In der ozeanischen Biogeochemie ist die biologische Pumpe die Summe eines Gefolges von biologisch vermittelten Prozessen, die Kohlenstoff von der Oberfläche euphotic Zone zum Interieur des Ozeans transportieren.

Übersicht

Der organische Kohlenstoff, der die biologische Pumpe bildet, wird in erster Linie durch das Sinken particulate des Materials, zum Beispiel der toten Organismen (einschließlich algal Matten) oder fäkale Kügelchen transportiert. Jedoch erreicht etwas Kohlenstoff den tiefen Ozean als aufgelöster organischer Kohlenstoff (DOC) durch physische Transportprozesse wie downwelling anstatt des Sinkens.

Kohlenstoff, der den tiefen Ozean durch diese Mittel erreicht, ist entweder organischer Kohlenstoff oder particulate anorganischer Kohlenstoff wie Kalzium-Karbonat (CaCO). Der erstere ist ein Bestandteil aller Organismen, die Letzteren nur verkalkender Organismen, zum Beispiel coccolithophores, foraminiferans oder pteropods. In der Verweisung auf den verschiedenen Gebrauch dieser Materialien in Organismen ist der organische Kohlenstoff-Teil dieses Transports als die weiche Gewebepumpe bekannt, während der anorganische Kohlenstoff-Teil als die harte Gewebepumpe bekannt ist.

Im Fall vom organischen Material, remineralisation (oder Zergliederung) Prozesse wie Bakterienatmung, geben den organischen Kohlenstoff ins aufgelöste Kohlendioxyd zurück. Kalzium-Karbonat löst sich an einem Rate-Abhängigen auf die lokale Karbonat-Chemie auf. Da diese Prozesse allgemein langsamer sind als Synthese-Prozesse, und weil das particulate Material sinkt, transportiert die biologische Pumpe Material von der Oberfläche des Ozeans zu seinen Tiefen.

Da die biologische Pumpe eine wichtige Rolle im Kohlenstoff-Zyklus der Erde spielt, wird bedeutende Anstrengung ausgegeben, seine Kraft messend. Jedoch, weil sie infolge schlecht gezwungener ökologischer Wechselwirkungen gewöhnlich an der Tiefe vorkommen, sind die Prozesse, die die biologische Pumpe bilden, schwierig zu messen. Eine übliche Methodik ist, primäre Produktion zu schätzen, die durch das Nitrat und Ammonium angetrieben ist, weil diese Nährstoffe verschiedene Quellen haben, die mit dem remineralisation verbunden sind, Material zu versenken. Von diesen ist es möglich, das so genannte F-Verhältnis, eine Vertretung für die lokale Kraft der biologischen Pumpe abzuleiten. Die Verwendung der Ergebnisse von lokalen Studien zur globalen Skala wird durch die Rolle die Umlauf-Spiele des Ozeans in verschiedenen Ozeangebieten kompliziert.

Die biologische Pumpe ließ eine physikochemische Kopie als die Löslichkeitspumpe bekannt. Für eine Übersicht von beiden Pumpen, sieh Raven & Falkowski (1999).

Anthropogene Änderungen

Änderungen im Landgebrauch, dem Verbrennen von fossilen Brennstoffen und der Produktion von Zement haben zu einer Zunahme in der CO Konzentration in der Atmosphäre geführt. Zurzeit, wie man glaubt, geht ungefähr ein Drittel (etwa 2 Gt C y) anthropogener Emissionen von CO in den Ozean ein. Jedoch, wie man glaubt, spielt die biologische Pumpe keine bedeutende Rolle in der Erhebung in CO. Das ist, weil die biologische Pumpe in erster Linie durch die Verfügbarkeit des Lichtes und der Nährstoffe, und nicht durch Kohlenstoff beschränkt wird. Das ist im Gegensatz zur Situation auf dem Land, wo erhoben, können atmosphärische Konzentrationen von CO primäre Produktion vergrößern, weil Landwerke im Stande sind, ihre Wassergebrauch-Leistungsfähigkeit zu verbessern (= Abnahme-Transpiration), wenn CO leichter ist vorzuherrschen. Jedoch gibt es noch beträchtliche Unklarheiten im Seekohlenstoff-Zyklus, und etwas Forschung weist darauf hin, dass eine Verbindung zwischen erhöhtem CO und primärer Seeproduktion besteht.

Jedoch kann Klimaveränderung die biologische Pumpe in der Zukunft durch das Wärmen und das Schichten des Oberflächenozeans betreffen. Es wird geglaubt, dass das die Versorgung von Nährstoffen zur euphotic Zone vermindern konnte, primäre Produktion dort reduzierend. Außerdem können Änderungen im ökologischen Erfolg von verkalkenden durch die Ozeanansäuerung verursachten Organismen die biologische Pumpe durch das Ändern der Kraft der harten Gewebepumpe betreffen. Das kann dann einen "Schlag - auf der" Wirkung auf die weiche Gewebepumpe haben, weil Kalzium-Karbonat handelt, um sinkendes organisches Material mit Ballast zu beladen.

Siehe auch

• Festlandsockel-Pumpe
• F-Verhältnis
• Ozeanansäuerung
• Löslichkeitspumpe
• Das Festmachen (der Meereskunde)