碳在海洋酸化的作用

Question

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)。

Answer 1

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)}} $溶于纯水形成($ \ ce {CO_ {2 (aq)}} $),它可以与水反应形成碳酸($ \ ce {H_2CO_ {3 (aq)}} $):$ $ \ ce {CO_ {2 (g)} + {H_ {2} O_{(左)}}< = > {H_2CO_ {3 (aq)}}} $ $但真正的碳酸是不稳定的,绝大多数的总溶解碳因此存在溶解分子$ \ ce {CO_ {2 (aq)}} $,服从简单的浓度亨利定律关系(没有显示)。我们可以写这净反应为:$ $ \ 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}} $ $大陆硅酸盐风化,比如,一个规范的硅灰石(选择为简单起见),因此可以写成$ $ \ ce {CaSiO_3 + H_ {2} O + 2 co_ {2} - > 2 HCO_ ^ {-} _ {3} + Ca ^ {2 +} + SiO_ {2}} $ $重要的一点是,溶解碳海水送到大陆风化碳酸氢盐,和表面海水的pH值(\ sim 8)美元在近似平衡与大气美元$ \ ce {CO_ {2}}确实反映了该分布的溶解的物种。如果我们写骨骼碳酸钙的平衡$ $ \ 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} $在海水中(加入质量平衡$ \ ce{二氧化碳}$从反应1。2。3。,和5。) as,$ $ \ ce {CaCO_ {3} + H_ {2} O + CO_ Ca ^ {2} = {2 +} + 2 hco_ ^ {-} _ {3}} $ $因此,在这种背景下,一个重要的结果是,整体质量平衡与降水有关美元$ \ ce {CaCO_ {3}}(即。,driving the above reaction to the left),美元$ \ ce {CaCO_ {3}}作为一个来源,而不是一个水槽的碳,因为它释放一摩尔$ \ ce{二氧化碳}$最初作为碳酸氢盐海水从硅酸盐风化。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:海洋酸化的海水(滴定大气$ \ ce{二氧化碳}$,最后反应向右)本身是缓冲水池的攻击$ \ ce {CaCO_3} $生产更多的碳酸氢盐。固碳的贝类会增长,根据上述,碳酸氢消耗(一些),生产$ \ ce{二氧化碳}$作为一个结果。更大的,对我来说,关键问题是沉积的速率现有的商店$ \ ce {CaCO_3} $,尤其是在地表水形成,溶解,以应对这种攻击。