海洋炭素化学

パルミラ環礁、北太平洋。 写真©ティムカルバー

大気中の二酸化炭素(CO)の濃度2産業革命以来、産業革命以来、劇的に増加してい 409のppm これは主に化石燃料の燃焼や土地利用の変化などの人間の活動によるものです。参照 海洋は大気中のCOを減らすのに重要な役割を果たしています2 COの1 / 4を吸収して2 それは毎年大気中に放出されています。 参照 このプロセスは、排出量の増加に伴う地球温暖化の影響を減らすのに役立ちますが、代償があります:海洋酸性化。

海洋化学の図

大気中COの蓄積との関連2 化石燃料の燃焼や海洋の酸性化によるサンゴの石灰化の減速によるもの。 大気CO2 海に吸収されて炭酸イオン濃度が下がり、炭酸イオンがサンゴや他の海洋石灰化物質に利用できなくなります。 拡大するにはクリックしてください。 Hoegh-Guldbergらから修正。 2007

海洋化学の変化

ときCO2 海に吸収されると、化学反応が起こります。 特に、炭酸が形成され、水素イオンが放出され、その結果、海面水のpHが低下します(それらをより酸性にします)。 水素イオンが海水中に放出されると、それらは炭酸イオンと結合して重炭酸塩を形成する。 このプロセスは炭酸イオン濃度を下げる。 入手可能な炭酸イオンの減少は、それらの殻および骨格を構築するために炭酸イオンを必要とする海洋石灰化剤(サンゴ、甲殻類、および軟体動物)にとって問題である。

海水中の炭酸イオン濃度の変化は 飽和状態 いくつかの種類の炭酸カルシウム(例えば方解石、 アラゴナイトまたは高マグネシア方解石。 参照 海の多くの地域では、海水はこれらの炭酸カルシウム鉱物に関して過飽和です。つまり、石灰化するのに十分な炭酸カルシウムがそれらの骨格と殻を作るのに十分です。 しかし、海洋の酸性化が続くと、海洋の多くの部分がこれらのタイプの炭酸カルシウムで過飽和になり、その結果、一部の有機体がその殻を生産および維持する能力に悪影響を及ぼす。

産業革命が始まって以来、表層海洋のpHは0.1 pH単位低下しています。 参照 これはそれほど多くは聞こえないかもしれませんが、pHスケールは 対数そして、この変化は酸性度における30%の増加を表す。 海洋がCOを吸収し続けるにつれて2 、彼らはますます酸性になります。 海洋のpHは、高CO下で0.4によって追加の2100 pH単位を下げると予測される2 排出シナリオ 参照 炭酸塩の飽和レベルは、サンゴ礁の増加を維持するのに必要なレベルを下回る可能性があります。 参照 外洋の炭素化学のそのような変化は、おそらく20百万年以上の間起こらなかったでしょう。 参照

人為起源のCOながら2 排出量は地球規模で酸性化を推進しており、地域規模で起こるプロセスも海洋化学に影響を与える可能性があります。 例えば、淡水投入、汚染物質(例えば、酸性肥料、水処理および発電所から排出される化学物質)、および土壌侵食は、大気中のCOよりもかなり高い割合で沿岸水を酸性化する可能性がある。2 単独で。 参照