משאבה ביולוגית

מתוך אנציקלופדיה, המכון למדעי כדור הארץ, האוניברסיטה העברית

קפיצה אל: ניווט, חיפוש

המשאבה הביולוגית

מכלול התהליכים (ביולוגים ופיסיקליים) שבהם מועבר פחמן אי-אורגני מפני שטח האוקיינוס לים העמוק ולסדימנט. במערכת זו מקובע פחמן אי-אורגני בתהליכי פוטוסינתזה. הפחמן מגיע לים העמוק כתוצאה מתהליכי טריפה והפרשות של האורגניזמים השונים וכן באמצעות תהליכים פיזיקליים של ערבוב ושקיעה.  
פחמן אי-אורגני מגיע לפני האוקיינוסים בתהליך של שחלוף עם האטמוספרה, כאשר האוקיינוסים מהווים מבלע עבור הפחמן האטמוספרי. באזור הפוטי הפחמן האי-אורגני ונוטריינטים נוספים מקובעים ע"י פיטופלנקטון (אצות ובקטריות מיקרוסקופיים) בתהליך הפוטוסינתזה. הפיטופלנקטון משחררים חומר אורגני מומס (DOM) וכן נאכלים על ידי זואופלנקטון. הזואופלנקטון מפרישים חלק ממה שאכלו כצברים מוצקים השוקעים לעומק האוקיינוס (או עוברים פירוק בקטיארלי). חלק מה-DOM נצרך ע"י בקטריות ואילו החומר השאריתי מתערבב עם מי העומק. עיקר הפחמן שמגיע למי העומק מתפרק לפחמן אי-אורגני מומס (DIC) ומגיע לפני השטח כעבור כ-1000 שנה בסירקולציה האוקיאנית. רק כ-1% נקבר בסדימנט.
 
בעשרות השנים האחרונות קיים עניין מוגבר במשאבה הביולוגית הנובע מהעלייה בריכוז ה-CO2 כתוצאה מפעילות אנושית. כ-30% מתוספת הפחמן, מאז המהפכה התעשייתית, נבלע ע"י האוקיינוסים. מבלע זה אינו בלתי מוגבל וזאת כיוון שהמערכת מוגבלת ע"י אור ונוטריינטים אחרים (שאינם פחמן). על-מנת ליעל את המשאבה הביולוגית ולהקטין את ריכוז ה-CO2 האטמוספרי נעשו ניסיונות להעשיר אזורים אשר מוגבלים בנוטריינט מסויים כדוגמת זריעת ברזל באוקיינוס השקט והדרומי. היעילות של הניסויים הללו הייתה למשך זמן קצר, שבועות ספורים בלבד ונמצא שע"מ ליעל את המערכת למשך זמן ארוך יש צורך לזריעה המשכית של ברזל. בנוסף הועלתה בעיה של יצירת N2O ו-CH4 (גזי חממה) כתוצאה מתהליכי דה-ניטריפיקציה ומתנוגנזה שעלולים להתרחש עם הפיכת התנאים לתנאים אנוקסיים כתוצאה מאספקה מוגברת של חומר אורגני למי העומק.
השפעות נוספת של הפעילות האנושית על המשאבה הביולוגית עלולות להיות כתוצאה מעליית הטמפרטורות. מידת המסיסות של גזים, וביניהם CO2, יורדת עם העלייה בטמפרטורות ועל כן קצב השחלוף יקטן ובנוסף מידת השיכוב של עמודת המים גדלה, מצב שעלול להשפיע על תהליכי ה-upwelling ו-downwelling.
 
Image:Biological pump.jpg
ביבליוגרפיה:
Raven, J. A& P. G. Falkowski (1999). Oceanic sinks for atmospheric CO2. Plant, Cell and Environment 22 (6), 741–755. 
http://www.soest.hawaii.edu/oceanography/courses/OCN626/2009/ducklow_tos.pdf
 

נושא זה נחקר במכון למדעי כדור הארץ באוניברסיטה העברית בירושלים http://earth.huji.ac.il

כלים אישיים