2
ОГЛАВЛЕНИЕ
Стр.
ВВЕДЕНИЕ ..................................................... 5
1. Актуальность темы.................................. 5
2. Краткая история вопроса ........................... 7
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 18
1.3. Определение доиндустриальной концентрации двуокиси углерода в атмосфере по океанологическим данным.......................................... 22
1.4. Определение колебаний концентрации атмосферного углекислого газа по данным ледяных кернов
из ледников Гренландии и Антарктиды................30
1.5. Изменение концентрации СО2 в атмосфере в геологическом прошлом......................................36
ГЛАВА 2. СВЯЗЬ КОНЦЕНТРАЦИИ УГЛЕКИСЛОГО ГАЗА В АТМОСФЕРЕ С ХИМИЧЕСКИМ СОСТАВОМ МОРСКИХ ВОД. ... 40
2.1. Взаимосвязь между компонентами карбонатной системы морской воды................................... 40
2.2. Упрощенные уравнения состояния карбонатной системы морской воды................................... 48
2.3. Расчет влияния температуры, солености и щелочности морской воды на концентрацию углекислого газа в атмосфере....................................... 50
2.4. Возможные погрешности расчета поглощения углекислого газа океаном, возникающие при использовании различных систем констант диссоциации угольной кислоты ...................................... 55
3
2. 5. Приложение полученных результатов для расчета из-
менений концентрации углекислого газа в атмосфере на ближайшие 50 лет.................................... 63
ГЛАВА 3. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ МОРСКИХ ВОД С ДОННЫМИ КАРБОНАТНЫМИ
ОТЛОЕЕНИЯМИ............................................ 76
3.1. Химическое равновесие морских вод с донными осадками.................................................... 76
3.2. Основные: закономерности современного карбонато-накопления.................................................. 79
3.3. Анализ лабораторных экспериментов по определение зависимости произведения растворимости кальцита
и арагонита от температуры и давления ................. 90
3.4. Среднее для Мирового океана произведение растворимости карбонатных минералов .............................. 96
3. 5. Причины формирования КГК..............................102
3.6. Взаимосвязь птероподового и фораминиферового лизоклинов..................................................107
3.7. Расчет изменений концентрации углекислого газа в атмосфере за длительные интервалы времени по данным об уровне КГК. Постановка задачи и основные допущения....................................................НО
3.8. Схема расчета..........................................115
3.9. Обсуждение полученных результатов.............................................. 124
ГЛАВА 4. ВЛИЯНИЕ МОРСКОЙ БИОТЫ НА СОСТОЯНИЕ КАРБОНАТНОЙ СИСТЕМЫ МОРСКОЙ ВОДЫ И КОНЦЕНТРАЦИЮ УГЛЕКИСЛОГО ГАЗА В АТМОСФЕРЕ.................................................135
4.1. Процесс биодифференциации вещества в океане . . . 135
4.2. Влияние продуктивности морской биоты на перепад
концентрации суммарного неорганического углерода между ВКС и ГО, а также на концентрацию углекислого газа в атмосфере..................................139
Таблица 1.1. (.Продолжение)
I 2 3 Ч \ 5
ю6 Ю"2 Изменение соотношения менду скоростьс дегазации мантии и скоростью захоронения углерода в осадках. Через скорость выветривания силикатных пород и через величину биопродукции. Количество захороненного Сорг и карбонатных отложений за определенный интервал времени + КГК.
18
1.2. Изменение концентрации атмосферного углекислого газа за период инструментальных наблюдений
На рисЛ.2 показаны данные инструментальных наблюдений за ростом концентрации СО2 в атмосфере и в поверхностных водах океана. Ярко выраженный сезонный ход концентрации СО 2 в атмосфере, зарегистрированный на станции Мауна Лоа (Гавайи), является следствием сезонного хода соотношения между количеством СО2 поглощаемого и выделяемого биотой северного полушария, т.е. фазового сдвига между скоростью продукции и дыхания в каждый момент времени. На других станциях, таких как Амундсен-Скотт в Антарктиде, или мыс Барроу на Аляске, сезонные изменения выражены более слабо.
&нные, приведенные на рис Л. 2, свидетельствуют о непрерывном возрастании концентрации СО2 в атмосфере. За 22 года - с 1958 по 1980 год концентрация С02 возросла с 315 до 340 млн“1 частей по объему (т.е. примерно на 53,1 гТ углерода3^ ).Если сопоставить эту цифру с количеством СО2, поступившим в атмосферу за эти годы в результате промышленной деятельности (рисЛ.3),то окажется, что около половины антропогенной углекислоты осталось в атмосфере. Другая половина и неопределенное количество углекислого газа, выделяющегося при вырубке и сжигании лесов, попадает в океан и усваивается биотой.
О том, как происходил этот процесс в прошлом и как при этом изменялась концентрация С02 в атмосфере, можно судить по изменению содержания тяжелого изотопа углерода в годовых кольцах деревьев. Логика таких измерений заключается в том, что ископае-
- I млн“^ СО2 соответствует 2,124*10^ т углерода в атмосфере при среднем значении ее современной температуры.
- Київ+380960830922