عرض مصدر دورة الكربون المحيطية

{{لا صندوق معلومات}}
{{يتيمة|تاريخ =مايو 2023}}
[[ملف:OceanCarbonCycle.jpg|تصغير|{{وسط|Oceanic carbon cycle ([[IPCC]])}}]]
تتكون '''دورة الكربون المحيطية''' '''oceanic carbon cycle''' (أو '''دورة الكربون البحرية''' '''marine carbon cycle''') من عمليات يجري خلالها تبادل [[كربون|الكربون]] بين أحواض مختلفة داخل المحيط، وكذلك بين الغلاف الجوي وداخل الأرض [[قاع البحر|وقاع البحر]]. [[دورة الكربون]] هي نتيجة للعديد من القوى المتفاعلة عبر نطاقات زمنية ومكانية متعددة تقوم بتدوير الكربون حول الأرض، مما يضمن توفر الكربون بصورة عامة. تُعد دورة الكربون المحيطية عملية مركزية من دورة الكربون العامة، وتحتوي على كربون غير عضوي (كربون غير مرتبط بكائن حي، مثل ثاني أكسيد الكربون) وكربون [[مادة عضوية|عضوي]] (كربون في كائن حي أو جرى دمجه في كائن حي). يقوم جزء من دورة الكربون البحري بتحويل الكربون بين الكائنات الحية وغير الحية.

هناك ثلاث عمليات رئيسية (أو مضخات) تُشكل دورة الكربون البحري، حيث تجلب [[ثنائي أكسيد الكربون|ثاني أكسيد الكربون]] من الغلاف الجوي (CO<sub>2</sub>) إلى داخل المحيط وتوزعه عبر المحيطات. هذه المضخات الثلاث هي: (1) مضخة الذوبان solubility pump، و(2) مضخة الكربونات carbonate pump، و(3) المضخة البيولوجية biological pump. يبلغ إجمالي تجمع الكربون النشط على سطح الأرض لفترات تقل عن 10 آلاف عام قرابة 40 ألف جيجا طن من الكربون (يستخدم الرمز Gt C والذي يعني gigatons C، حيث الجيجا طن هو مليار طن، أو وزن ما يقرب من 6 ملايين [[حوت أزرق]])، وهناك قرابة 95٪ (~ 38 ألف جيجا طن من الكربون) مخزنة في المحيطات، في الغالب على شكل [[كربون لاعضوي منحل|كربون غير عضوي مذاب]].<ref name=":0">{{استشهاد بكتاب|عنوان=Biogeochemistry : an analysis of global change|مؤلف=Schlesinger|مؤلف1-الأول=William H.|ناشر=Academic Press|طبعة=3rd|isbn=9780123858740|مكان=Waltham, Mass.|تاريخ=2013|oclc=827935936|مؤلف2=Bernhardt|مؤلف2-الأول=Emily S.}}</ref><ref>{{استشهاد بدورية محكمة|الأخير=Falkowski|الأول=P.|الأخير2=Scholes|الأول2=R. J.|الأخير3=Boyle|الأول3=E.|الأخير4=Canadell|الأول4=J.|الأخير5=Canfield|الأول5=D.|الأخير6=Elser|الأول6=J.|الأخير7=Gruber|الأول7=N.|الأخير8=Hibbard|الأول8=K.|الأخير9=Högberg|الأول9=P.|تاريخ=2000-10-13|عنوان=The Global Carbon Cycle: A Test of Our Knowledge of Earth as a System|صحيفة=Science|لغة=en|المجلد=290|العدد=5490|صفحات=291–296|DOI=10.1126/science.290.5490.291|issn=0036-8075|PMID=11030643|bibcode=2000Sci...290..291F}}</ref> ويُعد الكربون غير العضوي المذاب في دورة الكربون البحرية هو المتحكم الأساسي في [[تفاعل حمض-قاعدة|تفاعلات الحمض-والقاعدة]] في المحيطات.

تُعد نباتات الأرض والطحالب ([[ذاتي التغذية|المنتجون الأساسيون]]) هي المسؤولة عن أكبر إنتاج سنوي للكربون. على الرغم من أن كمية الكربون المخزنة في [[حياة|الكائنات الحية]] البحرية (حوالي 3 جيجا طن كربون) صغيرة جدًا مقارنة بالنباتات الأرضية (حوالي 610 جيجا طن كربون)، فإن كمية الكربون المتبادلة (التدفق) من هذه المجموعات متساوية تقريبًا - حوالي 50 جيجا طن لكل منها.<ref name=":0" /> تربط الكائنات البحرية دورات الكربون والأكسجين من خلال عمليات مثل [[تركيب ضوئي|التمثيل الضوئي]].<ref name=":0" /> ترتبط دورة الكربون البحري أيضًا بيولوجيًا بدورات [[دورة النيتروجين|النيتروجين]] [[دورة الفوسفور|والفوسفور]] بنسبة [[قياس اتحادية العناصر|متكافئة]] شبه ثابتة كربون:نيتروجين:فسفور C: N: P بنسبة 106: 16: 1، تُعرف أيضًا باسم نسبة Redfield Ketchum Richards (RKR)،<ref>{{استشهاد بدورية محكمة|الأخير=Redfield|الأول=Alfred C.|تاريخ=1958|صحيفة=American Scientist|المجلد=46|العدد=3|صفحات=230A–221|jstor=27827150|عنوان=The Biological Control of Chemical Factors in the Environment|PMID=24545739}}</ref> والتي تنص على أن الكائنات الحية تميل إلى امتصاص النيتروجين والفوسفور بدمج الكربون العضوي الجديد. وبالمثل، فإن المادة العضوية المتحللة بواسطة البكتيريا تُطلق الفوسفور والنيتروجين.

استنادًا إلى منشورات [[ناسا|وكالة ناسا]]، و[[الهيئة الحكومية الدولية المعنية بتغير المناخ|الرابطة الدولية للأرصاد الجوية]]، و[[المجلس الدولي لاستكشاف البحار]]، بالإضافة إلى علماء من [[الإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي|الإدارة الوطنية للمحيطات NOAA]]، و[[معهد وودز هول لعلوم المحيطات]]، ومعهد سكريبس لعلوم المحيطات، و [[هيئة البحوث الأسترالية|هيئة البحوث الاسترالية CSIRO]]، و[[مختبر أوك ردج الوطني|مختبر أوك ريدج الوطني]]، فإن التأثيرات البشرية على دورة الكربون البحرية كبيرة.<ref>{{استشهاد ويب|مسار= https://earthobservatory.nasa.gov/Features/CarbonCycle/page5.php|عنوان=The Carbon Cycle: Feature Articles|تاريخ=2011-06-16|موقع=earthobservatory.nasa.gov|لغة=en|تاريخ الوصول=2017-11-30|الأخير=Holli|الأول=Riebeek|مسار أرشيف= https://web.archive.org/web/20230114220323/http://earthobservatory.nasa.gov/Features/CarbonCycle/page5.php|تاريخ أرشيف=2023-01-14}}</ref><ref>{{استشهاد بخبر|مسار= https://public.wmo.int/en/media/news/new-report-published-%E2%80%9Cclimate-carbon-and-coral-reefs|عنوان=New report published on "Climate, Carbon and Coral Reefs|تاريخ=2015-11-05|عمل=World Meteorological Organization|تاريخ الوصول=2017-11-30|لغة=en|مسار أرشيف= https://web.archive.org/web/20221125235808/https://public.wmo.int/en/media/news/new-report-published-%E2%80%9Cclimate-carbon-and-coral-reefs|تاريخ أرشيف=2022-11-25}}</ref><ref name=":8">{{استشهاد ويب|مسار= https://www.ipcc.ch/report/ar5/wg1/|عنوان=Fifth Assessment Report – Climate Change 2013|موقع=www.ipcc.ch|تاريخ الوصول=2017-11-30|مسار أرشيف= https://web.archive.org/web/20230113085924/https://www.ipcc.ch/report/ar5/wg1/|تاريخ أرشيف=2023-01-13}}</ref><ref>{{استشهاد ويب|مسار= https://www.pmel.noaa.gov/pubs/outstand/sabi2683/sabi2683.shtml|عنوان=Sabine et al. – The Oceanic Sink for Anthropogenic CO2|موقع=www.pmel.noaa.gov|تاريخ الوصول=2017-11-30|مسار أرشيف= https://web.archive.org/web/20221125232112/https://www.pmel.noaa.gov/pubs/outstand/sabi2683/sabi2683.shtml|تاريخ أرشيف=2022-11-25}}</ref> قبل الثورة الصناعية، كان المحيط مصدرًا صافيًا لثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي، بينما يأتي الآن غالبية الكربون الذي يدخل المحيط من ثاني أكسيد الكربون الموجود في الغلاف الجوي.<ref name="Royal">{{استشهاد بكتاب|عنوان=Ocean acidification due to increasing atmospheric carbon dioxide|ناشر=The Royal Society|isbn=0-85403-617-2|مسار= http://oceanrep.geomar.de/7878/1/965_Raven_2005_OceanAcidificationDueToIncreasing_Monogr_pubid13120.pdf|مكان=London|تاريخ=2005|تاريخ الوصول=November 17, 2017|مسار أرشيف= https://web.archive.org/web/20230313050909/https://oceanrep.geomar.de/7878/1/965_Raven_2005_OceanAcidificationDueToIncreasing_Monogr_pubid13120.pdf|تاريخ أرشيف=2023-03-13}}</ref> أدى حرق الوقود الأحفوري وإنتاج الأسمنت إلى تغيير توازن ثاني أكسيد الكربون بين الغلاف الجوي والمحيطات،<ref name=":8" /> مما تسبب في [[تحمض المحيطات]].<ref name="Royal" /><ref name="Zeebe">{{استشهاد بكتاب|عنوان=CO2 in seawater: Equilibrium, Kinetics, Isotopes|مؤلف=Zeebe|مؤلف1-الأول=R|ناشر=Elsevier Science|صفحات=360|تاريخ=2001|مؤلف2=Wolf-Gladrow|مؤلف2-الأول=D}}</ref> أدى تغير المناخ، نتيجة زيادة ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي، إلى زيادة درجة حرارة المحيط والغلاف الجوي ( [[الاحتباس الحراري|ظاهرة الاحتباس الحراري]]).<ref>{{استشهاد ويب|مسار= https://www.ipcc.ch/report/ar5/wg1/|عنوان=Fifth Assessment Report – Climate Change 2013|موقع=www.ipcc.ch|تاريخ الوصول=2017-11-26|مسار أرشيف= https://web.archive.org/web/20230113085924/https://www.ipcc.ch/report/ar5/wg1/|تاريخ أرشيف=2023-01-13}}</ref> قد يُعزى المعدل البطيء للاحتباس الحراري الذي حدث في الفترة من 2000-2010<ref name="Knight">{{استشهاد بدورية محكمة|الأخير=Knight|الأول=J|تاريخ=2009|عنوان=Global oceans: Do global temperature trends over the last decade falsify climate predictions?|صحيفة=Bulletin of the American Meteorological Society|المجلد=90|صفحة=S56–S57}}</ref> إلى الزيادة الملحوظة في [[المحتوى الحراري للمحيط|المحتوى الحراري العلوي للمحيطات]].<ref>{{استشهاد ويب|مسار= https://www.nodc.noaa.gov/OC5/3M_HEAT_CONTENT/|عنوان=Global ocean heat and salt content|موقع=www.nodc.noaa.gov|ناشر=US Department of Commerce, NOAA National Centers for Environmental Information|لغة=en|تاريخ الوصول=2017-11-26|مسار أرشيف= https://web.archive.org/web/20230501024707/https://www.nodc.noaa.gov/OC5/3M_HEAT_CONTENT/|تاريخ أرشيف=2023-05-01}}</ref><ref name="Guemas">{{استشهاد بدورية محكمة|الأخير=Guemas|الأول=V|الأخير2=Doblas-Reyes|الأول2=F|الأخير3=Andreu-Burillo|الأول3=I|الأخير4=Asif|الأول4=M|تاريخ=2013|عنوان=Retrospective prediction of the global warming slowdown in the past decade|صحيفة=Nature Climate Change|المجلد=3|العدد=7|صفحات=649–653|DOI=10.1038/nclimate1863|bibcode=2013NatCC...3..649G|مسار= https://zenodo.org/record/3425796|مسار أرشيف= https://web.archive.org/web/20221125232107/https://zenodo.org/record/3425796|تاريخ أرشيف=2022-11-25}}</ref>{{Carbon cycle|By regions}}

== الكربون البحري ==
[[ملف:Marine_carbon_cycle.png|تصغير| ينقسم الكربون إلى أربعة مجمعات مختلفة بناءً على ما إذا كان عضويًا أو غير عضوي، وما إذا كان مذابًا أو في صورة جزيئات. تصف العمليات المرتبطة بكل سهم التحول المرتبط بنقل الكربون من أحد المجمعات إلى الآخر.]]
يمكن تمييز مركبات الكربون على أنها إما عضوية أو غير عضوية، أو إما مذابة أو جزيئية، اعتمادًا على تركيبها. يشكل الكربون العضوي العمود الفقري للمكونات الرئيسية للمركبات العضوية مثل - [[بروتين|البروتينات]] و[[ليبيد|الدهون]] و[[سكريات|الكربوهيدرات]] و[[حمض نووي|الأحماض النووية]]. يوجد الكربون غير العضوي بشكل أساسي في مركبات بسيطة مثل ثاني أكسيد الكربون وحمض الكربونيك والبيكربونات والكربونات (CO<sub>2</sub>، H<sub>2</sub>CO<sub>3</sub>، HCO<sub>3</sub><sup>-</sup>، CO<sub>3</sub><sup>-2</sup> على التوالي).

يجري فصل الكربون البحري إلى مراحل جزيئية ومذابة. تُعرَّف هذه المجمعات من الناحية التشغيلية عن طريق الفصل المادي - يمر الكربون المذاب عبر مرشح 0.2 ميكرومتر، بينما لا يمر الكربون الجزيئي.

=== الكربون غير العضوي ===
هناك نوعان رئيسيان من الكربون غير العضوي الموجود في المحيطات. يتكون الكربون غير العضوي المذاب ([[:en:Total_inorganic_carbon|Dissolved inorganic carbon]] DIC) من البيكربونات (<sub>HCO3</sub><sup>-1</sup>) والكربونات (CO<sub>3</sub><sup>-2</sup>) وثاني أكسيد الكربون (بما في ذلك كل من ثاني اكسيد الكربون المذاب وحمض الكربونيك H<sub>2</sub>CO<sub>3</sub>). يمكن تحويل DIC إلى كربون غير عضوي جزيئي ([[:en:Particulate_inorganic_carbon|particulate inorganic carbon]]PIC) من خلال ترسيب كربونات الكالسيوم CaCO<sub>3</sub> (بيولوجيًا أو غير حيوي). يمكن أيضًا تحويل DIC إلى كربون عضوي جزيئي (particulate organic carbon POC) من خلال التمثيل الضوئي [[كيميائي التغذية|وكيمياء التغذية]] (أي الإنتاج الأولي). يزداد DIC مع العمق حيث تغرق جزيئات الكربون العضوية وتُستهلك في التنفس. يتناقص الأكسجين الحر مع زيادة DIC لأن الأكسجين يُستهلك أثناء التنفس الهوائي.

الكربون غير العضوي الجزيئي (PIC) هو الشكل الآخر للكربون غير العضوي الموجود في المحيط. معظم PIC هو على صورة كربونات الكالسيوم CaCO<sub>3</sub> التي يتكون منها أصداف الكائنات البحرية المختلفة، ولكن يمكن أن يتشكل أيضًا في [[حدث بياض|أحداث البياض]]. تفرز الأسماك البحرية أيضًا كربونات الكالسيوم أثناء [[تنظيم أسموزي|التنظيم الأسموزي]].<ref>{{استشهاد بدورية محكمة|الأخير=Wilson|الأول=R. W.|الأخير2=Millero|الأول2=F. J.|الأخير3=Taylor|الأول3=J. R.|الأخير4=Walsh|الأول4=P. J.|الأخير5=Christensen|الأول5=V.|الأخير6=Jennings|الأول6=S.|الأخير7=Grosell|الأول7=M.|تاريخ=2009-01-16|عنوان=Contribution of Fish to the Marine Inorganic Carbon Cycle|صحيفة=Science|لغة=en|المجلد=323|العدد=5912|صفحات=359–362|DOI=10.1126/science.1157972|issn=0036-8075|PMID=19150840|bibcode=2009Sci...323..359W|مسار= https://semanticscholar.org/paper/3d8ef1973865c384ab1bcc90e4767123d5aac743|مسار أرشيف= https://web.archive.org/web/20221126002052/https://www.semanticscholar.org/paper/3d8ef1973865c384ab1bcc90e4767123d5aac743|تاريخ أرشيف=2022-11-26}}</ref>

تُساهم بعض أنواع الكربون غير العضوي في المحيطات، مثل [[بيكربونات|البيكربونات]] و[[كربونات|الكربونات]]، بشكل رئيسي في [[قلوية|القلوية]]، وهي تُمثل عازل طبيعي للمحيطات تمنع التغيرات الجذرية في الحموضة (أو [[أس هيدروجيني|الرقم الهيدروجيني]]). تؤثر دورة الكربون البحري أيضًا على معدلات تفاعل وانحلال بعض المركبات الكيميائية، وتنظم كمية ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي ودرجة حرارة الأرض.<ref name=":1">{{استشهاد بكتاب|عنوان=Chemical Oceanography and the Marine Carbon Cycle|وصلة=https://archive.org/details/chemicaloceanogr0000emer|مؤلف=Emerson|مؤلف1-الأول=Steven|ناشر=Cambridge University Press|سنة=2008|isbn=978-0-521-83313-4|مكان=United Kingdom}}</ref>

=== الكربون العضوي ===
هناك نوعان رئيسيان من الكربون العضوي موجودان في المحيط (مذاب وجزيئي). يُعرَّف الكربون العضوي المذاب ([[:en:Dissolved_organic_carbon|Dissolved organic carbon]] DOC) من الناحية التشغيلية على أنه أي جزيء عضوي يمكن أن يمر عبر مُرشح 0.2 ميكرومتر. يمكن تحويل الكربون العضوي المذاب DOC إلى كربون عضوي جزيئي من خلال التغذية غير المتجانسة heterotrophyو يمكن أيضًا تحويله مرة أخرى إلى كربون غير عضوي مذاب (DIC) من خلال التنفس.

تُعرَّف جزيئات الكربون العضوي التي يجري التقاطها على المرشح على أنها كربون عضوي جزيئي (POC). ويتكون POC من كائنات حية (ميتة أو حية) وفضلاتها و[[حتات]]ها. يمكن تحويل POC إلى كربون عضوي مذاب DOC من خلال تفكيك الجزيئات وعن طريق [[نضحة|النضح]] بواسطة [[عوالق نباتية|العوالق النباتية]]، على سبيل المثال. يجري تحويل POC بشكل عام إلى DIC من خلال التغذية غير المتجانسة والتنفس.

== مضخات الكربون البحرية ==

=== مضخة الذوبان ===
''مقالة كاملة: مضخة الذوبان [[:en:Solubility_pump|Solubility pump]]''
[[ملف:Dissociation_of_carbon_and_henry's_law_in_the_oceanic_carbon_pump_nov_2017.jpg|يسار|تصغير|300x300بك| تفكك ثاني أكسيد الكربون وفق قانون هنري]]
تخزن المحيطات أكبر تجمع للكربون التفاعلي على الأرض على صورة كربون غير عضوي مذاب DIC، والذي ينتُج لانحلال ثاني أكسيد الكربون الموجود في الغلاف الجوي في مياه البحر - مضخة الذوبان.<ref name=":1" /> تشتمل تركيزات ثاني أكسيد الكربون المائي و[[حمض الكربونيك]] وأيون البيكربونات وأيون الكربونات على الكربون غير العضوي المذاب (DIC). ينتشر الكربون غير العضوي المذاب في جميع أنحاء المحيطات عن طريق [[دورة حرارية ملحية|الدورة الحرارية الملحية]]، مما يسهل سعة التخزين الهائلة للكربون غير العضوي المذاب في المحيطات.<ref name="GlobalCarbonCycle">{{استشهاد بدورية محكمة|الأخير=Falkowski|الأول=P.|الأخير2=Scholes|الأول2=R. J.|الأخير3=Boyle|الأول3=E.|الأخير4=Canadell|الأول4=J.|الأخير5=Canfield|الأول5=D.|الأخير6=Elser|الأول6=J.|الأخير7=Gruber|الأول7=N.|الأخير8=Hibbard|الأول8=K.|الأخير9=Högberg|الأول9=P.|عنوان=The Global Carbon Cycle: A Test of Our Knowledge of Earth as a System|DOI=10.1126/science.290.5490.291|صحيفة=Science|المجلد=290|العدد=5490|صفحات=291–296|سنة=2000|PMID=11030643|bibcode=2000Sci...290..291F}}</ref> توضح المعادلات الكيميائية أدناه التفاعلات التي يمر بها ثاني أكسيد الكربون بعد دخوله المحيط وتحويله إلى شكله المائي.
[[ملف:Annual mean sea surface dissolved inorganic carbon for the 1990s (GLODAP).png|يسار|تصغير|300x300بك| سطح البحر المذاب بالكربون غير العضوي أولاً، يتفاعل ثاني أكسيد الكربون مع الماء لتكوين حمض الكربونيك. التركيز في التسعينيات (من [[علم المناخ]] GLODAP )]]
{{NumBlk|:|<chem>CO2(aq) + H2O -> H2CO3</chem>|{{EquationRef|1}}}}يتفكك حمض الكربونيك بسرعة إلى [[أيون الهيدروجين]] الحر (تقنيًا، [[هيدرونيوم|الهيدرونيوم]] ) وبيكربونات.{{NumBlk|:|<chem>H2CO3 -> H+ +  HCO3^-</chem>|{{EquationRef|2}}}}يلتقي أيون الهيدروجين الحر بالكربونات، الموجود بالفعل في الماء من انحلال [[كربونات الكالسيوم]]، ويتفاعل لتكوين المزيد من أيون البيكربونات.{{NumBlk|:|<chem>H+ + CO3^2- -> HCO3^-</chem>|{{EquationRef|3}}}}تشكل الأنواع المذابة في المعادلات أعلاه، ومعظمها من البيكربونات، نظام قلوية الكربونات، المساهم الرئيسي في قلوية مياه البحر.<ref name="Zeebe" />

=== مضخة الكربونات ===
تبدأ مضخة الكربونات، التي تسمى أحيانًا مضخة عداد الكربونات، بالكائنات البحرية على سطح المحيط لإنتاج جزيئات الكربون غير العضوي (PIC) على شكل [[كربونات الكالسيوم]] ( [[كالسيت|الكالسيت]] أو [[أراجونيت|الأراجونيت]]، CaCO<sub>3</sub> ). وكربونات الكالسيوم هي التي تُشكل أجزاء الجسم الصلبة مثل [[صدفة بحرية|الأصداف]].<ref name=":1" /> يؤدي تكوين هذه الأصداف إلى زيادة ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي بسبب إنتاج كربونات الكالسيوم<ref name="Zeebe" /> في التفاعل التالي باستخدام القياس المتكافئ المبسط:<ref>{{استشهاد ويب|مسار= https://aslo.org/page/limnology-&-oceanography-e-books|عنوان=ASLO : Limnology & Oceanography: e-Books|موقع=aslo.org|تاريخ الوصول=2017-11-28|مسار أرشيف= https://web.archive.org/web/20221125232111/https://www.aslo.org/page/limnology-&-oceanography-e-books|تاريخ أرشيف=2022-11-25}}</ref>{{NumBlk|:|<chem>Ca^2+ + 2HCO3^- <=> CaCO3 + CO2 + H2O</chem><ref name=":5">{{استشهاد بدورية محكمة|الأخير1=Smith|الأول1=S. V.|الأخير2=Key|الأول2=G. S.|تاريخ=1975-05-01|عنوان=Carbon dioxide and metabolism in marine environments1|صحيفة=Limnology and Oceanography|لغة=en|المجلد=20|العدد=3|صفحات=493–495|doi=10.4319/lo.1975.20.3.0493|issn=1939-5590|bibcode=1975LimOc..20..493S|doi-access=free}}</ref>|{{EquationRef|4}}}}تُعد [[بذيرات جيرية|البذيرات الجيرية Coccolithophores]]، وهي مجموعة منتشرة في كل مكان تقريبًا من العوالق النباتية التي تُنتج أصداف كربونات الكالسيوم، هي المساهم الرئيسي في مضخة الكربونات.<ref name=":1" /> نظرًا لوفرة هذه البذيرات، فإن لها آثارًا كبيرة على كيمياء الكربونات، وفي المياه السطحية التي تعيش فيها وفي المحيطات: فهي توفر آلية كبيرة لنقل كربونات الكالسيوم إلى أسفل.<ref>{{استشهاد بكتاب|عنوان=Coccolithophores|مؤلف=Rost|مؤلف1-الأول=Björn|ناشر=Springer, Berlin, Heidelberg|صفحات=99–125|لغة=en|isbn=9783642060168|تاريخ=2004|citeseerx=10.1.1.455.2864|doi=10.1007/978-3-662-06278-4_5|مؤلف2=Riebesell|مؤلف2-الأول=Ulf}}</ref> يمكن تحديد تدفق ثاني أكسيد الكربون في الجو والبحر (air-sea CO<sub>2</sub> flux) الناجم عن [[مجتمع (بيئة)|مجتمع]] بيولوجي بحري من خلال نسبة المطر - نسبة الكربون من كربونات الكالسيوم مقارنةً بالكربون من الكربون العضوي في المادة الجزيئية التي تغرق في قاع المحيط، (PIC/POC). تعمل مضخة الكربونات كرد فعل سلبي على ثاني اكسيد الكربون المأخوذ إلى المحيط بواسطة مضخة الذوبان. ويحدث ذلك بحجم أقل من مضخة الذوبان.

=== المضخة البيولوجية ===
''مقالة كاملة: [[مضخة بيولوجية]]''

يمكن انتقال الكربون العضوي الجزيئي، الذي نشأ من خلال الإنتاج البيولوجي، من أعالي المحيطات في تدفق يُطلق عليه عادةً المضخة البيولوجية، أو يُتَنَفَّس (المعادلة 6) مرة أخرى إلى الكربون غير العضوي. ثم يجري تحويل الكربون غير العضوي المذاب بيولوجيًا إلى مادة عضوية عن طريق التمثيل الضوئي (المعادلة 5) وأشكال أخرى من [[ذاتي التغذية|التغذية الذاتية]]<ref name=":1" /> التي تغرق بعد ذلك ويجري هضمها جزئيًا أو كليًا بواسطة الكائنات ذات التغذية غير المتجانسة.<ref name="Kim">{{استشهاد بدورية محكمة|الأخير=Kim|الأول=S|الأخير2=Kramer|الأول2=R|الأخير3=Hatcher|الأول3=P|تاريخ=2003|عنوان=Graphical method for analysis of ultrahigh-resolution broadband mass spectra of natural organic matter, the van Krevelen diagram|صحيفة=Analytical Chemistry|المجلد=75|العدد=20|صفحات=5336–5344|DOI=10.1021/AC034415P|PMID=14710810}}</ref> يمكن تصنيف الكربون العضوي الجزيئي، بناءً على مدى سهولة تفتيت الكائنات الحية له في الغذاء، على أنه قابل للتحلل [[:en:Lability|labile]] أو شبه قابل للتحلل semilabileأ و مقاومة للحرارة. التمثيل الضوئي بواسطة العوالق النباتية هو المصدر الأساسي للجزيئات المقابل وللتحلل شبه القابلة للتحلل وهكذلك فو المصدر غير المباشر لمعظم الجزيئات المقاومة للحرارة.<ref name=":2">{{استشهاد بدورية محكمة|الأخير=Brophy|الأول=Jennifer E.|الأخير2=Carlson|الأول2=David J.|عنوان=Production of biologically refractory dissolved organic carbon by natural seawater microbial populations|صحيفة=Deep Sea Research Part A. Oceanographic Research Papers|المجلد=36|العدد=4|صفحات=497–507|DOI=10.1016/0198-0149(89)90002-2|سنة=1989|bibcode=1989DSRA...36..497B}}</ref><ref name="Moran">{{استشهاد بدورية محكمة|الأخير=Moran|الأول=M|الأخير2=Kujawinski|الأول2=E|الأخير3=Stubbins|الأول3=A|الأخير4=Fatland|الأول4=R|الأخير5=Aluwihare|الأول5=L|الأخير6=Buchan|الأول6=A|الأخير7=Crump|الأول7=B|الأخير8=Dorrestein|الأول8=P|الأخير9=Dyhrman|الأول9=S|تاريخ=2016|عنوان=Deciphering ocean carbon in a changing world|صحيفة=Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America|المجلد=113|العدد=12|صفحات=3143–3151|DOI=10.1073/pnas.1514645113|PMID=26951682|pmc=4812754|bibcode=2016PNAS..113.3143M}}</ref> توجد الجزيئات القابلة للتحلل بتركيزات منخفضة خارج الخلايا (في نطاق [[تركيز مولي|البيكومولار]] ) ولها عمر نصف يبلغ دقائق فقط عندما تكون حرة في المحيطات.<ref name="Azam">{{استشهاد بدورية محكمة|الأخير=Azam|الأول=F|الأخير2=Malfatti|الأول2=F|تاريخ=2007|عنوان=Microbial structuring of marine ecosystems|صحيفة=Nature Reviews Microbiology|المجلد=5|العدد=10|صفحات=782–791|DOI=10.1038/nrmicro1747|PMID=17853906}}</ref> وتستهلكها الميكروبات في غضون ساعات أو أيام من إنتاجها وتعيش في المحيطات السطحية،<ref name="Moran" /> حيث تساهم بأغلبية تدفق الكربون القابل للتحلل.<ref name="Moran2013">{{استشهاد بدورية محكمة|الأخير=Moran|الأول=X|الأخير2=Ducklow|الأول2=H|الأخير3=Erickson|الأول3=M|تاريخ=2013|عنوان=Carbon fluxes through estuarine bacteria reflect coupling with phytoplankton|صحيفة=Marine Ecology Progress Series|المجلد=489|صفحات=75–85|DOI=10.3354/meps10428|bibcode=2013MEPS..489...75M}}</ref> الجزيئات شبه القابلة للتحلل، التي يصعب استهلاكها، قادرة على الوصول إلى أعماق تصل إلى مئات الأمتار تحت السطح قبل أن يجري استقلابها.<ref name="Hansell1998">{{استشهاد بدورية محكمة|الأخير=Hansell|الأول=D|الأخير2=Carlson|الأول2=C|تاريخ=1998|عنوان=Net community production of dissolved organic carbon|صحيفة=Global Biogeochemical Cycles|المجلد=12|العدد=3|صفحات=443–453|DOI=10.1029/98gb01928|bibcode=1998GBioC..12..443H}}</ref> تشتمل المادة العضوية الذائبة [[:en:Dissolved_organic_matter|dissolved organic matter]]DOM المقاومة للحرارة إلى حد كبير على جزيئات شديدة [[عطرية|الاقتران]] مثل [[هيدروكربون عطري متعدد الحلقات|الهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات]] أو [[ليغنين|اللجنين]].<ref name=":2" /> يمكن أن تصل DOM المقاوِمَة للحرارة إلى أعماق تزيد عن ألف متر وتدور عبر المحيطات على مدى آلاف السنين.<ref name="Follett">{{استشهاد بدورية محكمة|الأخير=Follett|الأول=C|الأخير2=Repeta|الأول2=D|الأخير3=Rothman|الأول3=D|الأخير4=Xu|الأول4=L|الأخير5=Santinelli|الأول5=C|تاريخ=2014|عنوان=Hidden cycle of dissolved organic carbon in the deep ocean|صحيفة=Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America|المجلد=111|العدد=47|صفحات=16706–16711|DOI=10.1073/pnas.1407445111|PMID=25385632|pmc=4250131|bibcode=2014PNAS..11116706F}}</ref><ref name="Moran" /><ref name="Hansell">{{استشهاد بدورية محكمة|الأخير=Hansell|الأول=D|تاريخ=2013|عنوان=Recalcitrant dissolved organic carbon fractions|صحيفة=Annual Review of Marine Science|المجلد=5|العدد=1|صفحات=421–445|DOI=10.1146/annurev-marine-120710-100757|PMID=22881353}}</ref> على مدار عام، يُمتص ما يقرب من 20 جيجا طن من الكربون القابل للتحلل الضوئي وشبه القابل للتحلل بواسطة [[غيري التغذية|الكائنات غيرية التغذية]]، بينما يُستهلك أقل من 0.2 جيجا طن من الكربون المقاوم للحرارة.<ref name="Moran" /> يمكن للمادة العضوية البحرية الذائبة (DOM) أن تخزن قدرًا كبيرًا من الكربون مثل الإمداد الحالي بثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي،<ref name="Hansell" /> ولكن العمليات الصناعية تغير توازن هذه الدورة.<ref name="Doney">{{استشهاد بدورية محكمة|الأخير=Doney|الأول=Scott|مؤلف-وصلة=Scott Doney|الأخير2=Ruckelshaus|الأول2=Mary|الأخير3=Duffy|الأول3=Emmett|الأخير4=Barry|الأول4=James|الأخير5=Chan|الأول5=Francis|الأخير6=English|الأول6=Chad|الأخير7=Galindo|الأول7=Heather|الأخير8=Grebmeier|الأول8=Jacqueline|مؤلف8-وصلة=Jacqueline M. Grebmeier|الأخير9=Hollowed|الأول9=Anne|تاريخ=2012|عنوان=Climate change impacts on marine ecosystems|صحيفة=Annual Review of Marine Science|المجلد=4|العدد=1|صفحات=11–37|DOI=10.1146/annurev-marine-041911-111611|PMID=22457967|bibcode=2012ARMS....4...11D|مسار= https://semanticscholar.org/paper/3be55f93690cdfddc35571fe8bea90be3c70add6|مسار أرشيف= https://web.archive.org/web/20221125232111/https://www.semanticscholar.org/paper/3be55f93690cdfddc35571fe8bea90be3c70add6|تاريخ أرشيف=2022-11-25}}</ref>{{NumBlk|:|<chem>\underset{carbon~dioxide}{6CO2} + \underset{water}{6H2O}  ->[light~energy]  \underset{carbohydrate}{C6H12O6} + \underset{oxygen}{6O2}</chem>|{{EquationRef|5}}}}{{NumBlk|:|<chem>\underset{carbohydrate}{C6H12O6} + \underset{oxygen}{6O2} -> \underset{carbon~dioxide}{6CO2} + \underset{water}{6H2O} + heat</chem>|{{EquationRef|6}}}}

== المدخلات ==
تتعدد المدخلات في دورة الكربون البحري، لكن المساهمات الأولية، على أساس صافٍ، تأتي من الغلاف الجوي والأنهار.<ref name=":0" /> تزود [[منفس مائي حراري|الفتحات المائية الحرارية]] عمومًا الكربون بالكمية التي تستهلكها.<ref name=":1" />

=== الجو ===
[[ملف:CO2_flux_IPCC.jpg|تصغير| {{وسط|Global air-sea CO2 flux – IPCC 2007}}]]
[[ملف:Carbon_cycle_processes_in_high-latitude_shelf_seas.jpg|تصغير|{{وسط|Carbon cycle processes in high-latitude [[shelf sea]]s{{Hair space}}<ref name=Capelle2020>{{استشهاد بدورية محكمة |doi = 10.1016/j.pocean.2020.102319|عنوان = Effect of terrestrial organic matter on ocean acidification and CO2 flux in an Arctic shelf sea|سنة = 2020|الأخير1 = Capelle|الأول1 = David W.|الأخير2 = Kuzyk|الأول2 = Zou Zou A.|الأخير3 = Papakyriakou|الأول3 = Tim|الأخير4 = Guéguen|الأول4 = Céline|الأخير5 = Miller|الأول5 = Lisa A.|الأخير6 = MacDonald|الأول6 = Robie W.|صحيفة = Progress in Oceanography|المجلد = 185|صفحة = 102319|bibcode = 2020PrOce.18502319C|doi-access = free}} [[ملف:CC-BY icon.svg|50px]] Material was copied from this source, which is available under a [https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/ Creative Commons Attribution 4.0 International License].</ref>}}]]
قبل [[الثورة الصناعية]]، كان المحيط مصدرًا لثاني أكسيد الكربون في [[غلاف جوي|الغلاف الجوي]]<ref name="Royal" /> فيوازن تأثير الجو على الصخور والكربون العضوي الجزيئي الأرضي. الآن أصبح المحيط حوضًا لثاني أكسيد الكربون الزائد في الغلاف الجوي.<ref name="SINKS">{{استشهاد بدورية محكمة|الأخير=Raven|الأول=J.A.|الأخير2=Falkowskli|الأول2=P.G.|عنوان=Oceanic sinks for atmospheric CO2|صحيفة=Global Biogeochemical Cycles|تاريخ=2009|المجلد=23|العدد=1|صفحات=GB1005|DOI=10.1029/2008gb003349|bibcode=2009GBioC..23.1005G|مسار= http://www.vliz.be/imisdocs/publications/291174.pdf|مسار أرشيف= https://web.archive.org/web/20230415172732/https://www.vliz.be/imisdocs/publications/291174.pdf|تاريخ أرشيف=2023-04-15}}</ref> يُمتص ثاني أكسيد الكربون من الغلاف الجوي عند سطح المحيط بمعدلات تختلف محليًا<ref name="Takahashi2002">{{استشهاد بدورية محكمة|الأخير=Takahashi|الأول=T|الأخير2=Sutherland|الأول2=S|الأخير3=Sweeney|الأول3=C|الأخير4=Poisson|الأول4=A|الأخير5=Metzl|الأول5=N|عنوان=Global sea–air CO2 flux based on climatological surface ocean pCO2, and seasonal biological and temperature effects|تاريخ=2002|المجلد=49|العدد=9–10|صفحات=1601–1622|DOI=10.1016/S0967-0645(02)00003-6|صحيفة=Deep Sea Research Part II: Topical Studies in Oceanography|bibcode=2002DSRII..49.1601T}}</ref> ولكن في المتوسط، تمتص المحيطات قرابة 2.2 Pg C من ثاني أكسيد الكربون سنويًا.<ref name="Takahashi2002" /> نظرًا لأن قابلية ذوبان ثاني أكسيد الكربون تزداد عندما تنخفض درجة الحرارة، يمكن أن تحتوي المناطق الباردة على المزيد من ثاني أكسيد الكربون وتظل في حالة توازن مع الغلاف الجوي؛ في المقابل، يؤدي ارتفاع درجات حرارة سطح البحر إلى انخفاض قدرة المحيطات على امتصاص ثاني أكسيد الكربون.<ref name="Revelle">{{استشهاد بدورية محكمة|الأخير=Revelle|الأول=R|الأخير2=Suess|الأول2=H|عنوان=Carbon dioxide exchange between atmosphere and ocean and the question of an increase of atmospheric CO2 during the past decades|صحيفة=Tellus|تاريخ=1957|المجلد=9|العدد=1|صفحات=18–27|DOI=10.1111/j.2153-3490.1957.tb01849.x|bibcode=1957Tell....9...18R}}</ref><ref name="Zeebe" /> تتميز محيطات شمال [[المحيط الأطلسي|الأطلسي]] وشمال أوروبا بأعلى امتصاص للكربون لكل وحدة مساحة في العالم،<ref name="Takahashi">{{استشهاد بدورية محكمة|إظهار المؤلفين=3|الأخير=Takahashi|الأول=T|الأخير2=Sutherland|الأول2=S|الأخير3=Wanninkhof|الأول3=R|الأخير4=Sweeney|الأول4=C|الأخير5=Feely|الأول5=RA|الأخير6=Chipman|الأول6=DW|الأخير7=Hales|الأول7=Burke|الأخير8=Friedrich|الأول8=Gernot|الأخير9=Chavez|الأول9=Francisco|عنوان=Climatological mean and decadal change in surface ocean pCO2, and net sea-air CO2 flux over the global oceans|صحيفة=Deep Sea Research Part II: Topical Studies in Oceanography|تاريخ=2009|المجلد=56|العدد=8–10|صفحات=554–577|DOI=10.1016/j.dsr2.2008.12.009|bibcode=2009DSRII..56..554T}}</ref> وفي شمال المحيط الأطلسي ينقل الحمل الحراري العميق ما يقرب من 197 تيراغرام سنويًا من الكربون غير المقاوم للحرارة إلى العمق.<ref name="Fontal">{{استشهاد بدورية محكمة|الأخير=Fontela|الأول=M|الأخير2=Garcia-Ibanez|الأول2=M|الأخير3=Hansell|الأول3=D|الأخير4=Mercier|الأول4=H|الأخير5=Perez|الأول5=F|عنوان=Dissolved organic carbon in the North Atlantic meridional overturning circulation|صحيفة=Nature|تاريخ=2016|المجلد=6|صفحة=26931|DOI=10.1038/srep26931|PMID=27240625|pmc=4886255|bibcode=2016NatSR...626931F}}</ref>

وجدت دراسة أجريت عام 2020 ارتفاعًا ملحوظًا في صافي تدفق الكربون إلي المحيطات مقارنة بالدراسات السابقة. استخدمت الدراسة الجديدة بيانات الأقمار الصناعية لحساب الاختلافات الطفيفة في درجات الحرارة بين سطح المحيط وعمق بضعة أمتار حيث تُجرى القياسات.<ref>{{استشهاد بخبر|تاريخ=4 September 2020|عنوان=Ocean carbon uptake widely underestimated|ناشر=Phys.org|مسار= https://phys.org/news/2020-09-ocean-carbon-uptake-widely-underestimated.html|مسار أرشيف= https://web.archive.org/web/20221125235802/https://phys.org/news/2020-09-ocean-carbon-uptake-widely-underestimated.html|تاريخ أرشيف=2022-11-25}}</ref>

==== معدلات تبادل ثاني أكسيد الكربون بين المحيطات والغلاف الجوي ====
تعتمد معدلات تبادل ثاني أكسيد الكربون بين المحيط والغلاف الجوي على تركيز ثاني أكسيد الكربون الموجود بالفعل في كل من الغلاف الجوي والمحيطات ودرجة الحرارة والملوحة وسرعة الرياح.<ref name="CO2calc">{{استشهاد بكتاب|عنوان=CO2calc—A user-friendly seawater carbon calculator for Windows, Mac OS X, and iOS (iPhone)|مؤلف=Robbins|مؤلف1-الأول=L.L.|ناشر=U.S. Geological Survey Open-File Report 2010-1280|صفحات=16|تاريخ=2010|مؤلف2=Hansen|مؤلف2-الأول=M.E.|مؤلف3-الأخير=Kleypas|مؤلف3-الأول=J.A.|مؤلف4-الأخير=Meylan|مؤلف4-الأول=S.C.}}</ref> يمكن تقريب معدل التبادل بواسطة [[قانون هنري]] ويمكن حسابه على أنه S = kP، حيث تتناسب [[انحلالية|قابلية الذوبان]] (S) لغاز ثاني أكسيد الكربون مع كمية الغاز في الغلاف الجوي، أو [[ضغط جزئي|ضغطه الجزئي]] (P).<ref name=":0" />

==== عامل Revelle ====
نظرًا لأن المدخول المحيطي لثاني أكسيد الكربون محدود، يمكن أيضًا وصف تدفق ثاني أكسيد الكربون بواسطة عامل Revelle.<ref name="Revelle" /><ref name="Zeebe" /> وعامل Revelle هو نسبة تغير ثاني أكسيد الكربون إلى التغير في الكربون غير العضوي المذاب، والذي يعمل كمؤشر على انحلال ثاني أكسيد الكربون في الطبقة المختلطة بالنظر إلى مضخة الذوبان. عامل Revelle هو تعبير لوصف [[كفاءة حرارية|الكفاءة الديناميكية الحرارية]] لمجمع الكريون غير العضوي المذاب لامتصاص ثاني أكسيد الكربون وتحويله إلى بيكربونات. كلما انخفض عامل Revelle، زادت قدرة مياه المحيطات على امتصاص ثاني أكسيد الكربون. أظهرت بيانات دراسة أجريت عام 2004 أن عامل Revelle يتراوح من قرابة 9 في المناطق الاستوائية ذات خطوط العرض المنخفضة إلى 15 في المحيط الجنوبي بالقرب من القارة القطبية الجنوبية.<ref name="RF">{{استشهاد بدورية محكمة|الأخير=Sabine|الأول=C.L.|الأخير2=Feely|الأول2=R.A.|الأخير3=Gruber|الأول3=N|الأخير4=Key|الأول4=R.M.|الأخير5=Lee|الأول5=K|عنوان=The oceanic sink for anthropogenic CO2|تاريخ=2004|المجلد=305|العدد=5682|صفحات=367–371|DOI=10.1126/science.1097403|PMID=15256665|صحيفة=Science|bibcode=2004Sci...305..367S|مسار= http://oceanrep.geomar.de/46251/1/1193.full.pdf|مسار أرشيف= https://web.archive.org/web/20221125232126/https://oceanrep.geomar.de/46251/1/1193.full.pdf|تاريخ أرشيف=2022-11-25}}</ref>

=== الأنهار ===
يمكن [[نهر|للأنهار]] أيضًا نقل الكربون العضوي إلى المحيط من خلال [[تجوية|عملية التجوية]] أو تآكل [[ألومينوسيليكات|ألومنيوسيليكات]] (المعادلة 7) وصخور الكربونات (المعادلة 8) على الأرض،{{NumBlk|:|<chem>2 NaAlSi3O8 + 2 H2CO3 + 9 H2O  ->  2 Na+ + 2 HCO3^- + 4 H4SiO4 + Al2Si2O5(OH)4</chem>|{{EquationRef|7}}}}{{NumBlk|:|<chem>CaCO3 + H2CO3  ->  Ca^2+ + 2 HCO3^-</chem>|{{EquationRef|8}}}}أو عن طريق تحلل الحياة (المعادلة 5، مثل مادة النبات والتربة).<ref name=":0" /> تساهم الأنهار بكميات متساوية تقريبًا (~ 0.4 جيجا طن كربون سنويًا) من الكربون غير العضوي المذاب DIC و الكربون العضوي المذاب DOC في المحيطات.<ref name=":0" /> تشير التقديرات إلى أن ما يقرب من 0.8 جيجا طن من الكربون (DIC + DOC) يجري نقلها سنويًا من الأنهار إلى المحيط.<ref name=":0" /> الأنهار التي تتدفق إلى [[خليج تشيزبيك|خليج تشيسابيك]] (أنهار [[نهر سسكويهانا|سسكويهانا]] و[[نهر بوتوماك|بوتوماك]] و[[نهر جيمس|جيمس]] ) تُدخل حوالي 0.004 جيجا طن (6.5 × 10 <sup>10</sup> مول) من الكربون غير العضوي المذاب سنويًا.<ref name="Waldbusser">{{استشهاد بدورية محكمة|الأخير=Waldbusser|الأول=G|الأخير2=Powell|الأول2=E|الأخير3=Mann|الأول3=R|عنوان=Ecosystem effects of shell aggregations and cycling in coastal waters: an example of Chesapeake Bay oyster reefs|صحيفة=Ecology|تاريخ=2013|المجلد=94|العدد=4|صفحات=895–903|DOI=10.1890/12-1179.1|مسار= https://scholarworks.wm.edu/cgi/viewcontent.cgi?article=2673&context=vimsarticles|مسار أرشيف= https://web.archive.org/web/20221125232121/https://scholarworks.wm.edu/cgi/viewcontent.cgi?article=2673&context=vimsarticles|تاريخ أرشيف=2022-11-25}}</ref> يمثل إجمالي انتقال الكربون في الأنهار حوالي 0.02٪ من إجمالي الكربون في الغلاف الجوي.<ref name="NATerosion">{{استشهاد بدورية محكمة|الأخير=Galy|الأول=Valier|الأخير2=Peucker-Ehrenbrink|الأول2=Bernhard|الأخير3=Eglinton|الأول3=Timothy|عنوان=Global carbon export from the terrestrial biosphere controlled by erosion|صحيفة=Nature|تاريخ=2015|المجلد=521|العدد=7551|صفحات=204–207|DOI=10.1038/nature14400|PMID=25971513|bibcode=2015Natur.521..204G}}</ref> على الرغم من أنها تبدو صغيرة، إلا أن الكربون الذي يدخل الأنهار (وبالتالي لا يدخل الغلاف الجوي) على نطاقات زمنية طويلة (من ألف إلى 10 آلاف سنة) يعمل كـ "رد فعل استقرار" لظاهرة [[تأثير البيت الزجاجي|الاحتباس الحراري]].<ref>{{استشهاد بدورية محكمة|الأخير=Velbel|الأول=Michael Anthony|تاريخ=1993-12-01|عنوان=Temperature dependence of silicate weathering in nature: How strong a negative feedback on long-term accumulation of atmospheric CO2 and global greenhouse warming?|صحيفة=Geology|لغة=en|المجلد=21|العدد=12|صفحات=1059–1062|DOI=10.1130/0091-7613(1993)021<1059:TDOSWI>2.3.CO;2|issn=0091-7613|bibcode=1993Geo....21.1059V|مسار= https://semanticscholar.org/paper/75d197bb7aa80d88c94a35127d780b36425f6fbf|مسار أرشيف= https://web.archive.org/web/20221125232119/https://www.semanticscholar.org/paper/75d197bb7aa80d88c94a35127d780b36425f6fbf|تاريخ أرشيف=2022-11-25}}</ref>

== المخرجات ==
[[ملف:Fate_of_Buried_Organic_Matter.jpg|يسار|تصغير|400x400بك| مصير المواد العضوية المدفونة]]
تتمثل المخرجات الرئيسية لنظام الكربون البحري في الحفاظ على الجسيمات العضوية (كربون عضوي جزيئي POC) وكربونات الكالسيوم (كربون غير عضوي جزيئي PIC) بالإضافة إلى [[تجوية|التجوية]] العكسية.<ref name=":0" /> في حين أن هناك مناطق بها فقدان محلي لثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي والعمليات الحرارية المائية، فلا تحدث خسارة صافية في الدورة.<ref name=":1" />

=== الحفاظ على المادة العضوية ===
الترسيب هو استنزاف طويل الأجل للكربون في المحيطات، حيث يمثل أكبر خسارة للكربون من النظام المحيطي.<ref name="Paleo" /> تعتبر [[رواسب قاع البحر|الرواسب البحرية]] العميقة و[[تكوين جيولوجي|التكوينات الجيولوجية]] مهمة لأنها توفر سجلاً شاملاً للحياة على الأرض ومصدرًا مهمًا للوقود الأحفوري.<ref name="Paleo">{{استشهاد بدورية محكمة|الأخير=Emerson|الأول=S|الأخير2=Hedges|الأول2=J|تاريخ=October 1988|عنوان=Processes Controlling the Organic Carbon Content of Open Ocean Sediments|صحيفة=Paleoceanography|المجلد=3|العدد=5|صفحات=621–634|DOI=10.1029/pa003i005p00621|bibcode=1988PalOc...3..621E}}</ref> يمكن أن يخرج الكربون المحيطي من النظام على شكل مخلفات تغرق وتُدفن في قاع البحر دون أن تتحلل أو تذوب تمامًا. تمثل [[راسب|رواسب]] سطح المحيط 1.75 × 10 <sup>15</sup> كجم من الكربون في دورة الكربون العامة<ref name="IPCC">{{استشهاد بكتاب|عنوان=Climate Change 2013: the physical science basis. Contribution of Working Group I to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change.|مؤلف=Ciais|مؤلف1-الأول=Philippe|ناشر=Cambridge University Press|صفحات=465–470|مسار= http://pubman.mpdl.mpg.de/pubman/item/escidoc:2058766/component/escidoc:2058768/WG1AR5_Chapter06_FINAL.pdf|تاريخ=2014|مؤلف2=Sabine|مؤلف2-الأول=Christopher|مسار أرشيف= https://web.archive.org/web/20221218024742/http://pubman.mpdl.mpg.de/pubman/item/escidoc:2058766/component/escidoc:2058768/WG1AR5_Chapter06_FINAL.pdf|تاريخ أرشيف=2022-12-18}}</ref> على الأكثر، يُدفن 4٪ من الكربون العضوي الجزيئي في الرواسب البحرية من منطقة [[منطقة مضاءة|euphotic]] في المحيط الهادئ، حيث يحدث [[إنتاج أولي|الإنتاج الأولي]] بالطاقة الخفيفة.<ref name="Paleo" /> ومن ثم يُفهم ضمنيًا أنه نظرًا لوجود مدخلات من المواد العضوية في المحيط أعلى مما يُدفن، يُستخدم جزء كبير منه أو يُستهلك في الداخل.

==== غرق الكربون العضوي ====
تاريخياً، وُجدت الرواسب ذات المحتوى العالي من الكربون العضوي بشكل متكرر في المناطق ذات الإنتاجية العالية للمياه السطحية أو تلك التي تحتوي على تركيزات منخفضة من الأكسجين في المياه السفلية.<ref>{{استشهاد بكتاب|عنوان=Recent Marine Sediments|مؤلف=Fleming|مؤلف1-الأول=R.H.|ناشر=[[American Association of Petroleum Geologists]]|صفحات=48–141|مكان=Tulsa|تاريخ=1939|محرر1=Trask, P.D.|الفصل=Physical processes in the oceans|مؤلف2=Revelle|مؤلف2-الأول=R.}}</ref> 90٪ من دفن الكربون العضوي يحدث في رواسب [[دلتا|الدلتا]] و[[رف قاري|الجرف القاري]] والمنحدرات العليا؛<ref>{{استشهاد بدورية محكمة|الأخير=Berner|الأول=Robert A.|تاريخ=1989-01-01|عنوان=Biogeochemical cycles of carbon and sulfur and their effect on atmospheric oxygen over phanerozoic time|صحيفة=Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology|سلسلة=The Long Term Stability of the Earth System|المجلد=75|العدد=1|صفحات=97–122|DOI=10.1016/0031-0182(89)90186-7|bibcode=1989PPP....75...97B}}</ref> يرجع هذا جزئيًا إلى قِصَر وقت التعرض بسبب المسافة الأقصر لقاع البحر وتكوين المادة العضوية المترسبة بالفعل في تلك البيئات.<ref>{{استشهاد بدورية محكمة|الأخير=Henrichs|الأول=Susan|تاريخ=1992|عنوان=Early diagenesis of organic matter in marine sediments: progress and perplexity|صحيفة=Marine Chemistry|المجلد=39|العدد=1–3|صفحات=119–149|DOI=10.1016/0304-4203(92)90098-U}}</ref> يعتبر دفن الكربون العضوي حساسًا أيضًا لأنماط المناخ: كان معدل تراكم الكربون العضوي أكبر بنسبة 50 ٪ خلال [[الذروة الجليدية الأخيرة]] مقارنةً [[بين جليديين|فترة بين الجليديين]].<ref name="Globalpulses">{{استشهاد بدورية محكمة|الأخير=Cartapanis|الأول=Olivier|الأخير2=Bianchi|الأول2=Daniele|الأخير3=Jaccard|الأول3=Samuel|الأخير4=Galbraith|الأول4=Eric|تاريخ=2016-01-21|عنوان=Global pulses of organic carbon burial in deep-sea sediments during glacial maxima|المجلد=7|صفحات=10796|صحيفة=Nature Communications|DOI=10.1038/ncomms10796|PMID=26923945|pmc=4773493|bibcode=2016NatCo...710796C}}</ref>

==== الانحلال ====
{{biogeochemical cycle sidebar|carbon}}
يتحلل الكربون العضوي الجزيئي POC من خلال سلسلة من العمليات التي تحركها الميكروبات، مثل [[توليد الميثان]] واختزال الكبريتات، قبل دفنه في قاع البحر.<ref name="Claypool">{{استشهاد بكتاب|عنوان=Natural Gases in Marine Sediments|مؤلف=Claypool|مؤلف1-الأول=G.E.|ناشر=Plenum Press|صفحات=99–139|تاريخ=1974|مؤلف2=Kaplan|مؤلف2-الأول=I.R.}}</ref><ref name="Rutherford">{{استشهاد بدورية محكمة|الأخير=D'Hondt|الأول=S|الأخير2=Rutherford|الأول2=S|الأخير3=Spivack|الأول3=A.J.|تاريخ=2002|عنوان=Metabolic activity of subsurface life in deep-sea sediments|صحيفة=Science|المجلد=295|العدد=5562|صفحات=2067–2070|DOI=10.1126/science.1064878|PMID=11896277|bibcode=2002Sci...295.2067D}}</ref> يؤدي تدهور الكربون العضوي الجزيئي أيضًا إلى إنتاج الميثان الميكروبي microbial methane وهو الغاز الرئيسي على الحواف القارية.<ref>{{استشهاد بكتاب|عنوان=Natural Gas Hydrates: Occurrence, Distribution, and Detection|مؤلف=Kvenvolden|مؤلف1-الأول=K.A.|ناشر=American Geophysical Union|المجلد=124|صفحات=3–18|isbn=978-0-875-90982-0|سلسلة=Geophysical Monograph Series|تاريخ=2001|محرر1=Charles K. Paull|مؤلف2=Lorenson|مؤلف2-الأول=T.D.|محرر2-الأخير=William P. Dillon}}</ref> اللجنين وحبوب اللقاح مقاومة بطبيعتها [[تحلل حيوي|للتحلل الحيوي]]، وتظهر بعض الدراسات أن المصفوفات غير العضوية قد تحمي أيضًا المادة العضوية.<ref>{{استشهاد بدورية محكمة|الأخير=Huguet|الأول=Carme|الأخير2=de Lange|الأول2=Gert J.|الأخير3=Gustafsson|الأول3=Örjan|الأخير4=Middelburg|الأول4=Jack J.|الأخير5=Sinninghe Damsté|الأول5=Jaap S.|الأخير6=Schouten|الأول6=Stefan|تاريخ=2008-12-15|عنوان=Selective preservation of soil organic matter in oxidized marine sediments (Madeira Abyssal Plain)|صحيفة=Geochimica et Cosmochimica Acta|المجلد=72|العدد=24|صفحات=6061–6068|DOI=10.1016/j.gca.2008.09.021|bibcode=2008GeCoA..72.6061H}}</ref> تعتمد معدلات حفظ المادة العضوية على متغيرات أخرى مترابطة تختلف بشكل غير خطي في الزمان والمكان.<ref name=":6">{{استشهاد بدورية محكمة|الأخير=Hedges|الأول=John I.|الأخير2=Hu|الأول2=Feng Sheng|الأخير3=Devol|الأول3=Allan H.|الأخير4=Hartnett|الأول4=Hilairy E.|مؤلف4-وصلة=Hilairy Hartnett|الأخير5=Tsamakis|الأول5=Elizabeth|الأخير6=Keil|الأول6=Richard G.|تاريخ=1999|عنوان=Sedimentary organic matter preservation: A test for selective degradation under oxic conditions|مسار= https://asu.pure.elsevier.com/en/publications/sedimentary-organic-matter-preservation-a-test-for-selective-degr|صحيفة=American Journal of Science|لغة=en|المجلد=299|العدد=7–9|صفحات=529|issn=0002-9599|bibcode=1999AmJS..299..529H|DOI=10.2475/ajs.299.7-9.529|مسار أرشيف= https://web.archive.org/web/20221206044217/https://asu.pure.elsevier.com/en/publications/sedimentary-organic-matter-preservation-a-test-for-selective-degr|تاريخ أرشيف=2022-12-06}}</ref> على الرغم من أن تحلل المادة العضوية يحدث بسرعة في وجود الأكسجين، إلا أن الميكروبات التي تستخدم مجموعة متنوعة من الأنواع الكيميائية (عبر تدرجات [[أكسدة واختزال|الأكسدة والاختزال]]) يمكن أن تتحلل من المادة العضوية في الرواسب [[نقص الأكسجين في الماء|الخالية من الأكسجين]].<ref name=":6" /> يعتمد عمق الدفن الذي يتوقف عنده التحلل على معدل الترسيب، والوفرة النسبية للمادة العضوية في الرواسب، ونوع المادة العضوية التي يجري دفنها، ومتغيرات أخرى لا حصر لها.<ref name=":6" /> بينما يمكن أن يحدث تحلل المواد العضوية في رواسب نقص الأكسجين عندما تستخدم البكتيريا مؤكسدات أخرى غير الأكسجين ( [[نترات|النترات]]، [[كبريتات|الكبريتات]]، الحديد <nowiki><a href="https://en.wikipedia.org/wiki/Ferric" rel="mw:ExtLink" title="Ferric" class="mw-redirect cx-link" data-linkid="1087">Fe<sup>3+</sup></nowiki><nowiki></a></nowiki>)، فإن التحلل يميل إلى الانتهاء دون التمعدن الكامل.<ref name=":7">{{استشهاد بدورية محكمة|الأخير=Kristensen|الأول=Erik|الأخير2=Ahmed|الأول2=Saiyed I.|الأخير3=Devol|الأول3=Allan H.|تاريخ=1995-12-01|عنوان=Aerobic and anaerobic decomposition of organic matter in marine sediment: Which is fastest?|صحيفة=Limnology and Oceanography|لغة=en|المجلد=40|العدد=8|صفحات=1430–1437|DOI=10.4319/lo.1995.40.8.1430|issn=1939-5590|bibcode=1995LimOc..40.1430K}}</ref> يحدث هذا بسبب التحلل التفضيلي للجزيئات القابلة للتحلل على الجزيئات المقاومة للحرارة.<ref name=":7" />

==== الدفن ====
يعتبر دفن الكربون العضوي أحد مدخلات الطاقة للبيئات البيولوجية تحت الأرض ويمكنه تنظيم الأكسجين في الغلاف الجوي على نطاقات زمنية طويلة (أكبر من 10 آلاف سنة).<ref name="Globalpulses" /> يحدث الدفن فقط عندما يصل الكربون العضوي إلى قاع البحر، مما يجعل الأرفف القارية والحواف الساحلية هي المخزن الرئيسي للكربون العضوي الناتج عن الإنتاج الأولي البري والمحيطي. تُعد [[خلل|المضايق]]، أو المنحدرات الناتجة عن تآكل الأنهار الجليدية، مناطق دفن كربوني كبيرة، حيث تزيد المعدلات بها مائة مرة عن متوسط المعدلات في المحيطات.<ref name="fjords">{{استشهاد بدورية محكمة|الأخير=Smith|الأول=Richard|الأخير2=Bianchi|الأول2=Thomas|الأخير3=Allison|الأول3=Mead|الأخير4=Savage|الأول4=Candida|الأخير5=Galy|الأول5=Valier|تاريخ=2015|عنوان=High rates of organic carbon burial in fjord sediments globally|المجلد=8|العدد=6|صفحات=450|صحيفة=Nature Geoscience|DOI=10.1038/ngeo2421|bibcode=2015NatGe...8..450S}}</ref> يُدفن الكربون العضوي الجزيئي في رواسب المحيطات، مما يخلق مسارًا بين تجمع الكربون المتاح بسرعة في المحيط إلى تخزينه للمقاييس الزمنية الجيولوجية. بمجرد أن يُعزل الكربون في قاع البحر، فإنه يعتبر [[كربون أزرق]]. يمكن حساب معدلات الدفن على أنها الفرق بين المعدل الذي تغرق به المادة العضوية ومعدل تحللها.

=== حفظ كربونات الكالسيوم ===
يعتبر ترسيب كربونات الكالسيوم أمرًا مهمًا لأنه يؤدي إلى فقدان القلوية وكذلك إطلاق ثاني أكسيد الكربون (المعادلة 4)، وبالتالي فإن التغيير في معدل الحفاظ على كربونات الكالسيوم يمكن أن يغير الضغط الجزئي لثاني أكسيد الكربون في جو الأرض.<ref name=":1" /> يحدث [[تشبع فائق]] لكربونات الكالسيوم في الغالبية العظمى من مياه سطح المحيط، بينما تكون غير مشبعة في العمق،<ref name="Zeebe" /> مما يعني أن الأصداف من المرجح أن تذوب عندما تغرق في أعماق المحيط. يمكن أيضًا إذابة كربونات الكالسيوم من خلال الانحلال الأيضي metabolic dissolution( أي يمكن استخدامه كغذاء وإفرازه) وبالتالي فإن رواسب أعماق المحيط تحتوي على القليل جدًا من كربونات الكالسيوم.<ref name=":1" /> يؤدي ترسيب ودفن كربونات الكالسيوم في المحيط إلى إزالة جلكربون غير العضوي مالجزيئي ن المحيط وتشكيل [[حجر جيري|الحجر الجيري]] في النهاية.<ref name=":1" /> على النطاقات الزمنية التي تزيد عن 5000 ألفسنة، يتحدثتعديل ملناخ الأرض من خلال تدفق الكربون داخل وخارج [[غلاف الأرض الصخري|الغلاف الصخري]].<ref>{{استشهاد بدورية محكمة|الأخير=Kasting|الأول=J. F.|الأخير2=Toon|الأول2=O. B.|الأخير3=Pollack|الأول3=J. B.|تاريخ=1988-02-01|عنوان=How climate evolved on the terrestrial planets|وصلة=https://archive.org/details/sim_scientific-american_1988-02_258_2/page/90|صحيفة=Scientific American|المجلد=258|العدد=2|صفحات=90–97|DOI=10.1038/scientificamerican0288-90|PMID=11538470|issn=0036-8733|bibcode=1988SciAm.258b..90K}}</ref> يتجريإعادة تدوير الصخور المتكونة في قاع المحيط من خلال [[الصفائح التكتونية]] مرة أخرى إلى السطح وتتعرض للعوامل الجوية أو [[اندساس|تنغمس]] في [[وشاح (جيولوجيا)|الوشاح]]، وهو الكربون [[تغزية|الذي تنفثه]] [[بركان|البراكين]].<ref name=":0" />

== التأثيرات البشرية ==
تستحوذ المحيطات على 15-40٪ من ثاني أكسيد الكربون بشري المنشأ،<ref>{{استشهاد بدورية محكمة|الأخير=Khatiwala|الأول=S|الأخير2=Primeau|الأول2=F|الأخير3=Hall|الأول3=T|عنوان=Reconstruction of the history of anthropogenic CO2 concentrations in the ocean|صحيفة=Nature|تاريخ=2009|المجلد=462|العدد=7271|صفحات=346–349|DOI=10.1038/nature08526|PMID=19924213|bibcode=2009Natur.462..346K|مسار= http://www.escholarship.org/uc/item/8r14828w|مسار أرشيف= https://web.archive.org/web/20221125232114/https://escholarship.org/uc/item/8r14828w|تاريخ أرشيف=2022-11-25}}</ref><ref name="LeQuere">{{استشهاد بدورية محكمة|الأخير=Le Quere|الأول=C|الأخير2=Andres|الأول2=R|الأخير3=Boden|الأول3=T|الأخير4=Conway|الأول4=T|الأخير5=Houghton|الأول5=R|الأخير6=House|الأول6=J|الأخير7=Marland|الأول7=G|الأخير8=Peters|الأول8=G|الأخير9=van der Werf|الأول9=G|عنوان=The global carbon budget 1959–2011|صحيفة=Earth System Science Data|تاريخ=2013|المجلد=5|العدد=1|صفحات=165–185|DOI=10.5194/essd-5-165-2013|bibcode=2013ESSD....5..165L}}</ref> وحتى الآن يُمتص ما يقرب من 40٪ من الكربون الناتج عن احتراق [[وقود أحفوري|الوقود الأحفوري]] في المحيطات.<ref>{{استشهاد بدورية محكمة|الأخير=Quay|الأول=P. D.|الأخير2=Tilbrook|الأول2=B.|الأخير3=Wong|الأول3=C. S.|تاريخ=1992-04-03|عنوان=Oceanic Uptake of Fossil Fuel CO2: Carbon-13 Evidence|صحيفة=Science|المجلد=256|العدد=5053|صفحات=74–79|DOI=10.1126/science.256.5053.74|issn=0036-8075|PMID=17802595|bibcode=1992Sci...256...74Q}}</ref> نظرًا لأن عامل Revelle يزداد مع زيادة ثاني أكسيد الكربون، فسيُمتص جزء أصغر من التدفق بشري المنشأ بواسطة المحيط في المستقبل.<ref>{{استشهاد بدورية محكمة|الأخير=Revelle|الأول=Roger|الأخير2=Suess|الأول2=Hans E.|تاريخ=1957-02-01|عنوان=Carbon Dioxide Exchange Between Atmosphere and Ocean and the Question of an Increase of Atmospheric CO2 during the Past Decades|صحيفة=Tellus|لغة=en|المجلد=9|العدد=1|صفحات=18–27|DOI=10.1111/j.2153-3490.1957.tb01849.x|issn=2153-3490|bibcode=1957TellA...9...18R}}</ref> تبلغ الزيادة السنوية الحالية في ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي قرابة 4 جيجا طن من الكربون.<ref name="Ciais">{{استشهاد بكتاب|عنوان=Carbon and other biogeochemical cycles in Climate Change 2013: The Physical Science Basis|مؤلف=Ciais|مؤلف1-الأول=P|ناشر=Cambridge University Press|صفحات=465–570|مكان=Cambridge and New York|تاريخ=2014|الفصل=6|مؤلف2=Sabine|مؤلف2-الأول=C|مسار الفصل=https://www.ipcc.ch/pdf/assessment-report/ar5/wg1/WG1AR5_Chapter06_FINAL.pdf|تاريخ الوصول=7 مايو 2023|تاريخ الأرشيف=3 أكتوبر 2018|مسار الأرشيف=https://web.archive.org/web/20181003093743/http://www.ipcc.ch/pdf/assessment-report/ar5/wg1/WG1AR5_Chapter06_FINAL.pdf|url-status=dead}}</ref> يؤدي هذا إلى تغير المناخ الذي يؤدي إلى تركيز الكربون وعمليات التغذية المرتدة للمناخ الكربوني التي تعدل [[دورة حرارية ملحية|الدورة الحرارية الملحية في المحيطات]] والخصائص الفيزيائية والكيميائية لمياه [[ماء البحر|البحر]]، مما يغير امتصاص ثاني أكسيد الكربون.<ref name="Boer">{{استشهاد بدورية محكمة|الأخير=Boer|الأول=G|الأخير2=Arora|الأول2=V|عنوان=Feedbacks in emission-driven and concentration-driven global carbon budgets|صحيفة=Journal of Climate|تاريخ=2013|المجلد=26|العدد=10|صفحات=3326–3341|DOI=10.1175/JCLI-D-12-00365.1|bibcode=2013JCli...26.3326B}}</ref><ref name="Gregory">{{استشهاد بدورية محكمة|الأخير=Gregory|الأول=J|الأخير2=Jones|الأول2=C|الأخير3=Cadule|الأول3=P|الأخير4=Friedlingstein|الأول4=P|عنوان=Quantifying carbon cycle feedbacks|صحيفة=Journal of Climate|تاريخ=2009|المجلد=22|العدد=19|صفحات=5232–5250|DOI=10.1175/2009JCLI2949.1|bibcode=2009JCli...22.5232G|مسار= https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-03197002/file/Gr199.pdf|مسار أرشيف= https://web.archive.org/web/20230124214949/https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-03197002/file/Gr199.pdf|تاريخ أرشيف=2023-01-24}}</ref> يساهم [[إفراط في صيد الأسماك|الصيد الجائر]] و[[تلوث بلاستيكي|التلوث البلاستيكي]] للمحيطات في تدهور حالةِ أكبر حوض للكربون في العالم.<ref>{{استشهاد بخبر|مسار= https://www.theguardian.com/environment/2019/dec/04/tackling-ocean|عنوان=Tackling degraded oceans could mitigate climate crisis - report|مؤلف1=Harvey|الأول1=Fiona|تاريخ=2019-12-04|عمل=The Guardian|تاريخ الوصول=2019-12-07|لغة=en-GB|issn=0261-3077|مسار أرشيف= https://web.archive.org/web/20230327213313/https://www.theguardian.com/environment/2019/dec/04/tackling-ocean|تاريخ أرشيف=2023-03-27}}</ref><ref>{{استشهاد بخبر|مسار= https://www.theguardian.com/environment/2019/dec/07/oceans-losing-oxygen-at-unprecedented-rate-experts-warn|عنوان=Oceans losing oxygen at unprecedented rate, experts warn|مؤلف1=Harvey|الأول1=Fiona|تاريخ=2019-12-07|عمل=The Guardian|تاريخ الوصول=2019-12-07|لغة=en-GB|issn=0261-3077|مسار أرشيف= https://web.archive.org/web/20230201161618/https://www.theguardian.com/environment/2019/dec/07/oceans-losing-oxygen-at-unprecedented-rate-experts-warn|تاريخ أرشيف=2023-02-01}}</ref>

=== تحمض المحيطات ===
''مقالة كاملة: [[تحمض المحيطات]]''

ينخفض الرقم الهيدروجيني pH للمحيطات بسبب امتصاص ثاني أكسيد الكربون من الغلاف الجوي.<ref>{{استشهاد بدورية محكمة|الأخير=Caldeira|الأول=Ken|الأخير2=Wickett|الأول2=Michael E.|تاريخ=2003-09-25|عنوان=Oceanography: Anthropogenic carbon and ocean pH|صحيفة=Nature|لغة=en|المجلد=425|العدد=6956|صفحات=365|DOI=10.1038/425365a|PMID=14508477|issn=1476-4687|bibcode=2003Natur.425..365C|مسار= https://zenodo.org/record/1233227|مسار أرشيف= https://web.archive.org/web/20230408112211/https://zenodo.org/record/1233227|تاريخ أرشيف=2023-04-08}}</ref> يؤدي ارتفاع ثاني أكسيد الكربون المذاب إلى تقليل توافر أيون الكربونات، مما يقلل من حالة تشبع كربونات الكالسيوم، مما يجعل صنع غلاف كربونات الكالسيوم صعبًا من الناحية الديناميكية الحرارية.<ref name=":4">{{استشهاد بكتاب|عنوان=Ocean acidification|وصلة=https://archive.org/details/isbn_9780199591084|مؤلف=Gattuso|مؤلف1-الأول=Jean-Pierre|ناشر=Oxford University Press|isbn=9780199591091|مكان=Oxford [England]|تاريخ=2011|oclc=823163766|مؤلف2=Hansson|مؤلف2-الأول=Lina}}</ref> ترتبط أيونات الكربونات بشكل تفضيلي بأيونات الهيدروجين لتكوين البيكربونات،<ref name="Zeebe" /> وبالتالي يؤدي انخفاض توفر أيونات الكربونات إلى زيادة كمية أيونات الهيدروجين غير المرتبطة، وتقليل كمية البيكربونات المتكونة (المعادلات 1-3). الرقم الهيدروجيني هو قياس لتركيز أيون الهيدروجين، حيث يعني انخفاض الرقم الهيدروجيني وجود المزيد من أيونات الهيدروجين غير المرتبطة. وبالتالي فإن الرقم الهيدروجيني هو مؤشر على تنوع الكربونات [[:en:Ion_speciation|speciation]]( ''شكل'' الكربون الموجود) في المحيطات ويمكن استخدامه لتقييم مدى ''صحة'' المحيط.<ref name=":4" />

تشمل قائمة الكائنات الحية التي قد تعاني بسبب تحمض المحيطات [[بذيرات جيرية|البذيرات الجيرية coccolithophores]] و[[منخربات|المنخربات foraminifera]] (قاعدة السلسلة الغذائية البحرية في العديد من المناطق)، ومصادر الغذاء البشرية مثل [[محار|المحار]] و[[بلح البحر]]،<ref>{{استشهاد بدورية محكمة|الأخير=Barton|الأول=Alan|تاريخ=2015|عنوان=Impacts of Coastal Acidification on the Pacific Northwest Shellfish Industry and Adaptation Strategies Implemented in Response|صحيفة=Oceanography|المجلد=25|العدد=2|صفحات=146–159|DOI=10.5670/oceanog.2015.38|مسار= http://ir.library.oregonstate.edu/xmlui/bitstream/1957/56946/1/WaldbusserGeorgeCEOASImpactsCoastalAcidification.pdf|مسار أرشيف= https://web.archive.org/web/20221125232129/https://ir.library.oregonstate.edu/xmlui/bitstream/1957/56946/1/WaldbusserGeorgeCEOASImpactsCoastalAcidification.pdf|تاريخ أرشيف=2022-11-25}}</ref> وربما الأكثر وضوحًا، وهي البنية التي تبنيها الكائنات الحية - الشعاب المرجانية.<ref name=":4" /> ستبقى معظم المياه السطحية مفرطة التشبع بكربونات الكالسيوم (كالسيت وأراغونيت) لبعض الوقت في مسارات الانبعاثات الحالية،<ref name=":4" /> ولكن من المرجح أن تُستبدل الكائنات الحية التي تتطلب كربونات في العديد من المناطق.<ref name=":4" /> تتعرض الشعاب المرجانية لضغط من الصيد الجائر، وتلوث النترات، وارتفاع درجة حرارة المياه ؛ وسيضيف تحمض المحيطات ضغطًا إضافيًا على هذه الهياكل المهمة.<ref name=":4" />

=== تسميد الحديد ===
''مقالة كاملة: [[تسميد حديدي|تسميد الحديد]]''

التخصيب بالحديد هو أحد جوانب [[هندسة المناخ]]، التي تعالج بشكل هادف نظام مناخ الأرض، عادةً في جوانب دورة الكربون أو التأثير الإشعاعي. تهتم هندسة المناخ الحالية بإمكانية تسريع المضخة البيولوجية لزيادة تصدير الكربون من سطح المحيط. يمكن أن يؤدي هذا التصدير المتزايد نظريًا إلى إزالة ثاني أكسيد الكربون الزائد من الغلاف الجوي لتخزينه في أعماق المحيط. توجد دراسات جارية بشأن الإخصاب الاصطناعي.<ref name=":3">{{استشهاد بدورية محكمة|الأخير=Aumont|الأول=O.|الأخير2=Bopp|الأول2=L.|تاريخ=2006-06-01|عنوان=Globalizing results from ocean in situ iron fertilization studies|صحيفة=Global Biogeochemical Cycles|لغة=en|المجلد=20|العدد=2|صفحات=GB2017|DOI=10.1029/2005gb002591|issn=1944-9224|bibcode=2006GBioC..20.2017A}}</ref> نظرًا لحجم المحيط وأوقات الاستجابة السريعة للمجتمعات غير المتجانسة للزيادات في الإنتاج الأولي، من الصعب تحديد ما إذا كان الإخصاب المحدود للمغذيات يؤدي إلى زيادة في تصدير الكربون.<ref name=":3" /> ومع ذلك، فإن غالبية المجتمع لا تعتقد أن هذا نهج معقول أو قابل للتطبيق.<ref>{{استشهاد بدورية محكمة|الأخير=Chisholm|الأول=S|الأخير2=Falkowski|الأول2=P|الأخير3=Cullen|الأول3=J|عنوان=Dis-crediting ocean fertilization|صحيفة=Science|تاريخ=2001|المجلد=294|العدد=5541|صفحات=309–310|DOI=10.1126/science.1065349|PMID=11598285}}</ref>

=== السدود والخزانات ===
يوجد أكثر من 16 مليون [[سد]] في العالم<ref name="Lehner">{{استشهاد بدورية محكمة|الأخير=Lehner|الأول=B|الأخير2=Liermann|الأول2=C|الأخير3=Revenga|الأول3=C|الأخير4=Vorosmarty|الأول4=C|الأخير5=Fekete|الأول5=B|الأخير6=Crouzet|الأول6=P|الأخير7=Doll|الأول7=P|الأخير8=Endejan|الأول8=M|الأخير9=Frenken|الأول9=K|عنوان=High-resolution mapping of the world's reservoirs and dams for sustainable river-flow management|صحيفة=Frontiers in Ecology and the Environment|تاريخ=2011|المجلد=9|العدد=9|صفحات=494–502|DOI=10.1890/100125|مسار= http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:umu:diva-49188|مسار أرشيف= https://web.archive.org/web/20221125232116/http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:umu:diva-49188|تاريخ أرشيف=2022-11-25}}</ref> تعمل على تغيير انتقال الكربون من الأنهار إلى المحيطات.<ref name="Regnier">{{استشهاد بدورية محكمة|إظهار المؤلفين=3|الأول=Pierre|الأخير=Regnier|الأول2=Pierre|الأخير2=Friedlingstein|الأول3=Philippe|الأخير3=Ciais|الأول4=Fred T.|الأخير4=Mackenzie|الأول5=Nicolas|الأخير5=Gruber|الأول6=Ivan A.|الأخير6=Janssens|الأول7=Goulven G.|الأخير7=Laruelle|الأول8=Ronny|الأخير8=Lauerwald|الأول9=Sebastiaan9|الأخير9=Luyssaert|عنوان=Anthropogenic perturbation of the carbon fluxes from land to ocean|صحيفة=Nature Geoscience|تاريخ=2013|المجلد=6|العدد=8|صفحات=597–607|DOI=10.1038/ngeo1830|bibcode=2013NatGe...6..597R|مسار= http://orbi.ulg.ac.be/handle/2268/150126|مسار أرشيف= https://web.archive.org/web/20221125232122/http://orbi.ulg.ac.be/handle/2268/150126|تاريخ أرشيف=2022-11-25}}</ref> باستخدام بيانات من قاعدة بيانات الخزانات والسدود العالمية، والتي تحتوي على ما يقرب من 7 آلاف خزان تحتوي على 77 ٪ من إجمالي حجم المياه التي تحتجزها السدود (8 آلاف كم<sup>3</sup>)، تشير التقديرات إلى أن توصيل الكربون إلى المحيط قد انخفض بنسبة 13٪ منذ عام 1970 ومن المتوقع أن ينخفض إلى 19٪ بحلول عام 2030.<ref name="Maavara">{{استشهاد بدورية محكمة|الأخير=Maavara|الأول=T|الأخير2=Lauerwald|الأول2=R|الأخير3=Regnier|الأول3=P|الأخير4=Van Cappellen|الأول4=P|تاريخ=2016|عنوان=Global perturbation of organic carbon cycling by river damming|صحيفة=Nature|DOI=10.1038/ncomms15347|PMID=28513580|pmc=5442313|المجلد=8|صفحة=15347|bibcode=2017NatCo...815347M}}</ref> قد ينبعث الكربون الزائد الموجود في الخزانات حوالي 0.184 جيجا طن من الكربون إلى الغلاف الجوي سنويًا<ref name="Barros">{{استشهاد بدورية محكمة|الأخير=Barros|الأول=N|الأخير2=Cole|الأول2=J|الأخير3=Tranvik|الأول3=L|الأخير4=Prairie|الأول4=Y|الأخير5=Bastviken|الأول5=D|الأخير6=Huszar|الأول6=V|الأخير7=del Giorgio|الأول7=P|الأخير8=Roland|الأول8=F|عنوان=Carbon emission from hydroelectric reservoirs linked to reservoir age and latitude|صحيفة=Nature Geoscience|تاريخ=2011|المجلد=4|العدد=9|صفحات=593–596|DOI=10.1038/ngeo1211|bibcode=2011NatGe...4..593B}}</ref> وسيُدفن حوالي 0.2 جيجا طن من الكربون في الرواسب.<ref name="Maavara" /> قبل عام 2000، كانت أحواض [[نهر المسيسيبي]] و[[نهر النيجر|النيجر]] و[[نهر الغانج|الجانج]] تمثل 25-31 ٪ من جميع دفن الكربون في الخزانات.<ref name="Maavara" /> بعد عام 2000، تجاوزت أحواض [[نهر بارانا]] (موطن لـ 70 سدًا) ونهر [[نهر زمبيزي|زامبيزي]] (موطن لأكبر خزان) دفن نهر المسيسيبي.<ref name="Maavara" /> ومن ضمن أكبر السدود المساهِمة في دفن الكربون نجد السدود على [[دانوب|نهر الدانوب]] و[[نهر الأمازون|الأمازون]] و[[نهر يانغتسي]] ونهر ميكونغ ونهر [[نهر ينسي|ينيسي]] و[[نهر توكانتين|توكانتينز]].<ref name="Maavara" />

== انظر أيضا ==


* [[دورة الفوسفور]]

== المراجع ==
{{مراجع}}


<references group="" responsive="1">

== روابط خارجية ==

* [https://earth.nullschool.net/#current/ocean/surface/currents/overlay=spco2/winkel3 خريطة العالم الحالية للضغط الجزئي لثاني أكسيد الكربون على سطح المحيط]
* [https://earth.nullschool.net/#current/ocean/surface/currents/overlay=fgco2/winkel3 الخريطة العالمية الحالية لكثافة تدفق ثاني أكسيد الكربون البحري والجوي]
{{دورة بيوجيوكيميائية}}

{{شريط بوابات|الكيمياء|علم الأحياء|علم البيئة|محيطات|ملاحة}}

[[تصنيف:علم المحيطات الكيميائي]]