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牧师

碳在海洋酸化的作用

这似乎是一个基本的问题,但是我有点困惑对海洋酸化的影响不同的碳化合物。

我听说在大气中二氧化碳含量的增加导致海洋酸化,降低海洋pH值。

我还听说贝类贻贝和牡蛎可以用作碳汇、贝类养殖固碳的一种形式。这是有道理的,因为外壳包含碳的形式碳酸钙。

我的问题是这样的封存如何影响海洋酸化?一方面,固碳碳酸钙会降低碳在海洋,这似乎减少公司的影响₂。另一方面,碳酸钙是碱:浸出矿石等海洋形成贝壳似乎增加酸度(从相反的过程,溶解碳酸钙,减少酸性)。

回答

在回答这个复杂的问题,我认为是很重要的考虑碳的形式,利用和整体反应(警告:有些冗长的提前转移,推进已经理解这样的道歉如果观众)。在长期的碳循环中,大气\ ce {CO_ {2 (g)}} $驱动器风化在陆地上,重要的是硅酸盐。$ \ ce {CO_ {2 (g)}}溶于纯水形成美元($ \ ce {CO_ {2 (aq)}} $),可以与水反应形成碳酸($ \ ce {H_2CO_ {3 (aq)}} $): $ $ \ ce {CO_ 2 (g) {} + {H_ {2} O_{(左)}}< = > {H_2CO_ {3 (aq)}}} $ $但真正的碳酸是不稳定的,和绝大多数的总溶解碳因此存在溶解分子\ ce美元{CO_ {2 (aq)}} $,浓度遵守简单(亨利定律)[1]的关系(没有显示)。我们可以写这净反应:$ $ \ ce {CO_ {2} + {H_ O} {2} < = > {H_2CO_ {3 (aq)}} < = > H ^ {+} _ {(aq)} + HCO_ ^ {-} _ {3 (aq)}} $ $碳酸氢盐也反映了协会/离解反应涉及纯碳酸盐离子,$ $ \ ce {H ^ {+} + CO_ ^ {2,} _ {3} < = > HCO_ ^{-} _{3}} $ $大陆硅酸盐风化,例如,一个规范的硅灰石(选择为简单起见),因此可以写成$ $ \ ce {CaSiO_3 + H_ {2} O + 2 CO_ {2} - > 2 HCO_ ^ {-} _ {3} + Ca ^ {2 +} + SiO_{2}} $ $的重要的一点是溶解碳海水送到大陆风化碳酸氢盐,和表面海水的pH值(\ sim 8美元)近似平衡的大气\ ce美元{CO_{2}} $确实反映了该分布的溶解的物种。如果我们写平衡为骨骼碳酸钙$ $ \ ce {CaCO_ {3} < = > CO_ ^ {2,} _ {3} + Ca ^{2 +}} $ $我们可以结合上述方程的整体反应溶解/沉淀\ ce {CaCO_3}在海水中美元(包含质量平衡\ ce{二氧化碳}从反应1美元。2。3。5。),$ $ \ ce {CaCO_ {3} + H_ {2} O + CO_ Ca ^ {2} = {2 +} + 2 hco_ ^{-} _{3}} $ $从而在这种背景下,一个重要的结果是,整体质量平衡与降水有关美元\ ce {CaCO_{3}}(即美元。向左,推动上述反应),美元\ ce {CaCO_{3}} $作为源,不是碳的水槽,因为它释放一摩尔\ ce{二氧化碳}最初作为美元碳酸氢盐从硅酸盐风化海水。在大图(长期的地球化学循环),海洋碳酸盐是一个临时沉碳最终俯冲并返回大气层的火山作用和其他岩浆过程。今天碳酸盐驻留在大陆(例如,古生代),相比之下,更长的住所或循环时间,他们现代远洋等价物。现在,你的问题:海洋酸化(滴定的海水通过大气\ ce{二氧化碳}美元,开车过去反应向右)本身是缓冲的攻击这个水槽\ ce {CaCO_3}生产更多美元的碳酸氢盐。 Sequestration of carbon by growing shellfish will, according to the above, consume (some of) this bicarbonate, and produce $\ce{CO_2}$ as a result. The larger, key question to me, is the rate at which the existing store of sedimentary $\ce{CaCO_3}$, particularly in surface water where it is being formed, dissolves in response to this attack. [1]: https://en.wikipedia.org/wiki/Henry%27s_law

编辑总结

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\ begingroup美元 “封存二氧化碳的增长的贝类……产生二氧化碳的结果“哇,很意外!谢谢你这么详细的流程,并指出碳酸氢盐的重要作用。 \ endgroup美元
- - - - - -Warbo
2018年4月9日点23

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