stringtranslate.com

Углеродный цикл

Схема углеродного цикла, показывающая движение углерода между сушей, атмосферой и океанами в миллиардах тонн (гигатоннах) в год. Желтые цифры — это естественные потоки, красные — вклад человека, а белые — накопленный углерод. Эффекты медленного (или глубокого) углеродного цикла, такие как вулканическая и тектоническая активность, не включены. [1]

Углеродный цикл — это часть биогеохимического цикла , посредством которой углерод обменивается между биосферой , педосферой , геосферой , гидросферой и атмосферой Земли . Другие основные биогеохимические циклы включают азотный цикл и водный цикл . Углерод является основным компонентом биологических соединений, а также основным компонентом многих минералов, таких как известняк . Углеродный цикл включает последовательность событий, которые являются ключевыми для того, чтобы сделать Землю способной поддерживать жизнь. Он описывает движение углерода по мере его рециркуляции и повторного использования по всей биосфере, а также долгосрочные процессы связывания (хранения) углерода и высвобождения из поглотителей углерода .

Чтобы описать динамику углеродного цикла, можно провести различие между быстрым и медленным углеродным циклом. Быстрый цикл также называют биологическим углеродным циклом . Быстрые циклы могут завершиться за годы, перемещая вещества из атмосферы в биосферу, а затем обратно в атмосферу. Медленные или геологические циклы (также называемые глубоким углеродным циклом ) могут занять миллионы лет, перемещая вещества через земную кору между горными породами, почвой, океаном и атмосферой. [2]

Люди нарушали углеродный цикл на протяжении многих столетий. Они делали это, изменяя землепользование , а также добывая и сжигая углерод из древних органических остатков ( уголь , нефть и газ ). [1] К 2020 году уровень углекислого газа в атмосфере увеличился почти на 52% по сравнению с доиндустриальным уровнем, что привело к глобальному потеплению . [3] Увеличение уровня углекислого газа также привело к снижению значения pH океана и кардинально меняет химию морской среды . [4] Углекислый газ имеет решающее значение для фотосинтеза.

Основные отделения

Углеродный цикл был впервые описан Антуаном Лавуазье и Джозефом Пристли и популяризирован Хэмфри Дэви . [5] Глобальный углеродный цикл в настоящее время обычно делится на следующие основные резервуары углерода (также называемые углеродными пулами ), соединенные между собой путями обмена: [6]

Обмен углеродом между резервуарами происходит в результате различных химических, физических, геологических и биологических процессов. Океан содержит крупнейший активный пул углерода вблизи поверхности Земли. [7] Естественные потоки углерода между атмосферой, океаном, наземными экосистемами и осадками довольно сбалансированы; поэтому уровень углерода был бы примерно стабильным без человеческого влияния. [8] [9]

Атмосфера

Компьютерная модель, показывающая год жизни углекислого газа в атмосфере и его перемещение по земному шару  [10]

Углерод в атмосфере Земли существует в двух основных формах: углекислый газ и метан . Оба эти газа поглощают и удерживают тепло в атмосфере и частично ответственны за парниковый эффект . [7] Метан производит больший парниковый эффект на единицу объема по сравнению с углекислым газом, но он существует в гораздо меньших концентрациях и более недолговечен, чем углекислый газ. Таким образом, углекислый газ вносит больший вклад в глобальный парниковый эффект, чем метан. [11]

Углекислый газ удаляется из атмосферы в основном через фотосинтез и попадает в наземную и океаническую биосферы. Углекислый газ также растворяется непосредственно из атмосферы в водоемах (океаны, озера и т. д.), а также растворяется в осадках, когда капли дождя падают через атмосферу. При растворении в воде углекислый газ реагирует с молекулами воды и образует угольную кислоту , которая способствует кислотности океана. Затем он может поглощаться горными породами посредством выветривания. Он также может подкислять другие поверхности, с которыми соприкасается, или смываться в океан. [12]

Концентрация CO 2 за последние 800 000 лет, измеренная по ледяным кернам (синий/зеленый) и напрямую (черный)

Деятельность человека за последние два столетия привела к увеличению количества углерода в атмосфере почти на 50% по состоянию на 2020 год, в основном в форме углекислого газа, как за счет изменения способности экосистем извлекать углекислый газ из атмосферы, так и за счет его прямых выбросов, например, при сжигании ископаемого топлива и производстве бетона. [3] [7]

В далеком будущем (через 2–3 миллиарда лет) скорость поглощения углекислого газа почвой через карбонатно-силикатный цикл , вероятно, увеличится из-за ожидаемых изменений на солнце по мере его старения. Ожидаемое увеличение светимости Солнца, вероятно, ускорит скорость выветривания поверхности. [13] Это в конечном итоге приведет к тому, что большая часть углекислого газа в атмосфере будет вытеснена в земную кору в виде карбоната. [14] [15] [16] Как только концентрация углекислого газа в атмосфере упадет ниже примерно 50 частей на миллион (допустимость различается у разных видов), фотосинтез C3 станет невозможным. [15] Было предсказано, что это произойдет через 600 миллионов лет от настоящего момента, хотя модели различаются. [17]

Когда океаны на Земле испарятся примерно через 1,1 миллиарда лет, [13] тектоника плит, скорее всего, прекратится из-за отсутствия воды для их смазки. Отсутствие вулканов, выбрасывающих углекислый газ, приведет к тому, что углеродный цикл прекратится через 1-2 миллиарда лет в будущем. [18]

Земная биосфера

Количество углерода, хранящегося в различных наземных экосистемах Земли, в гигатоннах. [19]

Земная биосфера включает органический углерод во всех наземных организмах, как живых, так и мертвых, а также углерод, хранящийся в почвах . Около 500 гигатонн углерода хранится над землей в растениях и других живых организмах, [8] в то время как почва содержит приблизительно 1500 гигатонн углерода. [20] Большая часть углерода в земной биосфере — это органический углерод, [21] в то время как около трети углерода почвы хранится в неорганических формах, таких как карбонат кальция . [22] Органический углерод является основным компонентом всех организмов, живущих на Земле. Автотрофы извлекают его из воздуха в форме углекислого газа, преобразуя его в органический углерод, в то время как гетеротрофы получают углерод, потребляя другие организмы.

Поскольку поглощение углерода в земной биосфере зависит от биотических факторов, оно следует суточному и сезонному циклу. В измерениях CO 2 эта особенность очевидна на кривой Килинга . Она сильнее всего проявляется в северном полушарии , поскольку в этом полушарии больше суши, чем в южном, и, следовательно, больше места для экосистем, чтобы поглощать и выделять углерод.

Портативная система почвенного дыхания, измеряющая поток CO2 в почве .

Углерод покидает земную биосферу несколькими способами и в разных временных масштабах. Сгорание или дыхание органического углерода быстро высвобождает его в атмосферу. Он также может экспортироваться в океан через реки или оставаться секвестрированным в почве в форме инертного углерода. [23] Углерод, хранящийся в почве, может оставаться там до тысяч лет, прежде чем будет вымыт в реки эрозией или выброшен в атмосферу через дыхание почвы . В период с 1989 по 2008 год дыхание почвы увеличивалось примерно на 0,1% в год. [24] В 2008 году общемировой объем CO2 , высвобождаемого дыханием почвы, составил примерно 98 миллиардов тонн [ необходима ссылка ] , что примерно в 3 раза больше углерода, чем сейчас люди выбрасывают в атмосферу каждый год, сжигая ископаемое топливо (это не представляет собой чистый перенос углерода из почвы в атмосферу, поскольку дыхание в значительной степени компенсируется поступлением в почвенный углерод). [ необходима цитата ] Существует несколько правдоподобных объяснений этой тенденции, но наиболее вероятным объяснением является то, что повышение температуры увеличило скорость разложения органического вещества почвы , что увеличило поток CO 2 . Продолжительность связывания углерода в почве зависит от местных климатических условий и, таким образом, изменяется в ходе изменения климата . [25]

Океан

Океан можно концептуально разделить на поверхностный слой , в котором вода часто (ежедневно или ежегодно) контактирует с атмосферой, и глубокий слой ниже типичной глубины смешанного слоя в несколько сотен метров или меньше, в котором время между последовательными контактами может составлять столетия. Растворенный неорганический углерод (DIC) в поверхностном слое быстро обменивается с атмосферой, поддерживая равновесие. Отчасти потому, что его концентрация DIC примерно на 15% выше [26] , но в основном из-за его большего объема, глубокий океан содержит гораздо больше углерода — это крупнейший пул активно циркулирующего углерода в мире, содержащий в 50 раз больше, чем атмосфера [7] — но временные рамки для достижения равновесия с атмосферой составляют сотни лет: обмен углеродом между двумя слоями, обусловленный термохалинной циркуляцией , происходит медленно. [7]

Углерод попадает в океан в основном через растворение атмосферного углекислого газа, небольшая часть которого преобразуется в карбонат . Он также может попадать в океан через реки в виде растворенного органического углерода . Он преобразуется организмами в органический углерод посредством фотосинтеза и может либо обмениваться по всей пищевой цепи, либо осаждаться в более глубоких, более богатых углеродом слоях океана в виде мертвой мягкой ткани или в раковинах в виде карбоната кальция . Он циркулирует в этом слое в течение длительных периодов времени, прежде чем либо отложится в виде осадка, либо, в конечном итоге, вернется в поверхностные воды через термохалинную циркуляцию. [8]

Океаны являются основными (с текущим значением pH от 8,1 до 8,2). Увеличение атмосферного CO 2 смещает pH океана в сторону нейтрального в процессе, называемом закислением океана . Поглощение CO 2 океаном является одной из важнейших форм секвестрации углерода . Прогнозируемая скорость снижения pH может замедлить биологическое осаждение карбонатов кальция , тем самым уменьшая способность океана поглощать CO 2 . [27] [28]

Геосфера

Диаграмма, показывающая относительные размеры (в гигатоннах) основных хранилищ углерода на Земле. Для сравнения включены кумулятивные изменения (до 2014 года) от землепользования и выбросов ископаемого углерода. [19]

Геологическая составляющая углеродного цикла действует медленно по сравнению с другими частями глобального углеродного цикла. Это один из важнейших факторов, определяющих количество углерода в атмосфере и, следовательно, глобальные температуры. [29]

Большая часть углерода Земли инертно хранится в литосфере Земли . [7] Большая часть углерода, хранящегося в мантии Земли, была там сохранена, когда Земля образовалась. [30] Часть его была отложена в форме органического углерода из биосферы. [31] Из углерода, хранящегося в геосфере, около 80% - это известняк и его производные, которые образуются из седиментации карбоната кальция, хранящегося в раковинах морских организмов. Остальные 20% хранятся в виде керогенов, образующихся в результате седиментации и захоронения наземных организмов под воздействием высокой температуры и давления. Органический углерод, хранящийся в геосфере, может оставаться там миллионы лет. [29]

Углерод может покидать геосферу несколькими способами. Углекислый газ выделяется во время метаморфизма карбонатных пород, когда они погружаются в мантию Земли. Этот углекислый газ может выделяться в атмосферу и океан через вулканы и горячие точки . [30] Он также может быть удален людьми путем прямой добычи керогенов в форме ископаемого топлива . После добычи ископаемое топливо сжигается для высвобождения энергии и выброса углерода, который оно хранит, в атмосферу.

Типы динамики

Медленный (или глубокий) круговорот углерода действует через горные породы.
Быстрый круговорот углерода действует через биосферу, см. схему в начале статьи ↑

Существует быстрый и медленный цикл углерода. Быстрый цикл действует в биосфере , а медленный цикл действует в горных породах . Быстрый или биологический цикл может завершиться за годы, перемещая углерод из атмосферы в биосферу, а затем обратно в атмосферу. Медленный или геологический цикл может простираться глубоко в мантию и может занять миллионы лет, перемещая углерод через земную кору между горными породами, почвой, океаном и атмосферой. [2]

Быстрый углеродный цикл включает относительно краткосрочные биогеохимические процессы между окружающей средой и живыми организмами в биосфере (см. диаграмму в начале статьи). Он включает перемещения углерода между атмосферой и наземными и морскими экосистемами, а также почвами и отложениями морского дна. Быстрый цикл включает годовые циклы, включающие фотосинтез, и десятилетние циклы, включающие вегетативный рост и разложение. Реакции быстрого углеродного цикла на деятельность человека определят многие из более непосредственных последствий изменения климата. [32] [33] [34] [35] [36]

Медленный (или глубокий) углеродный цикл включает средне- и долгосрочные геохимические процессы, относящиеся к циклу горных пород (см. диаграмму справа). Обмен между океаном и атмосферой может длиться столетия, а выветривание горных пород может длиться миллионы лет. Углерод в океане осаждается на дне океана, где он может образовывать осадочные породы и быть погруженным в мантию Земли . Процессы горообразования приводят к возвращению этого геологического углерода на поверхность Земли. Там породы выветриваются, и углерод возвращается в атмосферу путем дегазации и в океан реками. Другой геологический углерод возвращается в океан через гидротермальную эмиссию ионов кальция. В течение года от 10 до 100 миллионов тонн углерода перемещается по этому медленному циклу. Это включает вулканы, возвращающие геологический углерод непосредственно в атмосферу в виде углекислого газа. Однако это менее одного процента от углекислого газа, выбрасываемого в атмосферу при сжигании ископаемого топлива. [2] [32] [37]

Процессы в быстром углеродном цикле

Земной углерод в круговороте воды

Куда девается земной углерод, когда течет вода  [38]

Движение земного углерода в круговороте воды показано на диаграмме справа и поясняется ниже:  [38]

  1. Атмосферные частицы действуют как ядра конденсации облаков , способствуя образованию облаков. [39] [40]
  2. Капли дождя поглощают органический и неорганический углерод посредством очистки частиц и адсорбции органических паров при падении на Землю. [41] [42]
  3. В результате горения и извержений вулканов образуются высококонденсированные полициклические ароматические молекулы (т. е. черный углерод ), которые возвращаются в атмосферу вместе с парниковыми газами, такими как CO2 . [ 43] [44]
  4. Наземные растения фиксируют атмосферный CO2 посредством фотосинтеза , возвращая часть обратно в атмосферу посредством дыхания . [45] Лигнин и целлюлоза составляют до 80% органического углерода в лесах и 60% на пастбищах. [46] [47]
  5. Опад и органический углерод корней смешиваются с осадочным материалом, образуя органические почвы, в которых органический углерод растительного и петрогенного происхождения хранится и преобразуется микробной и грибковой активностью. [48] [49] [50]
  6. Вода поглощает растворенный органический углерод (DOC) и растворенный неорганический углерод (DIC) , полученные из растений и осажденного аэрозоля , когда она проходит над пологом леса (т. е. сквозной поток ) и вдоль стволов/стеблей растений (т. е. стволовой поток ). [51] Биогеохимические преобразования происходят, когда вода впитывается в почвенный раствор и резервуары грунтовых вод [52] [53] , а поверхностный поток происходит, когда почвы полностью насыщены, [54] или осадки выпадают быстрее, чем насыщение почв. [55]
  7. Органический углерод, полученный из земной биосферы и первичного производства in situ, разлагается микробными сообществами в реках и ручьях вместе с физическим разложением (т. е. фотоокислением ), что приводит к потоку CO 2 из рек в атмосферу, который имеет тот же порядок величины, что и количество углерода, ежегодно поглощаемого земной биосферой. [56] [57] [58] Макромолекулы земного происхождения, такие как лигнин  [59] и черный углерод [60], разлагаются на более мелкие компоненты и мономеры , в конечном итоге преобразуясь в CO 2 , промежуточные продукты метаболизма или биомассу . 
  8. Озера, водохранилища и поймы обычно хранят большие объемы органического углерода и отложений, но также испытывают чистую гетеротрофию в водной толще, что приводит к чистому потоку CO 2 в атмосферу, который примерно на порядок меньше, чем у рек. [61] [58] Производство метана также обычно высоко в бескислородных отложениях пойм, озер и водохранилищ. [62]
  9. Первичная продукция обычно увеличивается в речных шлейфах из-за экспорта флювиальных питательных веществ. [63] [64] Тем не менее, эстуарные воды являются источником CO 2 в атмосферу во всем мире. [65]
  10. Прибрежные болота как хранят, так и экспортируют синий углерод . [66] [67] [68] Предполагается, что болота и водно-болотные угодья имеют эквивалентный поток CO 2 в атмосферу, как и реки, в глобальном масштабе. [69]
  11. Континентальные шельфы и открытый океан обычно поглощают CO2 из атмосферы. [65]
  12. Морской биологический насос изолирует небольшую, но существенную часть поглощенного CO2 в виде органического углерода в морских отложениях (см. ниже). [70] [38]

Сток с суши в океан

Как углерод перемещается из внутренних вод в океан
Обмен углекислого газа, фотосинтетическое производство и дыхание наземной растительности, выветривание горных пород и седиментация происходят в наземных экосистемах. Углерод переносится в океан через континуум суша-река-устье в форме органического углерода и неорганического углерода. Обмен углерода на границе воздух-вода, транспортировка, трансформация и седиментация происходят в океанических экосистемах. [71]

Наземные и морские экосистемы в основном связаны через речной транспорт, который действует как основной канал, через который эрозионные вещества, полученные с суши, попадают в океанические системы. Материальный и энергетический обмен между наземной биосферой и литосферой , а также процессы фиксации и окисления органического углерода вместе регулируют пулы углерода и дикислорода (O 2 ) экосистемы. [71]

Речной транспорт, являясь основным соединительным каналом этих бассейнов, будет действовать для транспортировки чистой первичной продуктивности (в первую очередь в форме растворенного органического углерода (РОУ) и дисперсного органического углерода (ДОУ)) из наземных в океанические системы. [72] Во время транспортировки часть РОУ будет быстро возвращаться в атмосферу через окислительно-восстановительные реакции , вызывая «дегазацию углерода» между слоями хранения суша-атмосфера. [73] [74] Оставшийся РОУ и растворенный неорганический углерод (РНУ) также экспортируются в океан. [75] [76] [77] В 2015 году потоки экспорта неорганического и органического углерода из мировых рек были оценены как 0,50–0,70 Пг С у −1 и 0,15–0,35 Пг С у −1 соответственно. [76] С другой стороны, ВОУ может оставаться погребенным в осадочных породах в течение длительного периода, а ежегодный глобальный поток ВОУ из суши в океан оценивается в 0,20 (+0,13, -0,07) Гг С г −1 . [78] [71]

Биологический насос в океане

Поток углерода через открытый океан

Биологический насос океана — это биологически обусловленное поглощение океаном углерода из атмосферы и стока с суши в глубокие недра океана и в отложения морского дна . [79] Биологический насос — это не столько результат одного процесса, сколько сумма ряда процессов, каждый из которых может влиять на биологическую перекачку. Насос перекачивает около 11 миллиардов тонн углерода каждый год в недра океана. Океан без биологического насоса привел бы к повышению уровня CO2 в атмосфере примерно на 400 ppm по сравнению с сегодняшним днем. [80] [81] [82]

Большая часть углерода, включенного в органическую и неорганическую биологическую материю, образуется на поверхности моря, где он затем может начать опускаться на дно океана. Глубокий океан получает большую часть своих питательных веществ из более высокого столба воды , когда они опускаются вниз в форме морского снега . Он состоит из мертвых или умирающих животных и микробов, фекалий, песка и других неорганических материалов. [83]

Биологический насос отвечает за преобразование растворенного неорганического углерода (РНУ) в органическую биомассу и закачку его в виде частиц или растворенного вещества в глубокие слои океана. Неорганические питательные вещества и углекислый газ фиксируются во время фотосинтеза фитопланктоном, который как выделяет растворенное органическое вещество (РОВ), так и потребляется травоядным зоопланктоном. Более крупный зоопланктон, такой как веслоногие рачки , экскременты фекальных гранул , может быть повторно проглочен и опущен или собран с другим органическим детритом в более крупные, более быстро опускающиеся агрегаты. РНУ частично потребляется бактериями и вдыхается; оставшийся рефрактерный РНУ переносится и смешивается с глубоководьем. РНУ и агрегаты, экспортируемые в глубокие воды, потребляются и вдыхаются, таким образом возвращая органический углерод в огромный глубоководный резервуар РНУ. [84]

Скорость погружения одной клетки фитопланктона составляет около одного метра в день. Учитывая, что средняя глубина океана составляет около четырех километров, этим клеткам может потребоваться более десяти лет, чтобы достичь дна океана. Однако посредством таких процессов, как коагуляция и выталкивание в фекальных гранулах хищников, эти клетки образуют агрегаты. Эти агрегаты имеют скорость погружения на порядки больше, чем отдельные клетки, и завершают свое путешествие на глубину за считанные дни. [85]

Около 1% частиц, покидающих поверхность океана, достигают морского дна и потребляются, вдыхаются или захороняются в отложениях. Чистый эффект этих процессов заключается в удалении углерода в органической форме с поверхности и возвращении его в DIC на больших глубинах, поддерживая градиент DIC от поверхности к глубинам океана. Термохалинная циркуляция возвращает глубоководный DIC в атмосферу в тысячелетних масштабах времени. Углерод, захороненный в отложениях, может быть субдуцирован в мантию Земли и храниться в течение миллионов лет как часть медленного углеродного цикла (см. следующий раздел). [84]

Процессы в медленном углеродном цикле

Движение океанических плит, переносящих углеродные соединения, через мантию

Медленный или глубокий круговорот углерода является важным процессом, хотя он не так хорошо изучен, как относительно быстрое движение углерода через атмосферу, земную биосферу, океан и геосферу. [86] Глубокий круговорот углерода тесно связан с движением углерода на поверхности Земли и в атмосфере. Если бы этот процесс не существовал, углерод оставался бы в атмосфере, где он накапливался бы до чрезвычайно высоких уровней в течение длительных периодов времени. [87] Таким образом, позволяя углероду возвращаться на Землю, глубокий круговорот углерода играет решающую роль в поддержании земных условий, необходимых для существования жизни.

Более того, этот процесс также важен просто из-за огромного количества углерода, которое он переносит через планету. Фактически, изучение состава базальтовой магмы и измерение потока углекислого газа из вулканов показывает, что количество углерода в мантии на самом деле больше, чем на поверхности Земли, в тысячу раз. [88] Бурение и физическое наблюдение за процессами углерода в глубинах Земли, очевидно, чрезвычайно сложно, поскольку нижняя мантия и ядро ​​простираются на глубину от 660 до 2891 км и от 2891 до 6371 км вглубь Земли соответственно. Соответственно, не так много окончательно известно о роли углерода в глубинах Земли. Тем не менее, несколько доказательств, многие из которых получены в результате лабораторного моделирования глубоких условий Земли, указали на механизмы перемещения элемента вниз в нижнюю мантию, а также на формы, которые принимает углерод при экстремальных температурах и давлениях указанного слоя. Кроме того, такие методы, как сейсмология, позволили лучше понять потенциальное присутствие углерода в ядре Земли.

Углерод в нижней мантии

Выделение углерода посредством различных процессов  [89]

Углерод в основном попадает в мантию в виде богатых карбонатом осадков на тектонических плитах океанической коры, которые втягивают углерод в мантию при субдукции . О циркуляции углерода в мантии, особенно в глубинах Земли, известно немного, но многие исследования пытались расширить наше понимание движения и форм элемента в регионе. Например, исследование 2011 года показало, что круговорот углерода простирается вплоть до нижней мантии . Исследование проанализировало редкие, сверхглубокие алмазы на участке в Жуине, Бразилия , определив, что основной состав некоторых включений алмазов соответствует ожидаемому результату плавления и кристаллизации базальта при более низких температурах и давлениях мантии. [90] Таким образом, результаты исследования указывают на то, что части базальтовой океанической литосферы действуют как основной транспортный механизм для углерода в глубокие недра Земли. Эти субдуцированные карбонаты могут взаимодействовать с силикатами нижней мантии , в конечном итоге образуя сверхглубокие алмазы, подобные найденному. [91]

Однако карбонаты, спускающиеся в нижнюю мантию, сталкиваются с другими судьбами в дополнение к формированию алмазов. В 2011 году карбонаты подверглись воздействию среды, аналогичной той, что находится на глубине 1800 км в глубине Земли, в пределах нижней мантии. Это привело к образованию магнезита , сидерита и многочисленных разновидностей графита . [92] Другие эксперименты, а также петрологические наблюдения, подтверждают это утверждение, указывая на то, что магнезит на самом деле является наиболее стабильной карбонатной фазой в большей части мантии. Это во многом является результатом его более высокой температуры плавления. [93] Следовательно, ученые пришли к выводу, что карбонаты подвергаются восстановлению по мере того, как они спускаются в мантию, прежде чем стабилизируются на глубине средами с низкой летучестью кислорода. [94] Магний, железо и другие металлические соединения действуют как буферы на протяжении всего процесса. [95] Присутствие восстановленных элементарных форм углерода, таких как графит, будет указывать на то, что углеродные соединения восстанавливаются по мере того, как они спускаются в мантию.

Углерод тетраэдрически связан с кислородом

Полиморфизм изменяет стабильность карбонатных соединений на разных глубинах в пределах Земли. Для иллюстрации, лабораторное моделирование и расчеты теории функционала плотности показывают, что тетраэдрически координированные карбонаты наиболее стабильны на глубинах, приближающихся к границе ядро-мантия . [96] [92] Исследование 2015 года показывает, что высокое давление нижней мантии заставляет углеродные связи переходить из sp 2 в sp 3 гибридизированные орбитали , что приводит к тетраэдрическому связыванию углерода с кислородом. [97] Тригональные группы CO 3 не могут образовывать полимеризуемые сети, в то время как тетраэдрический CO 4 может, что означает увеличение координационного числа углерода и, следовательно, резкие изменения свойств карбонатных соединений в нижней мантии. В качестве примера, предварительные теоретические исследования показывают, что высокое давление вызывает увеличение вязкости карбонатного расплава; более низкая подвижность расплавов в результате его повышенной вязкости приводит к большим отложениям углерода глубоко в мантии. [98]

Соответственно, углерод может оставаться в нижней мантии в течение длительного времени, но большие концентрации углерода часто находят свой путь обратно в литосферу. Этот процесс, называемый дегазацией углерода, является результатом плавления карбонатизированной мантии при декомпрессии, а также мантийных плюмов, переносящих углеродные соединения вверх к коре. [99] Углерод окисляется при подъеме к вулканическим горячим точкам, где он затем высвобождается в виде CO 2 . Это происходит так, что атом углерода соответствует степени окисления базальтов, извергающихся в таких областях. [100]

Знания об углероде в ядре можно получить, проанализировав скорости сдвиговых волн.

Углерод в ядре

Хотя наличие углерода в ядре Земли хорошо ограничено, недавние исследования показывают, что в этом регионе могут храниться большие запасы углерода. [ необходимо разъяснение ] Сдвиговые (S) волны , движущиеся через внутреннее ядро, распространяются примерно со скоростью, равной пятидесяти процентам от ожидаемой для большинства сплавов, богатых железом. [101] Поскольку считается, что состав ядра представляет собой сплав кристаллического железа и небольшого количества никеля, эта сейсмическая аномалия указывает на присутствие в ядре легких элементов, включая углерод. Фактически, исследования с использованием ячеек с алмазными наковальнями для воспроизведения условий в ядре Земли показывают, что карбид железа (Fe 7 C 3 ) соответствует скорости и плотности волн внутреннего ядра. Таким образом, модель карбида железа может служить доказательством того, что ядро ​​содержит до 67% углерода Земли. [102] Кроме того, другое исследование показало, что в условиях давления и температуры внутреннего ядра Земли углерод растворился в железе и образовал стабильную фазу с тем же составом Fe 7 C 3 — хотя и с другой структурой, чем та, которая упоминалась ранее. [103] Подводя итог, можно сказать, что хотя количество углерода, потенциально хранящегося в ядре Земли, неизвестно, недавние исследования показывают, что присутствие карбидов железа может объяснить некоторые геофизические наблюдения. [104]

Влияние человека на быстрый углеродный цикл

Выбросы углекислого газа и их распределение
Схематическое изображение общего возмущения глобального углеродного цикла, вызванного антропогенной деятельностью, усредненное за период с 2010 по 2019 год.

Со времен промышленной революции , и особенно после окончания Второй мировой войны , деятельность человека существенно нарушила глобальный углеродный цикл, перераспределив огромное количество углерода из геосферы. [1] Люди также продолжали изменять функции природных компонентов земной биосферы, изменяя растительность и другие виды землепользования. [7] Были разработаны и массово произведены искусственные (синтетические) углеродные соединения, которые будут сохраняться в течение десятилетий и тысячелетий в воздухе, воде и отложениях в качестве загрязняющих веществ. [105] [106] Изменение климата усиливает и вызывает дальнейшие косвенные изменения человеком углеродного цикла в результате различных положительных и отрицательных обратных связей . [25]

Изменение климата

Обратные связи между климатом и углеродным циклом и переменные состояния,
представленные в стилизованной модели
Углерод, хранящийся на суше в растительности и почвах, объединяется в единый запас c t . Углерод смешанного слоя океана, c m , является единственным явно смоделированным запасом углерода в океане; хотя для оценки обратных связей углеродного цикла также рассчитывается общий углерод океана. [107]

Текущие тенденции изменения климата приводят к повышению температуры и кислотности океана , тем самым изменяя морские экосистемы. [108] Кроме того, кислотные дожди и загрязненные стоки от сельского хозяйства и промышленности изменяют химический состав океана. Такие изменения могут иметь драматические последствия для высокочувствительных экосистем, таких как коралловые рифы , [109] тем самым ограничивая способность океана поглощать углерод из атмосферы в региональном масштабе и сокращая океаническое биоразнообразие в глобальном масштабе.

Обмены углерода между атмосферой и другими компонентами системы Земли, в совокупности известные как углеродный цикл, в настоящее время представляют собой важные отрицательные (смягчающие) обратные связи по влиянию антропогенных выбросов углерода на изменение климата. Поглотители углерода на суше и в океане в настоящее время поглощают около четверти антропогенных выбросов углерода каждый год. [110] [107]

Ожидается, что эти обратные связи ослабнут в будущем, что усилит влияние антропогенных выбросов углерода на изменение климата. [111] Однако степень их ослабления крайне неопределенна, поскольку модели системы Земли предсказывают широкий диапазон поглощения углерода сушей и океаном даже при идентичных сценариях концентрации или выбросов в атмосфере. [112] [107] [113] Выбросы метана в Арктике, косвенно вызванные антропогенным глобальным потеплением, также влияют на углеродный цикл и способствуют дальнейшему потеплению.

Извлечение и сжигание ископаемого углерода

Детали антропогенных потоков углерода, показывающие кумулятивную массу в гигатоннах в период с 1850 по 2018 год (слева) и среднегодовую массу в период с 2009 по 2018 год (справа). [114]

Самым большим и одним из наиболее быстрорастущих воздействий человека на углеродный цикл и биосферу является добыча и сжигание ископаемого топлива , которое напрямую переносит углерод из геосферы в атмосферу. Углекислый газ также производится и выделяется во время обжига известняка для производства клинкера . [115] Клинкер является промышленным предшественником цемента .

По состоянию на 2020 год было извлечено в общей сложности около 450 гигатонн ископаемого углерода; количество, приближающееся к углероду, содержащемуся во всей живой наземной биомассе Земли. [114] Недавние темпы глобальных выбросов непосредственно в атмосферу превысили поглощение растительностью и океанами. [116] [117] [118] [119] Ожидалось и наблюдалось, что эти поглотители удалят около половины добавленного атмосферного углерода в течение примерно столетия. [114] [120] [121] Тем не менее, поглотители, такие как океан, обладают эволюционирующими свойствами насыщения , и значительная часть (20–35%, на основе сопряженных моделей ) добавленного углерода, по прогнозам, останется в атмосфере на протяжении столетий или тысячелетий. [122] [123]

Галогенуглероды

Галогенуглероды являются менее распространенными соединениями, разработанными для различных применений в промышленности; например, в качестве растворителей и хладагентов . Тем не менее, накопление относительно небольших концентраций (частей на триллион) хлорфторуглеродов , гидрофторуглеродов и перфторуглеродов в атмосфере отвечает за около 10% от общего прямого радиационного воздействия всех долгоживущих парниковых газов (2019 год); что включает воздействие от гораздо более высоких концентраций углекислого газа и метана. [124] Хлорфторуглероды также вызывают истощение стратосферного озона . В рамках Монреальского протокола и Киотского протокола продолжаются международные усилия по контролю быстрого роста промышленного производства и использования этих экологически мощных газов. Для некоторых применений были разработаны и постепенно внедряются более безопасные альтернативы, такие как гидрофторолефины . [125]

Изменения в землепользовании

С момента изобретения сельского хозяйства люди напрямую и постепенно влияли на углеродный цикл в течение вековых временных масштабов, изменяя состав растительности в земной биосфере. [120] За последние несколько столетий прямое и косвенное изменение землепользования и земельного покрова, вызванное человеком (LUCC), привело к потере биоразнообразия , что снижает устойчивость экосистем к экологическим стрессам и уменьшает их способность удалять углерод из атмосферы. Более непосредственно, это часто приводит к выбросу углерода из земных экосистем в атмосферу.

Вырубка лесов в сельскохозяйственных целях приводит к удалению лесов, которые содержат большое количество углерода, и замене их, как правило, сельскохозяйственными или городскими территориями. Оба этих типа замещающего земельного покрова хранят сравнительно небольшое количество углерода, так что конечным результатом перехода является то, что больше углерода остается в атмосфере. Однако воздействие на атмосферу и общий углеродный цикл можно намеренно и/или естественным образом обратить вспять с помощью лесовосстановления .

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ abc Riebeek, Holli (16 июня 2011 г.). "The Carbon Cycle". Earth Observatory . NASA. Архивировано из оригинала 5 марта 2016 г. Получено 5 апреля 2018 г.
  2. ^ abc Libes, Susan M (2015). «Голубая планета: роль океанов в круговороте питательных веществ, поддержании атмосферной системы и модулировании изменения климата». В Smith, Hance D.; Suárez de Vivero, Juan Luis; Agardy, Tundi S. (ред.). Справочник Routledge по ресурсам океана и управлению ими . Routledge. стр. 89–107. ISBN 978-1-136-29482-2.
  3. ^ ab "Ежегодный индекс парниковых газов NOAA (AGGI) - Введение". Лаборатория глобального мониторинга NOAA /Исследовательские лаборатории системы Земли . Получено 30 октября 2020 г.
  4. ^ «Что такое закисление океана?». Национальная океаническая служба, Национальное управление океанических и атмосферных исследований . Получено 30 октября 2020 г.
  5. ^ Холмс, Ричард (2008). Эпоха чудес: как романтическое поколение открыло красоту и ужас науки . Pantheon Books. ISBN 978-0-375-42222-5.[ нужна страница ]
  6. ^ Арчер, Дэвид (2010). Глобальный углеродный цикл . Princeton University Press. стр. 5–6. ISBN 978-1-4008-3707-6.
  7. ^ abcdefgh Фальковски, П.; Шоулз, Р. Дж.; Бойл, Э.; Канаделл, Дж.; Кэнфилд, Д.; Элсер, Дж.; Грубер, Н.; Хиббард, К.; Хёгберг, П.; Линдер, С.; Маккензи, Ф. Т.; Мур, III, Б.; Педерсен, Т.; Розенталь, Ю.; Зайцингер, С.; Сметак, В.; Штеффен, В. (2000). «Глобальный цикл углерода: проверка наших знаний о Земле как системе». Science . 290 (5490): 291–296. Bibcode :2000Sci...290..291F. doi :10.1126/science.290.5490.291. PMID  11030643.
  8. ^ abc Prentice, IC (2001). «Углеродный цикл и атмосферный углекислый газ». В Houghton, JT (ред.). Изменение климата 2001: научная основа: вклад Рабочей группы I в Третий оценочный доклад Межправительственной группы экспертов по изменению климата . hdl :10067/381670151162165141.
  9. ^ "Введение в глобальный углеродный цикл" (PDF) . Университет Нью-Гэмпшира. 2009. Архивировано (PDF) из оригинала 8 октября 2016 года . Получено 6 февраля 2016 года .
  10. ^ "Год из жизни CO2 Земли" (пресс-релиз). Центр космических полетов имени Годдарда НАСА. 17 ноября 2014 г.
  11. ^ Forster, P.; Ramawamy, V.; Artaxo, P.; Berntsen, T.; Betts, R.; Fahey, DW; Haywood, J.; Lean, J .; Lowe, DC; Myhre, G.; Nganga, J.; Prinn, R.; Raga, G.; Schulz, M.; Van Dorland, R. (2007). «Изменения в атмосферных компонентах и ​​радиационном воздействии». Изменение климата 2007: Физическая основа. Вклад Рабочей группы I в Четвертый оценочный доклад Межправительственной группы экспертов по изменению климата .
  12. ^ "Много планет, одна Земля // Раздел 4: Круговорот углерода и климат Земли". Много планет, одна Земля . 4. Архивировано из оригинала 17 апреля 2012 года . Получено 24 июня 2012 года .
  13. ^ ab O'Malley-James, Jack T.; Greaves, Jane S.; Raven, John A.; Cockell, Charles S. (2012). «Биосферы лебединой песни: убежища для жизни и новые микробные биосферы на планетах земной группы, приближающихся к концу их обитаемого периода». International Journal of Astrobiology . 12 (2): 99–112. arXiv : 1210.5721 . Bibcode :2013IJAsB..12...99O. doi :10.1017/S147355041200047X. S2CID  73722450.
  14. ^ Walker, James CG; Hays, PB; Kasting, JF (20 октября 1981 г.). «Механизм отрицательной обратной связи для долгосрочной стабилизации температуры поверхности Земли». Journal of Geophysical Research: Oceans . 86 (C10): 9776–9782. Bibcode : 1981JGR....86.9776W. doi : 10.1029/JC086iC10p09776.
  15. ^ ab Хит, Мартин Дж.; Дойл, Лоренс Р. (2009). Околозвездные обитаемые зоны в экодинамических областях: предварительный обзор и предлагаемые будущие направления (препринт). arXiv : 0912.2482 .
  16. ^ Crockford, Peter W.; Bar On, Yinon M.; Ward, Luce M.; Milo, Ron; Halevy, Itay (ноябрь 2023 г.). «Геологическая история первичной продуктивности». Current Biology . 33 (21): 4741–4750.e5. Bibcode : 2023CBio...33E4741C. doi : 10.1016/j.cub.2023.09.040. PMID  37827153.
  17. ^ Lenton, Timothy M.; von Bloh, Werner (май 2001). «Биотическая обратная связь продлевает продолжительность жизни биосферы». Geophysical Research Letters . 28 (9): 1715–1718. Bibcode : 2001GeoRL..28.1715L. doi : 10.1029/2000GL012198 .
  18. ^ Браунли, Дональд Э. (2010). «Планетарная обитаемость в астрономических масштабах времени». В Schrijver, Carolus J.; Siscoe, George L. (ред.). Гелиофизика: Эволюция солнечной активности и климаты космоса и Земли . Cambridge University Press. стр. 94. doi :10.1017/CBO9780511760358. ISBN 978-0-521-11294-9.
  19. ^ ab Janowiak, M.; Connelly, WJ; Dante-Wood, K.; Domke, GM; Giardina, C.; Kayler, Z.; Marcinkowski, K.; Ontl, T.; Rodriguez-Franco, C.; Swanston, C.; Woodall, CW; Buford, M. (2017). Учет углерода в лесах и пастбищах при управлении земельными ресурсами (отчет). Министерство сельского хозяйства США, Лесная служба. doi : 10.2737/WO-GTR-95 .
  20. ^ Райс, Чарльз В. (январь 2002 г.). «Хранение углерода в почве: почему и как?». Geotimes . 47 (1): 14–17. Архивировано из оригинала 5 апреля 2018 г. Получено 5 апреля 2018 г.
  21. ^ Юсаф, Балал; Лю, Гуйцзянь; Ван, Рувей; Аббас, Кумбер; Имтиаз, Мухаммад; Лю, Руйцзя (2016). «Исследование влияния биоугля на минерализацию углерода и секвестрацию углерода в почве по сравнению с обычными добавками с использованием подхода с использованием стабильного изотопа (δ13C)». GCB Bioenergy . 9 (6): 1085–1099. doi : 10.1111/gcbb.12401 .
  22. ^ Лал, Раттан (2008). «Секвестрация атмосферного CO 2 в глобальных углеродных пулах». Энергетика и наука об окружающей среде . 1 : 86–100. doi :10.1039/b809492f.
  23. ^ Ли, Минсюй; Пэн, Чанхуэй; Ван, Мэн; Сюэ, Вэй; Чжан, Керу; Ван, Кефэн; Ши, Гохуа; Чжу, Цюань (2017). «Поток углерода из мировых рек: переоценка количества и пространственных закономерностей». Экологические показатели . 80 : 40–51. Бибкод : 2017EcInd..80...40л. doi :10.1016/j.ecolind.2017.04.049.
  24. ^ Бонд-Ламберти, Бен; Томсон, Эллисон (2010). «Увеличение показателей дыхания почвы, связанное с температурой». Nature . 464 (7288): 579–582. Bibcode :2010Natur.464..579B. doi :10.1038/nature08930. PMID  20336143. S2CID  4412623.
  25. ^ ab Varney, Rebecca M.; Chadburn, Sarah E.; Friedlingstein, Pierre; Burke, Eleanor J.; Koven, Charles D.; Hugelius, Gustaf; Cox, Peter M. (2 ноября 2020 г.). «Пространственное возникающее ограничение чувствительности оборота углерода в почве к глобальному потеплению». Nature Communications . 11 (1): 5544. Bibcode :2020NatCo..11.5544V. doi :10.1038/s41467-020-19208-8. PMC 7608627 . PMID  33139706. 
  26. ^ Сармьенто, Дж. Л.; Грубер, Н. (2006). Биогеохимическая динамика океана . Princeton University Press, Принстон, Нью-Джерси, США.
  27. ^ Kleypas, JA; Buddemeier, RW; Archer, D.; Gattuso, JP; Langdon, C.; Opdyke, BN (1999). «Геохимические последствия увеличения содержания углекислого газа в атмосфере для коралловых рифов». Science . 284 (5411): 118–120. Bibcode :1999Sci...284..118K. doi :10.1126/science.284.5411.118. PMID  10102806.
  28. ^ Лэнгдон, К.; Такахаши, Т.; Суини, К.; Чипман, Д.; Годдард, Дж.; Марубини, Ф.; Асевес, Х.; Барнетт, Х.; Аткинсон, М.Дж. (2000). "Влияние состояния насыщения карбонатом кальция на скорость кальцификации экспериментального кораллового рифа". Global Biogeochemical Cycles . 14 (2): 639. Bibcode : 2000GBioC..14..639L. doi : 10.1029/1999GB001195 . S2CID  128987509.
  29. ^ ab "The Slow Carbon Cycle". NASA. 16 июня 2011 г. Архивировано из оригинала 16 июня 2012 г. Получено 24 июня 2012 г.
  30. ^ ab Цикл углерода и климат Земли Архивировано 23 июня 2003 г. в Wayback Machine Информационный лист для летней сессии Колумбийского университета 2012 г. Науки о Земле и окружающей среде Введение в науки о Земле I
  31. ^ Бернер, Роберт А. (ноябрь 1999 г.). «Новый взгляд на долгосрочный углеродный цикл» (PDF) . GSA Today . 9 (11): 1–6. Архивировано (PDF) из оригинала 13 февраля 2019 г.
  32. ^ ab Bush, Martin J. (2020). «Углеродный цикл». Изменение климата и возобновляемая энергия . стр. 109–141. doi :10.1007/978-3-030-15424-0_3. ISBN 978-3-030-15423-3.
  33. ^ NASA Earth Observatory (16 июня 2011 г.). "Быстрый углеродный цикл". Архив. Общественное достояниеВ этой статье используется текст из этого источника, который находится в общественном достоянии .
  34. ^ Ротман, Д. Х. (2002). «Уровни содержания углекислого газа в атмосфере за последние 500 миллионов лет». Труды Национальной академии наук . 99 (7): 4167–4171. Bibcode : 2002PNAS...99.4167R. doi : 10.1073 /pnas.022055499 . PMC 123620. PMID  11904360. 
  35. ^ Карпинтери, Альберто; Никколини, Джанни (2019). «Корреляция между колебаниями мировой сейсмичности и загрязнением атмосферы углеродом». Sci . 1 : 17. doi : 10.3390/sci1010017 .
  36. ^ Ротман, Дэниел Х. (17 сентября 2014 г.). «Углеродный цикл Земли: математическая перспектива». Бюллетень Американского математического общества . 52 (1): 47–64. doi :10.1090/S0273-0979-2014-01471-5. hdl : 1721.1/97900 .
  37. ^ NASA Earth Observatory (16 июня 2011 г.). "Медленный углеродный цикл". Архив. Общественное достояниеВ этой статье используется текст из этого источника, который находится в общественном достоянии .
  38. ^ abc Ward, Nicholas D.; Bianchi, Thomas S.; Medeiros, Patricia M.; Seidel, Michael; Richey, Jeffrey E.; Keil, Richard G.; Sawakuchi, Henrique O. (31 января 2017 г.). «Куда уходит углерод, когда течет вода: круговорот углерода в водном континууме». Frontiers in Marine Science . 4. doi : 10.3389/fmars.2017.00007 .
  39. ^ Керминен, Вели-Матти; Вирккула, Аки; Хилламо, Ристо; Векслер, Энтони С.; Кулмала, Маркку (16 апреля 2000 г.). «Вторичная органика и образование ядер конденсации атмосферных облаков». Журнал геофизических исследований: Атмосферы . 105 (D7): 9255–9264. Bibcode : 2000JGR...105.9255K. doi : 10.1029/1999JD901203.
  40. ^ Рийпинен, И.; Пирс, младший; Йли-Юути, Т.; Ниеминен, Т.; Хаккинен, С.; Эн, М.; Юннинен, Х.; Лехтипало, К.; Петая, Т.; Словик, Дж.; Чанг, Р.; Шанц, Северная Каролина; Эббатт, Дж.; Лейтч, WR; Керминен, В.-М.; Уорсноп, ДР; Пандис, С.Н.; Донахью, Нью-Мексико; Кулмала, М. (27 апреля 2011 г.). «Органическая конденсация: жизненно важное звено, связывающее образование аэрозолей с концентрацией ядер конденсации облаков (CCN)». Химия и физика атмосферы . 11 (8): 3865–3878. Бибкод : 2011ACP....11.3865R. дои : 10.5194/acp-11-3865-2011 .
  41. ^ Waterloo, Maarten J.; Oliveira, Sylvia M.; Drucker, Debora P.; Nobre, Antonio D.; Cuartas, Luz A.; Hodnett, Martin G.; Langedijk, Ivar; Jans, Wilma WP; Tomasella, Javier; de Araújo, Alessandro C.; Pimentel, Tania P.; Múnera Estrada, Juan C. (15 августа 2006 г.). «Экспорт органического углерода в стоке с водосбора чёрной воды в амазонских тропических лесах». Гидрологические процессы . 20 (12): 2581–2597. Bibcode : 2006HyPr...20.2581W. doi : 10.1002/hyp.6217.
  42. ^ Neu, Vania; Ward, Nicholas D.; Krusche, Alex V.; Neill, Christopher (28 июня 2016 г.). «Пути потоков растворенного органического и неорганического углерода в переходном лесу Амазонки». Frontiers in Marine Science . 3. doi : 10.3389/fmars.2016.00114 .
  43. ^ Baldock, JA; Masiello, CA; Gélinas, Y.; Hedges, JI (декабрь 2004 г.). «Цикл и состав органического вещества в наземных и морских экосистемах». Marine Chemistry . 92 (1–4): 39–64. Bibcode :2004MarCh..92...39B. doi :10.1016/j.marchem.2004.06.016.
  44. ^ Майерс-Пигг, Эллисон Н.; Гриффин, Роберт Дж.; Лушуарн, Патрик; Норвуд, Мэтью Дж.; Стерн, Аманда; Чевик, Басак Каракурт (6 сентября 2016 г.). «Сигнатуры аэрозолей горения биомассы в шлейфе лесного пожара на солончаке в Южном Техасе». Environmental Science & Technology . 50 (17): 9308–9314. Bibcode : 2016EnST...50.9308M. doi : 10.1021/acs.est.6b02132. PMID  27462728.
  45. ^ Field, Christopher B.; Behrenfeld, Michael J.; Randerson, James T.; Falkowski, Paul (10 июля 1998 г.). «Первичная продукция биосферы: интеграция наземных и океанических компонентов». Science . 281 (5374): 237–240. Bibcode :1998Sci...281..237F. doi :10.1126/science.281.5374.237. PMID  9657713.
  46. ^ Мартенс, Дин А.; Риди, Томас Э.; Льюис, Дэвид Т. (январь 2004 г.). «Содержание органического углерода в почве и состав 130-летних угодий, пастбищ и лесных угодий». Биология глобальных изменений . 10 (1): 65–78. Bibcode :2004GCBio..10...65M. doi :10.1046/j.1529-8817.2003.00722.x.
  47. ^ Бозе, Самар К.; Фрэнсис, Рэймонд К.; Говендер, Марк; Буш, Тамара; Спарк, Эндрю (февраль 2009 г.). «Содержание лигнина в зависимости от соотношения сирингила и гваяцила у тополей». Bioresource Technology . 100 (4): 1628–1633. Bibcode : 2009BiTec.100.1628B. doi : 10.1016/j.biortech.2008.08.046. PMID  18954979.
  48. ^ Шлезингер, Уильям Х.; Эндрюс, Джеффри А. (2000). «Дыхание почвы и глобальный цикл углерода». Биогеохимия . 48 (1): 7–20. doi :10.1023/A:1006247623877.
  49. ^ Шмидт, Майкл В.И.; Торн, Маргарет С.; Абивен, Самуэль; Диттмар, Торстен; Гуггенбергер, Георг; Янсенс, Иван А.; Клебер, Маркус; Кёгель-Кнабнер, Ингрид; Леманн, Йоханнес; Мэннинг, Дэвид AC; Наннипьери, Паоло; Рассе, Дэниел П.; Вайнер, Стив; Трамбор, Сьюзен Э. (октябрь 2011 г.). «Стойкость органического вещества почвы как свойство экосистемы». Природа . 478 (7367): 49–56. Бибкод : 2011Natur.478...49S. дои : 10.1038/nature10386. ПМИД  21979045.
  50. ^ Леманн, Йоханнес; Клебер, Маркус (декабрь 2015 г.). «Спорная природа органического вещества почвы». Nature . 528 (7580): 60–68. Bibcode :2015Natur.528...60L. doi :10.1038/nature16069. PMID  26595271.
  51. ^ Куоллс, Роберт Г.; Хейнс, Брюс Л. (март 1992 г.). «Биоразлагаемость растворенного органического вещества в лесном выпадении, почвенном растворе и речных водах». Журнал Американского общества почвоведения . 56 (2): 578–586. Bibcode : 1992SSASJ..56..578Q. doi : 10.2136/sssaj1992.03615995005600020038x.
  52. ^ Грон, Кристиан; Торслов, Йенс; Альбрехтсен, Ханс-Йорген; Йенсен, Ханне Мёллер (май 1992 г.). «Биоразлагаемость растворенного органического углерода в грунтовых водах из неограниченного водоносного горизонта». Наука об общей окружающей среде . 117–118: 241–251. Бибкод : 1992ScTEn.117..241G. дои : 10.1016/0048-9697(92)90091-6.
  53. ^ Пабич, Венди Дж.; Валиела, Иван; Хемонд, Гарольд Ф. (2001). «Взаимосвязь между концентрацией РОУ и толщиной зоны аэрации и глубиной ниже уровня грунтовых вод в Кейп-Коде, США». Биогеохимия . 55 (3): 247–268. doi :10.1023/A:1011842918260.
  54. ^ Линсли, Рэй К. (1975). Руководство по решениям для инженеров по гидрологии . McGraw-Hill. OCLC  24765393.[ нужна страница ]
  55. ^ Хортон, Роберт Э. (июнь 1933 г.). «Роль инфильтрации в гидрологическом цикле». Eos, Transactions American Geophysical Union . 14 (1): 446–460. Bibcode : 1933TrAGU..14..446H. doi : 10.1029/TR014i001p00446.
  56. ^ Ричи, Джеффри Э.; Мелак, Джон М.; Ауфденкамп, Энтони К.; Баллестер, Виктория М.; Хесс, Лора Л. (апрель 2002 г.). «Выделение газов из рек и водно-болотных угодий Амазонки как крупный тропический источник атмосферного CO2». Nature . 416 (6881): 617–620. doi :10.1038/416617a. PMID  11948346.
  57. ^ Cole, JJ; Prairie, YT; Caraco, NF; McDowell, WH; Tranvik, LJ; Striegl, RG; Duarte, CM; Kortelainen, P.; Downing, JA; Middelburg, JJ; Melack, J. (февраль 2007 г.). «Plumbing the Global Carbon Cycle: Integrating Inland Waters into the Terrestrial Carbon Budget». Ecosystems . 10 (1): 172–185. Bibcode : 2007Ecosy..10..172C. doi : 10.1007/s10021-006-9013-8.
  58. ^ ab Raymond, Peter A.; Hartmann, Jens; Lauerwald, Ronny; Sobek, Sebastian; McDonald, Cory; Hoover, Mark; Butman, David; Striegl, Robert; Mayorga, Emilio; Humborg, Christoph; Kortelainen, Pirkko; Dürr, Hans; Meybeck, Michel; Ciais, Philippe; Guth, Peter (21 ноября 2013 г.). "Глобальные выбросы углекислого газа из внутренних вод". Nature . 503 (7476): 355–359. Bibcode :2013Natur.503..355R. doi :10.1038/nature12760. PMID  24256802.
  59. ^ Ward, Nicholas D.; Keil, Richard G.; Medeiros, Patricia M.; Brito, Daimio C.; Cunha, Alan C.; Dittmar, Thorsten; Yager, Patricia L.; Krusche, Alex V.; Richey, Jeffrey E. (июль 2013 г.). «Деградация макромолекул наземного происхождения в реке Амазонка». Nature Geoscience . 6 (7): 530–533. Bibcode :2013NatGe...6..530W. doi :10.1038/ngeo1817.
  60. ^ Майерс-Пигг, Эллисон Н.; Лушуарн, Патрик; Амон, Райнер МВ; Прокушкин, Анатолий; Пирс, Кейс; Рубцов, Алексей (28 января 2015 г.). «Лабильный пирогенный растворенный органический углерод в крупных сибирских арктических реках: последствия для метаболических связей между лесными пожарами и водотоками». Geophysical Research Letters . 42 (2): 377–385. Bibcode :2015GeoRL..42..377M. doi : 10.1002/2014GL062762 .
  61. ^ Транвик, Ларс Дж.; Даунинг, Джон А.; Котнер, Джеймс Б.; Луазель, Стивен А.; Штригль, Роберт Г.; Баллаторе, Томас Дж.; Диллон, Питер; Финлей, Керри; Фортино, Кеннет; Нолл, Лесли Б.; Кортелайнен, Пиркко Л.; Кутсер, Тийт; Ларсен, Сорен.; Лорион, Изабель; Лич, Дина М.; МакКаллистер, С. Ли; Макнайт, Дайан М.; Мелак, Джон М.; Оверхолт, Эрин; Портер, Джейсон А.; Прери, Ив; Ренвик, Уильям Х.; Роланд, Фабио; Шерман, Брэдфорд С.; Шиндлер, Дэвид В.; Собек, Себастьян; Тремблей, Ален; Ванни, Майкл Дж.; Версхур, Энтони М.; фон Вахенфельдт, Эдди; Вейхенмейер, Геза А. (ноябрь 2009 г.). «Озера и водохранилища как регуляторы круговорота углерода и климата». Лимнология и океанография . 54 (6часть2): 2298–2314. Bibcode : 2009LimOc..54.2298T. doi : 10.4319/lo.2009.54.6_part_2.2298.
  62. ^ Баствикен, Дэвид; Коул, Джонатан; Пейс, Майкл; Транвик, Ларс (декабрь 2004 г.). «Выбросы метана из озер: зависимость характеристик озер, две региональные оценки и глобальная оценка». Глобальные биогеохимические циклы . 18 (4). Bibcode : 2004GBioC..18.4009B. doi : 10.1029/2004GB002238.
  63. ^ Кули, SR; Коулз, VJ; Субраманиам, A.; Ягер, PL (сентябрь 2007 г.). «Сезонные изменения в атмосферном стоке углерода, связанном с Амазонским шлейфом». Глобальные биогеохимические циклы . 21 (3). Bibcode : 2007GBioC..21.3014C. doi : 10.1029/2006GB002831.
  64. ^ Subramaniam, A.; Yager, PL; Carpenter, EJ; Mahaffey, C.; Björkman, K.; Cooley, S.; Kustka, AB; Montoya, JP; Sañudo-Wilhelmy, SA; Shipe, R.; Capone, DG (29 июля 2008 г.). «Река Амазонка усиливает диазотрофию и секвестрацию углерода в тропической части Северной Атлантики». Труды Национальной академии наук . 105 (30): 10460–10465. doi : 10.1073/pnas.0710279105 . PMC 2480616. PMID  18647838 . 
  65. ^ ab Cai, Wei-Jun (15 января 2011 г.). «Углеродный парадокс эстуариев и прибрежных океанов: стоки CO 2 или места сжигания наземного углерода?». Annual Review of Marine Science . 3 (1): 123–145. Bibcode : 2011ARMS....3..123C. doi : 10.1146/annurev-marine-120709-142723. PMID  21329201.
  66. ^ Ливингстон, Роберт Дж., ред. (1979). Экологические процессы в прибрежных и морских системах . doi :10.1007/978-1-4615-9146-7. ISBN 978-1-4615-9148-1.[ нужна страница ]
  67. ^ Диттмар, Торстен; Лара, Рубен Хосе; Каттнер, Герхард (март 2001 г.). «Река или мангровые заросли? Отслеживание основных источников органических веществ в тропических прибрежных водах Бразилии». Marine Chemistry . 73 (3–4): 253–271. Bibcode :2001MarCh..73..253D. doi :10.1016/s0304-4203(00)00110-9.
  68. ^ Мур, WS; Бек, М.; Ридель, Т.; Рутгерс ван дер Лефф, М.; Дельвиг, О.; Шоу, Т.Дж.; Шнетгер, Б.; Брамсак, Х.-Дж. (ноябрь 2011 г.). «Потоки кремния, щелочности, марганца, DOC и урана в поровой воде на основе радия: десятилетие исследований в немецком Ваддензе». Geochimica et Cosmochimica Acta . 75 (21): 6535–6555. Bibcode : 2011GeCoA..75.6535M. doi : 10.1016/j.gca.2011.08.037.
  69. ^ Wehrli, Bernhard (ноябрь 2013 г.). «Проводники углеродного цикла». Nature . 503 (7476): 346–347. doi :10.1038/503346a. PMID  24256800.
  70. ^ Моран, Мэри Энн; Куявински, Элизабет Б.; Стаббинс, Арон; Фатленд, Роб; Алувихаре, Лихини И.; Бьюкен, Элисон; Крамп, Байрон К.; Доррестейн, Питер К.; Дирман, Соня Т.; Хесс, Нэнси Дж.; Хоу, Билл; Лонгнекер, Криста; Медейрос, Патрисия М.; Ниггеманн, Ютта; Оберностерер, Ингрид; Репета, Дэниел Дж.; Вальдбауэр, Якоб Р. (22 марта 2016 г.). «Расшифровка углерода океана в меняющемся мире». Труды Национальной академии наук . 113 (12): 3143–3151. Bibcode : 2016PNAS..113.3143M. doi : 10.1073/pnas.1514645113 . PMC 4812754. PMID 26951682  . 
  71. ^ abc Гао, Ян; Цзя, Цзюньцзе; Лу, Яо; Сан, Кунь; Ван, Цзин; Ван, Шуоюэ (2022). «Процессы транспортировки, трансформации и седиментации углерода в континууме суша-река-устье». Фундаментальные исследования . Elsevier BV. doi : 10.1016/j.fmre.2022.07.007 . S2CID  251168582.
  72. ^ Шлюнц, Б.; Шнайдер, Р. Р. (22 марта 2000 г.). «Транспорт наземного органического углерода в океаны реками: переоценка скоростей потока и захоронения». Международный журнал наук о Земле . 88 (4). Springer Science and Business Media LLC: 599–606. Bibcode : 2000IJEaS..88..599S. doi : 10.1007/s005310050290. S2CID  128411658.
  73. ^ Блэр, Нил Э.; Лейтхолд, Элана Л.; Аллер, Роберт К. (2004). «От коренной породы до захоронения: эволюция органического углерода в виде частиц в сопряженных системах водораздела и континентальной окраины». Морская химия . 92 (1–4): 141–156. Bibcode : 2004MarCh..92..141B. doi : 10.1016/j.marchem.2004.06.023.
  74. ^ Буше, Жюльен; Бейссак, Оливье; Гали, Валье; Гайарде, Жером; Франс-Ланор, Кристиан; Морис, Лоренс; Морейра-Тюрк, Патрисия (2010). «Окисление петрогенного органического углерода в пойме Амазонки как источник атмосферного CO2». Геология . 38 (3). Геологическое общество Америки: 255–258. Bibcode : 2010Geo....38..255B. doi : 10.1130/g30608.1. S2CID  53512466.
  75. ^ Ренье, Пьер; Фридлингштейн, Пьер; Сиа, Филипп; Маккензи, Фред Т.; Грубер, Николас; Янсенс, Иван А.; Ларуэль, Гулвен Г.; Лауэрвальд, Ронни; Луйссаерт, Себастьян; Андерссон, Андреас Дж.; Арндт, Сандра; Арности, Кэрол; Борхес, Альберто В.; Дейл, Эндрю В.; Гальего-Сала, Анжела; Годдери, Ив; Гуссенс, Николас; Хартманн, Йенс; Хайнце, Кристоф; Ильина, Татьяна; Йоос, Фортунат; ЛаРоу, Дуглас Э.; Лейфельд, Йенс; Мейсман, Филип-младший; Манховен, Гай; Раймонд, Питер А.; Спани, Ренато; Сунтаралингам, Парвадха; Туллнер, Мартин (август 2013 г.). «Антропогенное возмущение потоков углерода с суши в океан». Nature Geoscience . 6 (8): 597–607. Bibcode : 2013NatGe...6..597R. doi : 10.1038/ngeo1830.
  76. ^ ab Bauer, James E.; Cai, Wei-Jun; Raymond, Peter A.; Bianchi, Thomas S.; Hopkinson, Charles S.; Regnier, Pierre AG (5 декабря 2013 г.). «Изменение углеродного цикла прибрежного океана». Nature . 504 (7478): 61–70. Bibcode :2013Natur.504...61B. doi :10.1038/nature12857. PMID  24305149. S2CID  4399374.
  77. ↑ Cai, Wei-Jun (15 января 2011 г.). «Углеродный парадокс эстуариев и прибрежных районов океана: стоки CO 2 или места сжигания наземного углерода?». Annual Review of Marine Science . 3 (1): 123–145. Bibcode : 2011ARMS....3..123C. doi : 10.1146/annurev-marine-120709-142723. PMID  21329201.
  78. ^ Galy, Valier; Peucker-Ehrenbrink, Bernhard; Eglinton, Timothy (май 2015 г.). «Глобальный экспорт углерода из наземной биосферы, контролируемый эрозией». Nature . 521 (7551): 204–207. Bibcode :2015Natur.521..204G. doi :10.1038/nature14400. PMID  25971513. S2CID  205243485.
  79. ^ Sigman DM & GH Haug. 2006. Биологический насос в прошлом. В: Трактат о геохимии; т. 6, (ред.). Pergamon Press, стр. 491–528
  80. ^ Сандерс, Ричард; Хенсон, Стефани А.; Коски, Марья; Де Ла Роча, Кристина Л.; Пейнтер, Стюарт К.; Поултон, Алекс Дж.; Райли, Дженнифер; Салихоглу, Барис; Виссер, Андре; Йол, Эндрю; Беллерби, Ричард; Мартин, Адриан П. (декабрь 2014 г.). «Биологический углеродный насос в Северной Атлантике». Progress in Oceanography . 129 : 200–218. Bibcode : 2014PrOce.129..200S. doi : 10.1016/j.pocean.2014.05.005.
  81. ^ Бойд, Филип У. (13 октября 2015 г.). «К количественной оценке реакции биологического насоса океанов на изменение климата». Frontiers in Marine Science . 2. doi : 10.3389/fmars.2015.00077 .
  82. ^ Басу, Самарпита; Макки, Кэтрин (19 марта 2018 г.). «Фитопланктон как ключевые медиаторы биологического углеродного насоса: их реакция на изменение климата». Устойчивость . 10 (3): 869. doi : 10.3390/su10030869 .
  83. ^ Steinberg, Deborah K; Goldthwait, Sarah A; Hansell, Dennis A (август 2002 г.). «Вертикальная миграция зоопланктона и активный транспорт растворенного органического и неорганического азота в Саргассовом море». Deep Sea Research Часть I: Oceanographic Research Papers . 49 (8): 1445–1461. Bibcode : 2002DSRI...49.1445S. doi : 10.1016/S0967-0637(02)00037-7.
  84. ^ ab Ducklow, Hugh; Steinberg, Deborah; Buesseler, Ken (2001). «Экспорт углерода из верхних слоев океана и биологический насос». Oceanography . 14 (4): 50–58. doi : 10.5670/oceanog.2001.06 .
  85. ^ de la Rocha, CL (2006). «Биологический насос». В Elderfield, H. (ред.). Океаны и морская геохимия . Elsevier. стр. 83–111. ISBN 978-0-08-045101-5.
  86. ^ Вонг, Кевин; Мейсон, Эмили; Брюн, Саша; Ист, Мэдисон; Эдмондс, Мари; Захировик, Сабин (11 октября 2019 г.). «Глубокий цикл углерода за последние 200 миллионов лет: обзор потоков в различных тектонических обстановках». Frontiers in Earth Science . 7 : 263. Bibcode :2019FrEaS...7..263W. doi : 10.3389/feart.2019.00263 .
  87. ^ "The Deep Carbon Cycle and our Habitable Planet". Deep Carbon Observatory . Архивировано из оригинала 27 июля 2020 года . Получено 19 февраля 2019 года .[ ненадежный источник? ]
  88. ^ Уилсон, Марк (2003). «Где находятся атомы углерода в мантии Земли?». Physics Today . 56 (10): 21–22. Bibcode : 2003PhT....56j..21W. doi : 10.1063/1.1628990.
  89. ^ Дасгупта, Радждип (10 декабря 2011 г.). «От океана магмы до переработки земной коры: глубокий углеродный цикл Земли». Архивировано из оригинала 24 апреля 2016 г. Получено 9 марта 2019 г.
  90. ^ «Углеродный цикл достигает нижней мантии Земли: доказательства углеродного цикла, обнаруженные в «сверхглубоких» алмазах из Бразилии». ScienceDaily (пресс-релиз). Американская ассоциация содействия развитию науки. 15 сентября 2011 г.
  91. ^ Stagno, V.; Frost, DJ; McCammon, CA; Mohseni, H.; Fei, Y. (февраль 2015 г.). «Летучесть кислорода, при которой графит или алмаз образуются из карбонатсодержащих расплавов в эклогитовых породах». Вклад в минералогию и петрологию . 169 (2): 16. Bibcode :2015CoMP..169...16S. doi :10.1007/s00410-015-1111-1.
  92. ^ ab Boulard, Eglantine; Gloter, Alexandre; Corgne, Alexandre; Antonangeli, Daniele; Auzende, Anne-Line; Perrillat, Jean-Philippe; Guyot, François; Fiquet, Guillaume (29 марта 2011 г.). "Новый хозяин для углерода в глубинах Земли". Труды Национальной академии наук . 108 (13): 5184–5187. Bibcode : 2011PNAS..108.5184B. doi : 10.1073/pnas.1016934108 . PMC 3069163. PMID  21402927 . 
  93. ^ Дорфман, Сусанна М.; Бадро, Джеймс; Набией, Фарханг; Пракапенка, Виталий Б.; Кантони, Марко; Жилле, Филипп (май 2018 г.). «Устойчивость карбонатов в восстановленной нижней мантии». Earth and Planetary Science Letters . 489 : 84–91. Bibcode : 2018E&PSL.489...84D. doi : 10.1016/j.epsl.2018.02.035.
  94. ^ Альбареде, Фрэнсис (2014). «Летучесть кислорода». Энциклопедия астробиологии . С. 1–2. doi :10.1007/978-3-642-27833-4_4021-3. ISBN 978-3-642-27833-4.
  95. ^ Коттрелл, Элизабет; Келли, Кэтрин А. (14 июня 2013 г.). «Окислительно-восстановительная гетерогенность базальтов срединно-океанических хребтов как функция мантийного источника». Science . 340 (6138): 1314–1317. Bibcode :2013Sci...340.1314C. doi :10.1126/science.1233299. PMID  23641060.
  96. ^ Коно, Ёсио; Санлуп, Крайстель, ред. (2018). Магмы под давлением . doi :10.1016/C2016-0-01520-6. ISBN 978-0-12-811301-1.[ нужна страница ]
  97. ^ Булар, Эглантин; Пан, Дин; Галли, Джулия; Лю, Чжэньсянь; Мао, Венди Л. (18 февраля 2015 г.). «Тетраэдрически координированные карбонаты в нижней мантии Земли». Nature Communications . 6 (1): 6311. arXiv : 1503.03538 . Bibcode :2015NatCo...6.6311B. doi :10.1038/ncomms7311. PMID  25692448.
  98. ^ Джонс, А. П.; Джендж, М.; Кармоди, Л. (январь 2013 г.). «Карбонатные расплавы и карбонатиты». Обзоры по минералогии и геохимии . 75 (1): 289–322. Bibcode : 2013RvMG...75..289J. doi : 10.2138/rmg.2013.75.10.
  99. ^ Дасгупта, Радждип; Хиршманн, Марк М. (сентябрь 2010 г.). «Глубокий цикл углерода и таяние в недрах Земли». Earth and Planetary Science Letters . 298 (1–2): 1–13. Bibcode : 2010E&PSL.298....1D. doi : 10.1016/j.epsl.2010.06.039.
  100. ^ Фрост, Дэниел Дж.; Маккаммон, Кэтрин А. (май 2008 г.). «Окислительно-восстановительное состояние мантии Земли». Annual Review of Earth and Planetary Sciences . 36 (1): 389–420. Bibcode : 2008AREPS..36..389F. doi : 10.1146/annurev.earth.36.031207.124322.
  101. ^ "Есть ли в ядре Земли глубокий резервуар углерода?". Deep Carbon Observatory . Архивировано из оригинала 27 июля 2020 г. Получено 9 марта 2019 г.[ ненадежный источник? ]
  102. ^ Чэнь, Бин; Ли, Цзэюй; Чжан, Дунчжоу; Лю, Цзячао; Ху, Майкл Ю.; Чжао, Цзиюн; Би, Вэньли; Альп, Э. Эркан; Сяо, Юймин; Чоу, Пол; Ли, Цзе (16 декабря 2014 г.). «Скрытый углерод во внутреннем ядре Земли, выявленный с помощью смягчения при сдвиге в плотном Fe7C3». Труды Национальной академии наук . 111 (50): 17755–17758. Bibcode : 2014PNAS..11117755C. doi : 10.1073/pnas.1411154111 . PMC 4273394. PMID  25453077 . 
  103. ^ Prescher, C.; Dubrovinsky, L.; Bykova, E.; Kupenko, I.; Glazyrin, K.; Kantor, A.; McCammon, C.; Mookherjee, M.; Nakajima, Y.; Miyajima, N.; Sinmyo, R.; Cerantola, V.; Dubrovinskaia, N.; Prakapenka, V.; Rüffer, R.; Chumakov, A.; Hanfland, M. (март 2015 г.). "Высокое отношение Пуассона внутреннего ядра Земли объясняется легированием углеродом". Nature Geoscience . 8 (3): 220–223. Bibcode :2015NatGe...8..220P. doi :10.1038/ngeo2370.
  104. ^ Ezcurra, Exequiel (23 августа 2024 г.). «Точность и смещение оценок запасов углерода в отложениях водно-болотных угодий и мангровых лесов». Science Advances . 10 (34). doi : 10.1126/sciadv.adl1079 . ISSN  2375-2548.
  105. ^ «Обзор парниковых газов». Агентство по охране окружающей среды США. 23 декабря 2015 г. Получено 2 ноября 2020 г.
  106. ^ "Известные неизвестные загрязнения пластиком". The Economist . 3 марта 2018 г. Получено 17 июня 2018 г.
  107. ^ abc Lade, Steven J.; Donges, Jonathan F.; Fetzer, Ingo; Anderies, John M.; Beer, Christian; Cornell, Sarah E.; Gasser, Thomas; Norberg, Jon; Richardson, Katherine; Rockström, Johan; Steffen, Will (2018). «Аналитически поддающиеся обработке обратные связи между климатом и углеродным циклом в условиях антропогенного воздействия в 21 веке». Earth System Dynamics . 9 (2): 507–523. Bibcode : 2018ESD.....9..507L. doi : 10.5194/esd-9-507-2018 . hdl : 1885/163968 .
  108. ^ Takahashi, Taro; Sutherland, Stewart C.; Sweeney, Colm; Poisson, Alain; Metzl, Nicolas; Tilbrook, Bronte; Bates, Nicolas; Wanninkhof, Rik; Feely, Richard A.; Sabine, Christopher; Olafsson, Jon; Nojiri, Yukihiro (2002). "Глобальный поток CO2 между морем и воздухом на основе климатологического поверхностного pCO2 океана и сезонных биологических и температурных эффектов". Deep Sea Research Часть II: Тематические исследования в океанографии . 49 (9–10): 1601–1622. Bibcode :2002DSRII..49.1601T. doi :10.1016/S0967-0645(02)00003-6.
  109. ^ Орр, Джеймс С.; Фабри, Виктория Дж.; Омон, Оливье; Бопп, Лоран; Дони, Скотт С.; Фили, Ричард А.; Гнанадесикан, Ананд; Грубер, Николас; Ишида, Акио; Йос, Фортунат; Кей, Роберт М.; Линдсей, Кейт; Майер-Раймер, Эрнст; Матеар, Ричард; Монфрей, Патрик; Муше, Энн; Наджар, Рэймонд Г.; Платтнер, Джан-Каспер; Роджерс, Кейт Б.; Сабина, Кристофер Л.; Сармьенто, Хорхе Л.; Шлитцер, Райнер; Слейтер, Ричард Д.; Тоттерделл, Ян Дж.; Вейриг, Мари-Франс; Яманака, Ясухиро; Йол, Эндрю (сентябрь 2005 г.). «Антропогенное закисление океана в течение двадцать первого века и его влияние на кальцифицирующие организмы». Nature . 437 (7059): 681–686. Bibcode :2005Natur.437..681O. doi :10.1038/nature04095. PMID  16193043. S2CID  4306199.
  110. ^ Ле Кере, Коринн; Эндрю, Робби М.; Канаделл, Хосеп Г.; Ситч, Стивен; Корсбаккен, Ян Ивар; Питерс, Глен П.; Мэннинг, Эндрю К.; Боден, Томас А.; Танс, Питер П.; Хоутон, Ричард А.; Килинг, Ральф Ф.; Алин, Симона; Эндрюс, Оливер Д.; Антони, Питер; Барберо, Летисия; Бопп, Лоран; Шевалье, Фредерик; Чини, Луиза П.; Сиа, Филипп; Карри, Ким; Делире, Кристина; Дони, Скотт С.; Фридлингштейн, Пьер; Гкритзалис, Танос; Харрис, Ян; Хаук, Джудит; Хаверд, Ванесса; Хоппема, Марио; Кляйн Голдевейк, Кес; и др. (2016). «Глобальный углеродный бюджет 2016». Earth System Science Data . 8 (2): 605–649. Bibcode : 2016ESSD....8..605L. doi : 10.5194/essd-8-605-2016 . hdl : 10871/26418 .
  111. ^ Межправительственная группа экспертов по изменению климата, ред. (2014). «Углеродные и другие биогеохимические циклы». Изменение климата 2013 г. — основа физической науки. Cambridge University Press. стр. 465–570. doi :10.1017/CBO9781107415324.015. hdl :11858/00-001M-0000-0023-E34E-5. ISBN 9781107415324.
  112. ^ Йоос, Ф.; Рот, Р.; Фуглестведт, Дж.С.; Питерс, врач общей практики; Энтинг, И.Г.; фон Бло, В.; Бровкин В.; Берк, Э.Дж.; Эби, М.; Эдвардс, Северная Каролина; Фридрих, Т.; Фрёлихер, ТЛ; Холлоран, PR; Холден, ПБ; Джонс, К.; Кляйнен, Т.; Маккензи, штат Форт; Мацумото, К.; Майнсхаузен, М.; Платтнер, Г.-К.; Райзингер, А.; Сегшнайдер, Дж.; Шаффер, Г.; Штайнахер, М.; Штрассманн, К.; Танака, К.; Тиммерманн, А.; Уивер, Эй Джей (2013). «Функции импульсной реакции углекислого газа и климата для расчета показателей парниковых газов: многомодельный анализ». Атмосферная химия и физика . 13 (5): 2793–2825. Bibcode : 2013ACP....13.2793J. doi : 10.5194/acp-13-2793-2013 . hdl : 20.500.11850/58316 .
  113. ^ Хаусфатер, Зик; Беттс, Ричард (14 апреля 2020 г.). «Анализ: как «обратные связи углеродного цикла» могут усугубить глобальное потепление». Carbon Brief .
  114. ^ abc Фридлингштейн, Пьер; Джонс, Мэтью В.; О'Салливан, Майкл; Эндрю, Робби М.; Хаук, Джудит; Питерс, Глен П.; Питерс, Воутер; Понгратц, Джулия; Ситч, Стивен; Ле Кере, Коринн; Баккер, Дороти CE; Канаделл, Хосеп Г.; Сиа, Филипп; Джексон, Роберт Б.; Антони, Питер; Барберо, Летисия; Бастос, Ана; Бастриков Владислав; Беккер, Майке; Бопп, Лоран; Буйтенхейс, Эрик; Чандра, Навин; Шевалье, Фредерик; Чини, Луиза П.; Карри, Ким И.; Фили, Ричард А.; Гелен, Мэрион; Гилфиллан, Деннис; Гкритзалис, Танос; Голл, Дэниел С.; Грубер, Николас; Гутекунст, Сёрен; Харрис, Ян; Хаверд, Ванесса; Хоутон, Ричард А.; Хёртт, Джордж; Ильина, Татьяна; Джайн, Атул К.; Джоетжер, Эмили; Каплан, Джед О.; Като, Эцуши; Кляйн Голдевейк, Кес; Корсбаккен, Ян Ивар; Ландшютцер, Питер; Лаувсет, Сив К.; Лефевр, Натали; Лентон, Эндрю; Линерт, Себастьян; Ломбардоцци, Даника; Марланд, Грегг; Макгуайр, Патрик С.; Мелтон, Джо Р.; Мецль, Николас; Манро, Дэвид Р.; Набель, Юлия EMS; Накаока, Син-Ичиро; Нил, Крейг; Омар, Абдирахман М.; Оно, Цунео; Перегон, Анна; Пьеро, Дени; Поултер, Бенджамин; Редер, Грегор; Респланди, Лора; Робертсон, Эдди; Рёденбек, Кристиан; Сефериан, Роланд; Швингер, Йорг; Смит, Наоми; Танс, Питер П.; Тянь, Ханьцинь; Тилбрук, Бронте; Тубиелло, Франческо Н.; ван дер Верф, Гвидо Р.; Уилтшир, Эндрю Дж.; Захле, Зёнке (4 декабря 2019 г.). «Глобальный углеродный бюджет 2019». Данные науки о системе Земли . 11 (4): 1783–1838. Бибкод : 2019ESSD...11.1783F. дои : 10.5194/essd-11-1783-2019 . hdl : 20.500.11850/385668 .
  115. ^ IPCC (2007) 7.4.5 Минералы Архивировано 25 мая 2016 г. в Wayback Machine в Climate Change 2007 : Рабочая группа III: Смягчение последствий изменения климата,
  116. ^ Буис, Алан; Рамсейер, Кейт; Расмуссен, Кэрол (12 ноября 2015 г.). «Дышащая планета, выведенная из равновесия». NASA . Архивировано из оригинала 14 ноября 2015 г. Получено 13 ноября 2015 г.
  117. ^ "Аудио (66:01) - NASA News Conference - Carbon & Climate Telecon". NASA . 12 ноября 2015 г. Архивировано из оригинала 17 ноября 2015 г. Получено 12 ноября 2015 г.
  118. ^ Сент-Флер, Николас (10 ноября 2015 г.). «Уровень парниковых газов в атмосфере достиг рекордного значения, говорится в отчете». The New York Times . Архивировано из оригинала 11 ноября 2015 г. Получено 11 ноября 2015 г.
  119. ^ Риттер, Карл (9 ноября 2015 г.). «Великобритания: в 1-м году средняя глобальная температура может быть на 1 градус Цельсия выше». AP News . Архивировано из оригинала 17 ноября 2015 г. Получено 11 ноября 2015 г.
  120. ^ ab Морзе, Джон В.; Морзе, Джон В. Автор; Морзе, Джон В.; Маккензи, Ф. Т.; Маккензи, Фред Т. (1990). "Текущий углеродный цикл и влияние человека". Геохимия осадочных карбонатов . Развитие седиментологии. Том 48. С. 447–510. doi :10.1016/S0070-4571(08)70338-8. ISBN 9780444873910.
  121. ^ "Рисунок 8.SM.4" (PDF) . Пятый оценочный доклад Межправительственной группы экспертов по изменению климата . стр. 8SM-16. Архивировано (PDF) из оригинала 13 марта 2019 г.
  122. ^ Арчер, Дэвид (2009). «Время жизни углекислого газа в атмосфере ископаемого топлива». Annual Review of Earth and Planetary Sciences . 37 (1): 117–34. Bibcode : 2009AREPS..37..117A. doi : 10.1146/annurev.earth.031208.100206. hdl : 2268/12933.
  123. ^ Joos, F.; Roth, R.; Fuglestvedt, JD; et al. (2013). «Функции отклика на импульсы углекислого газа и климата для вычисления показателей парниковых газов: многомодельный анализ». Atmospheric Chemistry and Physics . 13 (5): 2793–2825. doi : 10.5194/acpd-12-19799-2012 . hdl : 20.500.11850/58316 .
  124. ^ Батлер, Дж.; Монцка, С. (2020). «Ежегодный индекс парниковых газов NOAA (AGGI)». Лаборатория глобального мониторинга NOAA /Исследовательские лаборатории системы Земли.
  125. ^ Sciance, Fred (29 октября 2013 г.). «Переход с HFC-134a на хладагент с низким ПГП в мобильных кондиционерах HFO-1234yf» (PDF) . General Motors Public Policy Center . Архивировано (PDF) из оригинала 15 октября 2015 г. . Получено 1 августа 2018 г. .

Внешние ссылки

На Викискладе есть медиафайлы по теме «углеродный цикл» .