Besin değeri yüksek, klorofil oranı düşük bölgeler - High-nutrient, low-chlorophyll regions
Yüksek besin, düşük klorofil (HNLC) bölgeleri , okyanusun fitoplankton bolluğunun düşük ve makro besinlerin mevcudiyetine rağmen oldukça sabit olduğu bölgeleridir . Fitoplankton, hücresel işlev için bir dizi besin maddesine güvenir. Makrobesinler (örneğin nitrat , fosfat , silisik asit ) genellikle yüzey okyanus sularında daha yüksek miktarlarda bulunur ve yaygın bahçe gübrelerinin tipik bileşenleridir. Mikro besinler (örneğin demir , çinko , kobalt ) genellikle daha düşük miktarlarda bulunur ve eser metalleri içerir . Makrobesinler tipik olarak milimolar konsantrasyonlarda bulunurken, mikrobesinler genellikle mikro ila nanomolar konsantrasyonlarda bulunur. Genel olarak, nitrojen okyanusta sınırlayıcı bir besin maddesi olma eğilimindedir , ancak HNLC bölgelerinde hiçbir zaman önemli ölçüde tükenmez. Bunun yerine, bu bölgeler düşük konsantrasyonlarda metabolize edilebilir demir ile sınırlı olma eğilimindedir. Demir, enzim katalizi ve elektron taşınması için gerekli olan kritik bir fitoplankton mikrobesindir .
1930'lar ve 80'ler arasında, demirin okyanusları sınırlayan bir mikro besin olduğu varsayıldı, ancak bu hipotezi doğrulamak için deniz suyundaki demiri güvenilir bir şekilde tespit etmek için yeterli yöntemler yoktu. 1989'da, Alaska Körfezi'ndeki kıyıya yakın kıyı sularında yüksek konsantrasyonlarda demir açısından zengin tortular tespit edildi. Bununla birlikte, açık deniz suları, fitoplankton büyümesi için makro besin mevcudiyetine rağmen daha düşük demir konsantrasyonlarına ve daha düşük üretkenliğe sahipti. Bu model diğer okyanus bölgelerinde gözlendi ve üç ana HNLC bölgesinin isimlendirilmesine yol açtı: Kuzey Pasifik Okyanusu , Ekvator Pasifik Okyanusu ve Güney Okyanusu .
HNLC bölgelerinin keşfi, yüzey seviyesindeki fotosentezi uyararak atmosferik karbondioksiti aşağı çekmeye çalışan demir gübreleme deneylerinin etiği ve etkinliği hakkında bilimsel tartışmayı teşvik etti . Ayrıca, HNLC bölgelerinin kısmen fitoplanktonların (örn. dinoflagellatlar , siliatlar ) daha küçük organizmalar (örn. protistler ) tarafından otlatılmasından oluştuğunu öne süren otlatma kontrolü gibi hipotezlerin geliştirilmesine de yol açmıştır .
Birincil üretim
Birincil üretim, ototrofların , hücresel büyüme için karbonu sulu karbondioksitten şekere dönüştürmek için ışık kullandığı süreçtir . Işık fotosentetik süreci katalize eder ve besinler organik materyale dahil edilir . Fotosentezin gerçekleşmesi için nitrat ve fosfat gibi makro besinlerin biyolojik kullanım için yeterli oranlarda ve biyoyararlı formlarda mevcut olması gerekir . 106(Karbon):16(Azot):1(Fosfor) moleküler oranı Redfield, Ketcham ve Richards (RKR) tarafından çıkarılmıştır ve Redfield Oranı olarak bilinir . Fotosentez (ileri) ve solunum (ters) denklemle temsil edilir:
Fotosentez, belirli makrobesinlerin eksiklikleri ile sınırlanabilir. Ancak, Kuzey Pasifik'te, Ekvator Pasifik'te ve Güney Okyanus'ta makro besinler, bulunandan daha yüksek seviyelerde birincil üretimi desteklemek için yeterli oranlarda, miktarlarda ve biyolojik olarak kullanılabilir formlarda bulunur. HNLC bölgelerinde düşük fitoplankton stokları ile birlikte makrobesin mevcudiyeti, diğer bazı biyojeokimyasal süreçlerin fitoplankton büyümesini sınırladığını göstermektedir.
Birincil üretim ve fitoplankton biyokütlesi şu anda tüm okyanus havzalarında ölçülemediğinden, bilim adamları klorofil α'yı birincil üretim için bir vekil olarak kullanırlar . Modern uydu gözlemleri, uzaktan algılama yoluyla okyanustaki küresel klorofil α bolluklarını izler ve takip eder . Daha yüksek klorofil konsantrasyonları genellikle gelişmiş birincil üretim alanlarını gösterir ve tersine daha düşük klorofil seviyeleri düşük birincil üretimi gösterir. Düşük klorofil ve yüksek makrobesin mevcudiyetinin bu birlikte ortaya çıkması, bu bölgelerin "yüksek besin, düşük klorofil" olarak kabul edilmesinin nedenidir.
Fitoplankton, organik madde sentezi için gerekli makro besinlere ek olarak , hücresel fonksiyonlar için eser metaller gibi mikro besinlere ihtiyaç duyar . Mikrobesin mevcudiyeti birincil üretimi kısıtlayabilir çünkü eser metaller bazen besinleri sınırlayabilir. Demir, HNLC illerinde birincil sınırlayıcı mikro besin olarak belirlenmiştir. Son çalışmalar çinko ve kobaltın ikincil ve/veya ortak sınırlayıcı mikro besinler olabileceğini göstermiştir.
Küresel dağıtım
Ortak özellikleri
HNLC bölgeleri, dünya okyanuslarının %20'sini kaplar ve değişen fiziksel, kimyasal ve biyolojik kalıplarla karakterize edilir. Bu yüzey suları, diğer okyanus bölgelerine kıyasla, yıllık olarak değişen, ancak nispeten bol makro besin konsantrasyonlarına sahiptir. HNLC, bu büyük okyanus bölgelerinin biyojeokimyasal eğilimlerini geniş bir şekilde tanımlarken, üç bölgenin tümü, küresel atmosferik modellere yanıt olarak mevsimsel fitoplankton patlamaları yaşar. Ortalama olarak, HNLC bölgeleri, demir ve değişken olarak çinko tarafından büyüme sınırlı olma eğilimindedir. Bu eser metal sınırlaması, daha küçük boyutlu fitoplankton topluluklarına yol açar. Okyanusun daha üretken bölgeleriyle karşılaştırıldığında, HNLC bölgeleri , opal silika kabuklarını yapmak için silisik asit gerektiren daha büyük diatomlar daha az yaygın olduğu için daha yüksek silisik asit ila nitrat oranlarına sahiptir . Güney Okyanusu ve Kuzey Pasifik'ten farklı olarak, Ekvator Pasifik, büyük mevsimsel diatom çiçeklerine yol açan geçici silikat mevcudiyeti yaşar.
İz metallerin dağılımı ve makro besinlerin göreceli bolluğu, plankton topluluk yapısına yansır. Örneğin, yüksek yüzey alanı/hacim oranına sahip fitoplankton seçimi, HNLC bölgelerinin nano- ve pikoplankton tarafından domine edilmesine neden olur. Bu oran, mevcut çözünmüş besinlerin optimal kullanımına izin verir. Diatomlar gibi daha büyük fitoplanktonlar kendilerini bu bölgelerde enerjisel olarak sürdüremezler. Bu bölgeler içinde Ortak picoplankton cins gibi dahil Prochlorococcus (genellikle Kuzey Pasifik bulunamadı), Synechococcus ve çeşitli ökaryotların . Otlayan protistler muhtemelen bu küçük fitoplanktonların bolluğunu ve dağılımını kontrol ediyor.
HNLC bölgelerindeki genel olarak daha düşük net birincil üretim, atmosferik karbon dioksitin daha düşük biyolojik olarak aşağı çekilmesiyle sonuçlanır ve bu nedenle bu bölgeler genellikle atmosfere net bir karbondioksit kaynağı olarak kabul edilir. HNLC alanları, bu suların büyük kısımlarını demirle gübrelemenin potansiyel olarak çözünmüş karbon dioksiti azaltabileceğine ve artan antropojenik karbon emisyonlarını dengeleyebileceğine inanan jeomühendislerin ve bazı bilimsel toplulukların ilgisini çekmektedir. Son milyon yıldaki Antarktika buz çekirdeği verilerinin analizi, yüksek toz seviyeleri ile düşük sıcaklık arasındaki korelasyonu gösteriyor, bu da denize yaygın demir açısından zengin tozun eklenmesinin iklim soğutmasının doğal bir yükselticisi olduğunu gösteriyor.
Kuzey Pasifik
.jpg)
İlk HNLC bölgesinin, Kuzey Pasifik'in keşfi ve adlandırılması, 1988'de yayınlanan ufuk açıcı bir makalede resmileştirildi. Çalışma, doğu Kuzey Pasifik'in yüzey sularının, makro besin maddelerinin göreceli bolluğuna rağmen, genellikle pikoplankton tarafından yönetildiği sonucuna vardı. Başka bir deyişle, besin açısından zengin sularda gelişen diatomlar gibi daha büyük fitoplanktonlar bulunamadı. Bunun yerine, yüzey suları daha küçük piko ve nanoplanktonlarla doluydu. Laboratuvar besin deneylerine dayanarak, demirin önemli bir sınırlayıcı mikro besin olduğu varsayılmıştır.
Pasifik Okyanusu, dünyadaki en büyük ve en eski su kütlesidir. Kuzey Pasifik, ticaret rüzgarları tarafından yönlendirilen Kuzey Pasifik girdabının genel saat yönünde dönüşü ile karakterize edilir . Alize rüzgarlarındaki uzaysal değişimler, batı Kuzey Pasifik'te daha soğuk hava sıcaklıkları ve doğu Kuzey Pasifik'te (yani, Subartik Pasifik) daha ılıman hava sıcaklıkları ile sonuçlanır. Demir Asya ve Alaska gibi demir açısından zengin sularda meydana toz fırtınaları Kuzey Pasifik'e verilir advected bazen gibi girdaplar tarafından, kıta kenarından Haida Girdaplar .
Bununla birlikte, demir konsantrasyonları yıl boyunca değişir. Okyanus akıntıları, demiri Kuril-Kamçatka sınırından batı Subarktik Pasifik'e taşıyan mevsimsel atmosferik kalıplar tarafından yönlendirilir . Demirin bu girişi, daha derin suların yüzeye çıkması sırasında birincil üreticiler tarafından kullanılabilecek bir yeraltı mikro besin kaynağı sağlar. Demir deniz tabanından difüze olduğundan ve sığ sularda demir sınırlamasını hafiflettiğinden, deniz tabanı derinliği HNLC bölgelerinde fitoplankton patlamalarını da uyarabilir. Alaska Körfezi'nde yürütülen araştırmalar, Alaska'nın güney rafı gibi sığ sulara sahip alanların açık deniz sularından daha yoğun fitoplankton patlamalarına sahip olduğunu gösterdi. Ağustos 2008'de Kasatochi yanardağının patlamasından kaynaklanan volkanik kül , Kuzeydoğu Pasifik Okyanusu'ndaki doğal demir gübreleme örneğini sağladı. Bölge, çözünür demir içeren volkanik toz yağmurlarıyla gübrelendi . Takip eden günlerde, fitoplankton patlamaları uzaydan görüldü.
Kuzey Pasifik sınır diatomunda eser metal konsantrasyonlarındaki sınırlamalar tüm yıl boyunca çiçek açar. Kuzey Pasifik bir HNLC bölgesi olmasına rağmen, önemli diatom büyümesini destekleyen Kuzey Atlantik'e kıyasla nispeten yüksek miktarda partikül biyojenik silika üretir ve okyanusun iç kısımlarına ihraç eder.
Ekvator Pasifik
Ekvator Pasifik, Intertropical Convergence Zone'da kuzeydoğu ve güneydoğudan gelen ticaret rüzgarlarının yakınsaması nedeniyle neredeyse yıl boyunca yükselme ile karakterize edilen bir okyanus bölgesidir . Ekvator Pasifik, Dünya'nın çevresinin neredeyse yarısını kaplar ve küresel deniz yeni birincil üretiminde önemli bir rol oynar . Yeni üretim, biyolojik oşinografide nitrojenin okyanus içinde geri dönüştürülme şeklini tanımlamak için kullanılan bir terimdir . Geliştirilmiş yeni üretim bölgelerinde , afotik bölgeden gelen nitrat , yüzey sularına girerek yüzey nitrat tedarikini yeniler. Ekvator Pasifik sularındaki nitrojen mevcudiyetine rağmen, birincil üretim ve gözlemlenen yüzey okyanus biyokütlesi, okyanusun diğer büyük yukarı yükselen bölgelerine kıyasla oldukça düşüktür. Bu nedenle Ekvator Pasifik, üç ana HNLC bölgesinden biri olarak kabul edilir.
Diğer büyük HNLC eyaletleri gibi, Ekvator Pasifik, demir gibi eser metallerin eksikliğinden dolayı besin açısından sınırlı olarak kabul edilir. Ekvator Pasifik, çöken atmosferik toz nedeniyle Ekvator Alt Akımından (EUC) yükselen girdilerden yaklaşık 7-10 kat daha fazla demir alır . Sediment proxy kayıtlarını kullanarak buzul dönemlerinin iklim rekonstrüksiyonları , Ekvator Pasifik'in modern ekvator okyanusundan 2,5 kat daha üretken olabileceğini ortaya çıkardı. Bu buzul dönemleri sırasında, Ekvator Pasifik deniz yeni üretim ihracatını artırdı ve böylece bir atmosferik karbondioksit havuzu sağladı. Paleoşinografi bilimi, buzul döngülerinin okyanus dinamikleri ile etkileşimini anlamaya çalışır. Paleo-oşinograflar şu anda Orta ve Güney Amerika'dan demir açısından zengin tozun atmosferik taşınmasının Ekvator Pasifik'teki birincil üretim yoğunluğunu kontrol ettiğini öne süren Aeolian Tozu hipotezine meydan okuyor. Bir çalışma, EUC'nin yukarı doğru yükselmesinin ekvator yüzey sularına biyolojik olarak kullanılabilir demirin çoğunu sağladığı için, HNLC koşullarını tersine çevirmenin tek yönteminin yukarı doğru çıkmayı arttırmak olduğunu ileri sürmektedir. Başka bir deyişle, demir açısından zengin atmosferik toz birikiminden ziyade artan bölgesel yükselme, bu bölgenin buzul dönemlerinde neden daha yüksek birincil üretkenlik yaşadığını açıklayabilir.
Kuzey Pasifik ve Güney Okyanusu ile karşılaştırıldığında, Ekvator Pasifik suları nispeten düşük biyojenik silika seviyelerine sahiptir ve bu nedenle önemli duran diatom stoklarını desteklemez. Pikoplankton, esas olarak düşük konsantrasyonlarda eser metalleri özümseme yeteneklerinden dolayı bu bölgelerde en bol bulunan deniz birincil üreticileridir . Ekvator Pasifik'teki çeşitli fitoplankton toplulukları, büyüme oranlarıyla aynı oranda otlatılır ve bu da birincil üretimi daha da sınırlar.
Bu ekvator sularında üretimi kontrol eden iki ana hipotezden (otlatma veya mikrobesinler) hangisine ilişkin mevcut bir fikir birliği yoktur. İz metal sınırlamalarının daha küçük hücreli organizmaları seçmesi muhtemeldir, bu da protistlerin otlatma basıncını arttırır. Ekvator Pasifik HNLC özelliklerini korurken, üretkenlik zaman zaman yüksek olabilir. Verimlilik , subtropikal su ve ekvatordaki "soğuk dil"in birleştiği yerdeki fırtına kuşları gibi deniz kuşlarının bolluğuna yol açar . Ekvator Pasifik, dünyanın en büyük sarı yüzgeçli orkinos balıkçılığını içerir ve benekli yunusa ev sahipliği yapar .
Güney okyanus
Güney Okyanusu, küresel okyanustaki en büyük HNLC bölgesidir. Güney Okyanusu'nun yüzey suları, düşük fitoplankton stoklarına rağmen makro besinler açısından zengin olarak tanımlanmıştır. Kuzey Atlantik'te biriken demir, Kuzey Atlantik Derin Sularına dahil edilir ve termohalin sirkülasyonu yoluyla Güney Okyanusu'na taşınır . Sonunda Antarktika Circumpolar Water ile karışarak , yukarı doğru yükselme, Güney Okyanusu yüzey sularına demir ve makro besinler sağlar. Bu nedenle, Güney Okyanusu'ndaki demir girdileri ve birincil üretim, Atlantik üzerinde biriken demir açısından zengin Sahra tozuna duyarlıdır. Doğrudan Güney Okyanusu yüzey sularına düşük atmosferik toz girişi nedeniyle, klorofil α konsantrasyonları düşüktür. Güney Okyanusu'ndaki ışık mevcudiyeti mevsimsel olarak önemli ölçüde değişir, ancak fitoplankton büyümesi üzerinde önemli bir kısıtlama gibi görünmemektedir.
Güney Okyanusu yüzey sularında bulunan makrobesinler, yükselen derin sulardan gelir. Çinko ve kobalt gibi mikro besinler Güney Okyanusu'ndaki fitoplankton büyümesini muhtemelen birlikte sınırlayabilirken, demir kritik bir sınırlayıcı mikro besin gibi görünmektedir. Güney Okyanusu'nun bazı bölgelerinde hem yeterli biyolojik olarak kullanılabilir demir hem de makro besin konsantrasyonları bulunur, ancak fitoplankton büyümesi sınırlıdır. Güney Drake Geçidi bölgesindeki hidrografik çalışmalar ve keşifler, bu fenomeni Crozet Adaları , Kerguelen Adaları ve Güney Georgia ve Güney Sandwich Adaları çevresinde gözlemlemiştir . Bu alanlar, Antarktika'nın raf bölgelerine ve Güney Okyanusu adalarına bitişiktir. Alg büyümesi için gerekli olan mikro besinlerin raflardan sağlandığına inanılmaktadır. Antarktika sahanlığına yakın bölgeler dışında, mikro besin eksikliği Güney Okyanusu'ndaki üretkenliği ciddi şekilde sınırlar.
Fitoplankton üretkenliği ve biyokütlenin tek düzenleyicisi demir varlığı değildir. Güney Okyanusu'nda hakim olan düşük sıcaklıkların fitoplankton büyüme oranları üzerinde olumsuz bir etkisi olduğuna inanılıyor. Fitoplankton büyüme hızı, deniz buzu ve sürekli deniz buzu bölgeleriyle çevrili açık alanlarda çok yoğun ve kısa ömürlüdür . Kril , kopepodlar ve salps gibi otçulların otlatmasının fitoplankton stoklarını baskıladığına inanılıyor. Güney Okyanusu'nun açık sularından farklı olarak, kıta sahanlığı kenarlarında otlatma düşüktür, bu nedenle tüketilmeyen fitoplanktonların çoğu, bentik organizmalara besin sağlayan deniz tabanına batar .
hipotezler
HNLC alanlarının uzak konumu göz önüne alındığında, bilim adamları, birincil üretim üzerindeki sınırları incelemek için modelleme ve gözlem verilerini birleştirdiler. Bu iki veri kaynağını birleştirmek, Kuzey Pasifik, Ekvator Pasifik ve Güney Okyanusu arasında karşılaştırma yapılmasına olanak tanır. Küresel HNLC bölgeleri için mevcut iki açıklama, demir mevcudiyeti ve fitoplankton otlatma kontrolleri nedeniyle büyüme sınırlamalarıdır.
demir hipotezi
1988'de John Martin, demirin Kuzey Pasifik'teki fitoplankton patlamalarını ve büyüme oranlarını sınırladığı hipotezini doğruladı . Çalışması, düşük yüzey demir konsantrasyonunu düşük klorofil ile ilişkilendiren kanıtlar aracılığıyla diğer HNLC bölgelerine tahmin edildi. Yanıt olarak demir gübreleme HNLC alanlarda deneyler (IronEx, Soiree, ÇEKİRDEĞİ, vs.), bu ve azaltılmış yüzey besin konsantrasyonu olarak büyük fitoplankton yanıtları artan biyolojik aktivite gözlendi.
Bir hafta boyunca tekrarlanan aralıklarla yürütülen demir döllenme çalışmaları, tek bir döllenme olayından daha büyük bir biyolojik tepki üretti. Biyolojik tepki boyutu, bir sitenin biyolojik, kimyasal ve fiziksel özelliklerine bağlı olma eğilimindedir. Ekvator ve Kuzey Pasifik'te, silisin demir gübrelemesinden sonra ek üretimi kısıtladığı düşünülürken, Güney Okyanusu'nda ışık ek üretimi sınırlar. Yerli, daha küçük fitoplanktonlar, artan demire ilk tepki verenlerdi, ancak diatomlar gibi daha büyük, kıyı fitoplanktonları tarafından hızla geride kaldılar. Büyük çiçeklenme tepkisi ve topluluk kayması, HNLC bölgelerinin büyük bölümlerini gübreleme konusunda çevresel kaygılara yol açmıştır. Bir çalışma, diatomların tercihen döllenme deneyleri sırasında büyüdüğünü öne sürüyor. Sahte nitzschia gibi bazı diatomlar, nörotoksin domoik asidi serbest bırakarak otlayan balıkları zehirler . Demir gübreleme deneyleri sırasında tercihen diatomlar büyürse, sürekli gübrelemeler, döllenmiş alanların yakınında deniz gıda ağında domoik asit zehirlenmesini artırabilir.
rüzgar tozu
Demir, uzak HNLC bölgelerine iki ana yöntemle girer: besin açısından zengin suların yükselmesi ve atmosferik toz birikmesi. Demirin çözünmezliği , biyolojik sistemler aracılığıyla hızlı alımı ve ligandlarla bağlanma afinitesi nedeniyle sık sık ve biyolojik olarak kullanılabilir formlarda yenilenmesi gerekir . Yerleşen toz doğru biyoyararlı demir formunda olmadığı sürece, toz birikmesi fitoplankton patlamalarına neden olmayabilir. Ek olarak, demir verimli mevsimlerde biriktirilmeli ve yüzey besin maddelerinin uygun RKR oranlarıyla örtüşmelidir. Rüzgar tozunun Kuzey Yarımküre HNLC bölgeleri üzerinde daha büyük bir etkisi vardır çünkü daha fazla kara kütlesi daha fazla toz birikmesine katkıda bulunur. Güney Okyanusu'nun karadan izolasyonu nedeniyle, girdap yayılımına bağlı yükselme , HNLC bölgelerine demir sağlar.
Otlatma kontrol hipotezi
John Walsh tarafından 1976'da formüle edilen otlatma hipotezi, heterotroflarla otlatmanın yüksek besin konsantrasyonu olan alanlarda birincil üretkenliği baskıladığını belirtir . Mikrozooplankton tarafından avlanma, öncelikle HNLC bölgelerinde fitoplankton kaybından sorumludur. Daha büyük zooplanktonlar tarafından otlatma ve advektif karıştırma, fitoplankton topluluklarına verilen kayıpların küçük bir kısmından da sorumludur. Sabit otlatma, fitoplanktonu düşük, sabit duran bir stokla sınırlar. Bu otlatma baskısı olmadan , bazı bilim adamları, daha küçük fitoplanktonların tipik olarak daha düşük demir gereksinimlerine sahip olması ve besinleri daha yavaş bir oranda emebilmesi nedeniyle, küçük fitoplanktonların mikro besin tükenmesine rağmen çiçek üreteceğine inanıyor.
Çağdaş görünüm
Mevcut bilimsel fikir birliği, demir ve fizyolojik sınırlamalar, otlatma baskısı ve fiziksel zorlamaların bir kombinasyonu nedeniyle HNLC alanlarının yüksek üretkenlikten yoksun olduğu konusunda hemfikirdir. Her bir faktörün düşük üretime ne ölçüde katkıda bulunduğu, her HNLC bölgesinde farklılık gösterebilir. Demir sınırlaması, daha küçük, daha fazla demir içeren fitoplanktonun hızlı oranlarda büyümesine izin verirken, mikrozooplankton tarafından otlatma, bu daha küçük fitoplanktonların sabit stoklarını korur. Mikro besinler kullanılabilir hale geldiğinde, otlatma çiçek boyutlarını sınırlayabilir. Çinko veya kobalt gibi eser metallerden kaynaklanan ek mikro besin sınırlamaları, fitoplankton patlamalarını baskılayabilir. Daha yüksek enlemdeki HNLC bölgelerinde (Kuzey Pasifik ve Güney Okyanus) türbülanslı karışım, fitoplanktonları topluluk büyümesi için gereken kritik derinliğin altında karıştırabilir .
Jeo-mühendislik HNLC bölgeleri
teori
Geçmişteki demir gübreleme deneyleri büyük fitoplankton patlamalarıyla sonuçlandığından, bazıları inorganik antropojenik karbon dioksiti partikül organik karbon formunda çekmek için büyük ölçekli okyanus gübreleme deneylerinin yapılması gerektiğini öne sürdü . Döllenme, biyolojik üretkenliği teşvik edecek ve döllenmiş bir yama içindeki inorganik yüzey karbon dioksit miktarında bir azalmaya yol açacaktır. Çiçeklenme sonra ölür ve muhtemelen, deniz yüzeyine emilen karbondioksit çok alma ve derin okyanus batar tecrit kısa süreli onu karbon döngüsü derin deniz veya deniz çökellerindeki.
Verimlilik ve etkinlik
Antropojenik karbonu atmosferden etkili bir şekilde uzaklaştırmak için, demir gübrelemesinin, partikül karbonun yüzey okyanusundan önemli ölçüde uzaklaştırılması ve onu derin okyanusa taşınmasıyla sonuçlanması gerekir. Çeşitli araştırmalar, bir çiçeklenme sırasında alınan karbonun %7-10'undan daha azının tutulacağını ve atmosferik karbondioksitte yalnızca 15-25 ppm'lik bir azalmanın, sürekli küresel demir gübrelemesi ile sonuçlanacağını tahmin ediyordu . Çıkarılan karbon dioksit miktarı, önemli miktarlarda demirin elde edilmesi, taşınması ve uzak HNLC bölgelerine bırakılmasının yakıt maliyeti ile dengelenebilir.
Büyük ölçekli demir gübrelemesi için birçok çevresel kaygı mevcuttur. Çiçeklenmeler incelenip izlenebilse de, bilim adamları, ekstra üretimin besin zincirine dahil edilip edilmediğini veya bir çiçek öldükten sonra derin okyanusa düşüp düşmediğini hala bilmiyorlar. Karbon derinlere ihraç edilse bile, yağmur yağan organik madde solunabilir, potansiyel olarak kolon ortası anoksik bölgeler oluşturabilir veya derin okyanus suyunun asitleşmesine neden olabilir . Döllenme sırasında belirgin topluluk geçişleri gözlemlendi ve tür bileşimindeki değişikliğin uzun vadeli çevresel etkileri olup olmadığı hala belirsiz.
Enerji kaynakları
Aşağıdakiler tamamen teoriktir. Fizibiliteyi, birim alan başına optimum demir konsantrasyonunu, zamanla alana göre karbon sekestrasyonunu, diğer mikro besin maddelerine olan ihtiyacı, böyle bir sistemi sürdürmek için gereken enerji miktarını ve sistem tarafından üretilen potansiyel enerji miktarını belirlemek için test yapılması gerekecektir. Bu sistem ekonomik fizibiliteyi (biyoyakıt ürünlerinin karlılığı ve karbon kredileri) ve risk yönetimini dikkate alır.
Büyüme
Otlatma, alglerin mikro-zooplankton tarafından tüketilmesine neden olur. Bu yırtıcılık, karbonun %7-10'undan daha azının okyanusun dibine alınmasına neden olur. Yüzen çiftliklerde büyüyen algler, bu HNLC alanlarının avlanma sorunu olmadan hasat için alg yetiştirmesine izin verebilir. Yüzen bir çiftlikte herhangi bir çevresel zararı sınırlayacak feci bir arıza olması durumunda, yüzen çiftliklerde yetiştirilen algler otlatma yoluyla geri dönüştürülecektir.
kullanır
Yüzen çiftliklerde yetişen algler hasat edilebilir ve yiyecek veya yakıt olarak kullanılabilir. Tüm biyolojik yaşam lipidler, karbonhidratlar, amino asitler ve nükleik asitlerden oluşur. Bütün algler, hayvan yemi, gübre veya bio-char'a dönüştürülebilir . Lipitleri alglerden ayırmak, lipit içeriğinden biyo-dizel ve geri kalanından biyo-kömür oluşturabilir. Elbette, algler, tecrit için herhangi bir otlatma basıncının altında, okyanusun dibine pompalanabilir.
tecrit
Kontrollü bir yüzen çiftlikte, tutulan karbon miktarını gösterecek olan birim hacim başına alg miktarını kaydetmek için hasat numunesi alınabilir. Bu karbon okyanusun dibinde tutulursa, bu rakam karbon kredilerini doğru bir şekilde oluşturmak için kullanılabilir. Okyanus tabanındaki karbondioksiti tutmak, üzerinde çalışılmamış ekosistemi yok edebilir ve keşfedilmemiş yaşam formlarının yok olmasına neden olabilir.
Karada karbon tutma, bunu kurumuş alglerle yapar. Yeterli su kaynağı olmadan, bakteri ve diğer canlılar, sekestre algleri sindirmekte zorlanırlar. Yenilenebilir yakıt olarak satılmayan ve kullanılmayan biyoyakıtlar, terk edilmiş petrol kuyularında ve kömür madenlerinde tutulabilir. Biyo-dizel hacmi ve biyo-kömür kütlesi, karbon kredilerinin üretilmesi (tutulurken) ve satılması (kuyulardan veya madenlerden çıkarılırken) için doğru bir rakam sağlayacaktır.