6 просмотров

Национальный научный фонд — Где начинаются открытия

Биогеохимические циклы Земли, когда-то совпадавшие, выпадающие из синхронизации

Виновниками являются изменение климата и модели землепользования, доложат ученые на конференции Экологического общества Америки.

Иллюстрация, показывающая Землю

Круговорот воды на Земле меняется в результате глобального потепления и других факторов.

  • Кредит и увеличенная версия
  • Просмотр дополнительных мультимедиа

4 августа 2009 г.

Что общего между «мертвой зоной» Мексиканского залива, глобальным изменением климата и кислотными дождями? Все они являются результатом воздействия человека на биологию, химию и геологию Земли, а также на естественные циклы, включающие все три.

4-5 августа 2009 года ученые, изучающие такие циклы, — биогеохимики — соберутся на специальной серии сессий на 94-м ежегодном собрании Экологического общества Америки (ESA) в Альбукерке, штат Нью-Мексико.

Они представят результаты исследований, поддерживаемых различными усилиями Национального научного фонда (NSF), включая финансирование связанных биогеохимических циклов (CBC). CBC — это новая научная дисциплина, изучающая взаимодействие биогеохимических циклов Земли.

«Улучшение нашего понимания систем Земли все больше зависит от сотрудничества между учеными-биологами и геологами», — сказал Джеймс Коллинз, помощник директора NSF по биологическим наукам.«Междисциплинарная наука биогеохимия — это способ связать процессы, происходящие в локальных экосистемах, с явлениями, происходящими в глобальном масштабе, такими как изменение климата».

Биогеохимический цикл — это путь, по которому химический элемент, такой как углерод, или соединение, такое как вода, движется через биосферу Земли, атмосферу, гидросферу и литосферу.

По сути, элемент «перерабатывается», хотя в некоторых циклах элемент накапливается или удерживается в течение длительных периодов времени.

Статья в тему:  Как глобальное потепление влияет на альбедо

Химические соединения переходят от одного организма к другому и от одной части биосферы к другой через биогеохимические циклы.

Вода, например, может проходить через три фазы (жидкая, твердая и газообразная) по мере того, как она циркулирует в системе Земля. Он испаряется с растений, а также с поверхности земли и океана в атмосферу и после конденсации в облаках возвращается на Землю в виде дождя и снега.

Исследователи обнаруживают, что биогеохимические циклы — будь то круговорот воды, азотный цикл, углеродный цикл или другие — происходят согласованно друг с другом. Биогеохимические циклы «привязаны» друг к другу и к физическим особенностям Земли.

«Исторически биогеохимики сосредоточивались на определенных циклах, таких как цикл углерода или цикл азота», — сказал Тим Киллин, помощник директора NSF по наукам о Земле. «Однако биогеохимические циклы не существуют изолированно. Не существует азотного цикла без углеродного цикла, водородного цикла, кислородного цикла и даже циклов микроэлементов, таких как железо».

Теперь, с глобальным потеплением и другими общепланетарными воздействиями, биогеохимические циклы резко меняются. Подобно сломанным шестерням в машине, которая когда-то была точно настроена, эти циклы рассинхронизировались.

Знание о связанных биогеохимических циклах «необходимо для решения целого ряда антропогенных воздействий», — сказал Джон Коул, биогеохимик из Института исследований экосистем Кэри в Миллбруке, штат Нью-Йорк, и соорганизатор симпозиума CBC в ЕКА.

Статья в тему:  Когда последствия глобального потепления станут необратимыми

«Это прольет свет на такие вопросы, как успех восстановления водно-болотных угодий и состояние водных пищевых сетей. На специальных сессиях конференции CBC в ЕКА будут рассмотрены будущие потребности в исследованиях в области химии окружающей среды с акцентом на то, как глобальное изменение климата может повлиять на различные среды обитания. ."

Среды обитания на Земле имеют различный химический состав. Океаны влажные и соленые; лесные почвы богаты органическими формами азота и углерода, удерживающими влагу.

Атмосфера имеет довольно постоянный химический состав — примерно 79 процентов азота, 20 процентов кислорода и 1 процент смеси других газов, таких как вода, углекислый газ и метан.

«На первый взгляд незаметные химические изменения могут иметь серьезные последствия», — сказал Коул.

«Учтите, что глобальное изменение климата вызвано увеличением содержания углекислого газа и метана, газов, которые занимают менее ½ процента атмосферы. Сейчас, как никогда, нам нужно всестороннее представление о биогеохимических циклах Земли».

Изучение связанных биогеохимических циклов имеет прямое применение в управлении.

Одним из примеров является «мертвая зона» в Мексиканском заливе. Удобрения на основе азота попадают с кукурузных полей Айовы в реку Миссисипи, откуда они транспортируются в Мексиканский залив. Попадая в Персидский залив, азот стимулирует цветение водорослей.

Когда водоросли умирают, их разложение потребляет кислород, создавая область воды размером примерно с Нью-Джерси, неблагоприятную для водной жизни. Защита рыбного промысла в Персидском заливе, годовая стоимость которого оценивается в полмиллиарда долларов, зависит от понимания того, как взаимодействуют связанные биогеохимические циклы.

Статья в тему:  Насколько человеческое дыхание способствует глобальному потеплению

Лучшее понимание взаимосвязи между циклами азота и кислорода может помочь определить, как лучше всего использовать азотные удобрения, например, чтобы избежать мертвых зон.

Подробную информацию о сессиях ESA CBC можно найти, перейдя по ссылкам ниже.

Примечание. Рефераты и связанная с ними информация запрещены к использованию до 00:00 по горному времени вторника, 4 августа 2009 г.

  • Иллюстрация, показывающая цикл углекислого газа.
    Углерод входит в состав океанов, горных пород, почвы и всех живых существ и всегда находится в движении.
    Кредит и увеличенная версия
  • Иллюстрация азотного цикла.
    Азот путешествует через живые и неживые части земной системы.
    Кредит и увеличенная версия

Контакты СМИ
Шерил Дайбас, NSF, (703) 292-7734, электронная почта: cdybas@nsf.gov
Кристин Бакли, Экологическое общество Америки, (202) 833-8773 x 211, электронная почта: christine@esa.org
Лори Куиллен, Институт исследований экосистем Кэри, (845) 677-7600 x 233, электронная почта: quillenl@caryinstitute.org

Связанные веб-сайты
Программа конференции Экологического общества Америки: http://eco.confex.com/eco/2009/techprogram/

Национальный научный фонд США продвигает страну вперед, продвигая фундаментальные исследования во всех областях науки и техники. NSF поддерживает исследования и людей, предоставляя средства, инструменты и финансирование для поддержки их изобретательности и поддержания США как мирового лидера в исследованиях и инновациях. С бюджетом на 2022 финансовый год в размере 8,8 миллиардов долларов средства NSF достигают всех 50 штатов посредством грантов почти 2000 колледжей, университетов и учреждений. Ежегодно NSF получает более 40 000 конкурсных предложений и присуждает около 11 000 новых наград. Эти награды включают поддержку совместных исследований с промышленностью, исследования и операции в Арктике и Антарктике, а также участие США в международных научных усилиях.

  • Иллюстрация, показывающая цикл углекислого газа.
    Углерод входит в состав океанов, горных пород, почвы и всех живых существ и всегда находится в движении.
    Кредит и увеличенная версия
  • Иллюстрация азотного цикла.
    Азот путешествует через живые и неживые части земной системы.
    Кредит и увеличенная версия
голоса
Рейтинг статьи
Статья в тему:  Насколько вырубка лесов способствует глобальному потеплению
Ссылка на основную публикацию
0
Оставьте комментарий! Напишите, что думаете по поводу статьи.x