1
\ begingroup美元

假设:基本上,大气中存在的所有氧气都来自于产氧光合作用。在光合作用中产生一个氧分子会消耗一个二氧化碳分子。同样,我们假设本金消费者的阿2是碳的氧化(例如通过呼吸或燃烧),其中消耗O2一个分子需要产生一个CO2分子。因此,没有外部的CO来源或汇2, O的任何增加2需要相应的二氧化碳减少2,反之亦然。

我们知道O2在石炭纪,二氧化碳含量上升到整个大气的30%。因此,阿2在随后的3.5亿年里,碳含量下降了9%。这似乎需要一个伴随物增加在公司2根据上面的假设,9%。已知CO的当前浓度2仅仅是0.04%所有的狱警都去哪儿了2去了?

\ endgroup美元
0

    3答案3.

    2
    \ begingroup美元

    所有的狱警都去哪儿了2去了?

    贝壳生物将其以碳酸钙的形式储存在沉积物和岩石中3..这被称为CO的主要汇2

    地球上还有其他碳汇,但岩石圈的碳汇要大得多:

    在这里输入图像描述

    来源:美国国家海洋和大气管理局

    \ endgroup美元
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    • 1
      \ begingroup美元 你有引文吗?仅壳类生物就能消耗如此大量的二氧化碳,这似乎令人惊讶 \ endgroup美元 3月20日20:27
    • \ begingroup美元 @Alessandro Power我写得太快了。我意识到二氧化碳的溶解低于方解石补偿深度水平。但我认为二氧化碳浓度与威尔逊循环有关,这是我在大学学到的。较大的二氧化碳储层是岩石。也许这张图很有趣 \ endgroup美元
      - - - - - -Universal_learner
      3月20日21:09
    • \ begingroup美元 @Alessandro Power大部分石灰石是由贝壳生物形成的,海里有很多。 \ endgroup美元
      - - - - - -Universal_learner
      3月20日21:23
    • \ begingroup美元 因此,综合两种答案,解决方案是:1)存在非氧化性二氧化碳汇,如石灰石的形成;2)氧气的氧化还有其他途径,比如新暴露的火山岩的风化作用。(我不相信碳氢化合物是相关的——见下面我的评论。) \ endgroup美元 3月21日11:24
    • \ begingroup美元 如果你把约翰回答的那一部分和你的结合起来,我很乐意把它标记为已接受。附注:我不知道石灰石主要是由贝壳生物构成的。有趣的事实。 \ endgroup美元 3月21日11:25
    1
    \ begingroup美元

    你所陈述的假设是:

    • 氧气只存在于大气中,不是氧气就是二氧化碳
    • 碳只以二氧化碳的形式存在于大气中,在地表以上以有机物的形式存在
    • 有机物的氧化作用和光合作用是氧和碳通过各自储层的唯一途径。

    但从本质上讲,所有这些假设都是错误的:

    • 二氧化碳在海洋中溶解,然后通过CaCO3进入沉积岩并从沉积岩进入地幔。前工业时代大气中约有6000亿吨碳,生物圈中约有4倍之多(有机碳),海洋中约有60倍之多(约38000亿吨碳)。(甚至在地壳和地幔中也有多得多的碳:大约10美元^ {8}$而且10美元^ {10}$吨,分别。(
    • 一定比例的碳也通过光合作用从大气中以碳氢化合物(石油、天然气和煤)的形式转移到岩石中。然后,当然,其中一些也会被释放出来:通过我们燃烧化石燃料的方式,但也通过甲烷和石油从地下水库直接泄漏到海洋或大气中;通过细菌氧化这些化石燃料如果氧气能到达这些储层;或由煤层起火。
    • 氧也被束缚在其他地方。一个例子是氧化铁矿带状铁层在这个过程中,氧气从大气-海洋系统中被吸出,并封存在岩石中。
    \ endgroup美元
    9
    • \ begingroup美元 确实有很多因素,但海洋和陆地植物吸收二氧化碳的速度非常相似。此外,石油源自生物碳,但通常不计入生物圈数量,所以你并没有真正公平地比较它们。 \ endgroup美元
      - - - - - -约翰
      3月22日0点14分
    • \ begingroup美元 @John,我实际上根本没有比较水库之间的任何汇率。我想说的是,在地质时间尺度上,更大的碳和氧储层起作用,而不仅仅是大气和有机物,就像最初的问题所暗示的那样。我已经把我对碳氢化合物储层路线的答案扩展为岩石。 \ endgroup美元 3月22日3:05
    • \ begingroup美元 你的假设CaCO3从地幔上升几乎是错误的。在方解石补偿深度以下,CaCO3溶解,所以当板块俯冲时,大部分二氧化碳已经回到海水中。 \ endgroup美元
      - - - - - -Universal_learner
      3月22日6点32分
    • 1
      \ begingroup美元 我的理解是,几乎所有的带状铁都是在大氧化事件之前形成的——至少肯定早于石炭纪。我的问题是关于后石炭纪的。剩下的答案看起来不错。 \ endgroup美元 3月22日9点37分
    • \ begingroup美元 @Universal_learner“当板块俯冲时,大部分二氧化碳还没有回到海水中”:这是不对的。在离俯冲带几百公里的地方,有大型火山(例如:美国西部的喀斯喀特火山),产生大量的二氧化碳。这些二氧化碳是俯冲碳的结果,来自俯冲板块顶部几百公里深处。 \ endgroup美元 3月23日19:11
    1
    \ begingroup美元

    它不会去任何地方,你不需要产生二氧化碳来释放氧气。

    光合作用是水+ CO2到阿2和糖。在这种情况下,糖主要是纤维素。石炭纪发生了什么?木质素结合的大量纤维素(木材)进化了,但几乎没有东西可以消化它,导致埋葬的可能性比今天大得多。与此同时,盘古大陆的造山特征使泥炭和沼泽的掩埋成为一个连续的过程。碳被埋,氧被释放。这就是氧气本身的来源。

    你不需要CO2生产得到氧气损失。氧水平自然下降,因为它很好,氧化物质,主要是风化的矿物和火山。需要不断地生产新的氧气来取代它。今天,这种影响很小,但在陆地上生活的生物的不断进化,以及在越来越干燥的地方,与今天相比,由于风化作用,这种影响会显著增加。现代沉积物源岩整体上氧化程度更高,这就是为什么今天的CO交换2氧气在生物上有更大的影响。随着时间的推移,有多少沉积物是重新加工的东西,已经被氧化了,但它仍然是相当低的。碳/氧循环比两者相互交换要复杂得多。

    https://www.nsf.gov/news/news_summ.jsp?cntn_id=124570

    https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0009254120302047

    https://www.nature.com/articles/ncomms14379

    \ endgroup美元
    2
    • 2
      \ begingroup美元 我不确定这个答案的第一部分是否相关。碳埋藏解释了氧气的增加,但问题是氧气的减少。其必然结果是,自石炭纪以来氧气的减少是由于碳氢化合物的更多暴露和氧化造成的,这将需要二氧化碳增加9%,让我们回到起点。第二部分很有趣。在我的印象中,自从大氧化事件以来,几乎所有可以被氧化的东西都已经被氧化了,但我会去看看那些文章 \ endgroup美元 3月21日11点11分
    • \ begingroup美元 第一部分是对这个问题的字面回答,碳生成氧的过程。第二部分是为什么你的假设是错误的,石炭纪之后氧气的减少与氧化碳氢化合物无关。风化的岩石吸收氧气。由于陆地植物的进化,陆地风化作用急剧上升。此外,地层的氧化不是一个坚硬的下降,它随着矿物暴露的变化而变化,随着越来越多的矿物被回收,已经氧化的矿物而减少。 \ endgroup美元
      - - - - - -约翰
      3月22日0:02

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