движение питательных веществ, а пунктирные линии представляют движение энергии. Питательные вещества остаются внутри системы, в то время как энергия поступает через фотосинтез и покидает систему главным образом в виде тепловой энергии, небиологически полезной формы энергии. [87]

Цикл питательных веществ — это движение и обмен органических и неорганических веществ обратно в производство вещества. Этот процесс регулируется путями, доступными в морских пищевых сетях , которые в конечном итоге разлагают органическое вещество обратно на неорганические питательные вещества. Круговороты питательных веществ происходят внутри экосистем. Поток энергии всегда следует однонаправленному и нециклическому пути, тогда как движение минеральных питательных веществ циклично. Минеральные циклы включают в себя цикл углерода , цикл кислорода , цикл азота , цикл фосфора и цикл серы, а также другие, которые постоянно перерабатываются вместе с другими минеральными питательными веществами в продуктивное экологическое питание.

Термины, обозначающие биогеохимический цикл и цикл питательных веществ , во многом совпадают . Некоторые учебники объединяют эти два понятия и рассматривают их как синонимы. [88] Однако эти термины часто появляются независимо. Цикл питательных веществ чаще используется в прямой ссылке на идею внутрисистемного цикла, когда экосистема функционирует как единое целое. С практической точки зрения нет смысла оценивать наземную экосистему, рассматривая весь столб воздуха над ней, а также огромные глубины Земли под ней. Хотя экосистема часто не имеет четких границ, в качестве рабочей модели целесообразно рассмотреть функциональное сообщество, в котором происходит основная часть переноса вещества и энергии. [89] Круговорот питательных веществ происходит в экосистемах, которые участвуют в «больших биогеохимических циклах Земли посредством системы входов и выходов». [89] : 425 

Растворенные питательные вещества

Питательные вещества, растворенные в морской воде, необходимы для выживания морской жизни. Особенно важны азот и фосфор. Они считаются лимитирующими питательными веществами во многих морских средах, поскольку без них не могут расти первичные продуценты, такие как водоросли и морские растения. Они имеют решающее значение для стимулирования первичной продукции фитопланктона . Другими важными питательными веществами являются кремний, железо и цинк. [90]

Процесс круговорота питательных веществ в море начинается с биологической перекачки, когда питательные вещества извлекаются из поверхностных вод фитопланктоном и становятся частью их органического состава. Фитопланктон либо поедается другими организмами, либо в конечном итоге погибает и стекает вниз в виде морского снега . Там они распадаются и возвращаются в растворенное состояние, но на больших глубинах океана. Плодородие океанов зависит от обилия питательных веществ и измеряется первичной продукцией , которая представляет собой скорость фиксации углерода на единицу воды в единицу времени. «Первичное производство часто картируется с помощью спутников с использованием распределения хлорофилла, который представляет собой пигмент, вырабатываемый растениями и поглощающий энергию во время фотосинтеза. Распределение хлорофилла показано на рисунке выше. Вы можете увидеть самую высокую численность вблизи береговой линии, где питательные вещества с суши питаются реками. Другое место, где уровень хлорофилла высок, - это зоны апвеллинга, где питательные вещества переносятся на поверхность океана из глубины в процессе апвеллинга..." [ 90]

Сток с земель выбрасывает питательные вещества и загрязняющие вещества в океан.

«Еще одним критически важным элементом для здоровья океанов является содержание растворенного кислорода. Кислород на поверхности океана постоянно добавляется через границу раздела воздух-море, а также в результате фотосинтеза; он расходуется при дыхании морских организмов и во время распада или окисление органического материала, который выпадает в океан и откладывается на дне океана.Большинству организмов необходим кислород, поэтому его истощение имеет неблагоприятные последствия для морских популяций.Температура также влияет на уровень кислорода, поскольку теплые воды могут содержать меньше растворенного кислорода, чем холодные воды. Как мы увидим, эта взаимосвязь будет иметь серьезные последствия для будущих океанов… Последнее свойство морской воды, которое мы рассмотрим, — это содержание растворенного CO 2. CO 2 практически противоположен кислороду во многих химических и биологических процессах; он расходуется планктоном во время фотосинтеза и пополняется во время дыхания, а также во время окисления органического вещества. Как мы увидим позже, содержание CO 2 имеет важное значение для изучения глубоководного старения". [90]

Соотношение азота и фосфора на поверхности океана. Питательные вещества доступны в трех регионах HNLC ( с высоким содержанием питательных веществ и низким содержанием хлорофилла ) в достаточных для биологической активности соотношениях Редфилда .

Морской цикл серы

Биогеохимический цикл серы морских отложений
Стрелки указывают потоки и пути биологических или химических процессов. Микробное диссимиляционное восстановление сульфата до сульфида является преобладающим конечным путем минерализации органического вещества на бескислородном морском дне. Химическое или микробное окисление образующегося сульфида создает сложную сеть путей в цикле серы, приводящую к образованию промежуточных форм серы и частично обратно к сульфату. Промежуточные соединения включают элементарную серу, полисульфиды, тиосульфат и сульфит, которые являются субстратами для дальнейшего микробного окисления, восстановления или диспропорционирования. Новые микробиологические открытия, такие как перенос электронов на большие расстояния посредством сульфид-окисляющих кабельных бактерий , еще больше усложняют задачу. Реакции изотопного обмена играют важную роль для геохимии стабильных изотопов и экспериментального изучения превращений серы с использованием радиоиндикаторов. Процессы, катализируемые микробами, частично обратимы, поэтому обратная реакция влияет на нашу интерпретацию экспериментов с радиофармпрепаратами и обеспечивает механизм фракционирования изотопов. [91]
Цикл серы

Редукция сульфатов на морском дне в значительной степени ориентирована на приповерхностные отложения с высокими скоростями осаждения вдоль окраин океана. Таким образом, бентический морской цикл серы чувствителен к антропогенному влиянию, такому как потепление океана и увеличение нагрузки биогенными веществами в прибрежных морях. Это стимулирует продуктивность фотосинтеза и приводит к увеличению экспорта органического вещества на морское дно, что часто сочетается с низкой концентрацией кислорода в придонной воде (Rabalais et al., 2014; Breitburg et al., 2018). При этом биогеохимическая зональность сжимается к поверхности осадков, а баланс минерализации органического вещества смещается от кислородных и субкислородных процессов в сторону сульфатредукции и метаногенеза (Мидделбург, Левин, 2009). [91]

Цикл серы в морской среде хорошо изучен с помощью инструмента систематики изотопов серы , выраженного как δ 34 S. В современных мировых океанах запасы серы составляют 1,3 × 10 21 г [92] , в основном встречающиеся в виде сульфата с δ 34 S. значение +21‰. [93] Общий входной поток составляет 1,0 × 10 14 г/год при изотопном составе серы ~3‰. [93] Речной сульфат, полученный в результате земного выветривания сульфидных минералов (δ 34 S = +6‰), является основным источником серы в океанах. Другими источниками являются метаморфическая и вулканическая дегазация, а также гидротермальная активность (δ 34 S = 0‰), в результате которой выделяются восстановленные виды серы (например, H 2 S и S 0 ). Есть два основных источника серы из океанов. Первый сток – это захоронение сульфата либо в виде морских эвапоритов (например, гипса), либо в виде карбонат-ассоциированного сульфата (КАС), на долю которого приходится 6 × 10 13 г/год (δ 34 S = +21‰). Второй сток серы – это захоронение пирита в шельфовых или глубоководных отложениях морского дна (4 × 10 13 г/год; δ 34 S = -20‰). [94] Общий выходной поток морской серы составляет 1,0 × 10 14 г/год, что соответствует входным потокам, подразумевая, что современный баланс морской серы находится в устойчивом состоянии. [93] Время пребывания серы в современных мировых океанах составляет 13 000 000 лет. [95]

В современных океанах Hydrogenovibrio crunogenus , Halothiobacillus и Beggiatoa являются первичными сероокисляющими бактериями [96] [97] и образуют хемосинтетический симбиоз с животными-хозяевами. [98] Хозяин обеспечивает симбионта метаболическими субстратами (например, CO 2 , O 2 , H 2 O), в то время как симбионт генерирует органический углерод для поддержания метаболической активности хозяина. Произведенный сульфат обычно соединяется с выщелоченными ионами кальция с образованием гипса , который может образовывать широко распространенные отложения в центрах распространения вблизи середины океана. [99]

Гидротермальные источники выделяют сероводород, который поддерживает фиксацию углерода хемолитотрофными бактериями , которые окисляют сероводород кислородом с образованием элементарной серы или сульфата. [96]

Железный цикл и пыль

Железный цикл
Биогеохимический цикл железа: железо циркулирует в атмосфере, литосфере и океанах. Маркированные стрелки показывают поток железа в Тг в год. [100] [101] [102] [103]

Круговорот железа ( Fe) — это биогеохимический круговорот железа в атмосфере , гидросфере , биосфере и литосфере . Хотя железо широко распространено в земной коре, [104] оно менее распространено в насыщенных кислородом поверхностных водах. Железо является ключевым микроэлементом в первичной продуктивности [49] и лимитирующим питательным веществом в Южном океане , восточной экваториальной части Тихого океана и субарктической части Тихого океана, называемой регионами океана с высоким содержанием питательных веществ и низким содержанием хлорофилла (HNLC) . [50]

Железо в океане циркулирует между планктоном, агрегированными частицами (небиодоступное железо) и растворенным (биодоступное железо) и превращается в отложения в результате захоронения. [100] [105] [106] Гидротермальные жерла выбрасывают двухвалентное железо в океан [107] в дополнение к поступлению океанического железа из наземных источников. Железо попадает в атмосферу в результате вулканизма, [108] эолового ветра, [109] и некоторых видов сгорания в результате деятельности человека. В антропоцене железо извлекается из шахт в земную кору, а часть переоткладывается в хранилищах отходов. [103] [106]

Колонии морских цианобактерий Trichodesmium
взаимодействуют с другими бактериями, приобретая железо из пыли.
а. Виды Trichodesmium , фиксирующие N 2 , которые обычно встречаются в тропических и субтропических водах, имеют большое экологическое значение, удобряя океан важными питательными веществами. б. Триходезмии могут вызвать массовое цветение в бедных питательными веществами регионах океана с высоким уровнем осаждения пыли, отчасти из-за их уникальной способности улавливать пыль, центрировать ее и впоследствии растворять. в. Предлагаемый путь поглощения железа, связанного с пылью: Бактерии, живущие внутри колоний, производят сидерофоры (CI), которые реагируют с частицами пыли в ядре колонии и генерируют растворенный Fe (C-II). Это растворенное железо, образующее комплекс с сидерофорами, затем усваивается как Trichodesmium , так и его резидентными бактериями (C-III), что приводит к взаимной выгоде для обоих партнеров консорциума . [110]

Роль морских животных в круговороте железа в Южном океане  [111]
глобальная пыль

Железо является важным микроэлементом практически для каждой формы жизни. Это ключевой компонент гемоглобина, важный для фиксации азота как часть семейства ферментов нитрогеназы , и как часть железо-серного ядра ферредоксина он облегчает транспорт электронов в хлоропластах, митохондриях эукариот и бактериях. Из-за высокой реакционной способности Fe 2+ с кислородом и низкой растворимости Fe 3+ железо является лимитирующим питательным веществом в большинстве регионов мира.

Циклы кальция и кремния

Карбонатно-силикатный цикл (фокус углеродного цикла)

Цикл кальция представляет собой перенос кальция между растворенной и твердой фазами. Ионы кальция постоянно поступают в водные пути из горных пород , организмов и почвы . [54] [112] Ионы кальция потребляются и удаляются из водной среды, поскольку они реагируют с образованием нерастворимых структур, таких как карбонат кальция и силикат кальция, [54] [113] которые могут откладываться с образованием отложений или экзоскелетов организмов. [57] Ионы кальция также могут быть использованы биологически , поскольку кальций необходим для биологических функций, таких как производство костей и зубов или клеточных функций. [58] [59] Цикл кальция является общей нитью между земными, морскими, геологическими и биологическими процессами. [114] Кальций перемещается через эти различные среды во время своего круговорота по всей Земле. На морской цикл кальция влияет изменение содержания углекислого газа в атмосфере из-за закисления океана . [57]

Биогенный карбонат кальция образуется, когда морские организмы, такие как кокколитофоры , кораллы , птероподы и другие моллюски , преобразуют ионы кальция и бикарбонат в раковины и экзоскелеты из кальцита или арагонита , обеих форм карбоната кальция. [57] Это основной поглотитель растворенного кальция в океане. [114] Мертвые организмы опускаются на дно океана, откладывая слои панциря, которые со временем сцементируются, образуя известняк . Таково происхождение как морского, так и наземного известняка. [57]

Кальций осаждается в карбонат кальция согласно следующему уравнению:

Са 2+ + 2HCO 3 − → CO 2 + H 2 O + CaCO 3 [112]

На соотношение растворенного кальция и карбоната кальция сильно влияет уровень углекислого газа (CO 2 ) в атмосфере.

Увеличение содержания углекислого газа приводит к увеличению содержания бикарбоната в океане согласно следующему уравнению:

CO 2 + CO 3 2− + H 2 O → 2HCO 3 − [115]

Равновесие углекислоты в океанах
Карбонатный цикл в водной среде  [116] [117]

Прогнозируется, что циклы кальция и углерода изменятся в ближайшие годы, поскольку они тесно связаны с углеродным циклом и воздействием парниковых газов. [118] Отслеживание изотопов кальция позволяет прогнозировать изменения окружающей среды, при этом многие источники предполагают повышение температуры как в атмосфере, так и в морской среде. В результате это радикально изменит распад горных пород, pH океанов и водных путей и, следовательно, осаждение кальция, что повлечет за собой множество последствий для цикла кальция.

Из-за сложного взаимодействия кальция со многими аспектами жизни последствия изменения условий окружающей среды вряд ли будут известны до тех пор, пока они не произойдут. Однако прогнозы можно сделать ориентировочно, основываясь на научно обоснованных исследованиях. Повышение уровня углекислого газа и снижение pH океана изменят растворимость кальция, не позволяя кораллам и панцирным организмам развивать свои экзоскелеты на основе кальция, что делает их уязвимыми или неспособными выжить. [119] [120]

Большую часть биологического производства биогенного кремнезема в океане обеспечивают диатомовые водоросли , а дополнительный вклад вносят радиолярии . Эти микроорганизмы извлекают растворенную кремниевую кислоту из поверхностных вод во время роста и возвращают ее путем рециркуляции в толще воды после своей смерти. Поступление кремния в океан сверху поступает через реки и эоловую пыль , а снизу происходит переработка отложений морского дна, выветривание и гидротермальная деятельность . [121]

Современный океанический кремниевый цикл
показаны основные потоки и величины
Потоки в Т моль Si · г -1 = 28 миллионов тонн кремния в год
Влияние кислого океана (с прогнозируемым pH на 2100 год) на панцирь птеропод, сделанный из кальцита - панцирь постепенно растворяется при более низком pH по мере вытягивания кальция из панциря.

Биоминерализация

Отложение кальцифицирующих организмов/оболочек на дне океана

«Биологическая активность является доминирующей силой, формирующей химическую структуру и эволюцию окружающей среды земной поверхности. Наличие насыщенной кислородом атмосферы-гидросферы, окружающей твердую землю, которая в других отношениях сильно восстанавливается, является наиболее ярким следствием возникновения жизни на Земле. Биологическая эволюция и функционирование экосистем, в свою очередь, в значительной степени обусловлено геофизическими и геологическими процессами.Понимание взаимодействия организмов с их абиотической средой и связанной с этим эволюции биосферы и геосферы является центральной темой исследований в области биогеологии.Биогеохимики способствовать этому пониманию, изучая трансформации и транспорт химических субстратов и продуктов биологической активности в окружающей среде». [122]

«После кембрийского взрыва минерализованные части тела выделялись биотой в больших количествах. Поскольку карбонат кальция, кремнезем и фосфат кальция являются основными минеральными фазами, составляющими эти твердые части тела, биоминерализация играет важную роль в глобальных биогеохимических циклах углерода, кальция. , кремний и фосфор» [122]

Глубокая езда на велосипеде

Глубокий земной углерод

Глубокий циклизм предполагает обмен веществ с мантией . Глубоководный круговорот воды включает обмен воды с мантией, при этом вода уносится вниз за счет погружения океанических плит и возвращается в результате вулканической активности, в отличие от процесса круговорота воды , который происходит над и на поверхности Земли. Некоторая часть воды достигает нижней мантии и может даже достичь внешнего ядра .

При традиционном представлении о круговороте воды (также известном как гидрологический цикл ) вода перемещается между резервуарами в атмосфере и поверхностью Земли или вблизи поверхности (включая океан , реки и озера , ледники и полярные ледяные шапки , биосферу и подземные воды ). ). Однако, помимо поверхностного цикла, вода также играет важную роль в геологических процессах, проникающих в земную кору и мантию . Содержание воды в магме определяет взрывоопасность извержения вулкана; горячая вода является основным каналом концентрации экономически важных полезных ископаемых в гидротермальных месторождениях полезных ископаемых ; Вода играет важную роль в формировании и миграции нефти . [123] Нефть — это ископаемое топливо , полученное из древних окаменелых органических материалов , таких как зоопланктон и водоросли . [124] [125]

Вода не просто присутствует в земле как отдельная фаза. Морская вода просачивается в океаническую кору и гидратирует магматические породы, такие как оливин и пироксен , превращая их в водные минералы, такие как серпентины , тальк и брусит . [126] В этой форме вода переносится в мантию. В верхней мантии тепло и давление обезвоживают эти минералы, высвобождая большую их часть в вышележащий мантийный клин , вызывая плавление горных пород, которые поднимаются вверх, образуя вулканические дуги . [127] Однако некоторые из «номинально безводных минералов», которые стабильны глубже в мантии, могут хранить небольшие концентрации воды в форме гидроксила (OH - ), [128] и, поскольку они занимают большие объемы Земли, они способны хранить по крайней мере столько же, сколько мировой океан. [123]

Процессы дегазации углерода [129]

Традиционное представление о происхождении океана состоит в том, что он был заполнен в результате выделения газа из мантии в раннем архее , и с тех пор мантия остается обезвоженной. [130] Однако субдукция уносит воду вниз со скоростью, которая опустошит океан через 1–2 миллиарда лет. Несмотря на это, изменения глобального уровня моря за последние 3–4 миллиарда лет составили всего несколько сотен метров, что намного меньше средней глубины океана в 4 километра. Таким образом, ожидается, что потоки воды в мантию и из нее будут примерно сбалансированы, а содержание воды в мантии стабильно. Вода, унесенная в мантию, в конечном итоге возвращается на поверхность в результате извержений на срединно-океанических хребтах и ​​горячих точках . [131] : 646  Оценки количества воды в мантии варьируются от 1 ⁄ до 4 раз больше, чем воды в океане. [131] : 630–634 

Глубокий углеродный цикл — это движение углерода через мантию и ядро ​​Земли . Он является частью углеродного цикла и тесно связан с движением углерода на поверхности и в атмосфере Земли. Возвращая углерод в недра Земли, он играет решающую роль в поддержании земных условий, необходимых для существования жизни. Без него углерод накапливался бы в атмосфере, достигая чрезвычайно высоких концентраций в течение длительных периодов времени. [132]

Рок-цикл

Цикл горных пород и тектоника плит

Ископаемое топливо

Водный фитопланктон и зоопланктон , погибшие и отложившиеся в больших количествах в бескислородных условиях миллионы лет назад, начали образовывать нефть и природный газ в результате анаэробного разложения ( наземные растения , напротив, имели тенденцию образовывать уголь и метан). С течением геологического времени это органическое вещество , смешанное с грязью , оказалось погребенным под дальнейшими тяжелыми слоями неорганических отложений. В результате высокая температура и давление заставили органическое вещество химически измениться , сначала в воскообразное вещество, известное как кероген , который содержится в горючих сланцах , а затем, при большем нагреве, в жидкие и газообразные углеводороды в процессе, известном как катагенез . Такие организмы и образующееся из них ископаемое топливо обычно имеют возраст в миллионы лет, а иногда и более 650 миллионов лет, [133] энергия, выделяющаяся при сгорании, по-прежнему имеет фотосинтетическое происхождение. [134]

Другие циклы

Такие как микроэлементы, микроэлементы, антропогенные циклы синтетических соединений, таких как полихлорированный дифенил (ПХБ).

Рекомендации

  1. ^ ab Биогеохимические циклы, OpenStax , 9 мая 2019 г.Измененный текст был скопирован из этого источника, который доступен по международной лицензии Creative Commons Attribution 4.0.
  2. ^ Фишер М.Р. (ред.) (2019) Биология окружающей среды , 3.2 Биогеохимические циклы, OpenStax.Измененный текст был скопирован из этого источника, который доступен по международной лицензии Creative Commons Attribution 4.0.
  3. ^ Гринвуд, Норман Н .; Эрншоу, Алан (1997). Химия элементов (2-е изд.). Баттерворт-Хайнеманн . п. 620. ИСБН 978-0-08-037941-8.
  4. ^ «Вода, универсальный растворитель». Геологическая служба США . Архивировано из оригинала 9 июля 2017 года . Проверено 27 июня 2017 г.
  5. ↑ Рис, Джейн Б. (31 октября 2013 г.). Кэмпбелл Биология (10-е изд.). Пирсон . п. 48. ИСБН 9780321775658.
  6. ↑ Рис, Джейн Б. (31 октября 2013 г.). Кэмпбелл Биология (10-е изд.). Пирсон . п. 44. ИСБН 9780321775658.
  7. ^ Коллинз Дж. К. (1991) Матрица жизни: взгляд на природные молекулы с точки зрения молекулярных презентаций воды в окружающей среде. ISBN 9780962971907 . 
  8. ^ «Биогеохимические циклы». Совет экологической грамотности. Архивировано из оригинала 30 апреля 2015 года . Проверено 24 октября 2006 г.
  9. ^ «Цикл фосфора». Совет экологической грамотности. Архивировано из оригинала 20 августа 2016 года . Проверено 15 января 2018 г.
  10. ^ «Азот и гидрологический цикл». Информационный бюллетень о расширении . Университет штата Огайо. Архивировано из оригинала 1 сентября 2006 года . Проверено 24 октября 2006 г.
  11. ^ «Углеродный цикл». Земная обсерватория . НАСА. 16 июня 2011 года. Архивировано из оригинала 28 сентября 2006 года . Проверено 24 октября 2006 г.
  12. ^ ab Почему океан соленый? НОАА . Последнее обновление: 26 февраля 2021 г. Всеобщее достояниеВ эту статью включен текст из источника, находящегося в свободном доступе .
  13. ^ Соленость НАСА . Последнее обновление: 7 апреля 2021 г. Всеобщее достояниеВ эту статью включен текст из источника, находящегося в свободном доступе .
  14. ^ Температура поверхности моря, соленость и плотность Студия научной визуализации НАСА , 9 октября 2009 г.
  15. ^ Сундби, С. и Кристиансен, Т. (2015) «Принципы плавучести икры морских рыб и ее вертикальное распределение в мировом океане». ПЛОС ОДИН , 10 (10): e0138821. дои : 10.1371/journal.pone.0138821.Измененный текст был скопирован из этого источника, который доступен по международной лицензии Creative Commons Attribution 4.0.
  16. ^ Живые бактерии движутся в воздушных потоках Земли Журнал Smithsonian , 11 января 2016 г.
  17. ↑ Роббинс, Джим (13 апреля 2018 г.). «Триллионы и триллионы вирусов падают с неба каждый день». Нью-Йорк Таймс . Проверено 14 апреля 2018 г.
  18. ^ Рече, Изабель; Д'Орта, Гаэтано; Младенов, Наталья; Вингет, Даниэль М; Саттл, Кертис А. (29 января 2018 г.). «Скорость осаждения вирусов и бактерий над пограничным слоем атмосферы». Журнал ИСМЕ . 12 (4): 1154–1162. дои : 10.1038/s41396-017-0042-4. ПМК 5864199 . ПМИД  29379178. 
  19. ^ Левин, Зев; Коттон, Уильям Р., ред. (2009). Влияние аэрозольного загрязнения на осадки . дои : 10.1007/978-1-4020-8690-8. ISBN 978-1-4020-8689-2.
  20. ^ Третий оценочный отчет МГЭИК: Изменение климата, 2001 г. (ТДО)
  21. ^ Ветровые поверхностные течения: апвеллинг и даунвеллинг, НАСА . По состоянию на 17 июня 2020 г.
  22. ^ «пассаты». Словарь метеорологии . Американское метеорологическое общество. 2009. Архивировано из оригинала 11 декабря 2008 года . Проверено 8 сентября 2008 г.
  23. ^ Глоссарий метеорологии (2009). Вестерли. Архивировано 22 июня 2010 г. в Wayback Machine Американского метеорологического общества . Проверено 15 апреля 2009 г.
  24. ^ Матиас Томчак и Дж. Стюарт Годфри (2001). Региональная океанография: Введение. Архивировано 14 сентября 2009 г. в Wayback Machine Маттиаса Томчака, стр. 42. ISBN 81-7035-306-8 . Проверено 6 мая 2009 г. 
  25. ^ Earthguide (2007). Урок 6: Разгадка загадки Гольфстрима: теплое течение, идущее на север. Архивировано 23 июля 2008 г. в Калифорнийском университете Wayback Machine в Сан-Диего. Проверено 6 мая 2009 г.
  26. ^ Анджела Коллинг (2001). Циркуляция океана. Архивировано 2 марта 2018 г. в Wayback Machine Butterworth-Heinemann, стр. 96. Проверено 7 мая 2009 г.
  27. ^ Национальная служба экологических спутников, данных и информации (2009). Исследование Гольфстрима. Архивировано 3 мая 2010 г. в Университете штата Северная Каролина Wayback Machine . Проверено 6 мая 2009 г.
  28. ^ Рассел, Рэнди. «Термохалинная циркуляция океана». Университетская корпорация атмосферных исследований. Архивировано из оригинала 25 марта 2009 года . Проверено 6 января 2009 г.
  29. ^ Бел, Р. «Водные массы Атлантического океана». Калифорнийский государственный университет в Лонг-Бич. Архивировано из оригинала 23 мая 2008 года . Проверено 6 января 2009 г.
  30. ^ Национальная океаническая служба термохалинной циркуляции, НОАА. Проверено: 20 мая 2020 г. Всеобщее достояниеВ эту статью включен текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .
  31. ^ Национальная океаническая служба глобального конвейера, NOAA. Проверено: 20 мая 2020 г. Всеобщее достояниеВ эту статью включен текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .
  32. ^ аб Пидвирный, М. (2006). «Глава 8: Введение в гидросферу». Основы физической географии (2-е изд.). 8(b) Гидрологический цикл. Архивировано из оригинала 26 января 2016 года . Проверено 24 октября 2006 г. - через PhysicalGeography.net.
  33. ^ Ван Дер Энт, Р.Дж. и Тюйненбург, О.А. (2017) «Возврат к времени пребывания воды в атмосфере». Гидрология и науки о системе Земли , 21 (2): 779–790. doi : 10.5194/hess-21-779-2017.
  34. ^ аб Шлезингер, Уильям Х.; Бернхардт, Эмили С. (2013). Биогеохимия: анализ глобальных изменений (3-е изд.). Уолтем, Массачусетс: Academic Press. ISBN 9780123858740. ОКЛК  827935936.
  35. ^ аб Фальковски, П.; Скоулз, Р.Дж.; Бойл, Э.; Канаделл, Дж.; Кэнфилд, Д.; Эльзер, Дж.; Грубер, Н.; Хиббард, К.; Хёгберг, П. (13 октября 2000 г.). «Глобальный углеродный цикл: проверка наших знаний о Земле как системе». Наука . 290 (5490): 291–296. Бибкод : 2000Sci...290..291F. дои : 10.1126/science.290.5490.291. ISSN  0036-8075. ПМИД  11030643.
  36. ^ ab Knoll AH, Canfield DE, Konhauser K (2012). «7». Основы геобиологии . Чичестер, Западный Суссекс: Джон Вили и сыновья. стр. 93–104. ISBN 978-1-118-28087-4. ОСЛК  793103985.
  37. ^ аб Петш СТ (2014). «Глобальный кислородный цикл». Трактат по геохимии . Эльзевир. стр. 437–473. дои : 10.1016/b978-0-08-095975-7.00811-1. ISBN 978-0-08-098300-4.
  38. ^ Кэмерон АГ (1973). «Распространенность элементов в Солнечной системе». Обзоры космической науки . 15 (1): 121. Бибкод :1973ССРв...15..121С. дои : 10.1007/BF00172440. ISSN  0038-6308. S2CID  120201972.
  39. ^ Стивен Б. Кэрролл; Стивен Д. Солт (2004). Экология для садоводов. Лесной Пресс. п. 93. ИСБН 978-0-88192-611-8. Архивировано из оригинала 1 февраля 2018 года . Проверено 23 октября 2016 г.
  40. ^ Кайперс, МММ; Марчант, Гонконг; Картал, Б (2011). «Микробная сеть круговорота азота». Обзоры природы Микробиология . 1 (1): 1–14. дои : 10.1038/nrmicro.2018.9. hdl : 21.11116/0000-0003-B828-1 . PMID  29398704. S2CID  3948918.
  41. ^ Галлоуэй, JN; и другие. (2004). «Азотные циклы: прошлое, настоящее и будущие поколения». Биогеохимия . 70 (2): 153–226. дои : 10.1007/s10533-004-0370-0. S2CID  98109580.
  42. ^ Рейс, Стефан; Бекунда, Матетете; Ховард, Клэр М; Каранджа, Нэнси; Винивартер, Уилфрид; Ян, Сяоюань; Бликер, Альберт; Саттон, Марк А. (1 декабря 2016 г.). «Синтез и обзор: решение проблемы управления азотом: от глобального до местного масштаба». Письма об экологических исследованиях . 11 (12): 120205. Бибкод : 2016ERL....11l0205R. дои : 10.1088/1748-9326/11/12/120205 . ISSN  1748-9326.
  43. ^ Гу, Баоцзин; Ге, Ин; Рен, Юань; Сюй, Бин; Ло, Вэйдун; Цзян, Хун; Гу, Биньхэ; Чанг, Цзе (17 августа 2012 г.). «Атмосферный химически активный азот в Китае: источники, последние тенденции и стоимость ущерба». Экологические науки и технологии . 46 (17): 9420–9427. Бибкод : 2012EnST...46.9420G. дои : 10.1021/es301446g. ISSN  0013-936X. ПМИД  22852755.
  44. ^ Ким, Харюн; Ли, Китак; Лим, Донг-Иль; Нам, Сын Иль; Ким, Тэ Ук; Ян, Джин-Ю Т.; Ко, Ён Хо; Шин, Кён Хун; Ли, Юнил (11 мая 2017 г.). «Распространенный антропогенный азот в отложениях северо-западной части Тихого океана». Экологические науки и технологии . 51 (11): 6044–6052. Бибкод : 2017EnST...51.6044K. doi : 10.1021/acs.est.6b05316. ISSN  0013-936X. ПМИД  28462990.
  45. ^ Шлезингер WH (1991). Биогеохимия: анализ глобальных изменений .
  46. ^ Мэдиган М.Т., Мартино Дж.М. (2006). Брок Биология микроорганизмов (11-е изд.). Пирсон. п. 136. ИСБН 978-0-13-196893-6.
  47. ^ Бикл М.Дж., Альт Дж.К., Тигл Д.А. (1994). «Перенос серы и фракционирование изотопов серы в гидротермальных системах дна океана». Минералогический журнал . 58А (1): 88–89. Бибкод : 1994MinM...58...88B. дои : 10.1180/minmag.1994.58A.1.49.
  48. ^ Тейлор С.Р. (1964). «Распространение химических элементов в континентальной коре: новая таблица». Geochimica et Cosmochimica Acta . 28 (8): 1273–1285. Бибкод : 1964GeCoA..28.1273T. дои : 10.1016/0016-7037(64)90129-2.
  49. ^ аб Тальябу А., Боуи А.Р., Бойд П.В., Бак К.Н., Джонсон К.С., Сайто М.А. (март 2017 г.). «Неотъемлемая роль железа в биогеохимии океана» (PDF) . Природа . 543 (7643): 51–59. Бибкод : 2017Natur.543...51T. дои : 10.1038/nature21058. PMID  28252066. S2CID  2897283.
  50. ^ AB Мартин Дж. Х., Фитцуотер SE (1988). «Дефицит железа ограничивает рост фитопланктона в субарктической северо-восточной части Тихого океана». Природа . 331 (6154): 341–343. Бибкод : 1988Natur.331..341M. дои : 10.1038/331341a0. S2CID  4325562.
  51. ^ Мелтон Э.Д., Сваннер Э.Д., Беренс С., Шмидт С., Капплер А. (декабрь 2014 г.). «Взаимодействие микробно-опосредованных и абиотических реакций в биогеохимическом цикле железа». Обзоры природы. Микробиология . 12 (12): 797–808. doi : 10.1038/nrmicro3347. PMID  25329406. S2CID  24058676.
  52. ^ Шмидт С., Беренс С., Капплер А. (2010). «Функционирование экосистемы с геомикробиологической точки зрения - концептуальная основа биогеохимического круговорота железа». Экологическая химия . 7 (5): 399. doi : 10.1071/EN10040 .
  53. ^ Капплер, Андреас; Штрауб, Кристина Л. (1 января 2005 г.). «Геомикробиологический круговорот железа». Обзоры по минералогии и геохимии . 59 (1): 85–108. дои :10.2138/rmg.2005.59.5. ISSN  1529-6466.
  54. ^ abcd Уокер, Джеймс К.Г.; Хейс, П.Б.; Кастинг, Дж. Ф. (1981). «Механизм отрицательной обратной связи для долгосрочной стабилизации температуры поверхности Земли». Журнал геофизических исследований . 86 (C10): 9776. Бибкод : 1981JGR....86.9776W. дои : 10.1029/jc086ic10p09776. ISSN  0148-0227.
  55. ^ Бернер, РА (1 мая 2004 г.). «Модель кальция, магния и сульфата в морской воде в фанерозойский период». Американский научный журнал . 304 (5): 438–453. Бибкод : 2004AmJS..304..438B. дои : 10.2475/ajs.304.5.438 . ISSN  0002-9599.
  56. ^ Риджвелл, Энди; Зибе, Ричард Э. (15 июня 2005 г.). «Роль глобального карбонатного цикла в регулировании и эволюции системы Земли». Письма о Земле и планетологии . 234 (3–4): 299–315. дои : 10.1016/j.epsl.2005.03.006. ISSN  0012-821X.
  57. ^ abcdef Райсман, Скотт; Мерфи, Дэниел Т. (2013). Закисление океана: элементы и соображения . Хауппож, Нью-Йорк: Nova Science Publishers, Inc. ISBN 9781629482958.
  58. ^ аб Нордин, BE C (1988). Кальций в биологии человека . Обзоры питания человека ILSI. Лондон: Спрингер Лондон. дои : 10.1007/978-1-4471-1437-6. ISBN 9781447114376. OCLC  853268074. S2CID  9765195.
  59. ^ Аб Рубин, Рональд П.; Вайс, Джордж Б.; Патни, Джеймс В. младший (11 ноября 2013 г.). Кальций в биологических системах. Springer Science & Business Media. ISBN 9781461323778.
  60. ^ Фантл, Мэтью С.; Типпер, Эдвард Т. (2014). «Изотопы кальция в глобальном биогеохимическом цикле кальция: значение для разработки прокси-изотопа кальция». Обзоры наук о Земле . 131 : 148–177. doi : 10.1016/j.earscirev.2014.02.002. ISSN  0012-8252 – через Elsevier ScienceDirect.
  61. ^ Хант, JW; Дин, АП; Вебстер, RE; Джонсон, Дж.Н.; Эннос, Арканзас (2008). «Новый механизм, с помощью которого кремнезем защищает травы от травоядных». Анналы ботаники . 102 (4): 653–656. дои : 10.1093/aob/mcn130. ISSN  1095-8290. ПМК 2701777 . ПМИД  18697757. 
  62. ^ Конли, Дэниел Дж. (декабрь 2002 г.). «Наземные экосистемы и глобальный биогеохимический цикл кремнезема». Глобальные биогеохимические циклы . 16 (4): 68–1–68–8. Бибкод : 2002GBioC..16.1121C. дои : 10.1029/2002gb001894 . ISSN  0886-6236. S2CID  128672790.
  63. ^ Дефант, Марк Дж.; Драммонд, Марк С. (октябрь 1990 г.). «Получение некоторых современных дуговых магм путем плавления молодой субдуцированной литосферы». Природа . 347 (6294): 662–665. Бибкод : 1990Natur.347..662D. дои : 10.1038/347662a0. ISSN  0028-0836. S2CID  4267494.
  64. ^ abcde Бьянки, Томас (2007) Биогеохимия эстуариев, стр. 9, Oxford University Press. ISBN 9780195160826 . 
  65. ^ Сармьенто, JL; Тоггвайлер, младший (1984). «Новая модель роли океанов в определении атмосферного PCO 2». Природа . 308 (5960): 621–24. Бибкод : 1984Natur.308..621S. дои : 10.1038/308621a0. S2CID  4312683.
  66. ^ ab Middelburg, JJ (2019) Биогеохимия морского углерода: учебник для ученых земной системы , страница 5, Springer Nature. ISBN 9783030108229 . дои : 10.1007/978-3-030-10822-9. Измененный текст был скопирован из этого источника, который доступен по международной лицензии Creative Commons Attribution 4.0.
  67. ^ Сармьенто, Хорхе Л.; Грубер, Николас (2002). «Поглотители антропогенного углерода». Физика сегодня . 55 (8): 30–36. Бибкод :2002ФТ....55ч..30С. дои : 10.1063/1.1510279 . S2CID  128553441.
  68. ^ Чхабра, Абха (2013). «Углерод и другие биогеохимические циклы». В Стокере, ТФ; Цинь, Д.; Платтнер, Г.-К.; Тиньор, М.; Аллен, СК; Бошунг, Дж.; Науэльс, А.; Ся, Ю.; Бекс, В.; Мидгли, премьер-министр (ред.). ИЗМЕНЕНИЕ КЛИМАТА 2013. Основы физических наук, РАБОЧАЯ ГРУППА I. ВКЛАД В ПЯТЫЙ ОТЧЕТ ОБ ОЦЕНКЕ МЕЖПРАВИТЕЛЬСТВЕННОЙ ГРУППЫ ПО ИЗМЕНЕНИЮ КЛИМАТА (1-е изд.). Издательство Кембриджского университета. стр. 465–570. дои : 10.13140/2.1.1081.8883.
  69. ^ Кандасами, Сельварадж; Нагендер Натх, Бежугам (2016). «Перспективы транспортировки и захоронения наземных органических веществ в континууме суша-глубокое море: предостережения в нашем понимании биогеохимических процессов и будущих потребностей». Границы морской науки . 3 . дои : 10.3389/fmars.2016.00259 . S2CID  30408500. Измененный текст был скопирован из этого источника, который доступен по международной лицензии Creative Commons Attribution 4.0.
  70. ^ Ханселл Д.А. и Крейг AC (2015) «Морские растворенные органические вещества и углеродный цикл». Океанография , 14 (4): 41–49. дои : 10.5670/oceanog.2001.05.Измененный текст был скопирован из этого источника, который доступен по международной лицензии Creative Commons Attribution 4.0.
  71. ^ Пагано Т., Бида М. и Кенни Дж. Э. (2014) «Тенденции в уровнях аллохтонного растворенного органического углерода в природной воде: обзор потенциальных механизмов в условиях меняющегося климата». Вода , 6 (10): 2862–2897. дои : 10.3390/w6102862.Измененный текст был скопирован из этого источника, который доступен по международной лицензии Creative Commons Attribution 4.0.
  72. ^ Монрой, П., Эрнандес-Гарсия, Э., Росси, В. и Лопес, К. (2017) «Моделирование динамического опускания биогенных частиц в океаническом потоке». Нелинейные процессы в геофизике , 24 (2): 293–305. doi : 10.5194/npg-24-293-2017.Измененный текст был скопирован из этого источника, который доступен по международной лицензии Creative Commons Attribution 3.0.
  73. ^ Саймон М., Гроссарт Х., Швейцер Б. и Плауг Х. (2002) «Микробная экология органических агрегатов в водных экосистемах». Водная микробная экология , 28 : 175–211. дои : 10.3354/ame028175.
  74. ^ Каван, Э.Л., Белчер, А., Аткинсон, А., Хилл, С.Л., Кавагути, С., МакКормак, С., Мейер, Б., Никол, С., Ратнараджа, Л., Шмидт, К. и Стейнберг , ДК (2019) «Значение антарктического криля в биогеохимических циклах». Природные коммуникации , 10 (1): 1–13. дои : 10.1038/s41467-019-12668-7. Измененный текст был скопирован из этого источника, который доступен по международной лицензии Creative Commons Attribution 4.0.
  75. ^ Сигман Д.М., Хауг Г.Х. (2006). «Биологический насос в прошлом». Трактат по геохимии . Том. 6. Пергамон Пресс. стр. 491–528.
  76. ^ Hain MP, Sigman DM, Haug GH (2014). «Биологический насос в прошлом». Трактат по геохимии (PDF) . Том. 8 (2-е изд.). стр. 485–517. дои : 10.1016/B978-0-08-095975-7.00618-5. ISBN 9780080983004. Проверено 1 июня 2015 г.
  77. ^ Де Ла Роша CL. 2006. Биологический насос. В: Трактат по геохимии; том. 6 (ред.). Пергамон Пресс, стр. 83–111.
  78. ^ Генрихс, М.Э., Мори, К. и Длугош, Л. (2020) «Сложные взаимодействия между водными организмами и их химической средой, выясненные с разных точек зрения». В: YOUMARES 9-Океаны: наши исследования, наше будущее , страницы 279–297. Спрингер. дои : 10.1007/978-3-030-20389-4_15.
  79. ^ Прентис, IC (2001). «Углеродный цикл и углекислый газ в атмосфере». Изменение климата 2001: научная основа: вклад Рабочей группы I в Третий оценочный доклад Межправительственной группы экспертов по изменению климата / Хоутон, Дж. Т. [ред.] Проверено 31 мая 2012 г. .
  80. ^ Биогеохимические циклы CK-12 Биология . Доступ: 2 июня 2020 г.
  81. ^ Моултон, Орисса М; Альтабет, Марк А; Беман, Дж. Майкл; Диган, Линда А; Льорет, Хавьер; Лайонс, Миган К; Нельсон, Джеймс А; Пфистер, Кэтрин А. (май 2016 г.). «Микробные ассоциации с макробиотой в прибрежных экосистемах: закономерности и последствия для круговорота азота». Границы в экологии и окружающей среде . 14 (4): 200–208. дои : 10.1002/плата.1262. hdl : 1912/8083 . ISSN  1540-9295.
  82. ^ Аб Миллер, Чарльз (2008). Биологическая океанография . Молден, Массачусетс: Blackwell Publishing. стр. 60–62. ISBN 978-0-632-05536-4.
  83. ^ Аб Грубер, Николас (2008). Азот в морской среде . Берлингтон, Массачусетс: Elsevier. стр. 1–35. ISBN 978-0-12-372522-6.
  84. ^ Бойс, Сьюзен; Эллиот, Майкл. «Учебный блок: Морская среда азотного цикла». Архивировано из оригинала 15 апреля 2012 года . Проверено 22 октября 2011 г.
  85. ^ «Эвтрофикация - Американское общество почвоведения». www.soils.org . Архивировано из оригинала 16 апреля 2014 года . Проверено 14 апреля 2014 г.
  86. ^ Пельцер Д.А., Уордл Д.А., Эллисон В.Дж., Байсден В.Т., Барджетт Р.Д., Чедвик О.А. и др. (ноябрь 2010 г.). «Понимание регресса экосистемы». Экологические монографии . 80 (4): 509–29. дои : 10.1890/09-1552.1.
  87. ^ Беар Р. и Ринтул Д. (2018) «Биогеохимические циклы». В: Беар Р., Ринтул Д., Снайдер Б., Смит-Калдас М., Херрен С. и Хорн Э. (ред.) Принципы биологии OpenStax.
  88. ^ Левин, Саймон А; Карпентер, Стивен Р.; Годфрей, Чарльз Дж; Кинциг, Энн П; Лоро, Мишель; Лосос, Джонатан Б; Уокер, Брайан; Уилков, Дэвид С. (27 июля 2009 г.). Принстонский путеводитель по экологии. Издательство Принстонского университета. п. 330. ИСБН 978-0-691-12839-9.
  89. ^ аб Борман, FH; Ликенс, GE (1967). «Круговорот питательных веществ» (PDF) . Наука . 155 (3761): 424–429. Бибкод : 1967Sci...155..424B. дои : 10.1126/science.155.3761.424. PMID  17737551. S2CID  35880562. Архивировано из оригинала (PDF) 27 сентября 2011 года.
  90. ^ abc Растворенные питательные вещества на Земле в будущем , PenState/NASSA. Проверено 18 июня 2020 г.
  91. ^ аб Йоргенсен, Б.Б., Финдли, А.Дж. и Пеллерин, А. (2019) «Биогеохимический цикл серы в морских отложениях». Границы микробиологии , 10 : 849. doi : 10.3389/fmicb.2019.00849.Измененный текст был скопирован из этого источника, который доступен по международной лицензии Creative Commons Attribution 4.0.
  92. ^ Бримблкомб, Питер (2014). «Глобальный цикл серы». Трактат по геохимии . Том. 10. Амстердам: Эльзевир. стр. 559–591. дои : 10.1016/B978-0-08-095975-7.00814-7. ISBN 9780080983004.
  93. ^ abc Fike DA, Брэдли AS, Rose CV (2015). «Переосмысление древнего цикла серы». Ежегодный обзор наук о Земле и планетах . 43 (1): 593–622. Бибкод : 2015AREPS..43..593F. doi : 10.1146/annurev-earth-060313-054802. S2CID  140644882.
  94. ^ Кэнфилд DE (2004). «Эволюция резервуара серы на поверхности Земли». Американский научный журнал . 304 (10): 839–861. Бибкод : 2004AmJS..304..839C. дои : 10.2475/ajs.304.10.839 .
  95. ^ Ка LC, Лайонс Т.В., Фрэнк Т.Д. (октябрь 2004 г.). «Низкий уровень морских сульфатов и длительная оксигенация протерозойской биосферы». Природа . 431 (7010): 834–8. Бибкод : 2004Natur.431..834K. дои : 10.1038/nature02974. PMID  15483609. S2CID  4404486.
  96. ^ ab Sievert SM, Hügler M, Taylor CD, Wirsen CO (2008). «Окисление серы в глубоководных гидротермальных источниках». В Даль С., Фридрих К.Г. (ред.). Микробный метаболизм серы . Шпрингер Берлин Гейдельберг. стр. 238–258. дои : 10.1007/978-3-540-72682-1_19. ISBN 978-3-540-72679-1.
  97. ^ Цзян Л., Лю Дж. и Шао З. (2017) «Метаболизм серы штамма Hydrogenovibrio thermophilus s5 и его адаптация к среде глубоководных гидротермальных жерл». Границы микробиологии , 8 : 2513. doi : 10.3389/fmicb.2017.02513.
  98. ^ Клотц М.Г., Брайант Д.А., Хэнсон Т.Э. (2011). «Микробный цикл серы». Границы микробиологии . 2 : 241. дои : 10.3389/fmicb.2011.00241 . ПМЦ 3228992 . ПМИД  22144979. 
  99. ^ Педерсен Р.Б., Рапп Х.Т., Торсет И.Х., Лилли М.Д., Баррига Ф.Дж., Баумбергер Т. и др. (ноябрь 2010 г.). «Открытие жерлового поля черного курильщика и жерловой фауны на Срединно-полярном хребте». Природные коммуникации . 1 (8): 126. Бибкод : 2010NatCo...1..126P. дои : 10.1038/ncomms1124. ПМК 3060606 . ПМИД  21119639. 
  100. ^ аб Никельсен Л., Келлер Д., Ошлис А. (12 мая 2015 г.). «Модуль динамического морского цикла железа, соединенный с моделью системы Земли Университета Виктории: Кильская морская биогеохимическая модель 2 для UVic 2.9». Разработка геонаучной модели . 8 (5): 1357–1381. Бибкод : 2015GMD.....8.1357N. дои : 10.5194/gmd-8-1357-2015 .
  101. ^ Джикеллс Т.Д., Ан З.С., Андерсен К.К., Бейкер А.Р., Бергаметти Г., Брукс Н. и др. (апрель 2005 г.). «Глобальные железные связи между пылью пустыни, биогеохимией океана и климатом». Наука . 308 (5718): 67–71. Бибкод : 2005Sci...308...67J. дои : 10.1126/science.1105959. PMID  15802595. S2CID  16985005.
  102. ^ Рэйсуэлл Р., Кэнфилд, DE (2012). «Биогеохимический цикл железа в прошлом и настоящем» (PDF) . Геохимические перспективы . 1 (1): 1–232. Бибкод :2012ГЧП....1....1Р. дои : 10.7185/geochempersp.1.1.
  103. ^ Аб Ван Т., Мюллер Д.Б., Гредель Т.Э. (1 июля 2007 г.). «Формирование антропогенного цикла железа». Экологические науки и технологии . 41 (14): 5120–5129. Бибкод : 2007EnST...41.5120W. дои : 10.1021/es062761t. ПМИД  17711233.
  104. ^ Тейлор С.Р. (1964). «Распространение химических элементов в континентальной коре: новая таблица». Geochimica et Cosmochimica Acta . 28 (8): 1273–1285. Бибкод : 1964GeCoA..28.1273T. дои : 10.1016/0016-7037(64)90129-2.
  105. ^ Фёлькер С, Тальябуэ А (июль 2015 г.). «Моделирование органических железосвязывающих лигандов в трехмерной биогеохимической модели океана» (PDF) . Морская химия . 173 : 67–77. Бибкод : 2015Март.173...67В. doi :10.1016/j.marchem.2014.11.008.
  106. ^ ab Мацуи Х, Маховальд Н.М., Мотеки Н., Гамильтон Д.С., Охата С., Ёсида А., Койке М., Сканза Р.А., Фланнер М.Г. (апрель 2018 г.). «Антропогенное горение железа как комплексный фактор климата». Природные коммуникации . 9 (1): 1593. Бибкод : 2018NatCo...9.1593M. дои : 10.1038/s41467-018-03997-0. ПМЦ 5913250 . ПМИД  29686300. 
  107. ^ Эмерсон Д. (2016). «Ирония железа - биогенные оксиды железа как источник железа в океане». Границы микробиологии . 6 : 1502. дои : 10.3389/fmicb.2015.01502 . ПМК 4701967 . ПМИД  26779157. 
  108. ^ Олгун Н., Дугген С., Крут П.Л., Делмелле П., Дитце Х., Шахт У. и др. (2011). «Удобрение железом на поверхности океана: роль переносимого по воздуху вулканического пепла из зоны субдукции и вулканов горячих точек и связанных с ним потоков железа в Тихий океан» (PDF) . Глобальные биогеохимические циклы . 25 (4): н/д. Бибкод : 2011GBioC..25.4001O. дои : 10.1029/2009GB003761. S2CID  53356668.
  109. ^ Гао Ю., Кауфман Ю.Дж., Танре Д., Кольбер Д., Фальковски П.Г. (1 января 2001 г.). «Сезонные распределения эоловых потоков железа в Мировой океан». Письма о геофизических исследованиях . 28 (1): 29–32. Бибкод : 2001GeoRL..28...29G. дои : 10.1029/2000GL011926 . S2CID  128762758.
  110. ^ Басу, Субхаджит; Гледхилл, Марта; Де Бир, Дирк; Прабху Матондкар, генеральный директор; Шакед, Йела (2019). «Колонии морских цианобактерий Trichodesmium взаимодействуют с ассоциированными бактериями, приобретая железо из пыли». Коммуникационная биология . 2 : 284. doi : 10.1038/s42003-019-0534-z. ПМК 6677733 . ПМИД  31396564.  Измененный текст был скопирован из этого источника, который доступен по международной лицензии Creative Commons Attribution 4.0.
  111. ^ Ратнараджа, Лавения; Никол, Стив; Боуи, Эндрю Р. (2018). «Пелагическая переработка железа в Южном океане: изучение вклада морских животных». Границы морской науки . 5 . дои : 10.3389/fmars.2018.00109 . S2CID  4376458. Измененный текст был скопирован из этого источника, который доступен по международной лицензии Creative Commons Attribution 4.0.
  112. ^ Аб Бернер, РА (1 мая 2004 г.). «Модель кальция, магния и сульфата в морской воде в фанерозойский период». Американский научный журнал . 304 (5): 438–453. Бибкод : 2004AmJS..304..438B. дои : 10.2475/ajs.304.5.438 . ISSN  0002-9599.
  113. ^ Риджвелл, Энди; Зибе, Ричард Э. (15 июня 2005 г.). «Роль глобального карбонатного цикла в регулировании и эволюции системы Земли». Письма о Земле и планетологии . 234 (3–4): 299–315. дои : 10.1016/j.epsl.2005.03.006. ISSN  0012-821X.
  114. ^ аб Фантл, Мэтью С.; Типпер, Эдвард Т. (2014). «Изотопы кальция в глобальном биогеохимическом цикле кальция: значение для разработки прокси-изотопа кальция». Обзоры наук о Земле . 131 : 148–177. doi : 10.1016/j.earscirev.2014.02.002. ISSN  0012-8252 – через Elsevier ScienceDirect.
  115. ^ Райсман, Скотт; Мерфи, Дэниел Т. (2013). Закисление океана: элементы и соображения . Хауппож, Нью-Йорк: Nova Science Publishers, Inc. ISBN 9781629482958.
  116. ^ Винк, Флавия Виски; Паес Мело, Дэвид Орландо; Гонсалес Барриос, Андрес Фернандо (2013). «Приобретение и накопление углерода в микроводорослях Chlamydomonas: выводы из подходов «омики»». Журнал протеомики . 94 : 207–218. дои : 10.1016/j.jprot.2013.09.016. ПМИД  24120529.
  117. ^ Чжан, Цзюньчжи; Ли, Лювэй; Цю, Лицзя; Ван, Сяотин; Мэн, Сюаньи; Ты, Ю; Ю, Цзяньвэй; Ма, Вэньлинь (2017). «Влияние изменения климата на производство 2-метилизоборнеола двумя видами цианобактерий». Вода . 9 (11): 859. дои : 10.3390/w9110859 . Измененный текст был скопирован из этого источника, который доступен по международной лицензии Creative Commons Attribution 4.0.
  118. ^ Комар, Н.; Зибе, RE (январь 2016 г.). «Изменения кальция и изотопов кальция во время возмущений углеродного цикла в конце перми». Палеоокеанография . 31 (1): 115–130. Бибкод : 2016PalOc..31..115K. дои : 10.1002/2015pa002834 . ISSN  0883-8305. S2CID  15794552.
  119. ^ «PMEL CO2 - Программа двуокиси углерода» . www.pmel.noaa.gov . Проверено 29 октября 2018 г.
  120. ^ «Закисление океана». Смитсоновский океан . 30 апреля 2018 года . Проверено 29 октября 2018 г.
  121. ^ Трегер, П.; Нельсон, DM; Ван Беннеком, AJ; Демастер, диджей; Лейнарт, А.; Кегинер, Б. (1995). «Баланс кремнезема в Мировом океане: переоценка». Наука . 268 (5209): 375–9. Бибкод : 1995Sci...268..375T. дои : 10.1126/science.268.5209.375. PMID  17746543. S2CID  5672525.
  122. ^ аб Ван Каппеллен, П. (2003) «Биоминерализация и глобальные биогеохимические циклы». Обзоры по минералогии и геохимии , 54 (1): 357–381. дои : 10.2113/0540357.
  123. ^ Аб Боднар, Р.Дж.; Азбей, Т.; Беккер, СП; Каннателли, К.; Фолл, А.; Северс, MJ (2013). «Весь геогидрологический цикл Земли, от облаков до ядра: распределение воды в динамической системе Земли» (PDF) . В ME, Бикфорд (ред.). Сеть геологических наук: достижения, влияние и взаимодействие: Специальный доклад Геологического общества Америки 500 . Геологическое общество Америки. стр. 431–461. дои : 10.1130/2013.2500(13). ISBN 9780813725000. Проверено 19 апреля 2019 г.
  124. ^ Квенволден, Кейт А. (2006). «Органическая геохимия - ретроспектива первых 70 лет». Органическая геохимия . 37 (1): 1–11. Бибкод : 2006OrGeo..37....1K. doi :10.1016/j.orggeochem.2005.09.001. S2CID  95305299.
  125. ^ Шоберт, Гарольд Х. (2013). Химия ископаемого топлива и биотоплива . Кембридж: Издательство Кембриджского университета. стр. 103–130. ISBN 978-0-521-11400-4. ОСЛК  795763460.
  126. ^ Пикок, Саймон М.; Гайндман, Рой Д. (15 августа 1999 г.). «Видные минералы в мантийном клине и максимальная глубина субдукционных надвиговых землетрясений». Письма о геофизических исследованиях . 26 (16): 2517–2520. Бибкод : 1999GeoRL..26.2517P. дои : 10.1029/1999GL900558 . S2CID  128800787.
  127. ^ Рюпке, Л; Морган, Джейсон Фиппс; Хорт, Матиас; Коннолли, Джеймс А.Д. (июнь 2004 г.). «Змеевик и круговорот воды в зоне субдукции». Письма о Земле и планетологии . 223 (1–2): 17–34. Бибкод : 2004E&PSL.223...17R. дои : 10.1016/j.epsl.2004.04.018.
  128. ^ Белл, ДР; Россман, Г.Р. (13 марта 1992 г.). «Вода в мантии Земли: роль номинально безводных минералов». Наука . 255 (5050): 1391–1397. Бибкод : 1992Sci...255.1391B. дои : 10.1126/science.255.5050.1391. PMID  17801227. S2CID  26482929 . Проверено 23 апреля 2019 г.
  129. ↑ Дасгупта, Радждип (10 декабря 2011 г.). Влияние магмоокеанских процессов на современный запас глубинного углерода. Семинар по CIDER после AGU 2011. Архивировано из оригинала 24 апреля 2016 года . Проверено 20 марта 2019 г.
  130. ^ Кепплер, Ганс (2013). «Летучие вещества под высоким давлением». В Карато — Сюн-итиро; Карато, Сюнъитиро (ред.). Физика и химия глубин Земли . Джон Уайли и сыновья. стр. 22–23. дои : 10.1002/9781118529492.ch1. ISBN 9780470659144.
  131. ^ аб Хиршманн, Марк М. (2006). «Вода, таяние и глубинный цикл H2O Земли». Ежегодный обзор наук о Земле и планетах . 34 : 629–653. Бибкод : 2006AREPS..34..629H. doi :10.1146/annurev.earth.34.031405.125211.
  132. ^ «Глубокий углеродный цикл и наша обитаемая планета». Глубокая углеродная обсерватория . 3 декабря 2015 г. Архивировано из оригинала 27 июля 2020 г. Проверено 19 февраля 2019 г.
  133. ^ Пол Манн, Лиза Гахаган и Марк Б. Гордон, «Тектоническая обстановка гигантских нефтегазовых месторождений мира», в книге Мишеля Т. Халбути (ред.) Гигантские нефтегазовые месторождения десятилетия, 1990–1999, Талса, Оклахома: Американская ассоциация геологов-нефтяников , с. 50, по состоянию на 22 июня 2009 г.
  134. ^ «Термохимия образования ископаемого топлива» (PDF) .

Дальнейшие ссылки