海洋吸收的二样氧化碳的最终去向

碳循环--化学海洋学的新课题

生命是海洋中最活跃的因素，因为几乎所有地球化学过程，都与生命的存在有关。在生物地球化学中，碳的循环过程是国际地圈、生物圈计划的主要内容，也是全球海洋通量联合研究的核心内容。我们知道，海洋是地球上最大的碳库，海洋中碳的存量是大气中的50倍。科学家估计，地球上每年燃烧矿物排放出的二氧化碳，至少有1/2被占地球3/4的海洋所接收。但是，人们所关心的是，海洋是如何从大气中吸收二氧化碳的？哪些海区是吸收？哪些海区是释放？在不同的海域里，各界面上的交换量与净通量是多少？其中，在短时间周期上循环的碳有多少？在长时间周期上的碳循环又是多少？这些问题，都是人们格外关注的问题。

生物圈，也可以认为是地球上有生命的部分，含有许许多多碳的化合物，例如，煤、石油、天然气、石灰岩和其他的碳酸盐岩，包括介壳、珊瑚礁、泥炭等。这些化合物在不断地生成、转化和分解。它们的关系基本上是由动力学根据不同的对象，产生不同的机制来维持的。这包括4个方面的因素：一是海水溶解大量二氧化碳的能力；二是它们之间的物理和化学过程；三是海洋浮游生物和陆地植物吸收日光能和二氧化碳，并把它们用于光合过程，将二氧化碳转化为有机分子的能力；四是大自然中的植物和动物之间，存在的复杂相互作用，使之降解为二氧化碳后又回到大气中。虽然，二氧化碳在大气中所占的比例仅为0.044％，但是，它对生命的意义是非常重要的。因为它是活体物质制造多种有机化合物所需要的碳原子的元素来源。在这个复杂的锁链中，海洋中较为低等的数量巨大的动物，是依靠植物和有机碎屑来维持生命的。当然，这些动物的存在，又是其他动物的食物。这就是海洋中的食物链。在动物中，释放二氧化碳的过程，叫做呼吸。我们可以认为，这是光合作用过程的逆过程，呼吸时消耗了氧，而释放出来的是二氧化碳。

在世界大洋中，碳循环多少是自身控制的，它表现在浮游植物吸收溶解的二氧化碳，释放出氧，并溶于海水之中。浮游动物和鱼类，消耗浮游植物所固定的碳，并利用溶解氧进行呼吸。另一方面，海洋中有机物质在分解时，放出二氧化碳，又为浮游植物所同化。但是，与碳循环有关的最为重要的问题之一是，大气中的二氧化碳，与海洋以及海洋沉积物中总碳之间的交换速率。此外，碳循环还涉及到穿过大气-海界面的平衡、动物介壳的沉淀、沉积物中