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bomba de la plataforma continental

En biogeoquímica oceánica , se propone que la bomba de la plataforma continental opera en las aguas poco profundas de las plataformas continentales , actuando como un mecanismo ...

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En biogeoquímica oceánica , se propone que la bomba de la plataforma continental opera en las aguas poco profundas de las plataformas continentales , actuando como un mecanismo para transportar carbono (ya sea disuelto o particulado) desde las aguas superficiales hacia el interior del océano profundo adyacente. [ 1 ]

Descripción general

Originalmente formulado por Tsunogai et al. (1999), [ 1 ] se cree que la bomba ocurre donde las bombas de solubilidad y biológicas interactúan con una hidrografía local que alimenta agua densa desde el fondo de la plataforma hacia aguas subsuperficiales (al menos subtermoclinas ) en el océano profundo vecino. El trabajo original de Tsunogai et al. (1999) [ 1 ] se centró en el Mar de China Oriental y la observación de que, en promedio a lo largo del año, sus aguas superficiales representaban un sumidero de dióxido de carbono . Esta observación se combinó con otras de la distribución de carbonato disuelto y alcalinidad y se explicó de la siguiente manera  :

  • La poca profundidad de la plataforma continental restringe la convección del agua de refrigeración.
  • En consecuencia, el enfriamiento es mayor en las aguas de la plataforma continental que en las aguas oceánicas abiertas adyacentes.
  • Esto da lugar a la producción de agua relativamente fría y densa en la plataforma continental.
  • Las aguas más frías favorecen la bomba de solubilidad y conducen a un mayor almacenamiento de carbono inorgánico disuelto.
  • Este almacenamiento adicional de carbono se ve incrementado por la mayor producción biológica característica de los estantes [ 2 ].
  • Las densas aguas de la plataforma continental, ricas en carbono, se hunden hasta el fondo de la plataforma y entran en la capa subsuperficial del océano abierto mediante la mezcla isopicnal.

Teoría moderna de la bomba de la plataforma continental

Las plataformas continentales representan aproximadamente el 7% del área de los océanos, pero desempeñan un papel importante en los procesos biogeoquímicos oceánicos. [ 3 ] Las plataformas continentales tienen una gran entrada de nutrientes terrestres y aguas poco profundas que proporcionan condiciones productivas para los organismos biológicos, [ 4 ] y pueden ser variables debido a las entradas de carbono inorgánico disuelto (CID) de los estuarios, que pueden influir tanto en la salinidad como en la alcalinidad. [ 3 ] Durante el verano y la primavera, el CO 2 que es absorbido por el fitoplancton en la plataforma continental se hunde por debajo de la termoclina estacional. [ 5 ] [ 1 ] La termoclina limita el intercambio atmosférico de carbono, lo que resulta en un sumidero de CO 2. [ 1 ] El CO 2 por debajo de la termoclina se convierte luego de carbono orgánico particulado (COP) a carbono inorgánico disuelto (CID) por los heterótrofos. [ 6 ] Esto fue demostrado en un estudio del Mar de China Oriental por Tsunogai et al. (1999) que la termoclina en estas regiones está altamente estratificada por densidad, lo que permite la exportación de carbono inorgánico disuelto (CID) y carbono orgánico particulado (COP) a regiones más profundas del océano. [ 1 ] [ 5 ] Además, se ha demostrado la extracción de CO 2 a lo largo de las plataformas continentales en el Mar del Norte [ 6 ] y el Mar Céltico. [ 7 ] El CID es transportado al océano profundo por corrientes que ocurren a lo largo de las plataformas continentales. [ 8 ]

Modelado

La mayoría de los modelos actuales de la circulación global en el océano no tienen en cuenta los procesos que ocurren en las plataformas continentales. [ 9 ] Se creía que los procesos costeros tenían un impacto insignificante en los procesos del ciclo del carbono del océano en comparación con el vasto océano abierto. [ 9 ] En el estudio de Yool y Fasham (2001), modificaron el modelo de circulación general (MCG) del océano utilizando ecuaciones paramétricas para incluir los impactos de la bomba de la plataforma continental, y estimaron que la exportación de las plataformas continentales del mundo es de aproximadamente 0,589 Gt C año −1 . [ 9 ]

En 2009, los investigadores aplicaron una simulación de modelo hidrodinámico a gran escala para evaluar el transporte de carbono desde los mares de plataforma hasta el océano profundo y la suficiencia del sumidero de carbono en la plataforma continental europea. [ 8 ] La combinación de una simulación del Modelo del Margen Atlántico y el Sistema de Modelado Costero-Oceánico del Laboratorio Oceanográfico Proudman les permitió reproducir las condiciones de 1960-2004, con el enfoque principal en la hidrodinámica y el cálculo de los efectos biogeoquímicos correlacionados. [ 10 ] [ 11 ] Encontraron que el 40% del carbono secuestrado fue eliminado heterogéneamente en una sola temporada de crecimiento, con eliminación variable en algunas áreas, y que solo el 52% de este carbono fue redirigido al océano profundo. En este caso, la circulación de la plataforma y del mar profundo debe estar acoplada.

Significado

Basándose en sus mediciones del flujo de CO₂ sobre el Mar de China Oriental (35 g C m⁻² y⁻¹ ) , Tsunogai et al. (1999) [ 1 ] estimaron que la bomba de la plataforma continental podría ser responsable de un flujo de aire a mar de aproximadamente 1 Gt C y⁻¹ sobre las áreas de la plataforma mundial. Dado que las estimaciones observacionales [ 12 ] y de modelización [ 13 ] de las emisiones antropogénicas de CO₂ sugieren que el océano es actualmente responsable de la absorción de aproximadamente 2 Gt C y⁻¹ , y que estas estimaciones son deficientes para las regiones de la plataforma, la bomba de la plataforma continental puede desempeñar un papel importante en el ciclo del carbono del océano .

Una salvedad a este cálculo es que el trabajo original se centraba en la hidrografía del Mar de China Oriental, donde el enfriamiento desempeña un papel dominante en la formación de aguas densas en la plataforma continental, y que este mecanismo podría no aplicarse en otras regiones. Sin embargo, se ha sugerido [ 14 ] que otros procesos podrían impulsar la bomba en diferentes condiciones climáticas. Por ejemplo, en las regiones polares, la formación de hielo marino produce la extrusión de sal, lo que puede aumentar la densidad del agua de mar. De manera similar, en las regiones tropicales, la evaporación puede aumentar la salinidad local y la densidad del agua de mar.

El fuerte sumidero de CO₂ en latitudes templadas reportado por Tsunogai et al. (1999) [ 1 ] fue confirmado posteriormente en el Golfo de Vizcaya, [ 7 ] la Bahía del Atlántico Medio [ 15 ] y el Mar del Norte. [ 6 ] Por otro lado, en la Bahía del Atlántico Sur subtropical se reportó una fuente de CO₂ a la atmósfera. [ 16 ]

Recientemente, trabajos [ 17 ] [ 18 ] han recopilado y escalado datos disponibles sobre flujos de CO 2 en entornos costeros, y han demostrado que los mares marginales globales actúan como un sumidero significativo de CO 2  (-1,6 mol C m −2 y −1 ; -0,45 Gt C y −1 ) en concordancia con estimaciones previas. Sin embargo, el sumidero global de CO 2 en mares marginales podría ser casi totalmente compensado por la emisión de CO 2 (+11,1  mol C m −2 y −1 ; +0,40 Gt C y −1 ) del conjunto de ecosistemas costeros cercanos a la costa, principalmente relacionada con la emisión de CO 2 de estuarios (0,34 Gt C y −1 ).

Una aplicación interesante de este trabajo ha sido examinar el impacto del aumento del nivel del mar durante la última transición desglacial en el ciclo global del carbono. [ 19 ] Durante el último máximo glacial, el nivel del mar era unos 120 m (390 pies) más bajo que en la actualidad. A medida que el nivel del mar subió, la superficie de los mares de plataforma creció y, en consecuencia, la fuerza de la bomba de los mares de plataforma debería aumentar.  

El efecto del calentamiento es particularmente preocupante en torno a las plataformas de hielo antárticas, ya que las capas de hielo son los mayores reservorios de hielo de la Tierra y los cambios en su masa tienen el mayor potencial para tener un impacto significativo en el aumento del nivel del mar. [ 20 ] Un modelo climático global de remolinos reveló que la plataforma está regida por diferentes mecanismos: el Agua Profunda Circumpolar (CDW) se inicia con el calentamiento profundo de la plataforma con mezcla vertical y el Frente de la Pendiente Antártica (ASF) utiliza un gradiente de densidad lateral cerca del borde de la plataforma. [ 21 ] La desconexión entre el CDW y el ASF puede complicar la transferencia de calor a través del ASF e impedir que el calor escape de las aguas más profundas. Pero en áreas donde este transporte está menos inhibido, el calor puede moverse hacia la costa y dispersarse. Obtener una comprensión más completa de esta bomba de la plataforma podría ayudar a los investigadores a anticipar mejor el efecto del calentamiento en las capas de hielo.

Referencias

  1. 1 2 3 4 5 6 7 8 Tsunogai, S.; Watanabe, S.; Sato, T. (1999). "¿Existe una "bomba de plataforma continental" para la absorción de CO2 atmosférico ? ". Tellus B. 51 ( 3): 701– 712. Bibcode : 1999TellB..51..701T . doi : 10.1034/j.1600-0889.1999.t01-2-00010.x .
  2. ↑ Wollast, R. (1998). Evaluación y comparación del ciclo global del carbono en la zona costera y en mar abierto, págs. 213-252. En KH Brink y AR Robinson (eds.), El océano costero global . John Wiley & Sons.
  3. 1 2 Rippeth, Tom P (2005-10-20). "Mezcla en mares de plataforma estratificados estacionalmente: un paradigma cambiante" . Philosophical Transactions of the Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences . 363 (1837): 2837– 2854. Bibcode : 2005RSPTA.363.2837R . doi : 10.1098/rsta.2005.1662 . PMID 16286293 . 
  4. ↑ Longhurst, Alan; Sathyendranath, Shubha; Platt, Trevor; Caverhill, Carla (1995-06-01). "Una estimación de la producción primaria global en el océano a partir de datos de radiómetros satelitales" . Journal of Plankton Research . 17 (6): 1245– 1271. doi : 10.1093/plankt/17.6.1245 . ISSN 0142-7873 . 
  5. 1 2 Yool, Andrew; Fasham, Michael JR (2001). "Un examen de la "bomba de la plataforma continental" en un modelo de circulación general de océano abierto" . Global Biogeochemical Cycles . 15 (4): 831– 844. Bibcode : 2001GBioC..15..831Y . doi : 10.1029/2000GB001359 . ISSN 1944-9224 . 
  6. 1 2 3 Thomas, H.; Bozec, Y.; Elkalay, K.; Baar, HJW De (2004). "Almacenamiento mejorado de CO 2 en océano abierto a partir del bombeo de mares de plataforma" (PDF) . Science . 304 (5673): 1005– 1008. Bibcode : 2004Sci...304.1005T . doi : 10.1126/science.1095491 . hdl : 11370/e821600e-4560-49e8- aeec -18eeb17549e3 . PMID 15143279. S2CID 129790522 .  
  7. 1 2 Frankignoulle, M.; Borges, AV (2001). "La plataforma continental europea como un importante sumidero de dióxido de carbono atmosférico" . Global Biogeochemical Cycles . 15 (3): 569– 576. Bibcode : 2001GBioC..15..569F . doi : 10.1029/2000GB001307 .
  8. 1 2 Holt, Jason; Wakelin, Sarah; Huthnance, John (julio de 2009). "Circulación descendente de la plataforma continental del noroeste de Europa: un mecanismo impulsor de la bomba de carbono de la plataforma continental" . Geophysical Research Letters . 36 (14) 2009GL038997. Bibcode : 2009GeoRL..3614602H . doi : 10.1029/2009GL038997 . ISSN 0094-8276 . 
  9. 1 2 3 Yool, Andrew; Fasham, Michael JR (diciembre de 2001). "Un examen de la "bomba de la plataforma continental" en un modelo de circulación general de océano abierto" . Global Biogeochemical Cycles . 15 (4): 831– 844. Bibcode : 2001GBioC..15..831Y . doi : 10.1029/2000GB001359 . ISSN 0886-6236 . 
  10. ↑ Wakelin, Sarah L.; Holt, Jason T.; Proctor, Roger (febrero de 2009). "La influencia de las condiciones iniciales y las condiciones de contorno abiertas en la circulación de la plataforma en un modelo océano-plataforma 3D del Atlántico Nororiental" . Ocean Dynamics . 59 (1): 67–81 . Bibcode : 2009OcDyn..59...67W . doi : 10.1007/s10236-008-0164-3 . ISSN 1616-7341 . 
  11. ↑ Holt, Jason T.; James, Ian D. (2001-07-15). "Un modelo de evolución de densidad de coordenadas s de la plataforma continental del noroeste de Europa: 1. Descripción del modelo y estructura de densidad" . Journal of Geophysical Research: Oceans . 106 (C7): 14015– 14034. Bibcode : 2001JGR...10614015H . doi : 10.1029/2000JC000304 . ISSN 0148-0227 . 
  12. ↑ Takahashi, T.; Sutherland, SC; Sweeney, C.; et al. (2002). " Flujo global de CO2 entre el mar y el aire basado en la pCO2 superficial oceánica climatológica y los efectos biológicos y de temperatura estacionales". Deep-Sea Research Part II . 49 ( 9–10 ): 1601–1622 . Bibcode : 2002DSRII..49.1601T . doi : 10.1016/S0967-0645(02)00003-6 . 
  13. ↑ Orr, JC; Maier-Reimer, E.; Mikolajewicz, U.; Monfray, P.; Sarmiento, JL; Toggweiler, JR; Taylor, NK; Palmer, J.; Gruber, N.; Sabine, Christopher L.; Le Quéré, Corinne; Key, Robert M.; Boutin, Jacqueline; et al. (2001). "Estimaciones de la absorción de carbono antropogénico a partir de cuatro modelos oceánicos globales tridimensionales" (PDF) . Global Biogeochem. Cycles . 15 (1): 43– 60. Bibcode : 2001GBioC..15...43O . doi : 10.1029/2000GB001273 . hdl : 21.11116/0000-0004-ECB6-5 . S2CID 129094847 .  
  14. ↑ Yool, A.; Fasham, MJR (2001). "Un examen de la "bomba de la plataforma continental" en un modelo de circulación general de océano abierto" . Global Biogeochem. Cycles . 15 (4): 831– 844. Bibcode : 2001GBioC..15..831Y . doi : 10.1029/2000GB001359 .
  15. ↑ DeGrandpre, MD; Olbu, GJ; Beatty, CM; Hammar, TR (2002). " Flujos de CO2 aire-mar en la bahía del Atlántico Medio de EE. UU." Deep - Sea Research Part II . 49 (20): 4355– 4367. Bibcode : 2002DSRII..49.4355D . doi : 10.1016/S0967-0645(02)00122-4 .
  16. ↑ Cai, Wei-Jun; Wang, Zhaohui Aleck; Wang, Yongchen (2003). "El papel de los márgenes continentales heterotróficos dominados por marismas en el transporte de CO 2 entre la atmósfera, la interfaz tierra-mar y el océano" . Geophysical Research Letters . 30 (16): 1849. Bibcode : 2003GeoRL..30.1849C . doi : 10.1029/2003GL017633 .
  17. ↑ Borges, AV (2005). "¿Tenemos suficientes piezas del rompecabezas para integrar los flujos de CO 2 en el océano costero?" . Estuarios . 28 : 3– 27. doi : 10.1007/BF02732750 .
  18. ↑ Borges, AV; Delille, B.; Frankignoulle, M. (2005). "Budgeting sinks and sources of CO 2 in the coastal ocean: Diversity of ecosystems counts". Geophysical Research Letters . 32 (14): L14601. Bibcode : 2005GeoRL..3214601B . doi : 10.1029/2005GL023053 . hdl : 2268/2118 . S2CID 45272714 . 
  19. ↑ Rippeth, TP; Scourse, JD; Uehara, K.; McKeown, S. (2008). "Impacto del aumento del nivel del mar durante la última transición desglacial en la fuerza de la bomba de CO2 de la plataforma continental" . Geophys. Res. Lett . 35 (24): L24604. Bibcode : 2008GeoRL..3524604R . doi : 10.1029/2008GL035880 . S2CID 1049049 . 
  20. ↑ Bamber, Jonathan L.; Riva, Riccardo EM; Vermeersen, Bert LA; LeBrocq, Anne M. (2009-05-15). "Reevaluación del aumento potencial del nivel del mar por un colapso de la capa de hielo de la Antártida Occidental" . Science . 324 (5929): 901– 903. Bibcode : 2009Sci...324..901B . doi : 10.1126/science.1169335 . ISSN 0036-8075 . PMID 19443778 .  
  21. ↑Goddard, Paul B.; Dufour, Carolina O.; Yin, Jianjun; Griffies, Stephen M.; Winton, Michael (October 2017). "CO 2 -Induced Ocean Warming of the Antarctic Continental Shelf in an Eddying Global Climate Model". Journal of Geophysical Research: Oceans. 122 (10): 8079–8101. doi:10.1002/2017JC012849. hdl:10150/626296. ISSN 2169-9275.

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