Idi na sadržaj

Biogeohemijski ciklus

Nepregledano
S Wikipedije, slobodne enciklopedije

Biogeohemijski ciklus, ili općije ciklus materije,[1] je kretanje i transformacija hemijskih elemenata i spojeva između živih organizama, atmosfere i Zemljine kore. Glavni biogeohemijski ciklusi uključuju ciklus ugljika, dušika i vode. U svakom ciklusu, hemijski element ili molekula transformiše se i kruže među živim organizmima i kroz različite geološke oblike i rezervoare, uključujući atmosferu, tlo i okeane. Može se smatrati putem kojim se hemijska supstanca ciklira (okreće ili kreće kroz) biotski odjeljak i abiotski odjeljci Zemlje. Biotski odjeljak je biosfera, a abiotski odjeljci su atmosfera, litosfera i hidrosfera.

Naprimjer, u ciklusu ugljika, atmosferski ugljik-dioksid apsorbiraju biljke putem fotosinteze, što ga pretvara u organske spojeve koji organizmi koriste za energiju i rast. Ugljik se zatim oslobađa natrag u atmosferu, putem disanja i razgradnje. Osim toga, ugljik se skladišti u fosilnim gorivima i oslobađa se u atmosferu ljudskim aktivnostima, kao što je sagorijevanje fosilnih goriva. U ciklusu dušika, atmosferski dušikov plin biljke pretvaraju u upotrebljive oblike kao što su amonijak i nitrati kroz proces fiksacije dušika. Ove spojeve mogu koristiti drugi organizmi, a dušik se vraća u atmosferu putem denitrifikacije i drugih procesa. U ciklusu vode u prirodi, voda, kao univerzalni rastvarač isparava sa kopna i okeana formirajući oblake u atmosferi, a zatim se istaloženi vraćaju u različite dijelove Planete. Padavine mogu procuriti u zemljište i postati dio sistema podzemnih voda koje koriste biljke i drugi organizmi, ili mogu oticanje s površine formirati jezera i rijeke. Podzemna voda zatim može procuriti u okean zajedno sa riječnim ispuštanjima, bogatim rastvorenom i česticama organske materije i drugim hranjivim tvarima.

Postoje biogeohemijski ciklusi za mnoge druge elemente, kao što su kisik, vodik, fosfor, kalcij, gvožđe, sumpor, živa i selen. Postoje i ciklusi za molekule, kao što su voda i silika. Pored toga, postoje makroskopski ciklusi kao što je ciklus stijena, i ciklusi izazvani čovjekom za sintetske spojeve kao što su polihlorirani bifenili (PCB). U nekim ciklusima postoje geološki rezervoari gdje supstance mogu ostati ili biti sekvestrirane duži vremenski period.

Biogeohemijski ciklusi uključuju interakciju bioloških, geoloških i hemijskih procesa. Biološki procesi uključuju utjecaj mikroorganizama, koji su ključni pokretači biogeohemijskog ciklusa. Mikroorganizmi imaju sposobnost provođenja širokog spektra metaboličkih procesa bitnih za ciklus hranjivih tvari (makronutrijenata i mikronutrijenata) i hemikalija u globalnim ekosistemima. Bez mikroorganizama mnogi od ovih procesa se ne bi odvijali, sa značajnim uticajem na funkcioniranje kopnenih i okeanskih ekosistema i biogeohemijskih ciklusa Planete u cjelini. Promjene ciklusa mogu uticati na ljudsko zdravlje. Ciklusi su međusobno povezani i imaju važnu ulogu u regulaciji klime, podržavanju rasta biljaka, fitoplanktona i ostalih organizama, te održavanju zdravlja ekosistema općenito. Ljudske aktivnosti poput sagorijevanja fosilnih goriva i korištenja velikih količina gnojiva mogu poremetiti cikluse, doprinoseći klimatskim promjenama, zagađenju i drugim ekološkim problemima..

Pregled

[uredi | uredi izvor]
Generalizirani biogeohemijski ciklus[2]
Pojednostavljena verzija ciklusa dušika

Energija teče usmjereno kroz ekosisteme, ulazeći kao sunčeva svjetlost (ili neorganske molekule za hemoautotrofe) i izlazeći kao toplota tokom mnogih transfera između trofičkih nivoa. Međutim, materija koja čini žive organizme se čuva i reciklira. Šest najčešćih elemenata povezanih s organskim molekulama – ugljik, dušik, vodik, kisik, fosfor i sumpor – uzimaju različite hemijske oblike i mogu postojati duži period u atmosferi, na kopnu, u vodi ili ispod Zemljine površine. Geološki procesi, kao što su trošenje, erozija, odvodnjavanje vode i subdukcija kontinentalnih ploča, svi imaju ulogu u ovom recikliranju materijala. Budući da geologija i hemija imaju glavne uloge u proučavanju ovog procesa, recikliranje neorganske materije između živih organizama i njihove okoline naziva se biogeohemijski ciklus.[3] Šest gore navedenih elemenata (biogeni elementi) organizmi koriste na različite načine. Vodik i kisik nalaze se u vodi i organskim molekulama, a oba su neophodna za život. Ugljik se nalazi u svim organskim molekulama, dok je dušik važna komponenta nukleinskih kiselina i proteina. Fosfor se koristi za stvaranje nukleinskih kiselina i fosfolipida koji čine biološke membrane. Sumpor je ključan za trodimenzijski oblik proteina. Kruženje ovih elemenata je međusobno povezano. Naprimjer, kretanje vode je ključno za ispiranje sumpora i fosfora u rijeke koje zatim mogu teći u okeane. Minerali kruže kroz biosferu između biotskih i abiotskih komponenti i od jednog organizma do drugog, u [[lanac ishrane|lancima|| i mrežama ishrane.[4]

Ekološki sistemi (ekosistemi) imaju mnogo biogeohemijskih ciklusa koji djeluju kao dio sistema, na primjer, ciklus vode, ciklus ugljika, ciklus dušika itd. Svi hemijski elementi koji se javljaju u organizmima dio su biogeohemijskih ciklusa. Osim što su dio živih organizama, ovi hemijski elementi također kruže kroz abiotičke faktore ekosistema kao što su voda (hidrosfera), zemljište/stijene i kamenje (litosfera) i/ili zrak (atmosfera).[5]

Živi faktori Planete mogu se zajednički nazvati biosfera. Svi nutrijenti - kao što su ugljik, azot, kiseik, fosfor i sumpor – koje živi organizmi koriste u ekosistemima dio su „zatvorenog sistema“; stoga se ove hemikalije recikliraju umjesto da se gube i stalno se obnavljaju kao u otvorenom sistemu.[5]

Glavni dijelovi biosfere povezani su u biogeohemijskim ciklusima, tokom hemijskih elemenata i spojeva. U mnogim od ovih ciklusa, biota ima važnu ulogu. Materija i energija iz Zemljine unutrašnjosti se oslobađa vulkanima. Atmosfera brzo razmjenjuje neke spojeve i elemente sa biotom i okeanima. Razmjena materijala između stijena, tla i okeana je uglavnom sporija u rom poređenju.[2] U ekodistemu, materija kruži, a energija teče/protiče. Protok energije u ekosistemu je „otvoreni sistem“; Sunce konstantno daje Planeti energiju u obliku svjetlosti dok se ona na kraju koristi i gubi u obliku toplote kroz trofičke nivoe lanca ishrane. Ugljik se koristi za proizvodnju ugljikohidrata, masti i proteina, glavnih izvora energije hrane. Ovi spojevi se oksidiraju, kako bi se oslobodio ugljik-dioksid, koji biljke mogu asunilirati za stvaranje organskih spojeva. Hemijsku reakciju pokreće svjetlosna energija sunčeve svjetlosti.

Sunčeva svjetlost je potrebna za spajanje ugljika s vodikom i kisikom u izvor energije, ali ekosistemi u dubokom moru, gdje sunčeva svjetlost ne može prodrijeti, dobijaju energiju iz sumpora. Vodik.sulfid u blizini hidrotermalnih izvora mogu koristiti organizmi poput divovskog cjevastog crva. U ciklusu sumpora, sumpor se može zauvijek reciklirati kao izvor energije. Energija se može osloboditi putem oksidacija i redukcije sumpornih spojeva (npr. oksidacijom elementarnog sumpora do sulfita, a zatim do sulfata).

Iako Zemlja stalno prima energiju od Sunca, njen hemijski sastav je u suštini fiksan, jer se dodatna materija samo povremeno dodaje meteoritima. Budući da se ovaj hemijski sastav ne obnavlja kao energija, svi procesi koji zavise od ovih hemikalija moraju se reciklirati. Ovi ciklusi uključuju i živu biosferu i neživu litosferu, atmosferu i hidrosferu. Biogeohemijski ciklusi se mogu uporediti sa geohemijskim ciklusima. Potonji se bavi samo korom i subkornim rezervoarima, iako se neki procesi iz oba preklapaju.

Odjeljci

[uredi | uredi izvor]

Biogeohemijski ciklusi funkcionišu kretanjem supstanci, koje također mogu proći kroz hemijska preuređenja, kroz puteve u biotskom odjeljku i abiotskim odjeljcima Zemlje. Biotski odjeljak je biosfera, a abiotički odjeljci su atmosfera, litosfera i hidrosfera.

Biotski odjeljak

[uredi | uredi izvor]

Biosfera

[uredi | uredi izvor]

Mikroorganizmi pokreću veliki dio biogeohemijskih ciklusa u Zemljinom sistemu.[7][8]

Abiotski odjeljci

[uredi | uredi izvor]
Plaža, scena koja istovremeno prikazuje tri abiotska odjeljka: atmosferu (zrak), hidrosferu (okean) i litosferu (tlo/stijene)

Atmosfera

[uredi | uredi izvor]

Hidrosfera

[uredi | uredi izvor]
Neke uloge morskih organizama u biogeohemijskim ciklusima u Južnom okeanu [9]

Globalni okean pokriva više od 70% Zemljine površine i izuzetno je heterogen. Produktivna morska područja i obalni ekosistemi čine manji dio okeana u smislu površine, ali imaju ogroman uticaj na globalne biogeohemijske cikluse,koje provode mikrobne zajednice, a koje predstavljaju 90% okeanske biomase.[10] Rad posljednjih godina uglavnom se fokusirao na kruženje ugljika i makronutrijenata poput dušika, fosfora i silikata: drugi važni elementi poput sumpora ili elemenata u tragovima manje su proučavani, što odražava povezana tehnička i logistička pitanja.[11] Sve više su ova morska područja i pripadnici taksona koji formiraju njihove ekosisteme izloženi značajnom antropogenom pritisku, što utiče na morski život i recikliranje energije i hranjivih tvari.[12][13][14] Ključni primjer je kulturna eutrofikacija, gdje poljoprivredno oticanje dovodi do obogaćivanja obalnih ekosistema dušikom i fosforom, što znatno povećava produktivnost u rezultira cvjetanjem algi, deoksigenacijom vodenog stuba i morskog dna, te povećanom emisijom stakleničkih plinova,[15] sa direktnim lokalnim i globalnim uticajima na azot i ugljikov ciklus. Međutim, oticanje organske materije sa kopna u obalne ekosisteme je samo jedna od niza hitnih prijetnji koje opterećuju mikrobne zajednice zbog globalnih promjena. Klimatske promjene su također rezultirale promjenama u kriosferi, jer se glečeri i permafrost tope, što rezultira intenzivnijom morskom stratifikacijom, dok promjene redoks-stanja u različitim biomima brzo mijenjaju mikrobne zajednice neviđenom brzinom.[16][17][18][11][19]

Globalne promjene, stoga, utiču na ključne procese, uključujući primarnu produktivnost, fiksaciju CO2 i N2, disanje/remineralizaciju organske materije, te tonjenje i zatrpavanje fiksiranog CO2.[19] Pored ovoga, okeani doživljavaju proces zakiseljavanja, sa promjenom od ~0,1 pH jedinica između predindustrijskog perioda i danas, što utiče na karbonatnu/bikarbonatnu pufer hemiju. Zauzvrat, utvrđeno je da zakiseljavanje utiče na planktonske zajednice, prvenstveno kroz efekte na kalcificirajuće taksone.[20] Također postoje dokazi o promjenama u proizvodnji ključnih međuprodukata hlapljivih spojeva, od kojih neki imaju izražene efekte staklene bašte (npr. N2O i CH4, koje je Breitburg pregledao 2018. godine,[17] zbog porasta globalne temperature, stratifikacije okeana i deoksigenacije, što dovodi do gubitka čak 25 do 50% dušika iz okeana u atmosferu u takozvanim zona minimuma kisika[21] or anoxic marine zones,[22] vođeno mikrobnim procesima. Drugi proizvodi, koji su obično toksični za morski nekton, uključujući reducirane vrste sumpora kao što je H2S, imaju negativan uticaj na morske resurse, poput ribarstva i obalne akvakulture. Dok su se globalne promjene ubrzale, došlo je do paralelnog porasta svijesti o složenosti morskih ekosistema, a posebno o fundamentalnoj ulozi mikroba kao pokretača funkcioniranja ekosistema.[11][18]

Litosfera

[uredi | uredi izvor]

Rezervoari

[uredi | uredi izvor]

Hemikalije se ponekad zadržavaju duži vremenski period na jednom mjestu. Ovo mjesto se naziva rezervoar, koji, naprimjer, uključuje objekte poput naslaga uglja koje skladište ugljik duži vremenski period.[23] When chemicals are held for only short periods of time, they are being held in exchange pools. Examples of exchange pools include plants and animals.[23] Biljke i životinje koriste se ugljikom za proizvodnju ugljikohidrata, masti i proteina, koji se zatim mogu koristiti za izgradnju njihovih unutrašnjih struktura ili za dobijanje energije. Biljke i životinje privremeno koriste ugljik u svojim sistemima, a zatim ga ispuštaju nazad u zrak ili okolni medij. Općenito, rezervoari su abiotski, dok su bazeni za razmjenu biotaki fakori. Ugljik se zadržava relativno kratko vrijeme u biljkama i životinjama u poređenju sa naslagama uglja. Količina vremena koju hemikalija zadržava na jednom mjestu naziva se njeno vrijeme zadržavanja ili vrijeme prometa (također se naziva vrijeme obnove ili doba izlaska).[23]

Modeli kutija

[uredi | uredi izvor]
Osnovni model s jednom kutijom

Modeli kutija se široko koriste za modeliranje biogeohemijskih sistema.[24][25] Kutijasti modeli su pojednostavljene verzije složenih sistema, svodeći ih na kutije (ili rezervoare za skladištenje rezervoare) za hemijske materijale, povezane tokovima materijala fluksovima. Jednostavni kutijasti modeli imaju mali broj kutija sa svojstvima, kao što je volumen, koja se ne mijenjaju s vremenom. Pretpostavlja se da se kutije ponašaju kao da su homogeno pomiješane.[25] Ovi modeli se često koriste za izvođenje analitičkih formula koje opisuju dinamiku i stacionarno stanje zastupljenosti uključenih hemijskih vrsta. Dijagram desno prikazuje osnovni model s jednom kutijom. Rezervoar sadrži količinu materijala M koja se razmatra, kako je definirano hemijskim, fizičkim ili biološkim svojstvima. Izvor Q je tok materijala u rezervoar, a ponor S je tok materijala iz rezervoara. Budžet je kontrola i ravnoteža izvora i ponora koji utiču na promet materijala u rezervoaru. Rezervoar je u stacionarnom stanju ako je Q = S, odnosno ako izvori uravnotežuju ponore i nema promjena tokom vremena.[25]

Vrijeme zadržavanja ili prometa je prosječno vrijeme koje materijal provodi u rezervoaru. Ako je rezervoar u stacionarnom stanju, to je isto kao i vrijeme potrebno za punjenje ili pražnjenje rezervoara. Dakle, ako je τ vrijeme prometa, onda je τ = M/S.[25] Jednačina koja opisuje brzinu promjene sadržaja u rezervoaru je:

Kada su dva ili više rezervoara povezana, može se smatrati da materijal kruži između rezervoara i mogu postojati predvidljivi obrasci cikličnog toka.[25] Složeniji modeli s više kutija se obično rješavaju numeričkim tehnikama.

Jednostavan model s tri kutije. Pojednostavljeni budžet tokova ugljika u okeanu.[26]
Mjerne jedinice

Globalni biogeohemijski modeli kutija obično mjere:

  • mase rezervoara u petagramima (Pg)
  • fluksevi protoka u petagramima godišnje (Pg god−1)

Dijagram s lijeve strane prikazuje pojednostavljeni budžet tokova ugljika u okeanu. Sastoji se od tri jednostavna međusobno povezana modela kutije, jednog za eufotsku zonu, jednog za unutrašnjost okeana ili tamni okean, i jednog za okeanske sedimente. U eufotskoj zoni, neto proizvodnja fitoplanktona iznosi oko 50 Pg C svake godine. Oko 10 Pg se izvozi u unutrašnjost okeana, dok se preostalih 40 Pg udiše. Razgradnja organskog ugljika nastaje dok se ugljikove čestice (morski snijeg) talože kroz unutrašnjost okeana. Samo 2 Pg na kraju stigne na morsko dno, dok se preostalih 8 Pg udiše u tamnom okeanu. U sedimentima, vremenska skala dostupna za degradaciju se povećava za redove veličine, što rezultira time da se 90% isporučenog organskog ugljika degradira i samo 0,2 Pg C god−1 se na kraju zakopa i prenese iz biosfere u geosferu.[26]

Složeniji model s mnogo međusobno djelujućih okvira. Brzine izvoza i ukopavanja kopnenog organskog ugljika u okeanu[27]

Dijagram s desne strane prikazuje složeniji model s mnogo međusobno djelujućih okvira. Mase rezervoara ovdje predstavljaju zalihe ugljika, mjerene u Pg C. Tokovi izmjene ugljika, mjereni u Pg C god−1, javljaju se između atmosfere i njena dva glavna ponora, kopna i okeana. Crni brojevi i strelice označavaju masu rezervoara i tok izmjene procijenjene za 1750. godinu, neposredno prije Industrijske revolucije. Crvene strelice (i pridruženi brojevi) označavaju godišnje promjene fluksa zbog antropogenih aktivnosti, u prosjeku za period 2000–2009. One predstavljaju kako se ciklus ugljika promijenio od 1750. Crveni brojevi u rezervoarima predstavljaju kumulativne promjene antropogenog ugljika od početka industrijskog perioda,1750–2011.[27][28][29]

Brzi i spori ciklusi

[uredi | uredi izvor]
The fast cycle operates through the biosphere, including exchanges between land, atmosphere, and oceans. The yellow numbers are natural fluxes of carbon in billions of tons (gigatons) per year. Red are human contributions and white are stored carbon.[30]
Spori ciklus se odvija u litosferi kroz stijene, uključujući vulkansku i tektonsku aktivnost.

Postoje brzi i spori biogeohemijski ciklusi. Brzi ciklusi se odvijaju u biosferi, a spori u litosferi u stijenama. Brzi ili biološki ciklusi mogu se završiti u roku od nekoliko godina, premještajući supstance iz atmosfere u biosferu, a zatim nazad u atmosferu. Spori ili geološki ciklusi mogu trajati milionima godina da se završe, premještajući supstance kroz Zemljinu koru između stijena, tla, okeana i atmosfere.[31]

Kao primjer, brzi ciklus ugljika ilustrovan je na dijagramu s desne strane. Ovaj ciklus uključuje relativno kratkotrajne biogeohemijske procese između okoline i živih organizama u biosferi. Uključuje kretanje ugljika između atmosfere i kopnenih i morskih ekosistema, kao i tla i sedimenata morskog dna. Brzi ciklus uključuje godišnje cikluse sa fotosintezom i dekadne cikluse koji uključuju vegetativni rast i razgradnju. Reakcije brzog ciklusa ugljika na ljudske aktivnosti odredit će mnoge od neposrednijih uticaja klimatskih promjena.[32][33][34][35]

Spori ciklus je ilustrovan na drugom dijagramu. On uključuje srednjoročne do dugoročne geohemijske procese koji pripadaju ciklusu stijena. Razmjena između okeana i atmosfere može trajati stoljećima, a trošenje stijena može trajati milionima godina. Ugljik u okeanu se taloži na dnu, gdje može formirati sedimentne stijene i biti subduciran u Zemljin plašt. Procesi izgradnje planina rezultiraju povratkom ovog geološkog ugljika na Zemljinu površinu. Tamo se stijene troše, a ugljik se vraća u atmosferu degazacijom, a u okean – rijekama. Ostali geološki ugljik se vraća u okean putem hidrotermalne cirkulacije iona kalcija. U datoj godini između 10 i 100 miliona tona ugljika kreće se kroz ovaj spori ciklus. To uključuje vulkane koji vraćaju geološki ugljik direktno u atmosferu u obliku ugljik-dioksida. Međutim, to je manje od jednog posto ugljik-dioksida koji se unosi u atmosferu sagorijevanjem fosilnih goriva.[31][32]

Duboki ciklusi

[uredi | uredi izvor]

Podzemlje je najveći rezervoar ugljika na Zemlji, koji sadrži 14–135 Pg ugljika [36] and 2–19% of all biomass.[37] Mikroorganizmi pokreću transformacije organskih i neorganskih spojeva u ovom okruženju i time kontroliraju biogeohemijske cikluse. Sadašnje znanje o mikrobnoj ekologiji podzemlja prvenstveno se zasniva na genskim sekvencama 16S ribosomska RNK (rRNK). Nedavne procjene pokazuju da <8% sekvenci 16S rRNK u javnim bazama podataka potiče od organizama iz podzemlja.[38] i samo mali dio njih predstavljen je genomima ili izolatima. Stoga postoji izuzetno malo pouzdanih informacija o mikrobnom metabolizmu u podzemlju. Nadalje, malo se zna o tome kako su organizmi u podzemnim ekosistemima metabolički međusobno povezani. Neke studije zasnovane na kultivaciji sintrofijskih konzorcija[39][40][41] i metagenomske analize prirodnih zajednica malog obima [42][43][44] sugeriraju da su organizmi povezani putem metaboličkih primopredaja: prijenosa produkata redoks – reakcija jednog organizma na drugi. Međutim, nijedno složeno okruženje nije dovoljno u potpunosti raščlanjeno da bi se razriješile mreže metaboličkih interakcija koje ih podupiru. To ograničava sposobnost biogeohemijskih modela da uhvate ključne aspekte ciklusa ugljika i ostalih hranjivih tvari[45] Novi pristupi poput metagenomike razlučene na genomu, pristupa koji može dati sveobuhvatan skup nacrta, pa čak i kompletnih genoma za organizme bez potrebe za laboratorijskom izolacijom.[42][46][47] imaju potencijal da pruže ovaj kritični nivo razumijevanja biogeohemijskih procesa.[48]

Neki primjeri

[uredi | uredi izvor]

Neki od poznatijih biogeohemijskih ciklusa prikazani su ispod:

Mnogi biogeohemijski ciklusi se trenutno prvi put proučavaju. Klimatske promjene i ljudski uticaji drastično mijenjaju brzinu, intenzitet i ravnotežu ovih relativno nepoznatih ciklusa, koji uključuju:

Biogeohemijski ciklusi uvijek uključuju aktivna ravnotežna stanja: ravnotežu u kruženju elementa između odjeljaka. Međutim, ukupna ravnoteža može uključivati odjeljke raspoređene na globalnoj skali. Budući da biogeohemijski ciklusi opisuju kretanje supstanci na cijelom globusu, proučavanje ovih ciklusa je inherentno multidisciplinarno. Ciklus ugljika može biti povezan s istraživanjima u ekologiji i atmosferskim naukama.[53]

Biokemijska dinamika bi također bila povezana s područjima geologije i pedologije.[54]

Također pogledajte

[uredi | uredi izvor]

Reference

[uredi | uredi izvor]
  1. ↑ "CK12-Foundation". flexbooks.ck12.org. Pristupljeno 21. 3. 2022.
  2. 1 2 Moses, M. (2012) Biogeochemical cycles Arhivirano 22. 11. 2021. na Wayback Machine. Encyclopedia of Earth.
  3. ↑ Biogeochemical Cycles Arhivirano 27. 9. 2021. na Wayback Machine, OpenStax, 9 May 2019. Material was copied from this source, which is available under a Creative Commons Attribution 4.0 International License Arhivirano 16. 10. 2017. na Wayback Machine.
  4. ↑ Fisher M. R. (Ed.) (2019) Environmental Biology, 3.2 Biogeochemical Cycles Arhivirano 27. 9. 2021. na Wayback Machine, OpenStax. Material was copied from this source, which is available under a Creative Commons Attribution 4.0 International License Arhivirano 16. 10. 2017. na Wayback Machine.
  5. 1 2 "Biogeochemical Cycles". The Environmental Literacy Council. Arhivirano s originala, 30. 4. 2015. Pristupljeno 20. 11. 2017.
  6. ↑ Avelar, S., van der Voort, T.S. and Eglinton, T.I. (2017) "Relevance of carbon stocks of marine sediments for national greenhouse gas inventories of maritime nations". Carbon balance and management, 12(1): 10.doi:10.1186/s13021-017-0077-x. Material was copied from this source, which is available under a Creative Commons Attribution 4.0 International License. Arhivirano 16. 10. 2017. na Wayback Machine.
  7. ↑ Falkowski, P. G.; Fenchel, T.; Delong, E. F. (2008). "The Microbial Engines That Drive Earth's Biogeochemical Cycles". Science. 320 (5879): 1034–1039. Bibcode:2008Sci...320.1034F. doi:10.1126/science.1153213. PMID 18497287. S2CID 2844984.
  8. ↑ Zakem, Emily J.; Polz, Martin F.; Follows, Michael J. (2020). "Redox-informed models of global biogeochemical cycles". Nature Communications. 11 (1): 5680. Bibcode:2020NatCo..11.5680Z. doi:10.1038/s41467-020-19454-w. PMC 7656242. PMID 33173062. Material was copied from this source, which is available under a Creative Commons Attribution 4.0 International License Arhivirano 16. 10. 2017. na Wayback Machine.
  9. ↑ Henley, Sian F.; Cavan, Emma L.; Fawcett, Sarah E.; Kerr, Rodrigo; Monteiro, Thiago; Sherrell, Robert M.; Bowie, Andrew R.; Boyd, Philip W.; Barnes, David K. A.; Schloss, Irene R.; Marshall, Tanya; Flynn, Raquel; Smith, Shantelle (2020). "Changing Biogeochemistry of the Southern Ocean and Its Ecosystem Implications". Frontiers in Marine Science. 7: 581. Bibcode:2020FrMaS...7..581H. doi:10.3389/fmars.2020.00581. hdl:11336/128446. Material was copied from this source, which is available under a Creative Commons Attribution 4.0 International License Arhivirano 16. 10. 2017. na Wayback Machine.
  10. ↑ Alexander, Vera; Miloslavich, Patricia; Yarincik, Kristen (2011). "The Census of Marine Life—evolution of worldwide marine biodiversity research". Marine Biodiversity. 41 (4): 545–554. Bibcode:2011MarBd..41..545A. doi:10.1007/s12526-011-0084-1. S2CID 25888475.
  11. 1 2 3 Murillo, Alejandro A.; Molina, Verónica; Salcedo-Castro, Julio; Harrod, Chris (2019). "Editorial: Marine Microbiome and Biogeochemical Cycles in Marine Productive Areas". Frontiers in Marine Science. 6: 657. Bibcode:2019FrMaS...6..657M. doi:10.3389/fmars.2019.00657. Material was copied from this source, which is available under a Creative Commons Attribution 4.0 International License Arhivirano 16. 10. 2017. na Wayback Machine.
  12. ↑ Galton, D. (1884) 10th Meeting: report of the royal commission on metropolitan sewage Arhivirano 24. 9. 2021. na Wayback Machine. J. Soc. Arts, 33: 290.
  13. ↑ Hasler, Arthur D. (1969). "Cultural Eutrophication is Reversible". BioScience. 19 (5): 425–431. doi:10.2307/1294478. JSTOR 1294478.
  14. ↑ Jickells, T. D.; Buitenhuis, E.; Altieri, K.; Baker, A. R.; Capone, D.; Duce, R. A.; Dentener, F.; Fennel, K.; Kanakidou, M.; Laroche, J.; Lee, K.; Liss, P.; Middelburg, J. J.; Moore, J. K.; Okin, G.; Oschlies, A.; Sarin, M.; Seitzinger, S.; Sharples, J.; Singh, A.; Suntharalingam, P.; Uematsu, M.; Zamora, L. M. (2017). "A reevaluation of the magnitude and impacts of anthropogenic atmospheric nitrogen inputs on the ocean". Global Biogeochemical Cycles. 31 (2): 289. Bibcode:2017GBioC..31..289J. doi:10.1002/2016GB005586. hdl:1874/348077. S2CID 5158406.
  15. ↑ Bouwman, A. F.; Van Drecht, G.; Knoop, J. M.; Beusen, A. H. W.; Meinardi, C. R. (2005). "Exploring changes in river nitrogen export to the world's oceans". Global Biogeochemical Cycles. 19 (1). Bibcode:2005GBioC..19.1002B. doi:10.1029/2004GB002314. S2CID 131163837.
  16. ↑ Altieri, Andrew H.; Gedan, Keryn B. (2015). "Climate change and dead zones". Global Change Biology. 21 (4): 1395–1406. Bibcode:2015GCBio..21.1395A. doi:10.1111/gcb.12754. PMID 25385668. S2CID 24002134.
  17. 1 2 Breitburg, Denise; Levin, Lisa A.; Oschlies, Andreas; Grégoire, Marilaure; Chavez, Francisco P.; Conley, Daniel J.; Garçon, Véronique; Gilbert, Denis; Gutiérrez, Dimitri; Isensee, Kirsten; Jacinto, Gil S.; Limburg, Karin E.; Montes, Ivonne; Naqvi, S. W. A.; Pitcher, Grant C.; Rabalais, Nancy N.; Roman, Michael R.; Rose, Kenneth A.; Seibel, Brad A.; Telszewski, Maciej; Yasuhara, Moriaki; Zhang, Jing (2018). "Declining oxygen in the global ocean and coastal waters". Science. 359 (6371). Bibcode:2018Sci...359M7240B. doi:10.1126/science.aam7240. PMID 29301986. S2CID 206657115.
  18. 1 2 Cavicchioli, Ricardo; et al. (2019). "Scientists' warning to humanity: Microorganisms and climate change". Nature Reviews Microbiology. 17 (9): 569–586. doi:10.1038/s41579-019-0222-5. PMC 7136171. PMID 31213707.
  19. 1 2 Hutchins, David A.; Jansson, Janet K.; Remais, Justin V.; Rich, Virginia I.; Singh, Brajesh K.; Trivedi, Pankaj (2019). "Climate change microbiology — problems and perspectives". Nature Reviews Microbiology. 17 (6): 391–396. doi:10.1038/s41579-019-0178-5. PMID 31092905. S2CID 155102440.
  20. ↑ Stillman, Jonathon H.; Paganini, Adam W. (2015). "Biochemical adaptation to ocean acidification". Journal of Experimental Biology. 218 (12): 1946–1955. Bibcode:2015JExpB.218.1946S. doi:10.1242/jeb.115584. PMID 26085671. S2CID 13071345.
  21. ↑ Bertagnolli, Anthony D.; Stewart, Frank J. (2018). "Microbial niches in marine oxygen minimum zones". Nature Reviews Microbiology. 16 (12): 723–729. doi:10.1038/s41579-018-0087-z. PMID 30250271. S2CID 52811177.
  22. ↑ Ulloa, O.; Canfield, D. E.; Delong, E. F.; Letelier, R. M.; Stewart, F. J. (2012). "Microbial oceanography of anoxic oxygen minimum zones". Proceedings of the National Academy of Sciences. 109 (40): 15996–16003. Bibcode:2012PNAS..10915996U. doi:10.1073/pnas.1205009109. PMC 3479542. PMID 22967509. S2CID 6630698.
  23. 1 2 3 Baedke, Steve J.; Fichter, Lynn S. "Biogeochemical Cycles: Carbon Cycle". Supplemental Lecture Notes for Geol 398. James Madison University. Arhivirano s originala, 1. 12. 2017. Pristupljeno 20. 11. 2017.
  24. ↑ Sarmiento, J.L.; Toggweiler, J.R. (1984). "A new model for the role of the oceans in determining atmospheric P CO 2". Nature. 308 (5960): 621–24. Bibcode:1984Natur.308..621S. doi:10.1038/308621a0. S2CID 4312683.
  25. 1 2 3 4 5 Bianchi, Thomas (2007) Biogeochemistry of Estuaries Arhivirano 25. 9. 2021. na Wayback Machine page 9, Oxford University Press. ISBN 9780195160826.
  26. 1 2 Middelburg, J.J.(2019) Marine carbon biogeochemistry: a primer for earth system scientists, page 5, Springer Nature. ISBN 9783030108229. doi:10.1007/978-3-030-10822-9. Material was copied from this source, which is available under a Creative Commons Attribution 4.0 International License Arhivirano 16. 10. 2017. na Wayback Machine.
  27. 1 2 Kandasamy, Selvaraj; Nagender Nath, Bejugam (2016). "Perspectives on the Terrestrial Organic Matter Transport and Burial along the Land-Deep Sea Continuum: Caveats in Our Understanding of Biogeochemical Processes and Future Needs". Frontiers in Marine Science. 3: 259. Bibcode:2016FrMaS...3..259K. doi:10.3389/fmars.2016.00259. S2CID 30408500. Material was copied from this source, which is available under a Creative Commons Attribution 4.0 International License Arhivirano 16. 10. 2017. na Wayback Machine.
  28. ↑ Sarmiento, Jorge L.; Gruber, Nicolas (2002). "Sinks for Anthropogenic Carbon". Physics Today. 55 (8): 30–36. Bibcode:2002PhT....55h..30S. doi:10.1063/1.1510279. S2CID 128553441.
  29. ↑ Chhabra, Abha (2013). "Carbon and Other Biogeochemical Cycles". Intergovernmental Panel on Climate Change. doi:10.13140/2.1.1081.8883.
  30. ↑ Riebeek, Holli (16. 6. 2011). "The Carbon Cycle". Earth Observatory. NASA. Arhivirano s originala, 5. 3. 2016. Pristupljeno 5. 4. 2018.
  31. 1 2 Libes, Susan M. (2015). Blue planet: The role of the oceans in nutrient cycling, maintain the atmosphere system, and modulating climate change Arhivirano 20. 1. 2021. na Wayback Machine In: Routledge Handbook of Ocean Resources and Management, Routledge, pages 89–107. ISBN 9781136294822.
  32. 1 2 Bush, Martin J. (2020). Climate Change and Renewable Energy. str. 109–141. doi:10.1007/978-3-030-15424-0_3. ISBN 978-3-030-15423-3. S2CID 210305910. Arhivirano s originala, 27. 9. 2021. Pristupljeno 27. 9. 2021.
  33. ↑ Rothman, D. H. (2002). "Atmospheric carbon dioxide levels for the last 500 million years". Proceedings of the National Academy of Sciences. 99 (7): 4167–4171. Bibcode:2002PNAS...99.4167R. doi:10.1073/pnas.022055499. PMC 123620. PMID 11904360.
  34. ↑ Carpinteri, Alberto; Niccolini, Gianni (2019). "Correlation between the Fluctuations in Worldwide Seismicity and Atmospheric Carbon Pollution". Sci. 1: 17. doi:10.3390/sci1010017. Material was copied from this source, which is available under a Creative Commons Attribution 4.0 International License Arhivirano 16. 10. 2017. na Wayback Machine.
  35. ↑ Rothman, Daniel (januar 2015). "Earth's carbon cycle: A mathematical perspective". Bulletin of the American Mathematical Society (jezik: engleski). 52 (1): 47–64. doi:10.1090/S0273-0979-2014-01471-5. hdl:1721.1/97900. ISSN 0273-0979. Arhivirano s originala, 22. 11. 2021. Pristupljeno 27. 9. 2021.
  36. ↑ McMahon, Sean; Parnell, John (2014). "Weighing the deep continental biosphere". FEMS Microbiology Ecology. 87 (1): 113–120. Bibcode:2014FEMME..87..113M. doi:10.1111/1574-6941.12196. PMID 23991863. S2CID 9491320.
  37. ↑ Kallmeyer, J.; Pockalny, R.; Adhikari, R. R.; Smith, D. C.; d'Hondt, S. (2012). "Global distribution of microbial abundance and biomass in subseafloor sediment". Proceedings of the National Academy of Sciences. 109 (40): 16213–16216. doi:10.1073/pnas.1203849109. PMC 3479597. PMID 22927371.
  38. ↑ Schloss, Patrick D.; Girard, Rene A.; Martin, Thomas; Edwards, Joshua; Thrash, J. Cameron (2016). "Status of the Archaeal and Bacterial Census: An Update". mBio. 7 (3). doi:10.1128/mBio.00201-16. PMC 4895100. PMID 27190214.
  39. ↑ Abreu, Nicole A.; Taga, Michiko E. (2016). "Decoding molecular interactions in microbial communities". FEMS Microbiology Reviews. 40 (5): 648–663. doi:10.1093/femsre/fuw019. PMC 5007284. PMID 27417261.
  40. ↑ Bosse, Magnus; Heuwieser, Alexander; Heinzel, Andreas; Nancucheo, Ivan; Melo Barbosa Dall'Agnol, Hivana; Lukas, Arno; Tzotzos, George; Mayer, Bernd (2015). "Interaction networks for identifying coupled molecular processes in microbial communities". BioData Mining. 8: 21. doi:10.1186/s13040-015-0054-4. PMC 4502522. PMID 26180552.
  41. ↑ Braker, Gesche; Dörsch, Peter; Bakken, Lars R. (2012). "Genetic characterization of denitrifier communities with contrasting intrinsic functional traits". FEMS Microbiology Ecology. 79 (2): 542–554. Bibcode:2012FEMME..79..542B. doi:10.1111/j.1574-6941.2011.01237.x. PMID 22092293.
  42. 1 2 Hug, Laura A.; Thomas, Brian C.; Sharon, Itai; Brown, Christopher T.; Sharma, Ritin; Hettich, Robert L.; Wilkins, Michael J.; Williams, Kenneth H.; Singh, Andrea; Banfield, Jillian F. (2016). "Critical biogeochemical functions in the subsurface are associated with bacteria from new phyla and little studied lineages". Environmental Microbiology. 18 (1): 159–173. Bibcode:2016EnvMi..18..159H. doi:10.1111/1462-2920.12930. PMID 26033198. S2CID 43160538. Arhivirano s originala, 27. 9. 2021. Pristupljeno 27. 9. 2021.
  43. ↑ McCarren, J.; Becker, J. W.; Repeta, D. J.; Shi, Y.; Young, C. R.; Malmstrom, R. R.; Chisholm, S. W.; Delong, E. F. (2010). "Microbial community transcriptomes reveal microbes and metabolic pathways associated with dissolved organic matter turnover in the sea". Proceedings of the National Academy of Sciences. 107 (38): 16420–16427. doi:10.1073/pnas.1010732107. PMC 2944720. PMID 20807744.
  44. ↑ Embree, Mallory; Liu, Joanne K.; Al-Bassam, Mahmoud M.; Zengler, Karsten (2015). "Networks of energetic and metabolic interactions define dynamics in microbial communities". Proceedings of the National Academy of Sciences. 112 (50): 15450–15455. Bibcode:2015PNAS..11215450E. doi:10.1073/pnas.1506034112. PMC 4687543. PMID 26621749.
  45. ↑ Long, Philip E.; Williams, Kenneth H.; Hubbard, Susan S.; Banfield, Jillian F. (2016). "Microbial Metagenomics Reveals Climate-Relevant Subsurface Biogeochemical Processes". Trends in Microbiology. 24 (8): 600–610. doi:10.1016/j.tim.2016.04.006. PMID 27156744. S2CID 3983278.
  46. ↑ Eren, A. Murat; Esen, Özcan C.; Quince, Christopher; Vineis, Joseph H.; Morrison, Hilary G.; Sogin, Mitchell L.; Delmont, Tom O. (2015). "Anvi'o: An advanced analysis and visualization platform for 'omics data". PeerJ. 3. doi:10.7717/peerj.1319. PMC 4614810. PMID 26500826.
  47. ↑ Alneberg, Johannes; Bjarnason, Brynjar Smári; De Bruijn, Ino; Schirmer, Melanie; Quick, Joshua; Ijaz, Umer Z.; Lahti, Leo; Loman, Nicholas J.; Andersson, Anders F.; Quince, Christopher (2014). "Binning metagenomic contigs by coverage and composition". Nature Methods. 11 (11): 1144–1146. doi:10.1038/nmeth.3103. PMID 25218180. S2CID 24696869.
  48. ↑ Anantharaman, Karthik; Brown, Christopher T.; Hug, Laura A.; Sharon, Itai; Castelle, Cindy J.; Probst, Alexander J.; Thomas, Brian C.; Singh, Andrea; Wilkins, Michael J.; Karaoz, Ulas; Brodie, Eoin L.; Williams, Kenneth H.; Hubbard, Susan S.; Banfield, Jillian F. (2016). "Thousands of microbial genomes shed light on interconnected biogeochemical processes in an aquifer system". Nature Communications. 7. Bibcode:2016NatCo...713219A. doi:10.1038/ncomms13219. PMC 5079060. PMID 27774985. Material was copied from this source, which is available under a Creative Commons Attribution 4.0 International License Arhivirano 16. 10. 2017. na Wayback Machine.
  49. ↑ "Mercury Cycling in the Environment". Wisconsin Water Science Center. United States Geological Survey. 10. 1. 2013. Arhivirano s originala, 11. 4. 2021. Pristupljeno 20. 11. 2017.
  50. ↑ Organic contaminants that leave traces: sources, transport and fate. Ifremer. 2006. str. 22–23. ISBN 978-2-7592-0013-9.
  51. ↑ Galy, Valier; Peucker-Ehrenbrink, Bernhard; Eglinton, Timothy (2015). "Global carbon export from the terrestrial biosphere controlled by erosion". Nature. 521 (7551): 204–207. Bibcode:2015Natur.521..204G. doi:10.1038/nature14400. PMID 25971513. S2CID 205243485.
  52. ↑ Hedges, J.I; Oades, J.M (1997). "Comparative organic geochemistries of soils and marine sediments". Organic Geochemistry. 27 (7–8): 319–361. Bibcode:1997OrGeo..27..319H. doi:10.1016/S0146-6380(97)00056-9.
  53. ↑ McGuire, 1A. D.; Lukina, N. V. (2007). "Biogeochemical cycles" (PDF). u Groisman, P.; Bartalev, S. A.; NEESPI Science Plan Development Team (ured.). Northern Eurasia earth science partnership initiative (NEESPI), Science plan overview. Global Planetary Change. 56. str. 215–234. Arhivirano (PDF) s originala, 5. 3. 2016. Pristupljeno 20. 11. 2017.
  54. ↑ "Distributed Active Archive Center for Biogeochemical Dynamics". daac.ornl.gov. Oak Ridge National Laboratory. Arhivirano s originala, 11. 2. 2011. Pristupljeno 20. 11. 2017.

Dodatni izvori

[uredi | uredi izvor]

Šablon:Modeliranje ekosistema

Preuzeto iz "https://bs.wikipedia.org/w/index.php?title=Biogeohemijski_ciklus&oldid=3914525"