I CICLI DEL CARBONIO 3) ASPETTI MARINI

Il mare contiene in soluzione 50 volte piú carbonio che la CO2 dell´aria: 40.000 PgC e 750 PgC, rispettivamente (1PgC = 1 Petagrammo Carbonio = 1.000.000 di tonnellate di Carbonio). Tra la superficie del mare e l´aria esiste, in entrambi i sensi, un continuo scambio di CO2. In alcune epoche il mare si comporta come una fonte di CO2 atmosferico e in altre come serbatoio.
L´abbondanza di carbonio nel serbatoio oceanico si spiega, in parte, per l´alta solubilitá della CO2 e per la sua facilitá di reagire  chimicamente con l´acqua. Infatti il diossido di carbonio disciolto si combina con l´acqua di mare formando acido carbonico (H2CO3), che immediatamente si dissocia in ioni di bicarbonato (HCO3) e di carbonato (CO32-). Quasi tutto il carbonio disciolto é nella forma di questi due ioni: circa l´85% in forma di bicarbonato e circa 15% in forma di carbonato, e solo lo 0,5% di tutto il carbonio inorganico disciolto é nella forma di CO2 gassoso, e la concentrazione di acido carbonico H2CO3 é ancora minore.
L´unione di tutto il carbonio dei soluti (CO2 ,HCO3 e CO32-) si suole rappresentare con l´acronimo DIC (dissolved inorganic carbon), per distinguerlo dal carbonio organico DOC contenuto nella biomassa marina (dissolved organic carbon). Reazioni nel doppio senso stabiliscono e mantengono un equilibrio tra loro e che dipendono dalla temperatura, salinitá e alcalinitá dell`acqua.
L´interscambio di CO2 tra mare e atmosfera dipende direttamente della piccola frazione di carbonio presente sulla superficie del mare in forma di CO2. La sua pressione nella superficie dell´acqua (pCO2) si mantiene in equilibrio con la sua pressione parziale nella atmosfera, esistendo un continuo flusso molecolare aria-mare/mare-aria, che regola e fa variare le concentrazioni di carbonio in entrambi i serbatoi. Se per qualche motivo, diminuisce la pressione pCO2 dell´acqua, si produce un passaggio netto di molecole di CO2 dell´aria verso il mare. Cosí l´oceano assorbe CO2 dell´aria e aumenta la pCO2 dell´acqua di nuovo e viceversa.
La pressione della CO2 nell´acqua (pCO2) dipende direttamente della sua concentrazione e inversamente della sua solubilitá. Per esempio, quando l´acqua si raffredda, la solublitá della CO2 aumenta, perché i gas sono piú solubili in acqua fredda che calda, con questo diminuisce la pCO2 nell´acqua. Si produce uno squilibrio tra le pressioni pCO2 della superficie dell´acqua e l´aria a contatto con questa, e allora l´acqua assorbe piú CO2 aumentando la sua concentrazione. Come conseguenza, diminuisce la concentrazione di CO2 nell´aria. Il processo inverso succede quando l´acqua si riscalda. Pertanto, in principio, nelle epoche di raffreddamento delle acque, l´oceano assorbe CO2 dall´aria e fa diminuire la sua concentrazione nell´atmosfera, e al contrario, nelle epoche in cui le acque si riscaldano, l´oceano rilascia CO2 e aumenta la concentrazione di CO2 nell´atmosfera.
Nei processi di interscambio tra mare e aria é importante tenere conto delle correnti termoaline, che fanno sí che in alcune regioni le correnti marine, che portano con sè CO2 disciolto, affondano e in altre zone affiorano. Attualmente in alcune regioni ad alte latitudini, mari nordici e del Labrador e mari costieri antartici, l´acqua fredda superficiale, ricca di CO2, affonda portando con sé il carbonio che con le correnti profonde oceaniche, si sparge in tutti gli oceani. In altre zone l´acqua marina profonda affiora in superficie e riscaldandosi  si sovrasatura ,  rilasciando la CO2 nell´aria. Le zone  piú importanti di ventilazione si trovano nelle zone tropicali del Pacifico e nei mari del Sud . Si produce anche affioramento di CO2 nelle zone litorali del margine orientale degli anticicloni subtropicali, nelle aree di correnti fredde, come quelle delle correnti della California e Canarie al Nord e di Humboldt e Benguela, nell´emisfero Sud.
Pertanto l´affondamento (downwelling) e l´affioramento (upwelling) dell´acqua provocato da queste correnti termoaline, cui i flussi globali di carbonio sono molto importanti e differenti, da circa 25 e 28 PgC/anno rispettivamente, contribuiscono al riciclaggio della CO2 tra i mari e l´aria. La sua alterazione modifica i flussi di interscambio e altera la concentrazione di CO2 nell´atmosfera. Se l´intensitá della ventilazione rallenta, le acque oceaniche profonde non rilasciano la CO2 di cui sono caricate nel pompaggio biologico e, di conseguenza, la concentrazione di CO2 diminuisce nell´atmosfera. Al contrario, se il circuito termoalino si intensifica, la ventilazione oceanica aumenta e la concentrazione di CO2 nell´atmosfera aumenta anch´essa.
SAND-RIO

31 pensieri su “I CICLI DEL CARBONIO 3) ASPETTI MARINI

  1. Un altro tassello per poter capire come avvengono i flussi di CO2.
    Io credo davvero che la concentrazione attuale dell’ anidride carbonica atmosferica dipenda solo dalla temperatura degli oceani.
    Il meccanismo é molto simile quello della bottiglia di acqua minerale gassata … se si tiene in frigo si conserva meglio e trattiene più gas … se é calda l’ acqua la CO2 se ne va molto più facilmente. Quello che é diverso é che per trattenere più anidride carbonica, nell’ acqua bisogna tenere chiusa la bottiglia, in questo modo la solubilità nel gas aumenta per l’aumento della pressione, quando stappiamo la bottiglia la pressione diminuisce e l’ acqua si degassa di conseguenza.

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  2. Ieri ho visto un documentario su Sky che parlava delle ipotesi sull’esistenza della vita su altri pianeti.

    Per cominciare, naturalmente, citava quelli più vicini alla Terra:
    riguardo Venere, nel documentario si diceva che probabilmente, qualche miliardo di anni fa, c’erano oceani su Venere, ma poi la vicinanza al Sole ha fatto evaporare abbastanza acqua da innescare l’effetto serra e alzare inesorabilmente la temperatura e la densità dell’atmosfera. A quel punto, ma solo a quel punto, l’anidride carbonica intrappolata nelle rocce si è liberata nell’atmosfera venusiana in grandi quantità (mica come qui da noi!!!), causa l’elevata temperatura, a peggiorare ulteriormente le cose.

    Dunque, quando si parla di altri pianeti, si dice che l’effetto serra è dovuto prima di tutto al vapore acqueo, mica all’anidride carbonica (CO2).

    Perchè allora gli enti che studiano la Terra, invece, sostengono il contrario????? A pensar male si fa peccato, ma ci si azzecca quasi sempre…….ed io penso male…..

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  3. Esistono dei meccanism di circolo e ricircolo della CO2 del tutto naturali, a cui l’uomo aggiunge poco o niente…

    il clima è sempre cambiato e segue l’andamento dell’attività solare, con meccanismi sia diretti che indiretti (feedback).

    Noi possiamo solo stare a guardare ed imparare il più possibile da questo eccezionale minimo solare che stiamo vivendo, che nonostante i conteggi moderni (stamane catania riesce nell’impresa della TRIPLICAZIONE delle regioni attive), si sta già manifestandoil più intenso degli ultmi 200 anni!

    Simon

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  4. Daniele :intanto i ghiacciai sono in espanione..ormai la svolta e’ vicina..http://www.nimbus.it/ghiacciai/2010/100906Ciardoney.htm

    I bilanci si fanno su un numero elevato di ghiacciai, non su uno solo, verificando quale percentuale di essi è ulteriormente arretrata, quale stabile e quale avanzata. Ad esempio nel 2009 una certa percentuale di ghiacciai mostrò un avanzamento rispetto all’anno precedente, per la prima volta dopo molti anni.

    Questo è un approccio scientifico, galileiano.
    Se però ne hai un altro più “originale”, proponilo sicuramente, sono pronto a farmi quattro risate.

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  5. OT solare

    http://www.ansa.it/web/notizie/rubriche/scienza/2010/09/12/visualizza_new.html_1783531996.html

    Astronomia: sole piu’ attivo, eruzione ‘spezza’ superficie

    Dopo il grande risveglio avvenuto poco piu’ di un mese fa, il Sole diventa sempre piu’ attivo, al punto che l’ultima spettacolare eruzione ha ”spezzato” la superficie incandescente aprendo per un attimo una sorta di canale

    Che parole…mi piacerebbe domandare al giornalista se conosce il significato di parole come solar flux…CME…SSN..e il loro andamento attuale rispetto al passato.
    Mi picerebbe poi conoscere la “fonte” da cui è partita tale affermazione … da prima pagina con parole parole altisonanti del tipo..

    spezzato….
    grande risveglio…

    Poi tutti fan un copia&incolla della news e via che fa il giro del mondo !
    Che ridere….che scienza….

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  6. Daniele :@FabioDue eh si’..allora basta un anno di avanzamento per affermare che tutto sta cambiandoma per favore,perche’ non dite la verita,come stanno le cose attualmente?che i ghiacciai si stanno ritirando sempre piu’..

    Per favore, non ti agitare polemicamente ogni volta che ti si contraddice. Non ti fa onore.

    Nessuno dice che tutto sta cambiando, ma solo che ci sono indizi interessanti, che tu ti rifiuti di valutare anche quando hanno portata mondiale e invece ti rifugi nell’angusta questione della verifica dello stato di un singolo ghiacciaio, perdendo di vista il sistema climatico terrestre nel suo complesso.

    E i ghiacciai dell’Antartico, al massimo storico? Anche questo dovuto al riscaldamento globale, per cui più fa caldo e più l’acqua di mare gela?
    E quelli dell’Artico, che pur essendo ancora sotto la media storica hanno recuperato rispetto al 2007?
    E la Nina super che sta crescendo, roba mai vista perlomeno dal 1955 e, se le previsioni saranno confermate, addirittura la più forte da quando la si misura?
    E il livello dei mari che è cresciuto di 0,46 millimetri negli ultimi 100 anni, o giù di lì? Dov’è il mare del Global Warming che sommerge miglialia di km di coste?
    E i ghiacciai della Groenlandia che sono grosso modo quelli che erano 100 anni fa, a dispetto degli iceberg che vi si staccano?
    E Sole che tuttora fatica a ripartire e chissà quali cicli deboli produrrà nei prossimi anni, tanto che la NASA ha costantemente ritoccato le previsioni al ribasso?

    Sono questioni che credo sia giusto porsi. Poi, certo, le risposte arriveranno col tempo, a partire dai prossimi 10 anni, com’è naturale che sia nei processi climatici terrestri.

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  7. @ FabioDue

    Fabio ti và di tradurre questa pagina web ?

    http://www.vukcevic.talktalk.net/LFC20.htm

    Mi sembra molto interessante questo studio che sta portando avanti Mr.Vulkevic !
    In pratica da quel cho ho capito esiste uno stretto legame fra le principali celle atmosferiche
    e il campo geomagnetico terrestre !
    Magari ci possiamo scrivere un piccolo articolo !
    Che dici son solo una ventina di righe…son quase tutte immagini …
    🙂

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  8. ice2020 :@FabioDue
    lui è bora…ed è avvisato…

    Ah, ecco, mi pareva il solito polemico piagnone, che sputa sentenze e non sa discutere degli argomenti altrui.

    Bastian contrario per partito preso, lui deve stare all’opposizione, quale che sia l’opinione prevalente (opinione eh, non dogma)…..ma dimmi tu se ti sembra normale…..

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  9. FabioDue :

    Daniele :intanto i ghiacciai sono in espanione..ormai la svolta e’ vicina..http://www.nimbus.it/ghiacciai/2010/100906Ciardoney.htm

    I bilanci si fanno su un numero elevato di ghiacciai, non su uno solo, verificando quale percentuale di essi è ulteriormente arretrata, quale stabile e quale avanzata. Ad esempio nel 2009 una certa percentuale di ghiacciai mostrò un avanzamento rispetto all’anno precedente, per la prima volta dopo molti anni.

    Questo è un approccio scientifico, galileiano.
    Se però ne hai un altro più “originale”, proponilo sicuramente, sono pronto a farmi quattro risate.

    Questo grafico tratto dal link postato da Bora71 fa vedere una cosa molto interessante …


    ovvero che negli anni 2008-2010 non c’é stato un arretramento significativo … siamo forse in presenza di un minimo?
    Solo l’ analisi della derivata prima potrà svelare l’ arcano … 🙂

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  10. @Luci0

    Vero Lucio, l’ho notato anch’io, però si tratta di un solo ghiacciaio.

    Le tendenze si misurano perlomeno su decine di apparati glaciali.

    E non dimentichiamo che, al di fuori delle aree polari, oltre alle Alpi, c’è l’Himalaya, le Ande, le Montagne Rocciose, ed altre ancora.

    E non dimentichiamo che il comportamento dei ghiacciai è solo un aspetto particolare della questione Global Warming.

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  11. Michele :@ FabioDue
    Fabio ti và di tradurre questa pagina web ?
    http://www.vukcevic.talktalk.net/LFC20.htm
    Mi sembra molto interessante questo studio che sta portando avanti Mr.Vulkevic !In pratica da quel cho ho capito esiste uno stretto legame fra le principali celle atmosferichee il campo geomagnetico terrestre !Magari ci possiamo scrivere un piccolo articolo !Che dici son solo una ventina di righe…son quase tutte immagini …

    Volentieri, però è probabile che possa solo dopo giovedì, nei prossimi 3-4 giorni sono messo davvero male, abbi pazienza.
    Ne possiamo parlare venerdì? Grazie 🙂

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  12. Tre anni non del tutto negativi non sono molto significativi però sono molto meglio degli anni 2004 2006 dove si sono persi 50 metri di fronte ghiacciaio …
    Qualcosa sta cambiando, e dobbiamo far notare questi piccoli cambiamenti perché se la cosa fosse direttamente proporzionale all’ aumento dell’ anidride carbonica si sarebbe dovuto riscontrare un incremento significativo nell’ arretramento … ovvero almeno 60 o 70 metri invece dei 6-7 misurati. Insomma sembra che il modello proposto da IPCC non funzioni molto bene.

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  13. FabioDue :

    Michele :@ FabioDue
    Fabio ti và di tradurre questa pagina web ?
    http://www.vukcevic.talktalk.net/LFC20.htm
    Mi sembra molto interessante questo studio che sta portando avanti Mr.Vulkevic !In pratica da quel cho ho capito esiste uno stretto legame fra le principali celle atmosferichee il campo geomagnetico terrestre !Magari ci possiamo scrivere un piccolo articolo !Che dici son solo una ventina di righe…son quase tutte immagini …

    Volentieri, però è probabile che possa solo dopo giovedì, nei prossimi 3-4 giorni sono messo davvero male, abbi pazienza.
    Ne possiamo parlare venerdì? Grazie

    Ci mancherebbe nessuna fretta …. Mi faccio risentire io per il fine settimana!

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