Области с высоким содержанием питательных веществ и низким содержанием хлорофилла

редактировать

Регионы с высоким содержанием питательных веществ и низким содержанием хлорофилла (HNLC) - это районы океана, где численность фитопланктона является низкой и довольно постоянной, несмотря на наличие макроэлементов. Фитопланктон полагается на набор питательных веществ для клеточной функции. Макроэлементы (например, нитраты, фосфаты, кремниевая кислота ) обычно доступны в больших количествах в поверхностных водах океана и являются типичными компонентами обычных садовых удобрений. Микроэлементы (например, железо, цинк, кобальт ) обычно доступны в меньших количествах и включают следы металлов. Макроэлементы обычно доступны в миллимолярных концентрациях, в то время как микронутриенты обычно доступны в концентрациях от микромолярных до наномолярных. В целом, азот, как правило, является ограничивающим питательным веществом океана, но в регионах с HNLC он никогда существенно не истощается. Вместо этого эти области, как правило, ограничены низкими концентрациями метаболизируемого железа. Железо является важнейшим микронутриентом фитопланктона, необходимым для ферментативного катализа и транспорта электронов.

Между 1930-ми и 80-ми годами была выдвинута гипотеза, что железо является ограничивающим микроэлементом океана, но не было достаточных методов для надежного обнаружения железа в морской воде, чтобы подтвердить эту гипотезу. В 1989 г. были обнаружены высокие концентрации богатых железом отложений в прибрежных прибрежных водах у залива Аляска. Однако в прибрежных водах концентрация железа и продуктивность ниже, несмотря на наличие макроэлементов для роста фитопланктона. Эта закономерность наблюдалась в других океанических регионах и привела к названию трех основных зон HNLC: северной части Тихого океана, экваториальной части Тихого океана и Южного океана.

Открытие областей HNLC стимулировало научные дебаты об этичности и эффективности экспериментов по удобрению железом, которые пытаются снизить уровень углекислого газа в атмосфере, стимулируя фотосинтез на поверхности. Это также привело к развитию гипотез, таких как борьба с выпасом, согласно которой области HNLC частично образуются в результате поедания фитопланктона (например, динофлагеллят, инфузорий ) более мелкими организмами (например, простейшими ).

СОДЕРЖАНИЕ

  • 1 Первичное производство
  • 2 Глобальное распространение
    • 2.1 Общие характеристики
    • 2.2 Северная часть Тихого океана
    • 2.3 Экваториальная часть Тихого океана
    • 2.4 Южный океан
  • 3 гипотезы
    • 3.1 Железная гипотеза
      • 3.1.1 Эоловая пыль
    • 3.2 Гипотеза борьбы с выпасом
    • 3.3 Современный взгляд
  • 4 геоинженерных региона HNLC
    • 4.1 Теория
    • 4.2 Эффективность и действенность
  • 5 Энергетические ресурсы
    • 5.1 Рост
    • 5.2 Использование
    • 5.3 Секвестрация
  • 6 См. Также
  • 7 ссылки

Основное производство

Основная статья: Морское первичное производство Глобальное распределение уровней хлорофилла на поверхности. Хлорофилл (косвенный показатель массы фитопланктона) относительно невелик в трех регионах HNLC (северная часть Тихого океана, экваториальная часть Тихого океана и Южный океан). Отношение глобального азота к фосфору построено для глобальной поверхности океана. Питательные вещества доступны в трех регионах HNLC в достаточном для биологической активности соотношении RKR.

Первичное производство - это процесс, при котором автотрофы используют свет для преобразования углерода из водного углекислого газа в сахар для роста клеток. Свет катализирует фотосинтетический процесс, и питательные вещества включаются в органический материал. Для осуществления фотосинтеза макроэлементы, такие как нитрат и фосфат, должны быть доступны в достаточных количествах и биодоступных формах для биологического использования. Молекулярное соотношение 106 (углерод): 16 (азот): 1 (фосфор) было выведено Редфилдом, Кетчемом и Ричардсом (РКР) и известно как соотношение Редфилда. Фотосинтез (вперед) и дыхание (обратное) представлены уравнением:

106 CO 2 + 16 HNO 3 + ЧАС 3 PO 4 + 122 ЧАС 2 О - - ( CH 2 О ) 106 ( NH 3 ) 16 ( ЧАС 3 PO 4 ) + 136 О 2 {\ displaystyle {\ ce {{106CO2} + {16HNO3} + {H3PO4} + {122H2O} lt;=gt; {(CH2O) 106 (NH3) 16 (H3PO4)} + {136O2}}}}

Фотосинтез может быть ограничен недостатком определенных макроэлементов. Однако в северной части Тихого океана, Экваториальной части Тихого океана и Южном океане макронутриенты обнаруживаются в достаточных соотношениях, количествах и биодоступных формах, чтобы поддерживать более высокие уровни первичного производства, чем обнаруженные. Доступность макроэлементов в регионах с HNLC в тандеме с низкими запасами фитопланктона предполагает, что рост фитопланктона ограничивается некоторыми другими биогеохимическими процессами.

Поскольку первичная продукция и биомасса фитопланктона в настоящее время не могут быть измерены по всем океанским бассейнам, ученые используют хлорофилл α в качестве показателя первичной продукции. Современные спутниковые наблюдения позволяют отслеживать и отслеживать глобальное содержание хлорофилла α в океане с помощью дистанционного зондирования. Более высокие концентрации хлорофилла обычно указывают на области повышенной первичной продукции, и, наоборот, более низкие уровни хлорофилла указывают на низкую первичную продукцию. Это совместное присутствие низкого содержания хлорофилла и высокой доступности макроэлементов является причиной того, что эти регионы считаются «богатыми питательными веществами и низким содержанием хлорофилла».

В дополнение к макроэлементам, необходимым для синтеза органических веществ, фитопланктону необходимы микроэлементы, такие как микроэлементы, для функционирования клеток. Доступность микронутриентов может ограничивать первичное производство, потому что следы металлов иногда ограничивают количество питательных веществ. Было установлено, что железо является основным ограничивающим питательным микроэлементом в провинциях с HNLC. Недавние исследования показали, что цинк и кобальт могут быть вторичными и / или совместно ограничивающими микроэлементами.

Распространение по всему миру

Общие характеристики

Регионы HNLC покрывают 20% мирового океана и характеризуются различными физическими, химическими и биологическими особенностями. Эти поверхностные воды имеют ежегодно изменяющиеся, но относительно высокие концентрации макроэлементов по сравнению с другими океаническими провинциями. Хотя HNLC широко описывает биогеохимические тенденции этих крупных океанических регионов, во всех трех зонах наблюдается сезонное цветение фитопланктона в ответ на глобальные атмосферные особенности. В среднем области HNLC имеют тенденцию к ограничению роста железом и, в некоторых случаях, цинком. Это ограничение содержания следов металлов приводит к образованию сообществ фитопланктона меньшего размера. По сравнению с более продуктивными районами океана, зоны HNLC имеют более высокое соотношение кремниевой кислоты и нитратов, потому что более крупные диатомовые водоросли, которым требуется кремниевая кислота для изготовления своих опаловых кремнеземных панцирей, менее распространены. В отличие от Южного океана и северной части Тихого океана, экваториальная часть Тихого океана испытывает временную доступность силикатов, что приводит к крупному сезонному цветению диатомовых водорослей.

Распределение микроэлементов металлов и относительное содержание макроэлементов отражаются в структуре планктонного сообщества. Например, отбор фитопланктона с высоким отношением площади поверхности к объему приводит к тому, что в областях HNLC доминируют нано- и пикопланктон. Это соотношение позволяет оптимально использовать доступные растворенные питательные вещества. Более крупный фитопланктон, такой как диатомовые водоросли, не может поддерживать себя в этих регионах. Обычный пикопланктон в этих регионах включает такие роды, как прохлорококк (обычно не встречается в северной части Тихого океана), синехококк и различные эукариоты. Похоже, что пасущиеся простейшие контролируют численность и распространение этого небольшого фитопланктона.

Как правило, более низкая чистая первичная продукция в зонах HNLC приводит к более низкому биологическому усвоению атмосферного углекислого газа, и, таким образом, эти области обычно считаются чистым источником двуокиси углерода в атмосферу. Области HNLC представляют интерес для геоинженеров и некоторых представителей научного сообщества, которые считают, что удобрение больших участков этих вод железом потенциально может снизить растворенный диоксид углерода и компенсировать повышенные антропогенные выбросы углерода. Анализ данных керна антарктического льда за последний миллион лет показывает корреляцию между высоким уровнем запыленности и низкой температурой, указывая на то, что добавление в море диффузной пыли, богатой железом, было естественным усилителем похолодания климата.

Северная часть Тихого океана

Пыль унесена с побережья Аляски в северную часть Тихого океана. Течения в северной части Тихого океана.

Открытие и название первого региона HNLC, северной части Тихого океана, было формализовано в основополагающей статье, опубликованной в 1988 году. В исследовании сделан вывод о том, что в поверхностных водах восточной части северной части Тихого океана, как правило, преобладает пикопланктон, несмотря на относительное обилие макроэлементов. Другими словами, более крупный фитопланктон, такой как диатомовые водоросли, которые процветают в богатых питательными веществами водах, обнаружен не был. Вместо этого поверхностные воды были заполнены более мелким пико- и нанопланктоном. Основываясь на лабораторных экспериментах с питательными веществами, было выдвинуто предположение, что железо является ключевым ограничивающим микронутриентом.

Тихий океан - самый большой и самый старый водоем на Земле. Для северной части Тихого океана характерно общее вращение по часовой стрелке круговорота северной части Тихого океана, которое приводится в движение пассатами. Пространственные вариации пассатов приводят к более прохладным температурам воздуха в западной части северной части Тихого океана и более умеренным температурам воздуха в восточной части северной части Тихого океана (т. Е. В субарктической части Тихого океана). Железо доставляется в северную часть Тихого океана в результате пыльных бурь, происходящих в Азии и на Аляске, а также богатых железом вод, поступающих с континентальной окраины, иногда с помощью водоворотов, таких как водовороты Хайда.

Однако концентрации железа меняются в течение года. Океанские течения обусловлены сезонными атмосферными явлениями, которые переносят железо с Курило-Камчатской окраины в западную субарктическую часть Тихого океана. Такое введение железа обеспечивает подповерхностную поставку питательных микроэлементов, которые могут быть использованы первичными продуцентами во время подъема более глубоких вод на поверхность. Глубина морского дна также может стимулировать цветение фитопланктона в регионах с HNLC, поскольку железо диффундирует с морского дна и снижает ограничение железа на мелководье. Исследования, проведенные в заливе Аляска, показали, что в мелководных районах, таких как южный шельф Аляски, цветение фитопланктона более интенсивно, чем в прибрежных водах. Вулканический пепел от извержения вулкана Касаточи в августе 2008 года явился примером естественного удобрения железом в северо-восточной части Тихого океана. Этот регион удобряли дождем из вулканической пыли, содержащей растворимое железо. В последующие дни цветение фитопланктона было видно из космоса.

Ограничения на концентрацию следов металлов в северной части Тихого океана ограничивают цветение диатомовых водорослей в течение всего года. Несмотря на то, что северная часть Тихого океана является регионом HNLC, она производит и экспортирует во внутренние районы океана относительно большое количество биогенного кремнезема в виде твердых частиц по сравнению с Северной Атлантикой, что способствует значительному росту диатомовых водорослей.

Экваториальный Тихий океан

Экваториальная часть Тихого океана - это океаническая провинция, характеризующаяся почти круглогодичным апвеллингом из-за схождения пассатов с северо-востока и юго-востока в зоне межтропической конвергенции. Экваториальная часть Тихого океана охватывает почти половину окружности Земли и играет важную роль в мировой морской новой первичной продукции. Новое производство - это термин, используемый в биологической океанографии для описания способа рециркуляции азота в океане. В регионах с расширенным новым производством нитраты из афотической зоны попадают в поверхностные воды, пополняя запасы нитратов на поверхности. Несмотря на наличие азота в водах экваториальной части Тихого океана, первичная продукция и наблюдаемая поверхностная биомасса океана значительно ниже по сравнению с другими крупными районами апвеллинга океана. Таким образом, Экваториальный Тихий океан считается одним из трех основных регионов HNLC.

Как и другие крупные провинции HNLC, Экваториальная часть Тихого океана считается бедной по питательным веществам из-за отсутствия следов металлов, таких как железо. Экваториальная часть Тихого океана получает примерно в 7-10 раз больше железа от апвеллинга Экваториального подводного течения (EUC), чем от поступлений из-за осаждения атмосферной пыли. Реконструкция климата ледниковых периодов с использованием прокси-записей отложений показала, что экваториальная часть Тихого океана могла быть в 2,5 раза более продуктивной, чем современный экваториальный океан. В эти ледниковые периоды Экваториальная часть Тихого океана увеличила экспорт морской новой продукции, обеспечивая тем самым сток атмосферного углекислого газа. Наука палеоокеанография пытается понять взаимодействие ледниковых циклов с динамикой океана. Палеоокеанографы в настоящее время оспаривают гипотезу эоловой пыли, которая предполагает, что атмосферный перенос богатой железом пыли от Центральной и Южной Америки контролирует интенсивность первичной продукции в экваториальной части Тихого океана. Одно исследование предполагает, что, поскольку апвеллинг EUC обеспечивает большую часть биодоступного железа в экваториальных поверхностных водах, единственный способ изменить условия HNLC - это усиление апвеллинга. Другими словами, усиленный региональный апвеллинг, а не отложение богатой железом атмосферной пыли, может объяснить, почему в этом регионе наблюдается более высокая первичная продуктивность в ледниковые периоды.

По сравнению с северной частью Тихого океана и Южным океаном, воды экваториальной части Тихого океана имеют относительно низкие уровни биогенного кремнезема и, таким образом, не поддерживают значительные запасы диатомовых водорослей. Пикопланктон является наиболее распространенным морским первичным продуцентом в этих регионах, главным образом из-за его способности ассимилировать низкие концентрации микроэлементов металлов. Различные сообщества фитопланктона в Экваториальной части Тихого океана выпасаются с той же скоростью, что и скорость их роста, что еще больше ограничивает первичную продукцию.

В настоящее время нет единого мнения относительно того, какая из двух основных гипотез (выпас скота или микронутриенты) контролирует производство в этих экваториальных водах. Вероятно, что ограничения на наличие следов металлов действуют только на мелкоклеточные организмы, что, таким образом, увеличивает давление простейших на пастбище. Хотя Экваториальная часть Тихого океана сохраняет характеристики HNLC, производительность иногда может быть высокой. Продуктивность приводит к обилию морских птиц, таких как буревестники, вблизи слияния субтропических вод и экваториального «холодного языка». Экваториальная часть Тихого океана является местом крупнейшего в мире промысла желтоперого тунца и пятнистого дельфина.

Южный океан

Схема антарктических течений. Движение поверхностных вод от материка вытягивает воду из глубины.

Южный океан - крупнейший регион HNLC в мировом океане. Широко известно, что поверхностные воды Южного океана богаты макроэлементами, несмотря на низкие запасы фитопланктона. Железо, депонированное в Северной Атлантике, включается в глубокие воды Северной Атлантики и транспортируется в Южный океан посредством термохалинной циркуляции. В конечном итоге, смешиваясь с циркумполярными водами Антарктики, апвеллинг поставляет железо и макроэлементы в поверхностные воды Южного океана. Следовательно, поступление железа и его первичное производство в Южном океане чувствительны к богатой железом сахарской пыли, осаждающейся над Атлантическим океаном. Из-за низкого поступления атмосферной пыли непосредственно в поверхностные воды Южного океана концентрации хлорофилла α низкие. Доступность света в Южном океане резко меняется в зависимости от сезона, но, похоже, это не является значительным препятствием для роста фитопланктона.

Макроэлементы, присутствующие в поверхностных водах Южного океана, поступают из поднявшейся на глубину воды. В то время как микронутриенты, такие как цинк и кобальт, возможно, могут одновременно ограничивать рост фитопланктона в Южном океане, железо, по-видимому, является критически важным ограничивающим микронутриентом. В некоторых регионах Южного океана наблюдается адекватная концентрация биодоступного железа и макроэлементов, однако рост фитопланктона ограничен. Гидрографические исследования и исследования по Пассаж региона Южного Drake наблюдали это явление вокруг Крозе, Кергелен и Южной Георгии и Южных Сандвичевых островов. Эти районы примыкают к шельфовым районам Антарктиды и островам Южного океана. Считается, что микронутриенты, необходимые для роста водорослей, поставляются с самих прилавков. За исключением районов, прилегающих к антарктическому шельфу, дефицит питательных микроэлементов серьезно ограничивает продуктивность в Южном океане.

Доступность железа - не единственный регулятор продуктивности и биомассы фитопланктона. Считается, что в Южном океане преобладающие низкие температуры отрицательно сказываются на темпах роста фитопланктона. Скорость роста фитопланктона очень интенсивна и непродолжительна на открытых участках, окруженных морским льдом и постоянными зонами морского льда. Считается, что выпас травоядных животных, таких как криль, веслоногие рачки и сальпы, подавляет постоянный запас фитопланктона. В отличие от открытых вод Южного океана, выпас по краям континентального шельфа невелик, поэтому большая часть не потребляемого фитопланктона опускается на морское дно, которое обеспечивает питательные вещества бентосными организмами.

Гипотезы

Учитывая удаленность районов HNLC, ученые объединили данные моделирования и наблюдений, чтобы изучить ограничения на первичную продукцию. Объединение этих двух источников данных позволяет сравнивать северную часть Тихого океана, экваториальную часть Тихого океана и Южный океан. Двумя текущими объяснениями глобальных регионов HNLC являются ограничения роста из-за доступности железа и контроль выпаса фитопланктона.

Железная гипотеза

Основные статьи: удобрение железом и удобрение океана

В 1988 году Джон Мартин подтвердил гипотезу о том, что железо ограничивает цветение и скорость роста фитопланктона в северной части Тихого океана. Его работа была экстраполирована на другие регионы HNLC с помощью доказательств, которые связывают низкую концентрацию поверхностного железа с низким содержанием хлорофилла. В ответ на эксперименты по удобрению железом (IronEx, SOIREE, SEEDS и т. Д.) На участках HNLC наблюдались сильные реакции фитопланктона, такие как снижение поверхностной концентрации питательных веществ и повышение биологической активности.

Исследования по удобрению железом, проводимые с повторяющимися интервалами в течение недели, дали больший биологический ответ, чем однократное оплодотворение. Размер биологической реакции обычно зависит от биологических, химических и физических характеристик участка. Считается, что в экваториальной и северной части Тихого океана кремнезем ограничивает дополнительное производство после удобрения железом, в то время как свет ограничивает дополнительное производство в Южном океане. Местный, более мелкий фитопланктон изначально реагировал на повышенное содержание железа, но его быстро вытеснил более крупный прибрежный фитопланктон, такой как диатомовые водоросли. Широкое цветение и сдвиг сообщества привели к экологическим опасениям по поводу удобрения больших участков HNLC регионов. Одно исследование предполагает, что диатомовые водоросли преимущественно растут во время экспериментов по оплодотворению. Некоторые диатомовые водоросли, такие как псевдонитцшия, выделяют нейротоксин домоевую кислоту, отравляя пастбищную рыбу. Если диатомеи растут преимущественно во время экспериментов по удобрению железом, длительное внесение удобрений может усилить отравление домоевой кислотой в морской пищевой сети вблизи оплодотворенных участков.

Глобальное осаждение пыли от ветра. Три региона HNLC (северная часть Тихого океана, экваториальная часть Тихого океана и Южный океан) получают мало атмосферной пыли, что приводит к дефициту железа.

Эоловая пыль

Основная статья: Пыль

Железо попадает в отдаленные районы с высоким уровнем загрязнения двумя основными способами: подъем воды, богатой питательными веществами, и осаждение атмосферной пыли. Железо необходимо часто пополнять и в биодоступных формах из-за его нерастворимости, быстрого поглощения через биологические системы и аффинности связывания с лигандами. Отложение пыли может не привести к цветению фитопланктона, если оседающая пыль не будет содержать правильную биодоступную форму железа. Кроме того, железо должно откладываться в продуктивные сезоны и совпадать с соответствующими RKR-соотношениями поверхностных питательных веществ. Эоловая пыль имеет большее влияние на регионы HNLC в Северном полушарии, потому что большая масса суши способствует большему осаждению пыли. Из-за изоляции Южного океана от суши апвеллинг, связанный с вихревой диффузией, обеспечивает железом HNLC-регионы.

Гипотеза борьбы с выпасом

Гипотеза о выпасе, сформулированная Джоном Уолшем в 1976 году, гласит, что выпас гетеротрофов подавляет первичную продуктивность в районах с высокой концентрацией питательных веществ. Хищничество микрозоопланктона в первую очередь объясняет потерю фитопланктона в регионах с HNLC. Выпас более крупного зоопланктона и адвективное перемешивание также несут ответственность за небольшую часть потерь для сообществ фитопланктона. Постоянный выпас ограничивает фитопланктон низким постоянным запасом на корню. Некоторые ученые считают, что без этого давления выпаса небольшой фитопланктон будет давать цветение, несмотря на истощение питательных микроэлементов, потому что фитопланктон меньшего размера, как правило, имеет более низкую потребность в железе и может поглощать питательные вещества с меньшей скоростью.

Современный взгляд

Текущий научный консенсус согласен с тем, что в областях с HNLC не хватает высокой продуктивности из-за сочетания железа и физиологических ограничений, давления выпаса и физических нагрузок. Степень, в которой каждый фактор способствует низкой продукции, может отличаться в каждой области HNLC. Ограничение содержания железа позволяет более мелкому, более бережливому по железу фитопланктону расти быстрыми темпами, в то время как выпас микрозоопланктона поддерживает стабильные запасы этого более мелкого фитопланктона. Как только микроэлементы станут доступны, выпас может ограничить размер цветения. Дополнительные ограничения питательных микроэлементов из-за следовых количеств металлов, таких как цинк или кобальт, могут подавить цветение фитопланктона. Турбулентное перемешивание в высокоширотных регионах HNLC (северная часть Тихого океана и Южный океан) может перемешивать фитопланктон на глубине ниже критической, необходимой для роста сообщества.

Геоинжиниринговые регионы HNLC

Теория

Морской углеродный цикл. Углекислый газ поглощается фитопланктоном для фотосинтеза и включается в морскую пищевую сеть. Когда планктон или хищник умирают, отложения органических веществ достигают морского дна, где углерод может быть захоронен и изолирован. Считается, что стимулирование цветения фитопланктона увеличивает осаждение твердых частиц органического углерода после отмирания цветков, что приводит к увеличению связывания углерода.

Поскольку прошлые эксперименты по удобрению железом привели к крупному цветению фитопланктона, некоторые предложили провести крупномасштабные эксперименты по удобрению океана для поглощения неорганического антропогенного углекислого газа в виде твердых частиц органического углерода. Внесение удобрений будет стимулировать биологическую продуктивность, что приведет к уменьшению количества неорганического двуокиси углерода на поверхности удобренного участка. Затем цветение отомрет и, предположительно, опустится в глубокие глубины океана, унося большую часть поглощенного углекислого газа на морское дно и изолируя его от краткосрочного углеродного цикла в глубоких океанах или океанических отложениях.

Эффективность и действенность

Чтобы эффективно удалить антропогенный углерод из атмосферы, удобрение железом должно привести к значительному удалению твердых частиц углерода с поверхности океана и его транспортировке в глубину океана. По оценкам различных исследований, менее 7-10% углерода, поглощенного во время цветения, будет поглощено, и только снижение концентрации углекислого газа в атмосфере на 15-25 частей на миллион приведет к устойчивому глобальному удобрению. Количество удаленного диоксида углерода может быть компенсировано затратами на топливо для сбора, транспортировки и высвобождения значительных количеств железа в отдаленные районы HNLC.

При крупномасштабном удобрении железом существует множество экологических проблем. Хотя цветение можно изучать и отслеживать, ученые до сих пор не знают, включается ли дополнительная продукция в пищевую цепочку или падает в глубокий океан после того, как цветение отмирает. Даже если углерод экспортируется на глубину, дождевые органические вещества могут вдыхаться, потенциально создавая бескислородные зоны в средней части столба или вызывая подкисление глубоководных океанических вод. Во время оплодотворения наблюдался явный сдвиг сообщества к диатомовым, и до сих пор неясно, имеет ли изменение видового состава какие-либо долгосрочные экологические последствия.

Энергетические ресурсы

Следующее является полностью теоретическим. Потребуется тестирование для определения осуществимости, оптимальной концентрации железа на единицу площади, связывания углерода по площади с течением времени, потребности в других питательных микроэлементах, количества энергии, необходимого для поддержания такой системы, и потенциального количества энергии, производимой системой. Эта система учитывает экономическую целесообразность (рентабельность биотопливных продуктов и углеродные кредиты) и управление рисками.

Рост

Выпас приводит к потреблению водорослей микрозоопланктоном. В результате этого хищничества на дно океана уносится менее 7-10% углерода. Выращивание водорослей на плавучих фермах может позволить этим районам с HNLC выращивать водоросли для сбора урожая без проблемы хищничества. Водоросли, выращенные на плавучих фермах, будут переработаны путем выпаса в случае катастрофического отказа плавучей фермы, что ограничит любой ущерб окружающей среде.

Использует

Водоросли, выращенные на плавучих фермах, можно было собирать и использовать в пищу или топливо. Вся биологическая жизнь состоит из липидов, углеводов, аминокислот и нуклеиновых кислот. Целые водоросли можно превратить в корм для животных, удобрения или биоуголь. Отделение липидов от водорослей может также создать биодизельное топливо из липидов и биоуглерод из остального. Конечно, водоросли можно перекачать на дно океана ниже любого давления выпаса для поглощения.

Секвестр

На управляемой плавучей ферме можно брать пробы урожая для регистрации количества водорослей на единицу объема, что будет указывать на количество улавливаемого углерода. Если этот углерод улавливается на дне океана, эту цифру можно использовать для точного расчета углеродных кредитов. Секвестрация углекислого газа на дне океана может разрушить неизученную экосистему и привести к вымиранию неоткрытых форм жизни.

Связывание углерода на суше происходит с высохшими водорослями. Без достаточного количества воды бактериям и другим живым организмам будет трудно переваривать изолированные водоросли. Биотопливо, которое не продается и не используется в качестве возобновляемого топлива, может храниться в заброшенных нефтяных скважинах и угольных шахтах. Объем биодизеля и масса биоуглерода могут дать точную цифру для производства (при секвестировании) и продажи (при удалении из скважин или шахт) углеродных кредитов.

Смотрите также

использованная литература

Последняя правка сделана 2023-04-21 06:50:03
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте