الدورات البيوجيوكيميائية البحرية

📅 آخر تحديث: ٢٩ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٢٩ يوليو ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 60 صور
الموسوعة الحرة

الدورات البيوجيوكيميائية البحرية
إن السمة الأبرز لكوكب الأرض عند النظر إليه من الفضاء هي الماء؛ إذ تغمر محيطات من الماء السائل معظم سطحه، بينما يدور بخار الماء في السحب الجوية، وتُغطى القطبين بالجليد. تشكل المحيطات، مجتمعةً، نظامًا بحريًا واحدًا، حيث يذيب الماء السائل - "المذيب العالمي" - العناصر الغذائية والمواد التي تحتوي على عناصر مثل الأكسجين والكربون والنيتروجين والفوسفور. وتدور هذه المواد في دورات لا تنتهي، حيث تتحد كيميائيًا ثم تتفكك، وتذوب ثم تترسب أو تتبخر، وتُستورد من اليابسة والغلاف الجوي وقاع المحيط، ثم تُصدّر إليهما. وتُغذّى هذه الدورات بالنشاط البيولوجي للكائنات البحرية، وبالقوى الطبيعية للشمس والمد والجزر وحركات قشرة الأرض، لتشكل بذلك الدورات البيوجيوكيميائية البحرية.

الدورات البيوجيوكيميائية البحرية هي دورات بيوجيوكيميائية تحدث داخل البيئات البحرية ، أي في المياه المالحة للبحار أو المحيطات أو المياه قليلة الملوحة للمصبات الساحلية . تمثل هذه الدورات البيوجيوكيميائية مسارات انتقال المواد والعناصر الكيميائية داخل البيئة البحرية. إضافةً إلى ذلك، يمكن استيراد المواد والعناصر إلى البيئة البحرية أو تصديرها منها. قد تحدث هذه الاستيرادات والتصديرات كتبادلات مع الغلاف الجوي، أو قاع المحيط، أو كجريان سطحي من اليابسة.

توجد دورات بيوجيوكيميائية لعناصر الكالسيوم والكربون والهيدروجين والزئبق والنيتروجين والأكسجين والفوسفور والسيلينيوم والكبريت ؛ ودورات جزيئية للماء والسيليكا ؛ ودورات ماكروسكوبية كدورة الصخور ؛ بالإضافة إلى دورات ناتجة عن النشاط البشري لمركبات اصطناعية مثل ثنائي الفينيل متعدد الكلور (PCB). وفي بعض الدورات ، توجد خزانات يمكن فيها تخزين المادة لفترة طويلة. وترتبط دورات هذه العناصر ببعضها البعض.

تُعدّ الكائنات البحرية ، ولا سيما الكائنات الدقيقة البحرية، أساسيةً لعمل العديد من هذه الدورات. تشمل القوى المحركة للدورات البيوجيوكيميائية العمليات الأيضية داخل الكائنات الحية، والعمليات الجيولوجية التي تشمل وشاح الأرض، بالإضافة إلى التفاعلات الكيميائية بين المواد نفسها، ولهذا السبب تُسمى هذه الدورات بالدورات البيوجيوكيميائية. في حين يمكن تفكيك المواد الكيميائية وإعادة تركيبها، فإن العناصر الكيميائية نفسها لا يمكن إنشاؤها أو تدميرها بواسطة هذه القوى، لذا، وباستثناء بعض الفقدان والاكتساب من الفضاء الخارجي، تُعاد تدوير العناصر أو تُخزن (تُعزل) في مكان ما على سطح الكوكب أو داخله.

ملخص

تتدفق الطاقة في اتجاه محدد عبر النظم البيئية، فتدخل على شكل ضوء الشمس (أو جزيئات غير عضوية للكائنات الكيميائية ذاتية التغذية) وتخرج على شكل حرارة خلال عمليات النقل المتعددة بين المستويات الغذائية. ومع ذلك، فإن المادة التي تُكوّن الكائنات الحية محفوظة ويُعاد تدويرها. تتخذ العناصر الستة الأكثر شيوعًا المرتبطة بالجزيئات العضوية - الكربون، والنيتروجين، والهيدروجين، والأكسجين، والفوسفور، والكبريت - أشكالًا كيميائية متنوعة، وقد تبقى لفترات طويلة في الغلاف الجوي، أو على اليابسة، أو في الماء، أو تحت سطح الأرض. تلعب العمليات الجيولوجية، مثل التجوية، والتعرية، وتصريف المياه، وانغماس الصفائح القارية، دورًا في إعادة تدوير هذه المواد. ولأن الجيولوجيا والكيمياء لهما دور رئيسي في دراسة هذه العملية، تُسمى إعادة تدوير المادة غير العضوية بين الكائنات الحية وبيئتها بالدورة البيوجيوكيميائية. [ 1 ]

تستخدم الكائنات الحية العناصر الستة المذكورة آنفًا بطرق متنوعة. يوجد الهيدروجين والأكسجين في الماء والجزيئات العضوية، وكلاهما ضروري للحياة. يوجد الكربون في جميع الجزيئات العضوية، بينما يُعد النيتروجين مكونًا هامًا للأحماض النووية والبروتينات. يُستخدم الفوسفور في تكوين الأحماض النووية والدهون الفوسفورية التي تُشكل الأغشية البيولوجية. يُعد الكبريت عنصرًا أساسيًا في البنية ثلاثية الأبعاد للبروتينات. تتداخل دورات هذه العناصر فيما بينها. فعلى سبيل المثال، تُعد حركة الماء ضرورية لترشيح الكبريت والفوسفور إلى الأنهار التي تصب بدورها في المحيطات. وتدور المعادن عبر الغلاف الحيوي بين المكونات الحيوية وغير الحيوية، ومن كائن حي إلى آخر. [ 2 ]

دورة الماء

تفاعل دورات المياه الأرضية والجوية مع دورة المياه البحرية

الماء هو الوسط المحيطي، وهو الذي يحمل جميع المواد والعناصر المشاركة في الدورات البيوجيوكيميائية البحرية. يحتوي الماء الموجود في الطبيعة دائمًا تقريبًا على مواد مذابة، ولذلك وُصف بأنه "المذيب العالمي" لقدرته على إذابة العديد من المواد. [ 3 ] [ 4 ] هذه القدرة تجعله " مذيب الحياة" . [ 5 ] الماء هو أيضًا المادة الشائعة الوحيدة التي توجد في حالات صلبة وسائلة وغازية في الظروف الأرضية الطبيعية. [ 6 ] نظرًا لأن الماء السائل يتدفق، فإن مياه المحيطات تدور وتتدفق في تيارات حول العالم. ولأن الماء يتغير حالته بسهولة، يمكن أن ينتقل إلى الغلاف الجوي على شكل بخار ماء أو يتجمد على شكل جبل جليدي. ثم يمكن أن يترسب أو يذوب ليصبح ماءً سائلاً مرة أخرى. جميع الكائنات البحرية مغمورة في الماء، وهو أساس الحياة وموطنها. [ 7 ] يمكن تحليل الماء إلى مكوناته الأساسية، الهيدروجين والأكسجين، من خلال عمليات أيضية أو غير حيوية، ثم إعادة اتحادهما لاحقًا ليصبح ماءً مرة أخرى.

على الرغم من أن دورة الماء بحد ذاتها دورة بيوجيوكيميائية ، فإن تدفق المياه فوق الأرض وتحتها يُعدّ عنصرًا أساسيًا في دورة العناصر البيوجيوكيميائية الأخرى. [ 8 ] يُعدّ الجريان السطحي مسؤولًا عن معظم نقل الرواسب المتآكلة والفوسفور من اليابسة إلى المسطحات المائية . [ 9 ] ويعود التخثث الثقافي للبحيرات في المقام الأول إلى الفوسفور، الذي يُضاف بكميات زائدة إلى الحقول الزراعية في صورة أسمدة ، ثم يُنقل عبر اليابسة وعبر الأنهار. ويلعب كل من الجريان السطحي وتدفق المياه الجوفية أدوارًا مهمة في نقل النيتروجين من اليابسة إلى المسطحات المائية. [ 10 ] وتُعدّ المنطقة الميتة عند مصب نهر المسيسيبي نتيجةً لانتقال النترات من الأسمدة من الحقول الزراعية وتدفقها عبر نظام النهر إلى خليج المكسيك . كما يُساهم الجريان السطحي في دورة الكربون ، وذلك أيضًا من خلال نقل الصخور والتربة المتآكلة. [ 11 ]

ملوحة المحيط

تُستمد ملوحة المحيطات بشكل رئيسي من تجوية الصخور وانتقال الأملاح الذائبة من اليابسة، مع مساهمات أقل من الفتحات الحرارية المائية في قاع البحر. [ 12 ] كما يزيد تبخر مياه المحيطات وتكوّن الجليد البحري من ملوحتها. إلا أن هذه العمليات التي تزيد الملوحة تُوازنها باستمرار عمليات أخرى تُقللها، مثل التدفق المستمر للمياه العذبة من الأنهار، وهطول الأمطار والثلوج، وذوبان الجليد. [ 13 ] يُعدّ الكلوريد والصوديوم أكثر أيونين شيوعًا في مياه البحر، حيث يُشكّلان معًا حوالي 85% من إجمالي الأيونات الذائبة في المحيط. أما أيونات المغنيسيوم والكبريتات فتُشكّل معظم النسبة المتبقية. وتختلف الملوحة باختلاف درجة الحرارة والتبخر والهطول، حيث تكون منخفضة عمومًا عند خط الاستواء والقطبين، ومرتفعة في خطوط العرض المتوسطة. [ 12 ]

رذاذ البحر

يمكن أن تحمل رذاذات البحر التي تحتوي على الكائنات الدقيقة البحرية ، وجميع المواد والعناصر الموجودة في أجسامها، إلى طبقات الجو العليا. وهناك تتحول إلى عوالق هوائية ، ويمكنها أن تجوب الكرة الأرضية قبل أن تعود إلى الأرض.

تدور تيارات من الكائنات الدقيقة المحمولة جواً حول الكوكب فوق الأنظمة الجوية ولكن أسفل الممرات الجوية التجارية. [ 16 ] بعض هذه الكائنات الدقيقة المتنقلة تُحمل من عواصف الغبار الأرضية، لكن معظمها ينشأ من الكائنات الدقيقة البحرية في رذاذ البحر . في عام 2018، أفاد العلماء أن مئات الملايين من الفيروسات وعشرات الملايين من البكتيريا تترسب يومياً على كل متر مربع حول الكوكب. [ 17 ] [ 18 ] هذا مثال آخر على دور الماء في تسهيل نقل المواد العضوية عبر مسافات شاسعة، وفي هذه الحالة على شكل كائنات دقيقة حية.

لا يتبخر الملح المذاب عائدًا إلى الغلاف الجوي مثل الماء، ولكنه يُشكّل رذاذًا ملحيًا في مياه البحر . وتُنتج العديد من العمليات الفيزيائية فوق سطح المحيط هذا الرذاذ. ومن الأسباب الشائعة انفجار فقاعات الهواء التي تحملها الرياح أثناء تكوّن الرغوة البيضاء . ومنها أيضًا تمزق قطرات الملح من قمم الأمواج. [ 19 ] ويبلغ إجمالي تدفق الملح من المحيط إلى الغلاف الجوي حوالي 3300 تيراغرام (3.3 مليار طن) سنويًا. [ 20 ]

دوران المحيط

التدفق الصاعد
تيارات صاعدة ناتجة عن احتكاك الرياح البحرية بسطح المحيط
يمكن أن يحدث الصعود إذا تحركت الرياح الموازية للساحل باتجاه خط الاستواء، مما يؤدي إلى نقل إيكمان
هناك آليتان تؤديان إلى صعود المياه . في كلتا الحالتين، إذا انعكس اتجاه الرياح، فسيؤدي ذلك إلى هبوط المياه . [ 21 ]
تهوية أعماق المحيط
مياه قاع القطب الجنوبي
التيار القطبي الجنوبي، بفروعه المتصلة بالحزام الناقل العالمي

يؤثر الإشعاع الشمسي على المحيطات: تميل المياه الدافئة القادمة من خط الاستواء إلى الدوران نحو القطبين ، بينما تتجه المياه القطبية الباردة نحو خط الاستواء. وتُحدد ظروف الرياح السطحية في البداية تيارات السطح. تهب الرياح التجارية غربًا في المناطق الاستوائية، [ 22 ] بينما تهب الرياح الغربية شرقًا في خطوط العرض المتوسطة. [ 23 ] يُطبق نمط الرياح هذا ضغطًا على سطح المحيط شبه الاستوائي مع دوران سالب عبر نصف الكرة الشمالي ، [ 24 ] والعكس صحيح عبر نصف الكرة الجنوبي . ويكون نقل سفيردروب الناتج باتجاه خط الاستواء. [ 25 ] نظرًا لحفظ الدوامة الكامنة الناتجة عن الرياح المتجهة نحو القطب على المحيط الغربي للنتوء شبه الاستوائي ، وزيادة الدوامة النسبية للمياه المتجهة نحو القطب، فإن النقل يتوازن بتيار قطبي ضيق ومتسارع، يتدفق على طول الحدود الغربية لحوض المحيط، متجاوزًا تأثيرات الاحتكاك مع تيار الحدود الغربية البارد القادم من خطوط العرض العليا. [ 26 ] تُعرف هذه العملية الإجمالية باسم التكثيف الغربي ، وتؤدي إلى أن تكون التيارات على الحدود الغربية لحوض المحيط أقوى من تلك الموجودة على الحدود الشرقية. [ 27 ]

أثناء تحركها باتجاه القطب، تخضع المياه الدافئة التي تحملها تيارات المياه الدافئة القوية لعملية تبريد تبخيري. ويحدث هذا التبريد بفعل الرياح: إذ تعمل الرياح التي تعبر فوق الماء على تبريده وتسبب تبخره ، تاركةً محلولاً ملحياً أكثر ملوحة. وخلال هذه العملية، تصبح المياه أكثر ملوحة وكثافة، وتنخفض درجة حرارتها. وبمجرد تشكل الجليد البحري، تترسب الأملاح خارج الجليد، وهي عملية تُعرف باسم استبعاد المحلول الملحي. [ 28 ] وتنتج هاتان العمليتان مياهًا أكثر كثافة وبرودة. وتصبح المياه في شمال المحيط الأطلسي كثيفة للغاية لدرجة أنها تبدأ بالهبوط إلى الأسفل عبر مياه أقل ملوحة وكثافة. ويصبح هذا التيار الهابط من المياه الثقيلة والباردة والكثيفة جزءًا من مياه شمال الأطلسي العميقة ، وهو تيار يتجه جنوبًا. [ 29 ]

تُحرّك الرياح تيارات المحيط في الطبقة العليا من سطح المحيط التي لا تتجاوز 100 متر. إلا أن تيارات المحيط تتدفق أيضًا لآلاف الأمتار تحت السطح. وتنشأ هذه التيارات العميقة بفعل اختلاف كثافة المياه، والتي تتحكم بها درجة الحرارة (الحرارية) والملوحة (الملحية). تُعرف هذه العملية بالدوران الحراري الملحي. في المناطق القطبية للأرض، تبرد مياه المحيط بشدة، مُشكّلةً الجليد البحري. ونتيجةً لذلك، تزداد ملوحة مياه البحر المحيطة، لأن الملح يترسب عند تكوّن الجليد البحري. ومع ازدياد ملوحة مياه البحر، تزداد كثافتها، فتبدأ بالغرق. تُسحب مياه السطح لتحل محل المياه الغارقة، والتي بدورها تصبح باردة ومالحة بما يكفي للغرق. وهذا ما يُطلق تيارات المحيط العميقة التي تُحرّك الحزام الناقل العالمي. [ 30 ]

تُحرك الدورة الحرارية الملحية نظامًا عالميًا من التيارات يُعرف باسم "الحزام الناقل العالمي". يبدأ هذا الحزام على سطح المحيط بالقرب من القطب الشمالي في شمال المحيط الأطلسي، حيث تبرد المياه بفعل درجات الحرارة القطبية. كما تزداد ملوحتها لأن الملح لا يتجمد عند تشكل الجليد البحري، بل يبقى في المياه المحيطة. تصبح المياه الباردة أكثر كثافةً نتيجةً لزيادة الأملاح، فتغوص نحو قاع المحيط. تتحرك المياه السطحية لتحل محل المياه الغاطسة، مُحدثةً تيارًا. تتحرك هذه المياه العميقة جنوبًا، بين القارات، مرورًا بخط الاستواء، وصولًا إلى أطراف أفريقيا وأمريكا الجنوبية. يدور التيار حول حافة القارة القطبية الجنوبية، حيث تبرد المياه وتغوص مجددًا، كما هو الحال في شمال المحيط الأطلسي. وهكذا، يُعاد شحن الحزام الناقل. أثناء دورانه حول القارة القطبية الجنوبية، ينفصل قسمان منه ويتجهان شمالًا. يتجه أحدهما إلى المحيط الهندي، والآخر إلى المحيط الهادئ. يسخن هذان الجزءان المنفصلان ويقلّان كثافتهما أثناء تحركهما شمالًا نحو خط الاستواء، فيصعدان إلى السطح (تيارات صاعدة). ثم يعودان جنوبًا وغربًا إلى جنوب المحيط الأطلسي، ليعودا في النهاية إلى شمال المحيط الأطلسي، حيث تبدأ الدورة من جديد. يتحرك هذا الحزام الناقل بسرعات أبطأ بكثير (بضعة سنتيمترات في الثانية) من التيارات التي تحركها الرياح أو تيارات المد والجزر (عشرات إلى مئات السنتيمترات في الثانية). ويُقدّر أن أي متر مكعب من الماء يستغرق حوالي 1000 عام لإكمال رحلته على طول الحزام الناقل العالمي. إضافةً إلى ذلك، ينقل هذا الحزام كمية هائلة من الماء - أكثر من 100 ضعف تدفق نهر الأمازون (روس، 1995). كما يُعدّ الحزام الناقل عنصرًا حيويًا في دورات المغذيات وثاني أكسيد الكربون في المحيطات العالمية. تُستنزف المغذيات وثاني أكسيد الكربون من المياه السطحية الدافئة، لكنها تُعاد إثرائها أثناء مرورها عبر الحزام الناقل كطبقات عميقة أو قاعية. تعتمد قاعدة السلسلة الغذائية في العالم على المياه الباردة الغنية بالعناصر الغذائية التي تدعم نمو الطحالب والأعشاب البحرية. [ 31 ]

يبلغ متوسط ​​عمر بقاء جزيء الماء في المحيطات حوالي 3200 عام. وبالمقارنة، يبلغ متوسط ​​عمره في الغلاف الجوي حوالي تسعة أيام. وإذا تجمد في القطب الجنوبي أو تسرب إلى المياه الجوفية العميقة، فقد يبقى هناك لمدة عشرة آلاف عام. [ 32 ] [ 33 ]

إعادة تدوير العناصر الرئيسية

بعض العناصر الرئيسية المشاركة في الدورات البيوجيوكيميائية البحرية
عنصر
رسم بيانيوصف
الكربون
تتضمن دورة الكربون البحرية عمليات تبادل الكربون بين مختلف خزانات الكربون داخل المحيط، وكذلك بين الغلاف الجوي وباطن الأرض وقاع البحر . وتنتج هذه الدورة عن تفاعل العديد من القوى عبر نطاقات زمنية ومكانية متعددة، مما يُسهم في دوران الكربون حول الكوكب، ويضمن توفره عالميًا. تُعد دورة الكربون البحرية محورًا أساسيًا في دورة الكربون العالمية، وتحتوي على كلٍ من الكربون غير العضوي (الكربون غير المرتبط بكائن حي، مثل ثاني أكسيد الكربون) والكربون العضوي (الكربون الذي دُمج، أو دُمج، في كائن حي). ويُحوّل جزء من دورة الكربون البحرية الكربون بين المادة غير الحية والمادة الحية. وتُساهم ثلاث عمليات رئيسية (أو مضخات) تُشكل دورة الكربون البحرية في نقل ثاني أكسيد الكربون الجوي (CO₂ ) إلى باطن المحيط وتوزيعه عبره. وهذه المضخات الثلاث هي: (1) مضخة الذوبان، (2) مضخة الكربونات، و(3) المضخة البيولوجية. يبلغ إجمالي مخزون الكربون النشط على سطح الأرض لفترات تقل عن 10,000 عام حوالي 40,000 جيجا طن من الكربون (الجيجا طن يساوي مليار طن، أو ما يعادل وزن حوالي 6 ملايين حوت أزرق )، ويُخزَّن حوالي 95% منه (حوالي 38,000 جيجا طن من الكربون) في المحيط، معظمه على شكل كربون غير عضوي مذاب. [ 34 ] [ 35 ] ويُعدّ تحديد أنواع الكربون غير العضوي المذاب في دورة الكربون البحرية عاملاً رئيسياً في التحكم في كيمياء الحموضة والقلوية في المحيطات.
الأكسجين
تتضمن دورة الأكسجين تحولات بيوجيوكيميائية لذرات الأكسجين بين حالات الأكسدة المختلفة في الأيونات والأكاسيد والجزيئات من خلال تفاعلات الأكسدة والاختزال داخل وبين أغلفة/مستودعات كوكب الأرض. [ 36 ] يشير مصطلح الأكسجين في الأدبيات عادةً إلى الأكسجين الجزيئي (O2 ) لأنه الناتج أو المتفاعل المشترك للعديد من تفاعلات الأكسدة والاختزال البيوجيوكيميائية ضمن الدورة. [ 37 ] تُصنف العمليات ضمن دورة الأكسجين إلى بيولوجية وجيولوجية ، ويتم تقييمها إما كمصدر ( إنتاج O2 ) أو كمستهلك (استهلاك O2 ) . [ 36 ] [ 37 ]
هيدروجين
تتألف دورة الهيدروجين من تبادل الهيدروجين بين مصادر ومصارف المركبات المحتوية على الهيدروجين، سواءً كانت حيوية (كائنات حية) أو غير حيوية (كائنات غير حية). يُعدّ الهيدروجين (H) أكثر العناصر وفرةً في الكون. [ 38 ] على الأرض، تشمل الجزيئات غير العضوية الشائعة المحتوية على الهيدروجين الماء (H₂O ) ، وغاز الهيدروجين (H₂ ) ، والميثان (CH₄ ) ، وكبريتيد الهيدروجين (H₂S ) ، والأمونيا (NH₃ ) . كما تحتوي العديد من المركبات العضوية على ذرات الهيدروجين، مثل الهيدروكربونات والمواد العضوية . ونظرًا لانتشار ذرات الهيدروجين في المركبات الكيميائية العضوية وغير العضوية، تركز دورة الهيدروجين على الهيدروجين الجزيئي (H₂ ) .
نتروجين
دورة النيتروجين هي العملية التي يتحول فيها النيتروجين إلى أشكال كيميائية متعددة أثناء دورانه بين الغلاف الجوي والنظم البيئية البرية والبحرية . ويمكن أن يتم تحويل النيتروجين من خلال عمليات بيولوجية وفيزيائية. تشمل العمليات المهمة في دورة النيتروجين التثبيت ، والأمونيا ، والنترجة ، ونزع النيتروجين . يشكل النيتروجين الجزيئي (N₂ ) 78 % من الغلاف الجوي للأرض ، [ 39 ] مما يجعله أكبر مصدر للنيتروجين. ومع ذلك، فإن النيتروجين الجوي محدود التوافر للاستخدام البيولوجي، مما يؤدي إلى ندرة النيتروجين القابل للاستخدام في العديد من أنواع النظم البيئية . تُعد دورة النيتروجين ذات أهمية خاصة لعلماء البيئة لأن توافر النيتروجين يمكن أن يؤثر على معدل العمليات الرئيسية في النظام البيئي، بما في ذلك الإنتاج الأولي والتحلل . وقد أدت الأنشطة البشرية، مثل احتراق الوقود الأحفوري، واستخدام الأسمدة النيتروجينية الاصطناعية، وإطلاق النيتروجين في مياه الصرف الصحي، إلى تغيير دورة النيتروجين العالمية بشكل كبير . [ 40 ] [ 41 ] [ 42 ] يمكن أن يؤثر التعديل البشري لدورة النيتروجين العالمية سلبًا على النظام البيئي الطبيعي وعلى صحة الإنسان أيضًا. [ 43 ] [ 44 ]
الفوسفور
دورة الفوسفور هي حركة الفوسفور عبر الغلاف الصخري والغلاف المائي والغلاف الحيوي . وخلافًا للعديد من الدورات البيوجيوكيميائية الأخرى، لا يلعب الغلاف الجوي دورًا هامًا في حركة الفوسفور، لأن الفوسفور ومركباته عادةً ما تكون صلبة في نطاقات درجات الحرارة والضغط المعتادة على سطح الأرض. ويحدث إنتاج غاز الفوسفين في ظروف محلية متخصصة فقط. لذلك، ينبغي النظر إلى دورة الفوسفور من منظور نظام الأرض ككل، ثم التركيز بشكل خاص على الدورة في الأنظمة الأرضية والمائية. محليًا، تكون تحولات الفوسفور كيميائية وبيولوجية وميكروبيولوجية؛ إلا أن عمليات النقل الرئيسية طويلة الأجل في الدورة العالمية مدفوعة بالحركات التكتونية عبر الزمن الجيولوجي . [ 34 ] وقد أحدث البشر تغييرات كبيرة في دورة الفوسفور العالمية من خلال شحن معادن الفوسفور، واستخدام أسمدة الفوسفور ، وكذلك شحن الغذاء من المزارع إلى المدن، حيث يُفقد على شكل نفايات سائلة.
الكبريت
دورة الكبريت هي مجموعة العمليات التي ينتقل من خلالها الكبريت بين الصخور والمجاري المائية والأنظمة الحية. تُعد هذه الدورات البيوجيوكيميائية مهمة في علم الجيولوجيا لأنها تؤثر على العديد من المعادن. كما أن الدورات البيوكيميائية مهمة للحياة لأن الكبريت عنصر أساسي ، فهو مكون للعديد من البروتينات والعوامل المساعدة ، ويمكن استخدام مركبات الكبريت كعوامل مؤكسدة أو مختزلة في التنفس الميكروبي. [ 45 ] تشمل دورة الكبريت العالمية تحولات أنواع الكبريت عبر حالات أكسدة مختلفة، والتي تلعب دورًا مهمًا في كل من العمليات الجيولوجية والبيولوجية. يُعد المحيط مصدر الكبريت الرئيسي على سطح الأرض ، حيث يعمل الكبريت كعامل مؤكسد رئيسي . [ 46 ]
حديد
دورة الحديد (Fe) هي الدورة البيوجيوكيميائية للحديد عبر الغلاف الجوي ، والغلاف المائي ، والغلاف الحيوي، والغلاف الصخري . وبينما يتواجد الحديد بوفرة في قشرة الأرض، [ 47 ] فإنه أقل شيوعًا في المياه السطحية المؤكسجة. يُعد الحديد عنصرًا غذائيًا دقيقًا أساسيًا في الإنتاجية الأولية ، [ 48 ] وعنصرًا غذائيًا محددًا في المحيط الجنوبي، وشرق المحيط الهادئ الاستوائي، ومنطقة المحيط الهادئ شبه القطبية، والتي تُعرف بمناطق المحيط الغنية بالعناصر الغذائية والفقيرة بالكلوروفيل (HNLC) . [ 49 ] يوجد الحديد في نطاق من حالات الأكسدة من -2 إلى +7؛ ومع ذلك، فإنه على الأرض يكون في الغالب في حالة الأكسدة والاختزال +2 أو +3، وهو معدن نشط في تفاعلات الأكسدة والاختزال على سطح الأرض. [ 50 ] تُعرف دورة الحديد بين حالتي الأكسدة +2 و+3 بدورة الحديد. يمكن أن تكون هذه العملية غير حيوية تمامًا أو تتم بمساعدة الكائنات الحية الدقيقة ، وخاصة البكتيريا المؤكسدة للحديد . تشمل العمليات غير الحيوية صدأ المعادن الحاملة للحديد، حيث يتأكسد الحديد الثنائي (Fe²⁺) لا حيويًا إلى حديد ثلاثي (Fe³⁺) في وجود الأكسجين، واختزال الحديد الثلاثي (Fe³⁺) إلى حديد ثنائي (Fe²⁺ ) بواسطة معادن كبريتيد الحديد. أما الدورة البيولوجية للحديد الثنائي (Fe²⁺ ) فتتم بواسطة الميكروبات المؤكسدة والمختزلة للحديد. [ 51 ] [ 52 ]
الكالسيوم
دورة الكالسيوم هي عملية انتقال الكالسيوم بين حالتي الذوبان والصلابة . يوجد إمداد مستمر من أيونات الكالسيوم إلى المجاري المائية من الصخور والكائنات الحية والتربة . [ 53 ] [ 54 ] تُستهلك أيونات الكالسيوم وتُزال من البيئات المائية أثناء تفاعلها لتكوين هياكل غير قابلة للذوبان مثل كربونات الكالسيوم وسيليكات الكالسيوم، [ 53 ] [ 55 ] والتي يمكن أن تترسب لتكوين الرواسب أو الهياكل الخارجية للكائنات الحية. [ 56 ] يمكن أيضًا استخدام أيونات الكالسيوم بيولوجيًا ، حيث أن الكالسيوم ضروري للوظائف البيولوجية مثل إنتاج العظام والأسنان أو وظائف الخلايا. [ 57 ] [ 58 ] تُعد دورة الكالسيوم خيطًا مشتركًا بين العمليات الأرضية والبحرية والجيولوجية والبيولوجية. [ 59 ] تتأثر دورة الكالسيوم البحرية بتغير ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي نتيجة لتحمض المحيطات . [ 56 ]
السيليكون
تتضمن دورة السيليكا نقل السيليكا بين أنظمة الأرض. سيليكا الأوبال (SiO₂ ) ، وتُسمى أيضًا ثاني أكسيد السيليكون ، هي مركب كيميائي من السيليكون . السيليكون عنصر حيوي أساسي، وهو من أكثر العناصر وفرةً على سطح الأرض. [ 60 ] [ 61 ] تتداخل دورة السيليكا بشكل كبير مع دورة الكربون (انظر دورة الكربونات والسيليكات )، وتلعب دورًا هامًا في عزل الكربون من خلال التجوية القارية ، والتصدير الحيوي، والدفن على شكل رواسب طينية على مدى فترات زمنية جيولوجية. [ 62 ]

نماذج الصناديق

نموذج أساسي من صندوق واحد
تُستخدم نماذج الصندوق على نطاق واسع لتوضيح التدفقات في الدورات البيوجيوكيميائية [ 63 ].

تُستخدم نماذج الصناديق على نطاق واسع لنمذجة الأنظمة البيوجيوكيميائية. [ 64 ] تُعدّ نماذج الصناديق نسخًا مبسطة من الأنظمة المعقدة، حيث تُختزل إلى صناديق (أو خزانات تخزين ) للمواد الكيميائية، مرتبطة بتدفقات المواد . تحتوي نماذج الصناديق البسيطة على عدد قليل من الصناديق ذات خصائص، مثل الحجم، لا تتغير مع الزمن. يُفترض أن تتصرف الصناديق كما لو كانت مختلطة بشكل متجانس. [ 63 ] غالبًا ما تُستخدم هذه النماذج لاستخلاص صيغ تحليلية تصف ديناميكيات ووفرة الأنواع الكيميائية في حالة الاستقرار.

يُظهر الرسم التخطيطي على اليمين نموذجًا أساسيًا ذا صندوق واحد. يحتوي الخزان على كمية المادة M قيد الدراسة، والمحددة بخصائصها الكيميائية أو الفيزيائية أو البيولوجية. المصدر Q هو تدفق المادة إلى الخزان، والمصرف S هو تدفق المادة خارج الخزان. تُمثل الموازنة آلية التحقق والتوازن بين المصادر والمصارف التي تؤثر على دوران المادة في الخزان. يكون الخزان في حالة استقرار إذا كانت Q = S ، أي إذا كانت المصادر تُوازن المصارف ولم يحدث أي تغيير بمرور الوقت. [ 63 ]

وحدات القياس

تقيس نماذج الصندوق البيوجيوكيميائية العالمية عادةً ما يلي: - كتل الخزانات بالبيتاغرام (Pg) - تدفقات المياه بالبيتاغرام في السنة (Pg yr −1 ). تستخدم الرسوم البيانية في هذه المقالة هذه الوحدات في الغالب.                                   

البيتاجرام الواحد = 10^ 15 غرام = الجيجا طن الواحد = مليار طن (10 ^9 )

زمن الدوران (ويُسمى أيضًا زمن التجديد أو عمر الخروج) هو متوسط ​​الوقت الذي تقضيه المادة في الخزان. إذا كان الخزان في حالة استقرار، فإن هذا الزمن يُساوي الوقت اللازم لملء الخزان أو تفريغه. وبالتالي، إذا كان τ هو زمن الدوران، فإن τ = M/S. [ 63 ] المعادلة التي تصف معدل تغير محتوى الخزان هي

دمدت=سؤال-S=سؤال-مτ{\displaystyle {\frac {dM}{dt}}=QS=Q-{\frac {M}{\tau }}}

عندما يكون هناك خزانان أو أكثر متصلان، يمكن اعتبار المادة وكأنها تدور بين الخزانات، وقد يكون هناك أنماط يمكن التنبؤ بها للتدفق الدوري. [ 63 ] عادةً ما يتم حل نماذج الصناديق المتعددة الأكثر تعقيدًا باستخدام التقنيات العددية.

مثال على ميزانية مبسطة لتدفقات الكربون في المحيطات باستخدام نموذج ثلاثي الصناديق [ 65 ]
معدلات تصدير ودفن الكربون العضوي الأرضي في المحيط، مثال على نموذج أكثر تعقيدًا يتضمن العديد من العناصر المتفاعلة
تمثل كتل الخزانات هنا مخزونات الكربون ، مقاسة بوحدة بيتاغرام من الكربون (Pg C). وتحدث تدفقات تبادل الكربون، مقاسة بوحدة بيتاغرام من الكربون في السنة (Pg C yr −1 )، بين الغلاف الجوي ومصرفيه الرئيسيين، اليابسة والمحيط. تشير الأرقام والأسهم السوداء إلى كتلة الخزانات وتدفقات التبادل المقدرة لعام 1750، قبيل الثورة الصناعية . وتشير الأسهم الحمراء (والأرقام المرتبطة بها) إلى التغيرات السنوية في التدفقات الناتجة عن الأنشطة البشرية، بمتوسط ​​الفترة الزمنية 2000-2009. وهي توضح كيفية تغير دورة الكربون منذ عام 1750. وتمثل الأرقام الحمراء في الخزانات التغيرات التراكمية في الكربون الناتج عن الأنشطة البشرية منذ بداية العصر الصناعي، 1750-2011. [ 66 ] [ 67 ] [ 68 ]

يوضح الرسم البياني أعلاه ميزانية مبسطة لتدفقات الكربون في المحيطات. ويتكون من ثلاثة نماذج صندوقية بسيطة مترابطة، أحدها للمنطقة المضيئة ، والآخر لقاع المحيط أو المحيط المظلم، والثالث لرواسب المحيط . في المنطقة المضيئة، يبلغ صافي إنتاج العوالق النباتية حوالي 50 بيتاغرام من الكربون سنويًا. يُصدَّر حوالي 10 بيتاغرام إلى قاع المحيط، بينما يُستهلك 40 بيتاغرام المتبقية في عملية التنفس. يحدث تحلل الكربون العضوي عندما تترسب الجسيمات ( الثلج البحري ) عبر قاع المحيط. يصل 2 بيتاغرام فقط في النهاية إلى قاع البحر، بينما يُستهلك 8 بيتاغرام المتبقية في عملية التنفس في المحيط المظلم. في الرواسب، يزداد النطاق الزمني المتاح للتحلل بشكل كبير، مما يؤدي إلى تحلل 90% من الكربون العضوي المُوَصَّل، ولا يُدفن في النهاية سوى 0.2 بيتاغرام من الكربون سنويًا، وينتقل من الغلاف الحيوي إلى الغلاف الأرضي. [ 65 ]

المواد الذائبة والجسيمية

إنتاج ونقل وتصدير الكربون العضوي الذائب في المحيط
تشمل المناطق ذات الإنتاج الصافي الكبير للكربون العضوي الذائب (الأسهم العريضة) مناطق التيارات الصاعدة الساحلية والاستوائية التي تدعم جزءًا كبيرًا من الإنتاج العالمي الجديد. يُنقل الكربون العضوي الذائب إلى الدوامات شبه الاستوائية وحولها مع دوران المياه السطحية المدفوع بالرياح. ويحدث التصدير إذا وُجد كربون عضوي ذائب قابل للتصدير (تركيزات مرتفعة مُشار إليها بالمساحات الزرقاء الداكنة) أثناء انقلاب عمود الماء، وهو مُقدمة لتكوين كتل المياه العميقة والمتوسطة. كما يُصدّر الكربون العضوي الذائب مع الانغماس في الدوامات. في المناطق التي تمنع فيها الأنظمة الجبهية القطبية المياه شبه الاستوائية الغنية بالكربون العضوي الذائب من أن تكون مُقدمة لدوران الانقلاب (كما هو الحال في مواقع تكوين مياه قاع القطب الجنوبي في المحيط الجنوبي)، يُعد تصدير الكربون العضوي الذائب عنصرًا ضعيفًا في المضخة البيولوجية. تفتقر المياه الواقعة جنوب الجبهة القطبية الجنوبية إلى كميات كبيرة من الكربون العضوي الذائب القابل للتصدير (المُمثل بالمساحات الزرقاء الفاتحة) خلال فصل الشتاء. [ 69 ]
المواد العضوية الذائبة (DOM)
مخطط فين يوضح أشكالًا مختلفة من المواد العضوية الذائبة (DOM) الموجودة في الماء. يُمثل المخطط إجمالي المواد العضوية (TOM)، وإجمالي الكربون العضوي (TOC)، والكربون العضوي الذائب (DOC)، والكربون العضوي الجزيئي (POC)، والنيتروجين العضوي الذائب (DON)، والفوسفور العضوي الذائب (DOP). ويمكن تقسيم الكربون العضوي الذائب (DOC) إلى مواده الدبالية ( حمض الهيوميك ، وحمض الفولفيك ، والهيومين ) وغير الدبالية. [ 70 ]
حجم وتصنيف الجسيمات البحرية [ 71 ]

المضخات البيولوجية

أهمية الكريل في القطب الجنوبي في الدورات البيوجيوكيميائية
العمليات في المضخة البيولوجية
الأرقام المعطاة هي تدفقات الكربون (جيغا طن كربون في السنة) في المربعات البيضاء وكتل الكربون (جيغا طن كربون) في المربعات الداكنة
يحوّل العوالق النباتية ثاني أكسيد الكربون المذاب من الغلاف الجوي إلى سطح المحيطات إلى كربون عضوي جسيمي (POC) خلال عملية الإنتاج الأولي. ثم تستهلكها الكريل والعوالق الحيوانية الصغيرة، التي بدورها تُفترس من قبل الكائنات الحية في المستويات الغذائية الأعلى. تتجمع أي كمية متبقية من العوالق النباتية، وتغرق مع فضلات العوالق الحيوانية بسرعة، ثم تُنقل خارج الطبقة المختلطة. تعترض الكريل والعوالق الحيوانية والكائنات الدقيقة العوالق النباتية في سطح المحيط والجسيمات الفتاتية الغارقة في الأعماق، وتستهلك هذا الكربون العضوي الجسيمي (POC) وتتنفسه إلى ثاني أكسيد الكربون ( كربون غير عضوي مذاب، DIC)، بحيث لا يغرق إلا جزء صغير من الكربون المُنتج على السطح إلى أعماق المحيط (أي على أعماق تزيد عن 1000 متر). أثناء تغذية الكريل والعوالق الحيوانية الأصغر حجمًا، يقومون أيضًا بتفتيت الجزيئات إلى قطع صغيرة بطيئة الغرق أو غير غارقة (عن طريق التغذية غير الدقيقة، أو تفتيت البراز)، مما يُبطئ تصدير الكربون العضوي الجسيمي. يؤدي ذلك إلى إطلاق الكربون العضوي الذائب إما مباشرةً من الخلايا أو بشكل غير مباشر عبر التحلل البكتيري (الدائرة الصفراء المحيطة بالكربون العضوي الذائب). يمكن للبكتيريا بعد ذلك إعادة تمعدن الكربون العضوي الذائب إلى كربون غير عضوي ذائب ( ثاني أكسيد الكربون ، الزراعة الميكروبية). يمكن للكريل والعوالق الحيوانية الأصغر حجمًا والأسماك، التي تهاجر عموديًا يوميًا، نقل الكربون بنشاط إلى الأعماق عن طريق استهلاك الكربون العضوي الجسيمي في الطبقة السطحية ليلًا، واستقلابه في أعماق منطقة تواجدها المتوسطة نهارًا. اعتمادًا على دورة حياة الأنواع، قد يحدث النقل النشط أيضًا على أساس موسمي. [ 72 ]

تُعرَّف المضخة البيولوجية ، في أبسط صورها، بأنها عملية عزل الكربون من الغلاف الجوي إلى قاع المحيط ورواسبه، بفعل العمليات البيولوجية في المحيط . [ 73 ] وهي جزء من دورة الكربون المحيطية المسؤولة عن تدوير المواد العضوية التي تُشكِّلها العوالق النباتية بشكل رئيسي أثناء عملية التمثيل الضوئي (مضخة الأنسجة الرخوة)، بالإضافة إلى تدوير كربونات الكالسيوم (CaCO3 ) التي تُشكِّل أصداف بعض الكائنات الحية ، مثل العوالق والرخويات (مضخة الكربونات). [ 74 ]

يمكن تقسيم المضخة البيولوجية إلى ثلاث مراحل متميزة، [ 75 ] أولها إنتاج الكربون المثبت بواسطة الكائنات الضوئية العوالقية في المنطقة السطحية المضاءة (المعرضة لأشعة الشمس ) من المحيط. في هذه المياه السطحية، تستخدم العوالق النباتية ثاني أكسيد الكربون (CO2 ) والنيتروجين ( N) والفوسفور ( P) وعناصر نادرة أخرى ( الباريوم والحديد والزنك ، إلخ) أثناء عملية التمثيل الضوئي لتكوين الكربوهيدرات والدهون والبروتينات . بعض العوالق، (مثل الكوكوليثوفورات والمنخربات ) تجمع الكالسيوم (Ca) والكربونات الذائبة ( حمض الكربونيك والبيكربونات ) لتكوين طبقة واقية من كربونات الكالسيوم ( CaCO3 ) .

مضخة بيولوجية
مضخة الحيتان المحيطية حيث تقوم الحيتان بتدوير العناصر الغذائية عبر عمود الماء

بمجرد تثبيت هذا الكربون في الأنسجة الرخوة أو الصلبة، تبقى الكائنات الحية إما في المنطقة المضيئة لتُعاد تدويرها كجزء من دورة المغذيات المتجددة ، أو بعد موتها، تنتقل إلى المرحلة الثانية من المضخة البيولوجية وتبدأ بالغرق إلى قاع المحيط. غالبًا ما تتجمع الجزيئات الغارقة أثناء غرقها، مما يزيد من سرعة غرقها بشكل كبير. هذا التجمع هو ما يمنح الجزيئات فرصة أفضل للنجاة من الافتراس والتحلل في عمود الماء، والوصول في النهاية إلى قاع البحر.

يدخل الكربون المثبت، الذي يتحلل بفعل البكتيريا أثناء انحداره أو بعد وصوله إلى قاع البحر، المرحلة النهائية من عملية الضخ، حيث يُعاد تمعدنه ليُستخدم مجدداً في الإنتاج الأولي . أما الجزيئات التي تفلت من هذه العمليات تماماً، فتُحجز في الرواسب وقد تبقى هناك لملايين السنين. هذا الكربون المحجوز هو المسؤول في نهاية المطاف عن خفض تركيز ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي .

دور الكائنات الدقيقة

DOM و POM والتحويلة الفيروسية
الروابط بين الأجزاء المختلفة من البيئة الحية (البكتيريا/الفيروسات والعوالق النباتية/الحيوانية) والبيئة غير الحية (المواد العضوية الذائبة/المواد العضوية الجسيمية والمواد غير العضوية) [ 76 ] .
يُسهّل مسار التحويل الفيروسي تدفق المواد العضوية الذائبة (DOM) والمواد العضوية الجسيمية (POM) عبر الشبكة الغذائية البحرية

دورات الكربون والأكسجين والهيدروجين

تتألف دورة الكربون البحرية من عمليات تبادل الكربون بين مختلف خزانات الكربون داخل المحيط، وكذلك بين الغلاف الجوي وباطن الأرض وقاع البحر . وتنتج هذه الدورة عن تفاعل العديد من القوى عبر نطاقات زمنية ومكانية متعددة، مما يُسهم في دوران الكربون حول الكوكب، ويضمن توفره عالميًا. تُعد دورة الكربون المحيطية عملية محورية في دورة الكربون العالمية، وتحتوي على كلٍ من الكربون غير العضوي (الكربون غير المرتبط بكائن حي، مثل ثاني أكسيد الكربون) والكربون العضوي (الكربون الذي دُمج، أو دُمج، في كائن حي). ويُساهم جزء من دورة الكربون البحرية في تحويل الكربون بين المادة غير الحية والمادة الحية.

دورة الكربون البحرية [ 77 ]
دورة الأكسجين

تُساهم ثلاث عمليات رئيسية (أو مضخات) تُشكّل دورة الكربون البحرية في نقل ثاني أكسيد الكربون الجوي (CO2 ) إلى أعماق المحيطات وتوزيعه فيها. هذه المضخات الثلاث هي: (1) مضخة الذوبان، (2) مضخة الكربونات، و(3) المضخة البيولوجية. يبلغ إجمالي مخزون الكربون النشط على سطح الأرض لفترات تقل عن 10,000 سنة حوالي 40,000 جيجا طن من الكربون (الجيجا طن يساوي مليار طن، أو ما يعادل وزن حوالي 6 ملايين حوت أزرق )، ويُخزّن حوالي 95% منه (حوالي 38,000 جيجا طن) في المحيط، معظمه على شكل كربون غير عضوي مذاب. [ 34 ] [ 35 ] يُعدّ تحديد أنواع الكربون غير العضوي المذاب في دورة الكربون البحرية عاملاً أساسياً في تنظيم التوازن الحمضي القاعدي في المحيطات.

أشكال الكربون [ 78 ]
الشكل الكربونيالصيغة الكيميائيةولايةالخزان الرئيسي
ثاني أكسيد الكربونثاني أكسيد الكربونغازأَجواء
حمض الكربونيكH 2 CO 3سائلمحيط
أيون البيكربوناتHCO 3 −سائل ( أيون مذاب )محيط
المركبات العضويةأمثلة : C6H12O6 ( الجلوكوز ) CH4 ( الميثان )​غاز صلبالكائنات البحرية والرواسب العضوية ( الوقود الأحفوري )
مركبات كربونية أخرىأمثلة: CaCO3 (كربونات الكالسيوم) CaMg(CO3 ) 2 ( كربونات الكالسيوم والمغنيسيوم)صلبالأصداف والصخور الرسوبية

دورات النيتروجين والفوسفور

تحدث المناطق الميتة في المحيط عندما يتسبب الفوسفور والنيتروجين الناتجين عن الأسمدة في جريان المياه السطحية في نمو مفرط للكائنات الدقيقة، مما يؤدي إلى استنزاف الأكسجين ونفوق الحيوانات. وعلى مستوى العالم، توجد مناطق ميتة واسعة في المناطق الساحلية ذات الكثافة السكانية العالية. [ 1 ]
التفاعلات بين دورات الكربون والنيتروجين والفوسفور البيوجيوكيميائية البحرية
RDOC: الكربون العضوي المذاب المقاوم للتحلل DOM: المادة العضوية المذابة POM: المادة العضوية الجسيمية                                                                  

تُعدّ دورة النيتروجين في المحيطات بنفس أهميتها على اليابسة. ورغم تشابه الدورة العامة في الحالتين، إلا أن هناك عوامل وآليات نقل مختلفة للنيتروجين في المحيطات. [ 79 ] يدخل النيتروجين إلى المحيطات عبر الهطول، والجريان السطحي، أو على شكل N2 من الغلاف الجوي. لا تستطيع العوالق النباتية استخدام النيتروجين على شكل N2، لذا يجب أن يخضع لعملية تثبيت النيتروجين التي تقوم بها البكتيريا الزرقاء بشكل أساسي . [ 80 ] بدون إمدادات من النيتروجين المُثبَّت في الدورة البحرية، سينفد النيتروجين المُثبَّت في غضون 2000 عام تقريبًا. [ 81 ] تحتاج العوالق النباتية إلى النيتروجين في أشكال متاحة بيولوجيًا للتخليق الأولي للمواد العضوية. يُطلق الأمونيا واليوريا في الماء عن طريق إفرازات العوالق. تُزال مصادر النيتروجين من المنطقة الضوئية بفعل حركة المواد العضوية إلى الأسفل. قد يحدث هذا نتيجة غرق العوالق النباتية، أو الاختلاط الرأسي، أو غرق مخلفات الكائنات المهاجرة رأسيًا. يؤدي الغرق إلى دخول الأمونيا إلى أعماق أقل أسفل المنطقة المضيئة. تستطيع البكتيريا تحويل الأمونيا إلى نتريت ونترات ، لكنها تُثبَّط بفعل الضوء، لذا يجب أن يحدث هذا التحويل أسفل المنطقة المضيئة. [ 80 ] تقوم البكتيريا بعملية الأمونيا أو التمعدن لتحويل النيتروجين العضوي إلى أمونيا. بعد ذلك، يمكن أن تحدث عملية النترجة لتحويل الأمونيوم إلى نتريت ونترات. [ 82 ] يمكن إعادة النترات إلى المنطقة المضيئة عن طريق الخلط الرأسي والتيارات الصاعدة ، حيث يمكن للعوالق النباتية امتصاصها لاستكمال الدورة. ويمكن إعادة النيتروجين الجزيئي (N2 ) إلى الغلاف الجوي من خلال عملية نزع النتروجين .

يُعتقد أن الأمونيوم هو المصدر المُفضّل للنيتروجين المُثبّت للعوالق النباتية، لأن استيعابه لا يتطلب تفاعل أكسدة واختزال ، وبالتالي لا يحتاج إلى طاقة تُذكر. أما النترات، فتتطلب تفاعل أكسدة واختزال لاستيعابها، ولكنها أكثر وفرة، لذا فقد تكيّفت معظم العوالق النباتية بامتلاك الإنزيمات اللازمة لإجراء هذا الاختزال ( مختزلة النترات ). وهناك بعض الاستثناءات البارزة والمعروفة، بما في ذلك معظم أنواع البروكلوروكوكس وبعض أنواع السينيكوكوس، التي لا تستطيع امتصاص النيتروجين إلا على شكل أمونيوم. [ 81 ]

دورة النيتروجين البحرية
دورة الفوسفور البحرية

يُعدّ الفوسفور عنصرًا غذائيًا أساسيًا للنباتات والحيوانات، ولكنه عنصر غذائي مُحدد للكائنات المائية. يدخل الفوسفور في تركيب جزيئات حيوية مهمة شائعة جدًا في الغلاف الحيوي. يدخل الفوسفور الغلاف الجوي بكميات ضئيلة جدًا عند ذوبان الغبار في مياه الأمطار ورذاذ البحر، ولكنه يبقى في الغالب على اليابسة وفي الصخور ومعادن التربة. يُستخدم 80% من الفوسفور المُستخرج في صناعة الأسمدة. يمكن أن تُسبب الفوسفات الناتجة عن الأسمدة ومياه الصرف الصحي والمنظفات تلوثًا في البحيرات والجداول. يُمكن أن يؤدي الإفراط في إثراء الفوسفات في المياه العذبة والمياه البحرية الساحلية إلى ازدهار هائل للطحالب ، والتي عند موتها وتحللها تُسبب التخثث في المياه العذبة فقط. تشير الأبحاث الحديثة إلى أن النيتروجين هو الملوث الرئيسي المسؤول عن ازدهار الطحالب في مصبات الأنهار المالحة والموائل البحرية الساحلية. [ 83 ]

يوجد الفوسفور بكثرة في الطبيعة كجزء من أيون الأورثوفوسفات (PO₄ ) ³⁻ ، الذي يتكون من ذرة فوسفور وأربع ذرات أكسجين. يوجد معظم الفوسفور على اليابسة في الصخور والمعادن. تتشكل الرواسب الغنية بالفوسفور عادةً في المحيط أو من ذرق الطيور، ومع مرور الوقت، تنقل العمليات الجيولوجية رواسب المحيط إلى اليابسة. يؤدي تجوية الصخور والمعادن إلى إطلاق الفوسفور في صورة ذائبة، حيث تمتصه النباتات ويتحول إلى مركبات عضوية. قد تستهلك الحيوانات العاشبة هذه النباتات ، فيُدمج الفوسفور في أنسجتها أو يُطرح مع فضلاتها. بعد الموت، يتحلل الحيوان أو النبات، ويعود الفوسفور إلى التربة حيث يتحول جزء كبير منه إلى مركبات غير ذائبة. قد تحمل مياه الجريان السطحي جزءًا صغيرًا من الفوسفور عائدًا إلى المحيط . [ 84 ]

دورة المغذيات

تدفق الطاقة وتدوير العناصر الغذائية
تمثل الخطوط الخضراء الداكنة حركة المغذيات، بينما تمثل الخطوط المتقطعة حركة الطاقة. تبقى المغذيات داخل النظام، بينما تدخل الطاقة عبر عملية التمثيل الضوئي وتخرج منه بشكل أساسي على هيئة طاقة حرارية، وهي شكل غير مفيد بيولوجيًا من أشكال الطاقة. [ 85 ]

دورة المغذيات هي حركة وتبادل المواد العضوية وغير العضوية التي تعود إلى عملية إنتاج المواد. تُنظَّم هذه العملية بواسطة المسارات المتاحة في الشبكات الغذائية البحرية ، والتي تُحلِّل في نهاية المطاف المواد العضوية إلى مغذيات غير عضوية. تحدث دورات المغذيات داخل النظم البيئية. يتدفق الطاقة دائمًا في اتجاه واحد وغير دوري، بينما حركة المغذيات المعدنية دورية. تشمل دورات المعادن دورة الكربون ، ودورة الأكسجين ، ودورة النيتروجين، ودورة الفوسفور ، ودورة الكبريت، وغيرها، والتي تُعاد تدويرها باستمرار مع مغذيات معدنية أخرى لتوفير تغذية بيئية منتجة .

يوجد تداخل كبير بين مصطلحي الدورة البيوجيوكيميائية ودورة المغذيات. تدمج بعض الكتب الدراسية المصطلحين، ويبدو أنها تعاملهما كمترادفين. [ 86 ] مع ذلك، غالبًا ما يظهر المصطلحان بشكل مستقل. تُستخدم دورة المغذيات في أغلب الأحيان للإشارة مباشرةً إلى فكرة الدورة داخل النظام، حيث يعمل النظام البيئي كوحدة متكاملة. من الناحية العملية، لا يُجدي تقييم النظام البيئي الأرضي بالنظر إلى عمود الهواء بأكمله فوقه، بالإضافة إلى أعماق الأرض الشاسعة تحته. في حين أن النظام البيئي غالبًا ما يفتقر إلى حدود واضحة، فإنه من العملي، كنموذج عملي، النظر إلى المجتمع الوظيفي الذي يحدث فيه الجزء الأكبر من انتقال المادة والطاقة. [ 87 ] تحدث دورة المغذيات في النظم البيئية التي تشارك في "الدورات البيوجيوكيميائية الأكبر للأرض من خلال نظام من المدخلات والمخرجات". [ 87 ] : 425

العناصر الغذائية الذائبة

تُعدّ العناصر الغذائية الذائبة في مياه البحر ضرورية لبقاء الكائنات البحرية. ويُعتبر النيتروجين والفوسفور من العناصر الغذائية المهمة بشكل خاص، إذ يُصنّفان ضمن العناصر الغذائية المحددة في العديد من البيئات البحرية، لأنّ المنتجين الأوليين، كالأعشاب البحرية والنباتات البحرية، لا يستطيعون النمو بدونهما. وهما عنصران أساسيان لتحفيز الإنتاج الأولي للعوالق النباتية . ومن العناصر الغذائية المهمة الأخرى السيليكون والحديد والزنك. [ 88 ]

تبدأ عملية تدوير المغذيات في البحر بالضخ البيولوجي ، حيث تستخلص العوالق النباتية المغذيات من المياه السطحية لتصبح جزءًا من تركيبها العضوي. إما أن تتغذى عليها كائنات حية أخرى، أو تموت في نهاية المطاف وتنجرف إلى الأعماق على شكل ثلج بحري . هناك، تتحلل وتعود إلى حالتها الذائبة، ولكن في أعماق أكبر من المحيط. تعتمد خصوبة المحيطات على وفرة المغذيات، وتُقاس بالإنتاج الأولي ، وهو معدل تثبيت الكربون لكل وحدة ماء في وحدة زمنية. غالبًا ما تُرسَم خرائط الإنتاج الأولي بواسطة الأقمار الصناعية باستخدام توزيع الكلوروفيل، وهو صبغة تنتجها النباتات لامتصاص الطاقة أثناء عملية التمثيل الضوئي. يوضح الشكل أعلاه توزيع الكلوروفيل. يمكنك ملاحظة أعلى وفرة بالقرب من السواحل حيث تُنقل المغذيات من اليابسة عبر الأنهار. الموقع الآخر الذي ترتفع فيه مستويات الكلوروفيل هو مناطق التيارات الصاعدة حيث تُجلب المغذيات إلى سطح المحيط من الأعماق بواسطة عملية التيارات الصاعدة... [ 88 ]

دورة المغذيات في المحيط
تدفق المغذيات في المحيط
يؤدي جريان المياه السطحية إلى تصريف المغذيات والملوثات إلى المحيط.
تُحدَّد أحواض تصريف المحيطات والبحار الرئيسية في العالم بفواصل قارية . أما المناطق الرمادية فهي أحواض داخلية لا تصب مياهها في المحيط.

يُعدّ محتوى الأكسجين المذاب عنصرًا بالغ الأهمية لصحة المحيطات. يُضاف الأكسجين إلى سطح المحيط باستمرار عبر سطح التماس بين الهواء والبحر، وكذلك من خلال عملية التمثيل الضوئي؛ ويُستهلك في عملية التنفس لدى الكائنات البحرية، وأثناء تحلل أو أكسدة المواد العضوية التي تتساقط على سطح المحيط وتترسب في قاعه. تحتاج معظم الكائنات الحية إلى الأكسجين، لذا فإنّ نقصه يُؤثّر سلبًا على الكائنات البحرية. كما تُؤثّر درجة الحرارة على مستويات الأكسجين، إذ يُمكن للمياه الدافئة أن تحمل كمية أقل من الأكسجين المذاب مقارنةً بالمياه الباردة. سيكون لهذه العلاقة آثارٌ بالغة الأهمية على المحيطات في المستقبل، كما سنرى... أما الخاصية الأخيرة لمياه البحر التي سنتناولها فهي محتوى ثاني أكسيد الكربون المذاب . يُعاكس ثاني أكسيد الكربون الأكسجين تقريبًا في العديد من العمليات الكيميائية والبيولوجية؛ إذ يُستهلك من قِبل العوالق خلال عملية التمثيل الضوئي، ويُعاد إنتاجه خلال عملية التنفس، وكذلك أثناء أكسدة المواد العضوية. وكما سنرى لاحقًا، يُعدّ محتوى ثاني أكسيد الكربون مهمًا لدراسة شيخوخة المياه العميقة. [ 88 ]

نسبة النيتروجين إلى الفوسفور على سطح المحيط. تتوفر العناصر الغذائية في المناطق الثلاث ذات المحتوى العالي من العناصر الغذائية والمنخفض من الكلوروفيل (HNLC ) بنسب ريدفيلد كافية للنشاط البيولوجي.

دورة الكبريت البحرية

دورة الكبريت البيوجيوكيميائية في الرواسب البحرية
تشير الأسهم إلى تدفقات ومسارات العمليات البيولوجية أو الكيميائية. يُعدّ اختزال الكبريتات الميكروبي غير المتجانس إلى كبريتيد مسارًا نهائيًا رئيسيًا لتمعدن المادة العضوية في قاع البحر اللاهوائي. يُنشئ الأكسدة الكيميائية أو الميكروبية للكبريتيد الناتج شبكة معقدة من المسارات في دورة الكبريت، مما يؤدي إلى أنواع وسيطة من الكبريت، وجزئيًا إلى كبريتات. تشمل هذه الأنواع الوسيطة الكبريت العنصري، ومتعددات الكبريتيد، والثيوسلفات، والكبريتيت، وجميعها ركائز لمزيد من الأكسدة أو الاختزال أو عدم التناسب الميكروبي. تُضيف الاكتشافات الميكروبيولوجية الجديدة، مثل نقل الإلكترون لمسافات طويلة عبر بكتيريا الكابل المؤكسدة للكبريتيد ، إلى هذا التعقيد. تلعب تفاعلات تبادل النظائر دورًا مهمًا في جيوكيمياء النظائر المستقرة، وفي الدراسة التجريبية لتحولات الكبريت باستخدام المتتبعات الإشعاعية. تُعد العمليات المحفزة ميكروبياً قابلة للانعكاس جزئياً، حيث يؤثر التفاعل العكسي على تفسيرنا لتجارب التتبع الإشعاعي ويوفر آلية لتجزئة النظائر. [ 89 ]
دورة الكبريت

يتركز اختزال الكبريتات في قاع البحر بشكل كبير في الرواسب القريبة من السطح ذات معدلات الترسيب العالية على طول هوامش المحيط. ولذلك، فإن دورة الكبريت البحرية القاعية حساسة للتأثيرات البشرية، مثل ارتفاع درجة حرارة المحيطات وزيادة تحميل المغذيات في البحار الساحلية. يحفز هذا الإنتاج الضوئي ويؤدي إلى زيادة تصدير المواد العضوية إلى قاع البحر، وغالبًا ما يقترن ذلك بانخفاض تركيز الأكسجين في المياه القاعية (راباليس وآخرون، 2014؛ بريتبرغ وآخرون، 2018). وبالتالي، ينضغط التوزيع البيوجيوكيميائي نحو سطح الرواسب، ويتحول توازن تمعدن المواد العضوية من العمليات المؤكسدة وشبه المؤكسدة نحو اختزال الكبريتات وتكوين الميثان (ميدلبيرغ وليفين، 2009). [ 89 ]

دُرست دورة الكبريت في البيئات البحرية دراسةً وافيةً باستخدام نظام نظائر الكبريت المُعبر عنه بـ δ³⁴S . تحتوي المحيطات العالمية الحديثة على مخزون من الكبريت يبلغ 1.3 × 10²¹ غرامًا ، [ 90 ] يوجد معظمه على شكل كبريتات بقيمة δ³⁴S تبلغ +21‰. [ 91 ] يبلغ إجمالي تدفق الكبريت 1.0 × 10¹⁴ غرامًا سنويًا، بتركيب نظائري للكبريت يبلغ حوالي 3‰. [ 91 ] تُعد كبريتات الأنهار، المُشتقة من التجوية الأرضية للمعادن الكبريتية (δ³⁴S = +6‰)، المصدر الرئيسي للكبريت في المحيطات. تشمل المصادر الأخرى عمليات التحول البركاني وانبعاث الغازات، بالإضافة إلى النشاط الحراري المائي (δ³⁴S = 0‰)، والتي تُطلق أنواعًا مُختزلة من الكبريت (مثل H₂S و S₀ ) . يوجد مصدران رئيسيان للكبريت من المحيطات. المصدر الأول هو دفن الكبريتات إما على شكل مُتبخرات بحرية (مثل الجبس) أو كبريتات مرتبطة بالكربونات (CAS)، والتي تُمثل 6 × 10¹³ غرام /سنة (δ³⁴S = +21‰). أما المصدر الثاني فهو دفن البيريت في رواسب الجرف القاري أو رواسب قاع البحر العميق (4 × 10¹³ غرام /سنة؛ δ³⁴S = -20‰). [ 92 ] يبلغ إجمالي تدفق الكبريت البحري 1.0 × 10¹⁴ غرام /سنة، وهو ما يتطابق مع تدفقات المدخلات، مما يشير إلى أن ميزانية الكبريت البحري الحالية في حالة استقرار. [ 91 ] يبلغ زمن بقاء الكبريت في المحيطات العالمية الحديثة 13 مليون سنة. [ 93 ]

في المحيطات الحديثة، تُعدّ بكتيريا Hydrogenovibrio crunogenus و Halothiobacillus و Beggiatoa من البكتيريا المؤكسدة للكبريت الأساسية، [ 94 ] [ 95 ] وتُقيم علاقات تكافلية كيميائية مع العوائل الحيوانية. [ 96 ] يُزوّد ​​العائل الكائن المتكافل بالركائز الأيضية (مثل ثاني أكسيد الكربون والأكسجين والماء )، بينما يُنتج الكائن المتكافل الكربون العضوي اللازم لاستدامة الأنشطة الأيضية للعائل. عادةً ما يتحد الكبريتات المُنتجة مع أيونات الكالسيوم المُستخلصة لتكوين الجبس ، الذي يُمكن أن يُشكّل رواسب واسعة الانتشار بالقرب من مراكز انتشار الصفائح التكتونية في منتصف المحيط. [ 97 ]

تنبعث من الفتحات الحرارية المائية كبريتيد الهيدروجين الذي يدعم تثبيت الكربون بواسطة البكتيريا الكيميائية ذاتية التغذية التي تؤكسد كبريتيد الهيدروجين بالأكسجين لإنتاج الكبريت العنصري أو الكبريتات. [ 94 ]

دورة الكي والغبار

دورة الحديد
دورة الحديد البيوجيوكيميائية: يدور الحديد عبر الغلاف الجوي والغلاف الصخري والمحيطات. تشير الأسهم الموضحة إلى تدفق الحديد بوحدة تيراغرام سنويًا. [ 98 ] [ 99 ] [ 100 ] [ 101 ]

دورة الحديد (Fe) هي الدورة البيوجيوكيميائية للحديد عبر الغلاف الجوي ، والغلاف المائي ، والغلاف الحيوي، والغلاف الصخري . وبينما يتواجد الحديد بوفرة في قشرة الأرض، [ 102 ] فإنه أقل شيوعًا في المياه السطحية المؤكسجة. يُعد الحديد عنصرًا غذائيًا دقيقًا أساسيًا في الإنتاجية الأولية ، [ 48 ] وعنصرًا غذائيًا محددًا في المحيط الجنوبي، وشرق المحيط الهادئ الاستوائي، ومنطقة المحيط الهادئ شبه القطبية، والتي تُعرف باسم مناطق المحيط الغنية بالعناصر الغذائية والفقيرة بالكلوروفيل (HNLC) . [ 49 ]

يدور الحديد في المحيط بين العوالق، والجسيمات المتجمعة (الحديد غير المتاح بيولوجيًا)، والحديد المذاب (الحديد المتاح بيولوجيًا)، ويتحول إلى رواسب من خلال الدفن. [ 98 ] [ 103 ] [ 104 ] تطلق الفتحات الحرارية المائية الحديدوز إلى المحيط [ 105 ] بالإضافة إلى مدخلات الحديد المحيطية من المصادر البرية. يصل الحديد إلى الغلاف الجوي من خلال النشاط البركاني، [ 106 ] والرياح ، [ 107 ] وبعضه عن طريق الاحتراق بواسطة البشر. في عصر الأنثروبوسين ، يُستخرج الحديد من المناجم في القشرة الأرضية، ويُعاد ترسيب جزء منه في مستودعات النفايات. [ 101 ] [ 104 ]

تتفاعل مستعمرات البكتيريا الزرقاء البحرية من نوع Trichodesmium مع أنواع أخرى من البكتيريا للحصول على الحديد من الغبار
أ. تُعدّ طحالب التريكودسميوم المثبتة للنيتروجين ، والتي تنتشر بكثرة في المياه الاستوائية وشبه الاستوائية، ذات أهمية بيئية بالغة في تخصيب المحيطات بالعناصر الغذائية الهامة. ب. تستطيع طحالب التريكودسميوم تكوين تجمعات هائلة في مناطق المحيطات الفقيرة بالعناصر الغذائية والتي تشهد ترسبات غبارية كثيفة، ويعود ذلك جزئيًا إلى قدرتها الفريدة على التقاط الغبار وتجميعه ثم إذابته. ج. مسار اكتساب الحديد المرتبط بالغبار المقترح: تُنتج البكتيريا الموجودة داخل المستعمرات مركبات حاملة للحديد (CI) تتفاعل مع جزيئات الغبار في مركز المستعمرة وتُنتج حديدًا مذابًا (C-II). ثم يكتسب كل من طحالب التريكودسميوم والبكتيريا الموجودة داخلها هذا الحديد المذاب، المرتبط بمركبات حاملة للحديد (C-III)، مما يُحقق فائدة متبادلة لكلا الكائنين في المجموعة . [ 108 ]
الغبار العالمي
خريطة الغبار في عام 2017
التوزيع المحيطي العالمي لترسب الغبار

يُعدّ الحديد عنصرًا غذائيًا دقيقًا أساسيًا لجميع الكائنات الحية تقريبًا. فهو مُكوّن رئيسي للهيموجلوبين، وله دورٌ هام في تثبيت النيتروجين كجزء من عائلة إنزيمات النيتروجيناز ، كما أنه يُسهّل نقل الإلكترونات في البلاستيدات الخضراء والميتوكوندريا في حقيقيات النوى والبكتيريا، وذلك كجزء من النواة الحديدية الكبريتية للفيريدوكسين . ونظرًا لتفاعل أيونات الحديد الثنائي (Fe²⁺) العالي مع الأكسجين وانخفاض ذوبان أيونات الحديد الثلاثي (Fe³⁺ ) ، يُعتبر الحديد عنصرًا غذائيًا مُحددًا في معظم مناطق العالم.

دورات الكالسيوم والسيليكا

دورة الكربونات والسيليكات (التركيز على دورة الكربون)

دورة الكالسيوم هي عملية انتقال الكالسيوم بين حالتي الذوبان والصلابة . يوجد إمداد مستمر من أيونات الكالسيوم إلى المجاري المائية من الصخور والكائنات الحية والتربة . [ 53 ] [ 110 ] تُستهلك أيونات الكالسيوم وتُزال من البيئات المائية أثناء تفاعلها لتكوين هياكل غير قابلة للذوبان مثل كربونات الكالسيوم وسيليكات الكالسيوم، [ 53 ] [ 111 ] والتي يمكن أن تترسب لتكوين الرواسب أو الهياكل الخارجية للكائنات الحية. [ 56 ] يمكن أيضًا استخدام أيونات الكالسيوم بيولوجيًا ، حيث أن الكالسيوم ضروري للوظائف البيولوجية مثل إنتاج العظام والأسنان أو وظائف الخلايا. [ 57 ] [ 58 ] تُعد دورة الكالسيوم خيطًا مشتركًا بين العمليات الأرضية والبحرية والجيولوجية والبيولوجية. [ 59 ] ينتقل الكالسيوم عبر هذه الوسائط المختلفة أثناء دورانه في جميع أنحاء الأرض. تتأثر دورة الكالسيوم البحرية بتغير ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي نتيجة لتحمض المحيطات . [ 56 ]

يتشكل كربونات الكالسيوم الحيوي عندما تقوم الكائنات البحرية، مثل الكوكوليثوفورات والشعاب المرجانية والبتروبودات وغيرها من الرخويات ، بتحويل أيونات الكالسيوم والبيكربونات إلى أصداف وهياكل خارجية من الكالسيت أو الأراغونيت ، وكلاهما شكلان من أشكال كربونات الكالسيوم. [ 56 ] يُعد هذا المصدر الرئيسي للكالسيوم المذاب في المحيط. [ 59 ] تغرق الكائنات الميتة إلى قاع المحيط، مُرَسِّبةً طبقات من الأصداف التي تتصلب بمرور الوقت لتُشكِّل الحجر الجيري . هذا هو أصل كلٍّ من الحجر الجيري البحري والبري. [ 56 ]

يترسب الكالسيوم إلى كربونات الكالسيوم وفقًا للمعادلة التالية:

Ca 2+ + 2HCO 3 − → CO 2 + H 2 O + CaCO 3 [ 110 ]

تتأثر العلاقة بين الكالسيوم المذاب وكربونات الكالسيوم بشكل كبير بمستويات ثاني أكسيد الكربون (CO2 ) في الغلاف الجوي.

تؤدي زيادة ثاني أكسيد الكربون إلى زيادة البيكربونات في المحيط وفقًا للمعادلة التالية:

CO 2 + CO 3 2− + H 2 O → 2HCO 3 − [ 112 ]

توازن حمض الكربونيك في المحيطات
دورة الكربونات في البيئة المائية [ 113 ] [ 114 ]

نظراً لارتباطها الوثيق بدورة الكربون وتأثيرات الغازات الدفيئة، يُتوقع أن تشهد كل من دورة الكالسيوم ودورة الكربون تغيرات في السنوات القادمة. [ 115 ] يُمكّن تتبع نظائر الكالسيوم من التنبؤ بالتغيرات البيئية، حيث تشير العديد من المصادر إلى ارتفاع درجات الحرارة في كل من الغلاف الجوي والبيئة البحرية. ونتيجة لذلك، سيُغير هذا بشكل جذري عملية تفتت الصخور، ودرجة حموضة المحيطات والمجاري المائية، وبالتالي ترسب الكالسيوم، مما يُؤدي إلى مجموعة من التداعيات على دورة الكالسيوم.

نظراً للتفاعلات المعقدة للكالسيوم مع جوانب عديدة من الحياة، فمن غير المرجح معرفة آثار تغير الظروف البيئية إلا بعد حدوثها. ومع ذلك، يمكن وضع تنبؤات مبدئية استناداً إلى البحوث القائمة على الأدلة. فزيادة مستويات ثاني أكسيد الكربون وانخفاض درجة حموضة المحيطات سيؤثران على ذوبان الكالسيوم، مما يمنع المرجان والكائنات ذات الأصداف من تكوين هياكلها الخارجية القائمة على الكالسيوم، وبالتالي يجعلها عرضة للخطر أو غير قادرة على البقاء. [ 116 ] [ 117 ]

تُعزى معظم عمليات الإنتاج البيولوجي للسيليكا الحيوية في المحيط إلى الدياتومات ، مع مساهمات إضافية من الشعاعيات . تستخلص هذه الكائنات الدقيقة حمض السيليسيك المذاب من المياه السطحية أثناء نموها، وتعيده عن طريق إعادة التدوير في جميع أنحاء عمود الماء بعد موتها. تصل مدخلات السيليكون إلى المحيط من الأعلى عبر الأنهار والغبار المحمول بالرياح ، بينما تشمل تلك القادمة من الأسفل إعادة تدوير رواسب قاع البحر، والتجوية، والنشاط الحراري المائي . [ 118 ]

دورة السيليكون المحيطية الحديثة
يوضح الشكل التدفقات الرئيسية ومقاديرها. التدفقات بوحدة مول سيليكون في السنة = 28 مليون طن من السيليكون سنويًا
تأثيرات المحيط الحمضي (مع درجة حموضة متوقعة لعام 2100) على صدفة تيروبود مصنوعة من الكالسيت - تذوب الصدفة تدريجيًا في درجة الحموضة المنخفضة مع سحب الكالسيوم منها

التمعدن الحيوي

ترسب الكائنات الحية/الأصداف المُكلسة في قاع المحيط

يُعد النشاط البيولوجي قوةً مهيمنةً تُشكّل البنية الكيميائية وتطور بيئة سطح الأرض. ويُعتبر وجود غلاف جوي-مائي مؤكسج يُحيط بأرض صلبة شديدة الاختزال، أبرز نتائج نشأة الحياة على الأرض. ويتأثر التطور البيولوجي ووظائف النظم البيئية، بدورهما، إلى حد كبير بالعمليات الجيوفيزيائية والجيولوجية. ويُشكّل فهم التفاعلات بين الكائنات الحية وبيئتها غير الحية، وما ينتج عنها من تطور مُتكامل للغلاف الحيوي والغلاف الأرضي، محورًا أساسيًا في أبحاث الجيولوجيا الحيوية. ويُساهم علماء الكيمياء الحيوية الجيولوجية في هذا الفهم من خلال دراسة تحولات وانتقال المواد الكيميائية الأساسية والناتجة عن النشاط البيولوجي في البيئة. [ 119 ]

"منذ الانفجار الكامبري، أفرزت الكائنات الحية أجزاء الجسم المعدنية بكميات كبيرة. ولأن كربونات الكالسيوم والسيليكا وفوسفات الكالسيوم هي المراحل المعدنية الرئيسية التي تشكل هذه الأجزاء الصلبة، فإن التمعدن الحيوي يلعب دورًا مهمًا في الدورات البيوجيوكيميائية العالمية للكربون والكالسيوم والسيليكون والفوسفور" [ 119 ]

دورة عميقة

تتضمن دورة المياه العميقة تبادل المواد مع الوشاح . أما دورة المياه العميقة فتتضمن تبادل المياه مع الوشاح، حيث تحمل الصفائح المحيطية المنزلقة المياه إلى الأسفل وتعود عبر النشاط البركاني، وهي تختلف عن دورة المياه التي تحدث فوق سطح الأرض. يصل بعض الماء إلى الوشاح السفلي ، وقد يصل حتى إلى اللب الخارجي .

في المفهوم التقليدي لدورة الماء (المعروفة أيضًا بالدورة الهيدرولوجية )، ينتقل الماء بين خزانات في الغلاف الجوي وسطح الأرض أو بالقرب منه (بما في ذلك المحيطات والأنهار والبحيرات والأنهار الجليدية والغطاء الجليدي القطبي والغلاف الحيوي والمياه الجوفية ). ومع ذلك، فبالإضافة إلى دوره السطحي، يلعب الماء دورًا هامًا في العمليات الجيولوجية التي تمتد إلى القشرة الأرضية والوشاح . يحدد محتوى الماء في الصهارة مدى قوة الانفجار البركاني؛ ويُعد الماء الساخن القناة الرئيسية لتركيز المعادن ذات الأهمية الاقتصادية في الرواسب المعدنية الحرارية المائية ؛ كما يلعب الماء دورًا هامًا في تكوين النفط وهجرته . [ 120 ] والنفط هو وقود أحفوري مشتق من مواد عضوية متحجرة قديمة ، مثل العوالق الحيوانية والطحالب . [ 121 ] [ 122 ]

لا يقتصر وجود الماء على كونه طورًا منفصلًا في باطن الأرض. إذ يتسرب ماء البحر إلى القشرة المحيطية ويرطب الصخور النارية مثل الأوليفين والبيروكسين ، محولًا إياها إلى معادن مائية مثل السربنتين والتلك والبروسيت . [ 123 ] وبهذه الصورة، يُنقل الماء إلى أسفل الوشاح. في الوشاح العلوي ، تعمل الحرارة والضغط على تجفيف هذه المعادن، مطلقةً جزءًا كبيرًا منها إلى إسفين الوشاح العلوي ، مما يؤدي إلى انصهار الصخور التي ترتفع لتشكل الأقواس البركانية . [ 124 ] مع ذلك، فإن بعض "المعادن الجافة اسميًا" المستقرة في أعماق الوشاح قادرة على تخزين تراكيز ضئيلة من الماء على شكل أيونات الهيدروكسيل (OH⁻ ) ، [ 125 ] ولأنها تشغل أحجامًا كبيرة من الأرض، فهي قادرة على تخزين ما لا يقل عن كمية الماء الموجودة في محيطات العالم. [ 120 ]

عمليات انبعاث الغازات الكربونية [ 126 ]

الرأي السائد حول نشأة المحيط هو أنه امتلأ بانبعاثات الغازات من الوشاح في أوائل العصر الأركي ، وظل الوشاح جافًا منذ ذلك الحين. [ 127 ] ومع ذلك، فإن عملية الاندساس تنقل الماء إلى الأسفل بمعدل كافٍ لتفريغ المحيط في غضون مليار إلى ملياري سنة. على الرغم من ذلك، لم تتجاوز التغيرات في مستوى سطح البحر العالمي خلال المليارات الثلاثة إلى الأربعة مليارات سنة الماضية بضع مئات من الأمتار، وهو أقل بكثير من متوسط ​​عمق المحيط البالغ 4 كيلومترات. وبالتالي، من المتوقع أن تكون تدفقات المياه إلى الوشاح وخارجه متوازنة تقريبًا، وأن يكون محتوى الماء في الوشاح ثابتًا. يعود الماء الذي يُنقل إلى الوشاح في النهاية إلى السطح في ثورات بركانية عند سلاسل منتصف المحيطات والبقع الساخنة . [ 128 ] : 646. تتراوح تقديرات كمية الماء في الوشاح من ربع إلى أربعة أضعاف كمية الماء في المحيط. [ 128 ] : 630-634

دورة الكربون العميقة هي حركة الكربون عبر غلاف الأرض ونواتها . وهي جزء من دورة الكربون ، وترتبط ارتباطًا وثيقًا بحركة الكربون في سطح الأرض وغلافها الجوي. ومن خلال إعادة الكربون إلى أعماق الأرض، تلعب هذه الدورة دورًا حاسمًا في الحفاظ على الظروف الأرضية اللازمة لوجود الحياة. فبدونها، سيتراكم الكربون في الغلاف الجوي، ليصل إلى تركيزات عالية للغاية على مدى فترات زمنية طويلة. [ 129 ]

دورة الصخور

دورة الصخور وتكتونية الصفائح

الوقود الأحفوري

بدأت العوالق النباتية والحيوانية المائية التي نفقت وترسبت بكميات كبيرة في ظروف لاهوائية منذ ملايين السنين بتكوين البترول والغاز الطبيعي نتيجة التحلل اللاهوائي (على النقيض من ذلك، تميل النباتات البرية إلى تكوين الفحم والميثان). وعلى مر الزمن الجيولوجي ، دُفنت هذه المادة العضوية ، المختلطة بالطين ، تحت طبقات سميكة أخرى من الرواسب غير العضوية. وتسببت درجات الحرارة والضغط المرتفعة الناتجة في تحول المادة العضوية كيميائيًا ، أولًا إلى مادة شمعية تُعرف باسم الكيروجين ، الموجودة في الصخور الزيتية ، ثم مع مزيد من الحرارة إلى هيدروكربونات سائلة وغازية في عملية تُعرف باسم التحول الحراري . عادةً ما يبلغ عمر هذه الكائنات الحية ووقودها الأحفوري ملايين السنين، وأحيانًا أكثر من 650 مليون سنة، [ 130 ] ولا تزال الطاقة المنبعثة في الاحتراق ذات أصل ضوئي. [ 131 ]

دورات أخرى

مثل المعادن النادرة، والمغذيات الدقيقة، والدورات التي يسببها الإنسان للمركبات الاصطناعية مثل ثنائي الفينيل متعدد الكلور (PCB).

مراجع

  1. 1 2 دورات الجيوكيمياء ، OpenStax ، 9 مايو 2019.تم نسخ النص المعدل من هذا المصدر، وهو متاح بموجب ترخيص Creative Commons Attribution 4.0 International .
  2. ↑ فيشر إم آر (محرر) (2019) علم الأحياء البيئي ، 3.2 دورات الجيوكيمياء ، أوبن ستاكس.تم نسخ نص معدل من هذا المصدر، وهو متاح بموجب ترخيص Creative Commons Attribution 4.0 الدولي .
  3. ↑ غرينوود، نورمان ن .؛ إيرنشو، آلان (1997). كيمياء العناصر ( الطبعة الثانية). باتروورث-هاينمان. ص 620. doi : 10.1016/C2009-0-30414-6 . ISBN   978-0-08-037941-8.
  4. ↑ "الماء، المذيب العالمي" . هيئة المسح الجيولوجي الأمريكية . مؤرشف من الأصل في 9 يوليو 2017. تم الاطلاع عليه في 27 يونيو 2017 .
  5. ↑ ريس، جين ب. (31 أكتوبر 2013). بيولوجيا كامبل ( الطبعة العاشرة). بيرسون . ص 48. ISBN   978-0-321-77565-8.
  6. ↑ ريس، جين ب. (31 أكتوبر 2013). بيولوجيا كامبل ( الطبعة العاشرة). بيرسون . ص 44. ISBN   978-0-321-77565-8.
  7. ↑ كولينز، جيه سي (1991). مصفوفة الحياة: نظرة على الجزيئات الطبيعية من منظور المياه البيئية . عروض جزيئية. ISBN 978-0-9629719-0-7.
  8. ↑ "الدورات البيوجيوكيميائية" . مجلس التثقيف البيئي. مؤرشف من الأصل في 30 أبريل 2015. تم الاطلاع عليه في 24 أكتوبر 2006 .
  9. ↑ "دورة الفوسفور" . مجلس التثقيف البيئي. مؤرشف من الأصل في 20 أغسطس 2016. تم الاطلاع عليه في 15 يناير 2018 .
  10. ↑ "النيتروجين ودورة الماء" . صحيفة إرشادية . جامعة ولاية أوهايو. مؤرشفة من الأصل في 1 سبتمبر 2006. تم الاطلاع عليها في 24 أكتوبر 2006 .
  11. ↑ "دورة الكربون" . مرصد الأرض . ناسا. 16 يونيو 2011. مؤرشف من الأصل في 28 سبتمبر 2006. تم الاطلاع عليه في 24 أكتوبر 2006 .
  12. ١ ٢ لماذا المحيط مالح؟ الإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي (NOAA ). آخر تحديث: ٢٦ فبراير ٢٠٢١. يتضمن هذا المقال نصًا من هذا المصدر، وهو متاح للاستخدام العام .المجال العام
  13. ↑ الملوحة. مؤرشفة بتاريخ 28 سبتمبر 2023 في أرشيف الإنترنت التابع لوكالة ناسا . آخر تحديث: 7 أبريل 2021. يتضمن هذا المقال نصًا من هذا المصدر، وهو متاح للاستخدام العام .المجال العام
  14. ↑ درجة حرارة سطح البحر والملوحة والكثافة مؤرشفة في 23 أبريل 2021 في Wayback Machine استوديو ناسا للتصور العلمي ، 9 أكتوبر 2009.
  15. ↑ سوندبي، سفين؛ كريستيانسن، تروند (14 أكتوبر 2015). "مبادئ الطفو في بيض الأسماك البحرية وتوزيعها الرأسي عبر محيطات العالم" . PLOS ONE . 10 (10) e0138821. Bibcode : 2015PLoSO..1038821S . doi : 10.1371/journal.pone.0138821 . PMC 4605736. PMID 26465149 .  تم نسخ النص المعدل من هذا المصدر، وهو متاح بموجب ترخيص Creative Commons Attribution 4.0 International License .
  16. ↑ البكتيريا الحية تركب تيارات الهواء الأرضية، مجلة سميثسونيان ، 11 يناير 2016.
  17. ↑ روبنز، جيم (13 أبريل 2018). "تريليونات من الفيروسات تسقط من السماء كل يوم" . صحيفة نيويورك تايمز . تم الاطلاع عليه بتاريخ 14 أبريل 2018 .
  18. ^ ريش ، إيزابيل. دورتا، جايتانو؛ ملادينوف، ناتالي؛ وينجت ، دانييل م. سوتل ، كيرتس أ (29 يناير 2018). "معدلات ترسيب الفيروسات والبكتيريا فوق الطبقة الحدودية للغلاف الجوي" . مجلة ISME . 12 (4): 1154– 1162. بيب كود : 2018ISMEJ..12.1154R . دوى : 10.1038/s41396-017-0042-4 . بمك 5864199 . بميد 29379178 .  
  19. ↑ ليفين، زيف؛ كوتون، ويليام ر.، محرران. (2009). تأثير تلوث الهباء الجوي على الهطول . doi : 10.1007/978-1-4020-8690-8 . ISBN 978-1-4020-8689-2.
  20. ↑ التقرير التقييمي الثالث للهيئة الحكومية الدولية المعنية بتغير المناخ: تغير المناخ 2001 (TAR)
  21. ↑ التيارات السطحية المدفوعة بالرياح: الصعود والهبوط، ناسا . تم الاطلاع عليه في 17 يونيو 2020.
  22. ↑ "الرياح التجارية" . معجم الأرصاد الجوية . الجمعية الأمريكية للأرصاد الجوية. 2009. مؤرشف من الأصل في 11 ديسمبر 2008. تم الاطلاع عليه في 8 سبتمبر 2008 .
  23. ↑ معجم الأرصاد الجوية (2009). الرياح الغربية. مؤرشف بتاريخ 22-06-2010 في أرشيف الإنترنت (Wayback Machine) التابع للجمعية الأمريكية للأرصاد الجوية . تم الاطلاع عليه بتاريخ 15-04-2009.
  24. ↑ ماتياس تومتشاك وج. ستيوارت غودفري (2001). علم المحيطات الإقليمي: مقدمة. مؤرشف في 14 سبتمبر 2009 على موقع Wayback Machine. ماتياس تومتشاك، ص 42. ISBN 81-7035-306-8تم الاطلاع عليه بتاريخ 2009-05-06.
  25. ↑ دليل الأرض (2007). الدرس 6: حل لغز تيار الخليج - حول تيار دافئ يتجه شمالاً. مؤرشف بتاريخ 23 يوليو 2008 في أرشيف الإنترنت (Wayback Machine) التابع لجامعة كاليفورنيا في سان دييغو. تم الاطلاع عليه بتاريخ 6 مايو 2009.
  26. ↑ أنجيلا كولينج (2001). دوران المحيطات. مؤرشف بتاريخ 2018-03-02 في أرشيف الإنترنت (Wayback Machine). باتروورث-هاينمان، ص 96. تم الاطلاع عليه بتاريخ 2009-05-07.
  27. ↑ الخدمة الوطنية للأقمار الصناعية البيئية والبيانات والمعلومات (2009). دراسة تيار الخليج. مؤرشف بتاريخ 3 مايو 2010 في أرشيف الإنترنت (Wayback Machine) . جامعة ولاية كارولينا الشمالية . تم الاطلاع عليه بتاريخ 6 مايو 2009.
  28. ↑ راسل، راندي. "دوران المحيط الحراري الملحي" . مؤسسة الجامعة لأبحاث الغلاف الجوي. مؤرشف من الأصل في 25 مارس 2009. تم الاطلاع عليه في 6 يناير 2009 .
  29. ↑ بهل، ر. "كتل المياه في المحيط الأطلسي" . جامعة ولاية كاليفورنيا، لونغ بيتش. مؤرشف من الأصل في 23 مايو 2008. تم الاطلاع عليه في 6 يناير 2009 .
  30. ↑ الدوران الحراري الملحي، الخدمة الوطنية للمحيطات، الإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي. تاريخ الاسترجاع: 20 مايو 2020. يتضمن هذا المقال نصًا من هذا المصدر، وهو متاح للاستخدام العام .المجال العام
  31. ↑ الحزام الناقل العالمي، الخدمة الوطنية للمحيطات، الإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي. تاريخ الاسترجاع: 20 مايو 2020. يتضمن هذا المقال نصًا من هذا المصدر، وهو متاح للعموم .المجال العام
  32. 1 2 بيدويرني، م. (2006). "الفصل 8: مقدمة في الغلاف المائي" . أساسيات الجغرافيا الطبيعية ( الطبعة الثانية). 8(ب) دورة الماء. مؤرشف من الأصل في 26 يناير 2016. تم الاسترجاع في 24 أكتوبر 2006 - عبر PhysicalGeography.net. 
  33. ↑ فان دير إنت، رود جيه؛ تويننبورغ، أوبي أ. (8 فبراير 2017). "إعادة النظر في مدة بقاء الماء في الغلاف الجوي" . علم المياه وعلوم نظام الأرض . 21 (2): 779-790 . Bibcode : 2017HESS...21..779V . doi : 10.5194/hess-21-779-2017 .
  34. 1 2 3 شليزنجر وبرنهاردت 2020 ، ص. 
  35. 1 2 فالكوفسكي، ب.؛ سكولز، ر. ج.؛ بويل، إ.؛ كاناديل، ج.؛ كانفيلد، د.؛ إلسر، ج.؛ غروبر، ن.؛ هيبارد، ك.؛ هوغبيرغ، ب. (13 أكتوبر 2000). "دورة الكربون العالمية: اختبار لمعرفتنا بالأرض كنظام". مجلة ساينس . 290 (5490): 291-296 . Bibcode : 2000Sci...290..291F . doi : 10.1126/science.290.5490.291 . PMID 11030643 . 
  36. 1 2 كاستينغ، جيمس ف.؛ كانفيلد، دونالد إي. (2012). "دورة الأكسجين العالمية". أساسيات علم الأحياء الجيولوجي . ص 93-104 . doi : 10.1002/9781118280874.ch7 . ISBN  978-1-118-28081-2.
  37. 1 2 بيتسش، إس. تي. (2014). "دورة الأكسجين العالمية". بحث في الكيمياء الجيولوجية . إلسيفير. ص 437-473 . doi : 10.1016/b978-0-08-095975-7.00811-1 . ISBN  978-0-08-098300-4.
  38. ↑ كاميرون، أ. ج. (1973). "وفرة العناصر في النظام الشمسي". مراجعات علوم الفضاء . 15 (1): 121. Bibcode : 1973SSRv...15..121C . doi : 10.1007/BF00172440 .
  39. ↑ ستيفن ب. كارول؛ ستيفن د. سولت (2004). علم البيئة للبستانيين . دار نشر تيمبر. ص 93. ISBN  978-0-88192-611-8أُرشف من المصدر الأصلي في 1 فبراير 2018. تم الاطلاع عليه في 23 أكتوبر 2016 .
  40. ↑ كويبرز، مارسيل إم إم؛ مارشانت، هانا ك؛ كارتال، بوران (مايو 2018). "شبكة دورة النيتروجين الميكروبية". مجلة نيتشر ريفيوز مايكروبيولوجي . 16 (5): 263-276 . doi : 10.1038/nrmicro.2018.9 . hdl : 21.11116/0000-0003-B828-1 . PMID 29398704 . 
  41. ↑ غالاوي، جيه إن؛ وآخرون (2004). "دورات النيتروجين: الأجيال الماضية والحاضرة والمستقبلية". الكيمياء الحيوية الجيولوجية . 70 (2): 153-226 . doi : 10.1007/s10533-004-0370-0 . 
  42. ↑ ريس، ستيفان؛ بيكوندا، ماتيتي؛ هوارد، كلير م؛ كارانجا، نانسي؛ وينيوارتر، ويلفريد؛ يان، شياويوان؛ بليكر، ألبرت؛ ساتون، مارك أ (ديسمبر 2016). "توليف ومراجعة: معالجة تحدي إدارة النيتروجين: من النطاق العالمي إلى النطاق المحلي" . رسائل البحوث البيئية . 11 (12) 120205. Bibcode : 2016ERL....11l0205R . doi : 10.1088/1748-9326/11/12/120205 . hdl : 10568/78380 .
  43. ↑ غو، باوجينغ؛ غي، يينغ؛ رن، يوان؛ شو، بين؛ لو، ويدونغ؛ جيانغ، هونغ؛ غو، بينهي؛ تشانغ، جي (4 سبتمبر 2012). "النيتروجين التفاعلي في الغلاف الجوي في الصين: المصادر، والاتجاهات الحديثة، وتكاليف الأضرار". العلوم والتكنولوجيا البيئية . 46 (17): 9420-9427 . Bibcode : 2012EnST...46.9420G . doi : 10.1021/es301446g . PMID 22852755 . 
  44. ↑ كيم، هاريون؛ لي، كيتاك؛ ليم، دونغ-إيل؛ نام، سيونغ-إيل؛ كيم، تاي-ووك؛ يانغ، جين-يو تي؛ كو، يونغ هو؛ شين، كيونغ-هون؛ لي، إيونيل (6 يونيو 2017). "انتشار واسع للنيتروجين البشري المنشأ في رواسب شمال غرب المحيط الهادئ". العلوم والتكنولوجيا البيئية . 51 (11): 6044-6052 . Bibcode : 2017EnST...51.6044K . doi : 10.1021/acs.est.6b05316 . PMID 28462990 . 
  45. ↑ مادجان إم تي، مارتينو جيه إم (2006). بيولوجيا الكائنات الدقيقة لبروك ( الطبعة الحادية عشرة). بيرسون. ص 136. ISBN   978-0-13-196893-6.
  46. ↑ بيكل إم جيه، آلت جيه سي، تيجل دي إيه (1994). "نقل الكبريت وتجزئة نظائر الكبريت في الأنظمة الحرارية المائية لقاع المحيط". مجلة علم المعادن . 58أ (1): 88-89 . رمز Bibcode : 1994MinM...58...88B . doi : 10.1180/minmag.1994.58A.1.49 (غير نشط في 1 يوليو 2025).{{cite journal}}: صيانة CS1: تم تعطيل DOI اعتبارًا من يوليو 2025 ( رابط )
  47. ^ تايلور ريال (1964). “وفرة العناصر الكيميائية في القشرة القارية: جدول جديد”. Geochimica et Cosmochimica Acta . 28 (8): 1273– 1285. بيب كود : 1964GeCoA..28.1273T . دوى : 10.1016/0016-7037(64)90129-2 .
  48. 1 2 تاجليابو أ، بوي أ.ر، بويد ب.و، باك ك.ن، جونسون ك.س، سايتو م.أ (مارس 2017). "الدور المحوري للحديد في الكيمياء الحيوية للمحيطات" . مجلة نيتشر . 543 (7643): 51-59 . Bibcode : 2017Natur.543...51T . doi : 10.1038/nature21058 . PMID 28252066 . 
  49. 1 2 مارتن جيه إتش، فيتزواتر إس إي (1988). "نقص الحديد يحد من نمو العوالق النباتية في شمال شرق المحيط الهادئ شبه القطبي". مجلة نيتشر . 331 (6154): 341-343 . Bibcode : 1988Natur.331..341M . doi : 10.1038/331341a0 .
  50. ↑ ميلتون إي دي، سوانر إي دي، بيرنز إس، شميدت سي، كابلر إيه (ديسمبر 2014). "التفاعل بين التفاعلات الميكروبية وغير الحيوية في دورة الحديد البيوجيوكيميائية". مجلة نيتشر ريفيوز. علم الأحياء الدقيقة . 12 (12): 797-808 . doi : 10.1038/nrmicro3347 . PMID 25329406 . 
  51. ↑ شميدت سي، بيرنز إس، كابلر إيه (2010). "أداء النظام البيئي من منظور جيوميكروبيولوجي - إطار مفاهيمي لدورة الحديد البيوجيوكيميائية" . الكيمياء البيئية . 7 (5): 399. doi : 10.1071/EN10040 .
  52. ↑ كابلر، أ. (2005). "الدورة الجيوميكروبيولوجية للحديد". مراجعات في علم المعادن والكيمياء الجيولوجية . 59 (1): 85-108 . Bibcode : 2005RvMG...59...85K . doi : 10.2138/rmg.2005.59.5 .
  53. 1 2 3 4 ووكر، جيمس سي جي؛ هايز، بي بي؛ كاستينغ، جيه إف (20 أكتوبر 1981). "آلية التغذية الراجعة السلبية لتحقيق الاستقرار طويل الأمد لدرجة حرارة سطح الأرض". مجلة البحوث الجيوفيزيائية: المحيطات . 86 (C10): 9776-9782 . Bibcode : 1981JGR....86.9776W . doi : 10.1029/jc086ic10p09776 .
  54. ↑ بيرنر، ر. أ. (مايو 2004). "نموذج للكالسيوم والمغنيسيوم والكبريتات في مياه البحر خلال حقبة البشائر" . المجلة الأمريكية للعلوم . 304 (5): 438-453 . Bibcode : 2004AmJS..304..438B . doi : 10.2475/ajs.304.5.438 .
  55. ↑ ريدجول، أ؛ زيبي، ر (15 يونيو 2005). "دور دورة الكربونات العالمية في تنظيم وتطور نظام الأرض". رسائل علوم الأرض والكواكب . 234 ( 3-4 ): 299-315 . doi : 10.1016/j.epsl.2005.03.006 .
  56. 1 2 3 4 5 6 رايسمان، سكوت؛ مورفي، دانيال ت. (2013). تحمض المحيطات: العناصر والاعتبارات . هاوباج، نيويورك: نوفا ساينس بابليشرز، إنك. ISBN 978-1-62948-295-8.
  57. 1 2 نوردين 1988 ، ص. 
  58. 1 2 روبين، رونالد ب.؛ وايس، جورج ب.؛ بوتني، جيمس و.، محرران. (1985). الكالسيوم في الأنظمة البيولوجية . doi : 10.1007/978-1-4613-2377-8 . ISBN 978-1-4612-9453-5.
  59. 1 2 3 فانتل، ماثيو س.؛ تيبر، إدوارد ت. (أبريل 2014). "تصحيح لـ 'نظائر الكالسيوم في دورة الكالسيوم البيوجيوكيميائية العالمية: الآثار المترتبة على تطوير مؤشر نظائر الكالسيوم' [مراجعة علوم الأرض 129 (2014) 148-177]". مراجعات علوم الأرض . 131 : 149. doi : 10.1016/j.earscirev.2014.02.002 .
  60. ↑ هانت، جيه دبليو؛ دين، إيه بي؛ ويبستر، آر إي؛ جونسون، جي إن؛ إينوس، إيه آر (2008). " آلية جديدة تحمي بها السيليكا الأعشاب من الرعي" . حوليات علم النبات . 102 (4): 653-656 . doi : 10.1093/aob/mcn130 . PMC 2701777. PMID 18697757 .  
  61. ↑ كونلي، دانيال ج. (ديسمبر 2002). "النظم البيئية الأرضية ودورة السيليكا البيوجيوكيميائية العالمية" . دورات البيوجيوكيميائية العالمية . 16 (4): 68-1-68-8. Bibcode : 2002GBioC..16.1121C . doi : 10.1029/2002gb001894 .
  62. ↑ ديفانت، مارك جيه؛ دروموند، مارك إس. (أكتوبر 1990). "اشتقاق بعض الصهارة القوسية الحديثة من انصهار الغلاف الصخري الفتيّ المندفع". مجلة نيتشر . 347 (6294): 662-665 . Bibcode : 1990Natur.347..662D . doi : 10.1038/347662a0 .
  63. 1 2 3 4 5 بيانكي، توماس س. (2007). الكيمياء الحيوية للمصبات . مطبعة جامعة أكسفورد، الولايات المتحدة الأمريكية. ص 9. ISBN  978-0-19-516082-6.
  64. ↑ سارمينتو، جيه إل؛ توغويلر، جيه آر (1984). "نموذج جديد لدور المحيطات في تحديد ضغط ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي". مجلة نيتشر . 308 (5960): 621-624 . Bibcode : 1984Natur.308..621S . doi : 10.1038/308621a0 .
  65. 1 2 ميدلبيرغ، جاك ج. (2019). الكيمياء الحيوية للكربون البحري . سلسلة سبرينغر الموجزة في علوم نظام الأرض. ص 5. doi : 10.1007/978-3-030-10822-9 . ISBN  978-3-030-10821-2.تم نسخ النص المعدل من هذا المصدر، وهو متاح بموجب ترخيص Creative Commons Attribution 4.0 International License .
  66. ↑ سارمينتو، خورخي ل.؛ غروبر، نيكولاس (2002). "مستودعات الكربون البشري المنشأ" . فيزياء اليوم . 55 (8): 30-36 . Bibcode : 2002PhT....55h..30S . doi : 10.1063/1.1510279 .
  67. ↑ تشابرا، أبها (2013). "الكربون ودورات العناصر البيوجيوكيميائية الأخرى". في: ستوكر، تي إف؛ تشين، دي؛ بلاتنر، جي-كيه؛ تيغنور، إم؛ ألين، إس كيه؛ بوشونغ، جيه؛ ناولز، إيه؛ شيا، واي؛ بيكس، في؛ ميدجلي، بي إم (محررون). تغير المناخ 2013: الأسس العلمية الفيزيائية، مساهمة الفريق العامل الأول في التقرير التقييمي الخامس للهيئة الحكومية الدولية المعنية بتغير المناخ (الطبعة الأولى ). مطبعة جامعة كامبريدج. الصفحات 465-570 . doi : 10.13140/2.1.1081.8883 .  
  68. ↑ كانداسامي، سيلفاراج؛ ناجيندر ناث، بيجوجام (2016). "وجهات نظر حول نقل ودفن المواد العضوية الأرضية على امتداد سلسلة اليابسة والبحر العميق: محاذير في فهمنا للعمليات البيوجيوكيميائية والاحتياجات المستقبلية" . مجلة فرونتيرز إن مارين ساينس . 3 : 259. Bibcode : 2016FrMaS...3..259K . doi : 10.3389/fmars.2016.00259 .تم نسخ النص المعدل من هذا المصدر، وهو متاح بموجب ترخيص Creative Commons Attribution 4.0 International License .
  69. ↑ هانسيل، دينيس (2001). "المواد العضوية الذائبة في البحار ودورة الكربون" . علم المحيطات . 14 (4): 41-49 . Bibcode : 2001Ocgpy..14d..41H . doi : 10.5670/oceanog.2001.05 .تم نسخ النص المعدل من هذا المصدر، وهو متاح بموجب ترخيص Creative Commons Attribution 4.0 International License .
  70. ↑ باجانو، تود؛ بيدا، مورغان؛ كيني، جوناثان (29 سبتمبر 2014). "اتجاهات مستويات الكربون العضوي المذاب الخارجي في المياه الطبيعية: مراجعة للآليات المحتملة في ظل تغير المناخ" . مجلة المياه . 6 (10): 2862-2897 . Bibcode : 2014Water...6.2862P . doi : 10.3390/w6102862 .تم نسخ النص المعدل من هذا المصدر، وهو متاح بموجب ترخيص Creative Commons Attribution 4.0 International License .
  71. ^ مونروي ، بيدرو. هيرنانديز جارسيا، إميليو؛ روسي، فنسنت؛ لوبيز ، كريستوبال (29 يونيو 2017). "نمذجة الغرق الديناميكي للجزيئات الحيوية في التدفق المحيطي" . العمليات غير الخطية في الجيوفيزياء . 24 (2): 293– 305. أرخايف : 1612.04592 . بيب كود : 2017NPGeo..24..293M . دوى : 10.5194/npg-24-293-2017 .نُسخ النص المُعدَّل من هذا المصدر، وهو متاح بموجب ترخيص Creative Commons Attribution 3.0 International . مُقتبس من: Simon, M; Grossart, Hp; Schweitzer, B; Ploug, H (2002). "Microbial ecology of organic aggregates in aquatic ecosystems". Aquatic Microbial Ecology . 28 : 175–211 . doi : 10.3354/ame028175 .
  72. ↑ كافان، إي إل؛ بيلشر، أ؛ أتكينسون، أ؛ هيل، إس إل؛ كاواغوتشي، إس؛ ماكورماك، إس؛ ماير، بي؛ نيكول، إس؛ راتناراجا، إل؛ شميدت، ك؛ شتاينبرغ، دي كيه؛ تارلينغ، جي إيه؛ بويد، بي دبليو (18 أكتوبر 2019). "أهمية الكريل القطبي الجنوبي في الدورات البيوجيوكيميائية" . نيتشر كوميونيكيشنز . 10 (1): 4742. Bibcode : 2019NatCo..10.4742C . doi : 10.1038/ s41467-019-12668-7 . PMC 6800442. PMID 31628346 .  تم نسخ النص المعدل من هذا المصدر، وهو متاح بموجب ترخيص Creative Commons Attribution 4.0 International License .
  73. ↑ سيغمان دي إم، هاوغ جي إتش (2006). "المضخة البيولوجية في الماضي". دراسة في الكيمياء الجيولوجية . المجلد 6. دار بيرغامون للنشر. الصفحات 491-528 .  
  74. ↑ هاين إم بي، سيغمان دي إم، هاوغ جي إتش (2014). "المضخة البيولوجية في الماضي". بحث في الكيمياء الجيولوجية (ملف PDF) . المجلد 8 ( الطبعة الثانية). الصفحات 485-517 . doi : 10.1016/B978-0-08-095975-7.00618-5 . ISBN    978-0-08-098300-4تم الاطلاع عليه بتاريخ 1 يونيو 2015 .
  75. ↑ دي لا روشا، سي إل. 2006. المضخة البيولوجية. في: دراسة في الكيمياء الجيولوجية؛ المجلد 6، (محرر). دار بيرغامون للنشر، الصفحات 83-111
  76. ↑ هاينريش، مارا إي؛ موري، كورينا؛ ديلوجوش، ليون (2020). "التفاعلات المعقدة بين الكائنات المائية وبيئتها الكيميائية مُوضَّحة من منظورات مختلفة". يوماريس 9 - المحيطات: أبحاثنا، مستقبلنا . ص 279-297 . doi : 10.1007/978-3-030-20389-4_15 . ISBN  978-3-030-20388-7.
  77. ↑ برنتيس، آي سي (2001). "دورة الكربون وثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي" . تغير المناخ 2001: الأساس العلمي: مساهمة الفريق العامل الأول في التقرير التقييمي الثالث للهيئة الحكومية الدولية المعنية بتغير المناخ / هوتون، جيه تي [محرر]. مؤرشف من الأصل في 27 سبتمبر 2013. تم الاطلاع عليه في 31 مايو 2012 .
  78. ↑ دورات الجيوكيمياء CK-12 بيولوجيا . تاريخ الوصول: 2 يونيو 2020.
  79. ↑ مولتون، أوريسا م؛ ألتابيت، مارك أ؛ بيمان، ج. مايكل؛ ديجان، ليندا أ؛ لوريت، خافيير؛ ليونز، ميغان ك؛ نيلسون، جيمس أ؛ فايستر، كاثرين أ (مايو 2016). "الارتباطات الميكروبية مع الكائنات الحية الكبيرة في النظم البيئية الساحلية: أنماطها وآثارها على دورة النيتروجين". مجلة فرونتيرز في علم البيئة والبيئة . 14 (4): 200-208 . Bibcode : 2016FrEE...14..200M . doi : 10.1002/fee.1262 . hdl : 1912/8083 .
  80. 1 2 ميلر، تشارلز (2008). علم المحيطات البيولوجي . مالدن، ماساتشوستس: دار بلاكويل للنشر. الصفحات 60-62 . ISBN  978-0-632-05536-4.
  81. 1 2 غروبر، نيكولاس (2008). النيتروجين في البيئة البحرية . بيرلينغتون، ماساتشوستس: إلسيفير. ص 1-35 . ISBN  978-0-12-372522-6.
  82. ↑ بويز، سوزان؛ إليوت، مايكل. "وحدة تعليمية: دورة النيتروجين في البيئة البحرية" . مؤرشفة من الأصل في 15 أبريل 2012. تم الاطلاع عليها في 22 أكتوبر 2011 .
  83. ↑ "التخثث - جمعية علوم التربة الأمريكية" . www.soils.org . مؤرشف من الأصل بتاريخ 16 أبريل 2014. تم الاطلاع عليه بتاريخ 14 أبريل 2014 .
  84. ↑ بيلتزر، د. أ.، واردل، د. أ.، أليسون، ف. ج.، بايسدن، و. ت.، باردجيت، ر. د.، تشادويك، أ. أ.، وآخرون . (نوفمبر 2010). "فهم تراجع النظام البيئي". دراسات بيئية . 80 (4): 509-29 . رمز Bibcode : 2010EcoM...80..509P . doi : 10.1890/09-1552.1 . 
  85. ↑ بير آر ورينتول دي (2018) "الدورات البيوجيوكيميائية" . في: بير آر، رينتول دي، سنايدر بي، سميث-كالداس إم، هيرين سي وهورن إي (محررون) مبادئ علم الأحياء OpenStax.
  86. ↑ ليفين، سيمون أ؛ كاربنتر، ستيفن ر؛ غودفري، تشارلز ج؛ كينزيغ، آن ب؛ لوريو، ميشيل؛ لوسوس، جوناثان ب؛ ووكر، برايان؛ ويلكوف، ديفيد س (27 يوليو 2009). دليل برينستون لعلم البيئة . مطبعة جامعة برينستون. ص 330. ISBN  978-0-691-12839-9.
  87. 1 2 بورمان، إف إتش؛ ليكنز، جي إي (1967). "دورة المغذيات". مجلة ساينس . 155 (3761): 424-429 . رمز Bibcode : 1967Sci...155..424B . doi : 10.1126/science.155.3761.424 . PMID 17737551 . 
  88. 1 2 3 العناصر الغذائية الذائبة: الأرض في المستقبل ، جامعة ولاية بنسلفانيا/ناسا. تم الاطلاع عليه بتاريخ 18 يونيو 2020.
  89. 1 2 يورغنسن، بو باركر؛ فيندلاي، أليسا جيه؛ بيليرين ، أندريه (24 أبريل 2019). "دورة الكبريت البيوجيوكيميائية في الرواسب البحرية" . مجلة فرونتيرز إن مايكروبيولوجي . 10 : 849. doi : 10.3389/fmicb.2019.00849 . PMC 6492693. PMID 31105660 .  تم نسخ النص المعدل من هذا المصدر، وهو متاح بموجب ترخيص Creative Commons Attribution 4.0 International License .
  90. ↑ بريمبلكومب، بيتر (2014). "دورة الكبريت العالمية". موسوعة الكيمياء الجيولوجية . المجلد 10. أمستردام: إلسيفير. الصفحات 559-591 . doi : 10.1016/B978-0-08-095975-7.00814-7 . ISBN   978-0-08-098300-4.
  91. 1 2 3 فايك، د. أ.، برادلي، أ. س.، روز، س. ف. (2015). "إعادة النظر في دورة الكبريت القديمة". المراجعة السنوية لعلوم الأرض والكواكب . 43 (1): 593-622 . رمز Bibcode : 2015AREPS..43..593F . doi : 10.1146/annurev-earth-060313-054802 .
  92. ↑ كانفيلد، د. إي. (2004). "تطور خزان الكبريت على سطح الأرض" . المجلة الأمريكية للعلوم . 304 (10): 839-861 . Bibcode : 2004AmJS..304..839C . doi : 10.2475/ajs.304.10.839 .
  93. ↑ كاه إل سي، ليونز تي دبليو، فرانك تي دي (أكتوبر 2004). "انخفاض كبريتات البحر وإطالة فترة أكسجة المحيط الحيوي في حقبة ما قبل الكامبري". مجلة نيتشر . 431 (7010): 834-838 . Bibcode : 2004Natur.431..834K . doi : 10.1038/nature02974 . PMID 15483609 . 
  94. 1 2 سيفرت إس إم، هوغلر إم، تايلور سي دي، شركة ويرسن (2008). “أكسدة الكبريت في الفتحات الحرارية المائية في أعماق البحار”. في Dahl C، فريدريش سي جي (محرران). استقلاب الكبريت الميكروبي . سبرينغر برلين هايدلبرغ. ص 238 – 258. دوى : 10.1007 / 978-3-540-72682-1_19 . رقم ISBN  978-3-540-72679-1.
  95. ↑ جيانغ، ليجينغ؛ ليو، جي؛ شاو، زونغزي (13 ديسمبر 2017). "استقلاب الكبريت في سلالة Hydrogenovibrio thermophilus S5 وتكيفاتها مع بيئة الفتحات الحرارية المائية في أعماق البحار" . مجلة Frontiers in Microbiology . 8 : 2513. doi : 10.3389/fmicb.2017.02513 . PMC 5733100. PMID 29312214 .  
  96. ↑ كلوتز إم جي، براينت دي إيه، هانسون تي إي (2011). " دورة الكبريت الميكروبية" . مجلة فرونتيرز إن مايكروبيولوجي . 2 : 241. doi : 10.3389/fmicb.2011.00241 . PMC 3228992. PMID 22144979 .  
  97. ↑ بيدرسن، آر. بي.، راب، إتش. تي.، ثورسيث، آي. إتش.، ليلي، إم. دي.، باريغا، إف. جيه.، بومبرغر، تي.، وآخرون . (نوفمبر 2010). "اكتشاف حقل فتحات المدخنة السوداء وحيوانات الفتحات في سلسلة جبال منتصف المحيط المتجمد الشمالي" . نيتشر كوميونيكيشنز . 1 (8) 126. Bibcode : 2010NatCo...1..126P . doi : 10.1038/ncomms1124 . PMC 3060606. PMID 21119639 .   
  98. 1 2 نيكلسن إل، كيلر دي، أوشليس إيه (12 مايو 2015). "وحدة ديناميكية لدورة الحديد البحرية مقترنة بنموذج نظام الأرض لجامعة فيكتوريا: نموذج كيل البحري البيوجيوكيميائي 2 لجامعة فيكتوريا 2.9" . تطوير النماذج الجيوعلمية . 8 (5): 1357-1381 . Bibcode : 2015GMD.....8.1357N . doi : 10.5194/gmd-8-1357-2015 .
  99. ↑ جيكلز تي دي، آن زد إس، أندرسن كيه كيه، بيكر إيه آر، بيرغاميتي جي، بروكس إن، وآخرون (أبريل 2005). "الروابط العالمية للحديد بين غبار الصحراء، والكيمياء الحيوية للمحيطات، والمناخ". مجلة ساينس . 308 (5718): 67-71 . Bibcode : 2005Sci...308...67J . doi : 10.1126/science.1105959 . PMID 15802595 .  
  100. ↑ رايزويل، روبرت؛ كانفيلد، دونالد إي. (2012). "دورة الحديد البيوجيوكيميائية: الماضي والحاضر" . وجهات نظر جيوكيميائية . 1 (1): 1-220 . Bibcode : 2012GChP....1....1R . doi : 10.7185/geochempersp.1.1 .
  101. وانغ تي ، مولر دي بي، غريدل تي إي (1 يوليو 2007). "صياغة دورة الحديد البشرية المنشأ". العلوم والتكنولوجيا البيئية . 41 (14): 5120-5129 . Bibcode : 2007EnST...41.5120W . doi : 10.1021/es062761t . PMID 17711233 . 
  102. ^ تايلور ريال (1964). “وفرة العناصر الكيميائية في القشرة القارية: جدول جديد”. Geochimica et Cosmochimica Acta . 28 (8): 1273– 1285. بيب كود : 1964GeCoA..28.1273T . دوى : 10.1016/0016-7037(64)90129-2 .
  103. ↑ فولكر سي، تاجليابو إيه (يوليو 2015). "نمذجة الروابط العضوية للحديد في نموذج بيوجيوكيميائي ثلاثي الأبعاد للمحيط" (ملف PDF) . الكيمياء البحرية . 173 : 67-77 . Bibcode : 2015MarCh.173...67V . doi : 10.1016/j.marchem.2014.11.008 .
  104. 1 2 ماتسوي هـ، ماهوالد ن.م، موتيكي ن، هاميلتون د.س، أوهاتا س، يوشيدا أ، كويكي م، سكانزا ر.أ، فلانر م.ج (أبريل 2018). "حديد الاحتراق البشري المنشأ كعامل مناخي معقد" . نيتشر كوميونيكيشنز . 9 (1) 1593. Bibcode : 2018NatCo...9.1593M . doi : 10.1038/ s41467-018-03997-0 . PMC 5913250. PMID 29686300 .  
  105. ↑ إيمرسون د (2016). " مفارقة الحديد - أكاسيد الحديد الحيوية كمصدر للحديد في المحيط" . مجلة فرونتيرز في علم الأحياء الدقيقة . 6 : 1502. doi : 10.3389/fmicb.2015.01502 . PMC 4701967. PMID 26779157 .  
  106. ↑ أولجون، نازلي؛ دوجن، سفيند؛ كروت، بيتر ليزلي؛ ديميل، بيير. ديتزي، هاينر؛ شاخت، أولريكه؛ أوسكارسون، نيلز. سيبي، كلوز. أوير، أندرياس. غاربي شونبيرج ، ديتر (ديسمبر 2011). “التخصيب الحديدي للمحيطات السطحية: دور الرماد البركاني المحمول جواً من منطقة الاندساس والبراكين الساخنة وتدفقات الحديد ذات الصلة إلى المحيط الهادئ”. الدورات البيوجيوكيميائية العالمية . 25 (4). بيب كود : 2011GBioC..25.4001O . دوى : 10.1029/2009GB003761 .
  107. ^ جاو واي، كوفمان واي جيه، تانري د، كولبر دي، فالكوفسكي بي جي (1 يناير 2001). "التوزيعات الموسمية لتدفقات الحديد الإيولية إلى المحيط العالمي" . رسائل البحوث الجيوفيزيائية . 28 (1): 29– 32. بيب كود : 2001GeoRL..28...29G . دوى : 10.1029/2000GL011926 .
  108. ↑ باسو، سوبهاجيت؛ غليدهيل، مارثا؛ دي بير، ديرك؛ برابهو ماتوندكار، إس جي؛ شاكيد، ييلا (2019). "تتفاعل مستعمرات البكتيريا الزرقاء البحرية من نوع تريكودسميوم مع البكتيريا المرتبطة بها للحصول على الحديد من الغبار" . مجلة كوميونيكيشنز بيولوجي . 2 284. doi : 10.1038/s42003-019-0534-z . PMC 6677733. PMID 31396564 .  تم نسخ النص المعدل من هذا المصدر، وهو متاح بموجب ترخيص Creative Commons Attribution 4.0 International License .
  109. ↑ راتناراجا، لافينيا؛ نيكول، ستيف؛ بوي، أندرو ر. (2018). "إعادة تدوير الحديد في المياه السطحية في المحيط الجنوبي: استكشاف مساهمة الحيوانات البحرية" . مجلة فرونتيرز إن مارين ساينس . 5 : 109. Bibcode : 2018FrMaS...5..109R . doi : 10.3389/fmars.2018.00109 .تم نسخ النص المعدل من هذا المصدر، وهو متاح بموجب ترخيص Creative Commons Attribution 4.0 International License .
  110. 1 2 بيرنر، ر. أ. (1 مايو 2004). "نموذج للكالسيوم والمغنيسيوم والكبريتات في مياه البحر خلال حقبة البشائر" . المجلة الأمريكية للعلوم . 304 (5): 438-453 . Bibcode : 2004AmJS..304..438B . doi : 10.2475/ajs.304.5.438 .
  111. ↑ ريدجول، آندي؛ زيبي، ريتشارد إي. (15 يونيو 2005). "دور دورة الكربونات العالمية في تنظيم وتطور نظام الأرض". رسائل علوم الأرض والكواكب . 234 ( 3-4 ): 299-315 . doi : 10.1016/j.epsl.2005.03.006 .
  112. ↑ رايزمان، سكوت؛ مورفي، دانيال ت. (2013). تحمض المحيطات: العناصر والاعتبارات . هاوباج، نيويورك: دار نشر نوفا ساينس. ISBN 978-1-62948-295-8.
  113. ^ وينك، فلافيا فيشي؛ بايز ميلو، ديفيد أورلاندو؛ غونزاليس باريوس، أندريس فرناندو (2013). “اكتساب الكربون وتراكمه في الطحالب الدقيقة Chlamydomonas: رؤى من مناهج” omics “. مجلة البروتينات . 94 : 207-218 . دوى : 10.1016/j.jprot.2013.09.016 . بميد 24120529 . 
  114. ^ تشانغ ، جونزي. لي، لوي؛ تشيو، ليجيا؛ وانغ، شياو تينغ؛ منغ، شوانيي. أنت، يو؛ يو، جيانوي؛ ما، وينلين (2017). "آثار تغير المناخ على إنتاج 2-ميثيليزوبورنيول في نوعين من البكتيريا الزرقاء" . ماء . 9 (11): 859. بيب كود : 2017المياه...9..859 Z . دوى : 10.3390/w9110859 .تم نسخ النص المعدل من هذا المصدر، وهو متاح بموجب ترخيص Creative Commons Attribution 4.0 International License .
  115. ↑ كومار، ن.؛ زيبي، ر. إي. (يناير 2016). "تغيرات الكالسيوم ونظائره خلال اضطرابات دورة الكربون في نهاية العصر البرمي" . علم المحيطات القديمة . 31 (1): 115-130 . Bibcode : 2016PalOc..31..115K . doi : 10.1002/2015pa002834 .
  116. ↑ " برنامج ثاني أكسيد الكربون التابع لمكتب مراقبة البيئة البحرية (PMEL)" . www.pmel.noaa.gov . مؤرشف من الأصل بتاريخ 29 نوفمبر 2020. تم الاطلاع عليه بتاريخ 29 أكتوبر 2018 .
  117. ↑ "تحمض المحيطات" . سميثسونيان أوشن . 30 أبريل 2018. تم الاطلاع عليه بتاريخ 29 أكتوبر 2018 .
  118. ↑ تريغور، ب.؛ نيلسون، د.م.؛ فان بينيكوم، أ.ج.؛ ديماستر، د.ج.؛ لينايرت، أ.؛ كويغينر، ب. (1995). "توازن السيليكا في محيط العالم: إعادة تقدير". مجلة ساينس . 268 (5209): 375-379 . رمز Bibcode : 1995Sci...268..375T . doi : 10.1126/science.268.5209.375 . PMID 17746543 . 
  119. 1 2 فان كابيلين، ب. (2003). "التمعدن الحيوي والدورات الجيوكيميائية العالمية". مراجعات في علم المعادن والكيمياء الجيولوجية . 54 (1): 357-381 . Bibcode : 2003RvMG...54..357V . doi : 10.2113/0540357 .
  120. 1 2 بودنار، آر جيه؛ أزبيج، تي؛ بيكر، إس بي؛ كاناتيلي، سي؛ فول، إيه؛ سيفرز، إم جيه (2013). "دورة المياه الجوفية للأرض بأكملها، من السحب إلى اللب: توزيع المياه في نظام الأرض الديناميكي" (ملف PDF) . في إم إي، بيكفورد (محرر). شبكة العلوم الجيولوجية: التطورات والتأثيرات والتفاعلات: ورقة خاصة رقم 500 للجمعية الجيولوجية الأمريكية . الجمعية الجيولوجية الأمريكية. الصفحات 431-461 . doi : 10.1130/2013.2500(13) . ISBN  978-0-8137-2500-0تم الاطلاع عليه بتاريخ 19 أبريل 2019 .
  121. ↑ كفينفولدن، كيث أ. (2006). "الكيمياء الجيولوجية العضوية - نظرة استرجاعية على أول 70 عامًا منها" . الكيمياء الجيولوجية العضوية . 37 (1): 1-11 . Bibcode : 2006OrGeo..37....1K . doi : 10.1016/j.orggeochem.2005.09.001 .
  122. ↑ شوبيرت، هارولد هـ. (2013). كيمياء الوقود الأحفوري والوقود الحيوي . كامبريدج: مطبعة جامعة كامبريدج. ص 103-130 . ISBN  978-0-521-11400-4. OCLC 795763460 . 
  123. ↑ بيكوك، سيمون م.؛ هايندمان، روي د. (15 أغسطس 1999). "المعادن المائية في إسفين الوشاح وأقصى عمق للزلازل الناتجة عن اندساس الصفائح التكتونية" . رسائل البحوث الجيوفيزيائية . 26 (16): 2517-2520 . Bibcode : 1999GeoRL..26.2517P . doi : 10.1029/1999GL900558 .
  124. ↑ روبكه، ل؛ مورغان، جيسون فيبس؛ هورت، ماتياس؛ كونولي، جيمس أ.د. (يونيو 2004). "السربنتين ودورة المياه في منطقة الاندساس". رسائل علوم الأرض والكواكب . 223 ( 1-2 ): 17-34 . رمز Bibcode : 2004E و PSL.223...17R . doi : 10.1016/j.epsl.2004.04.018 .
  125. ↑ بيل، د. ر.؛ روسمان، ج. ر. (13 مارس 1992). "الماء في وشاح الأرض: دور المعادن الجافة ظاهريًا". مجلة ساينس . 255 (5050): 1391-1397 . رمز Bibcode : 1992Sci...255.1391B . doi : 10.1126/science.255.5050.1391 . PMID 17801227 . 
  126. ↑ داسغوبتا، راجديب (10 ديسمبر 2011). تأثير عمليات محيط الصهارة على المخزون الحالي للكربون في أعماق الأرض . ورشة عمل CIDER التي عُقدت بعد مؤتمر الاتحاد الجيوفيزيائي الأمريكي لعام 2011. أُرشف من الأصل في 24 أبريل 2016. تم الاطلاع عليه في 20 مارس 2019 .
  127. ↑ كيبلر، هانز (2013). "المواد المتطايرة تحت ضغط عالٍ". في: كاراتو، شون-إيتشيرو؛ كاراتو، شون-إيتشيرو (محرران). فيزياء وكيمياء باطن الأرض . جون وايلي وأولاده. ص 22-23 . doi : 10.1002/9781118529492.ch1 . ISBN  978-0-470-65914-4.
  128. 1 2 هيرشمان، مارك م. (2006). "الماء، والذوبان، ودورة الماء في أعماق الأرض ". المراجعة السنوية لعلوم الأرض والكواكب . 34 : 629-653 . Bibcode : 2006AREPS..34..629H . doi : 10.1146/annurev.earth.34.031405.125211 .
  129. ↑ "دورة الكربون العميقة وكوكبنا الصالح للسكن" . مرصد الكربون العميق . 3 ديسمبر 2015. مؤرشف من الأصل في 27 يوليو 2020. تم الاطلاع عليه في 19 فبراير 2019 .
  130. ↑ بول مان، ليزا غاهاغان، ومارك ب. غوردون، "الوضع التكتوني لحقول النفط والغاز العملاقة في العالم"، في ميشيل ت. هالبوتي (محرر) حقول النفط والغاز العملاقة للعقد، 1990-1999 ، تولسا، أوكلاهوما: الجمعية الأمريكية لجيولوجيي البترول ، ص 50، تم الوصول إليه في 22 يونيو 2009.
  131. ↑ ساتو، موتوكي (1990). "الكيمياء الحرارية لتكوين الوقود الأحفوري" (ملف PDF) . في: سبنسر، آر جيه؛ تشو، آي مينغ؛ يوجستر، هانز ب. (محررون). تفاعلات السوائل والمعادن: تكريمًا لهـ. ب. يوجستر . الجمعية الجيوكيميائية. الصفحات 271-284 . ISBN  978-0-941809-01-6أُرشف من النسخة الأصلية (PDF) بتاريخ 20 سبتمبر 2015. تم الاطلاع عليه بتاريخ 25 أبريل 2025 .

مصادر

  • نوردين، بي إي سي، محرر. (1988). الكالسيوم في بيولوجيا الإنسان . مراجعات التغذية البشرية التابعة للمعهد الدولي لعلوم الحياة. doi : 10.1007/978-1-4471-1437-6 . ISBN 978-1-4471-1439-0.
  • شليزنجر، ويليام هـ.؛ برنهاردت، إميلي س. (2020). الكيمياء الحيوية الجيولوجية: تحليل للتغير العالمي . doi : 10.1016/C2017-0-00311-7 . ISBN 978-0-12-814608-8.

مراجع إضافية

  • جيمس، راشيل (2005). دورات العناصر البيوجيوكيميائية البحرية . باتروورث-هاينمان. ISBN 978-0-7506-6793-7.