Основные закономерности распределения углекислого газа между океаном и атмосферой

• Автор: Лапенис, Андрей Геннадьевич
• Шифр специальности: 11.00.08, 02.00.12
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Ленинград
• Количество страниц: 188 c. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ .

1. Актуальность темы

2. Краткая история вопроса .

ГЛАВА I. ИЗМЕНЕНИЕ КОНЦЕНТРАЦИИ УГЛЕКИСЛОГО ГАЗА

В ПРОШЛОМ Ю

1.1. Основные причины, вызывающие колебания концентрации СО2 в атмосфере. Ю

1.2. Изменение концентрации атмосферного углекислого газа за период инструментальных наблюдений
1.3. Определение доиндустриальной концентрации двуокиси углерода в атмосфере по океанологическим данным
1.4. Определение колебаний концентрации атмосферного углекислого газа по данным ледяных кернов

из ледников Гренландии и Антарктиды

1.5. Изменение концентрации СО2 в атмосфере в геологическом прошлом
ГЛАВА 2. СВЯЗЬ КОНЦЕНТРАЦИИ УГЛЕКИСЛОГО ГАЗА В АТМОСФЕРЕ С ХИМИЧЕСКИМ СОСТАВОМ МОРСКИХ ВОД. .
2.1. Взаимосвязь между компонентами карбонатной системы морской воды.
2.2. Упрощенные уравнения состояния карбонатной системы морской воды.
2.3. Расчет влияния температуры, солености и щелочности морской воды на концентрацию углекислого газа в атмосфере.
2.4. Возможные погрешности расчета поглощения углекислого газа океаном, возникающие при использовании различных систем констант диссоциации угольной кислоты
2. 5. Приложение полученных результатов для расчета из
менений концентрации углекислого газа в атмосфере на ближайшие лет
ГЛАВА 3. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ МОРСКИХ ВОД С ДОННЫМИ КАРБОНАТНЫМИ
ОТЛОЕЕНИЯМИ
3.1. Химическое равновесие морских вод с донными осадками
3.2. Основные закономерности современного карбонатонакопления
3.3. Анализ лабораторных экспериментов по определение зависимости произведения растворимости кальцита
и арагонита от температуры и давления .
3.4. Среднее для Мирового океана произведение растворимости карбонатных минералов
3. 5. Причины формирования КГК
3.6. Взаимосвязь птероподового и фораминиферового лизоклинов
3.7. Расчет изменений концентрации углекислого газа в атмосфере за длительные интервалы времени по данным об уровне КГК. Постановка задачи и основные допущенияНО
3.8. Схема расчета
3.9. Обсуждение полученных результатов
ГЛАВА 4. ВЛИЯНИЕ МОРСКОЙ БИОТЫ НА СОСТОЯНИЕ КАРБОНАТНОЙ СИСТЕМЫ МОРСКОЙ ВОДЫ И КОНЦЕНТРАЦИЮ УГЛЕКИСЛОГО ГАЗА В АТМОСФЕРЕ.
4.1. Процесс биодифференциации вещества в океане . . .
4.2. Влияние продуктивности морской биоты на перепад
концентрации суммарного неорганического углерода между ВКС и ГО, а также на концентрацию углекислого газа в атмосфере
4.3. Зависимость глубины проникновения биогенного карбоната кальция в океан от величины продуктивности морской биоты, агрессивности и динамики океанических вод . .
4.4,Изменение величины первичной продукции морской
биоты в геологическом прошлом. .
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Список литературы


Данное обстоятельство вызвано тем, что в полном круговороте углерода на нашей планете отчетливо прослеживаются циклы с разной величиной обменных потоков, и, как следствие, с разными временными масштабами. Обычно выделяется три тесно связанных между собою круговорота. Первый круговорот, т. Величины потоков между основными резервуарами подвижного фонда составляют десятки гигатонн в год. Если весь запас углерода в подвижном фонде принять за 0 единиц, то тогда окажется, что заключено в глубинных водах океанов, поверхностные воды содержат еще 1,8 единицы. Доиндустриальная атмосфера заключала в себе 1,5 , тогда как современная, по данным на год 1,8 единицы. В живой биоте суши содержится 1,6 в почвенном гумусе около 4,4 в водном гумусе 3,3 , а вся биота океана содержит лишь около 0,1 единицы. На рис. Характерный масштаб возмущений в данном круговороте составляет от года до тысячи лет . Рис. Схема глобального круговорота углерода подвижного фонда. Величины потоков даны в гигатоннах углерода в год. Второй круговорот связан, прежде всего, с накоплением и растворением донных карбонатных осадков. Циклы растворения существенным образом влияют на колебание содержания углерода в атмосфере и океане за интервал времени порядка тысяч и сотен тысяч лет. Величины потоков в этом круговороте составляют от гигатонн до десятых долей гигатонн углерода в год. Современная скорость накопления карбонатных осадков составляет около I Гг СаС в год. В прошлом эта величина менялась, что отражало изменение запасов углерода подвижного фонда. Составляющими частями круговорота являются выветривание изверженных и осадочных пород континентов, перенос вещества в океанические бассейны и захоронение чередующееся с растворением в донных карбонатных отложениях. Угольная кислота образуется в почве при анаэробном и кислородном окислении мертвой органики, а также при растворении атмосферного СО в почвенной влаге. Серная при химическом выветривании сульфидов, в основном, пирита Рб2. С Н Ог С Ог. НгО 1. Н0,гСсхС 2л2НС0 Б О а. НгЗОч СМчС0зг Са м 2 НСОБО 1. НгЗОчМЮзНгОМ НчБIОч и. Сразу же отметим, что решающая роль принадлежит процессам, связанным с угольной кислотой. На океаническом дне происходит растворение и выпадение в осадок карооната кальция СаС и доломита Са СО основных карбонатных минералов. СОз СаМС0гЪ Са М ЧНСОз 1. Ниже, в главе 3, будет показано, что в современных океанах площадь дна, попадая на которую, карбонатные осадки, растворяются и площадь, на которой они накапливаются, приблизительно равны друг другу, и более того, существует механизм обратных связей с помощью которого такое равновесие может поддерживаться. Третий круговорот, геологический, включает процессы дегазации мантии, процессы захоронения органического вещества и процессы метаморфизма. Величины потоков в этом круговороте составляют сотые доли гигатонн углерода в год, характерный масштаб времени более миллиона лет. Соотношение между скоростью дегазации и скоростью захоронения углерода в органической и неорганической форме регулирует общее количество СО в атмосфере Земли. Скорость захоронения углерода в неорганической форме, т. Д. и 1. Интенсивность дегазации планеты и скорость выброса мантийного вещества определяются эволюцией внутреннего строения недр Земли и как показано в НО закономерно изменялись со времени ее образования. В таблице 1. В последней колонке этой таблицы указаны возможные индикаторы наблюдавшихся в этих циклах возмущений. СОгСаБОз СаСОзБОг
. В главе 3 и 4 будет показано, что своеобразным геологическим индикатором возмущений, наблюдавшихся во втором и третьем цикле, может быть положение уровня критической глубины карбонатонакопления, т. Масштаб времени годы Величины потоков Гг в год Основные причины возмущения цикла Главные обратные связи Возможный индикатор возмущений
М о Нарушение оаланса мевду продукцией и деструкцией живого вещества, антропогенное воздействие. ТО Ю1 Нарушение соотношения мекду скоростью захоронения углерода в донных отложениях и скоростью его поступления в океан вместе с речным стоком .