martes, 24 de abril de 2012

El presupuesto de carbono de superficie


El presupuesto de carbono de superficie
La deposición de las rocas de carbonato ha sido un proceso continuo a lo largo de los tiempos de los registros geológicos. La mayoría, pero no todos de este carbonato ha sido un depósito oceánico, es necesario derivar el CO 2 de la atmósfera-océano de CO 2 tienda. La cantidad que se encuentra actualmente en esta tienda es, sin embargo, sólo una fracción muy pequeña de la cantidad necesaria para establecer los carbonatos presentes en el registro geológico. El depósito atmosférico-oceánicos tiene en la actualidad sólo alrededor de 0,01 kg de carbono por cm 2 de superficie de la Tierra. Si tomamos la cifra mencionada, de unos 20 kg de carbono por cm 2 establecido en el momento del registro geológico identificado, debe haber habido una fuente de renovación de la concentración atmosférica de CO-oceánico 2 poco a poco, pero en una cantidad 2,000 veces el presente contenido. Esta cantidad de carbono, si se calcula como una tasa de desgasificación continua y constante y en un principio todos los subía en forma de metano, que se traduciría en una capa de un metro de profundidad de metano (en STP) se creó en toda la Tierra cada 2.700 años. Si la tasa es regionalmente variable de modo que, por ejemplo, una décima parte de la zona produce nueve décimas partes de la cantidad, a continuación, en las zonas de gas propensas a un metro metano STP subiría cada 300 años. Si los campos de gas natural están llenos de la salida de gases de metano, por ejemplo, un tipo de oferta sería mucho más adecuado en los intervalos de tiempo disponibles para crear todos los campos conocidos.

Si el suministro de carbón desde abajo cesaron, el ritmo actual de la que se establecen de carbono se agotan la reserva atmósfera-océano en algo del orden de 500.000 años, una fracción muy corto de tiempo geológico. Salida de gases de carbono en alguna forma debe haber sido un proceso continuo, no es probable que los humanos evolucionaron sólo en el último período, justo antes de la muerte de toda la vida vegetal. Por lo tanto, debemos averiguar qué cantidades de carbono que han estado disponibles en los niveles profundos, en la forma que ésta era, y de qué manera el reabastecimiento de la atmósfera-océano de CO 2 reservorio podría haber tenido lugar. También está claro que uno no puede discutir las adiciones hechas por el hombre a los gases de carbono en la atmósfera sin tener en cuenta la emisión de carbono grande y variable sin duda natural que ha tenido lugar a lo largo del tiempo geológico.

El reabastecimiento de carbono debe ser de fuentes menores de edad. El reciclaje de los sedimentos no se puede dar cuenta de ello, tanto por razones de las cantidades en cuestión y por razones de la composición isotópica. Si repite la subducción de las rocas carbonatadas se produjo en la escala necesaria, parece que los carbonatos de edad deben haber desaparecido casi por completo. Este no es el caso. La información isotópica, a la que volveremos más adelante, también diría que en un proceso de reciclaje continuo de la proporción de 13 C en continuo se incrementaría en la atmósfera, y por lo tanto los carbonatos más jóvenes deben ser isotópicamente más pesado que los anteriores, lo que también es no es el caso. Carbonatos marinos de todas las edades de nuevo a la Arqueano mostrar la misma gama estrecha de la proporción de carbono isotópico (Schidlowski y otros, 1975, véase también la Figura 4).

¿Cuánto material condrita carbonosa se habría requerido para proporcionar el suministro de carbón de la superficie? Hagamos un cálculo simple para esto. Supongamos que en el rango de profundidades entre 100 y 300 kilómetros tenemos un mosaico en el que el material de condrita carbonosa comprende el 20 por ciento en promedio. En este material, las cantidades de carbono a 5 por ciento. Esto significa, en promedio, cada columna centímetro cuadrado a través de la capa 200 kilometros contendría un 1 por ciento de carbono (5% de 20%), que se traduciría en 660 kilogramos por centímetro cuadrado. Si una trigésima parte de esto se había movilizado y llegó a la corteza exterior, bastaría para dar cuenta de todo el carbono de los sedimentos de carbonato y los sedimentos de carbono no oxidado. Desde luego, la proporción de tipo condrita carbonosa de material puede haber sido mucho mayor, y la capa más gruesa produciendo mucho. La fracción que necesita han movilizado entonces sería mucho más pequeño. Todo un puede decir en esta etapa es que no hay ningún problema cuantitativo. Volátil material rico en cantidad suficiente para haber suministrado el agua de los océanos, como se discute por Levin (1958), podría fácilmente haber suministrado la cantidad de hidrocarburos de todo el carbono de la superficie.

Como hemos visto, el material de fuente primaria en la tierra que enviar hasta un fluido de carbono-cojinete es probable que sea una mezcla de hidrocarburos no, una sustancia que podría producir CO 2 en el primer lugar. En el camino, sin embargo, una fracción desconocida vendría sobre las vías se mantienen abiertas por el magma, donde estos fluidos en gran medida se oxida a CO 2 y agua. En otras vías, creado por fracturación de presión en la roca sólida, la oxidación directa será mínimo y estos fluidos puede llegar a la superficie como el metano y otros gases de hidrocarburos o líquidos. Sin embargo, incluso en la roca sólida una proporción sustancial es frecuentemente oxidado a niveles poco profundos, como se indica por la presencia común en las regiones de petróleo y gas enriquecido, de cementos de carbonato. Estos cementos se derivan de los óxidos metálicos presentes inicialmente en las rocas, y el CO 2 procedentes al parecer de la oxidación del metano, con un poco de oxígeno suministrado por las rocas, la proporción de isótopos de carbono de estos cementos obturando los poros no es compatible con una derivación de la concentración atmosférica de CO 2 , y su distribución llena los poros en una columna vertical, lo que sugiere un origen a partir de fluidos ascendentes. Esta oxidación se debe probablemente a la acción de microorganismos que obtienen el oxígeno de los componentes de la roca, y entonces se limita a los niveles exteriores de la corteza donde la temperatura está en el intervalo en el que la actividad microbiana puede tener lugar. Se puede suponer bastante razonable que sólo una fracción del CO 2 así producido, de hecho permanecen en el suelo en forma de carbonato, y una fracción sustancial, muy posiblemente la cantidad principal, se escape a la atmósfera.

Un suministro de hidrocarburos a profundidad pueden servir de CO 2 en el depósito de atmósfera-océano de tres maneras diferentes. Una de ellas es a través de vías volcánicas y la oxidación con el oxígeno suministrado por el magma, y otra es por la subida de los hidrocarburos a través de rocas sólidas y la oxidación a nivel superficial, muy probablemente por la acción bacteriana, con salida posterior de CO 2 a la atmósfera, un tercer proceso será el escape de metano y otros hidrocarburos a la atmósfera, en donde, en presencia de oxígeno atmosférico, ellos residen en un promedio de 10 años antes de la oxidación de CO 2 . ¿Qué fracción de reabastecimiento de carbono proviene de cada una de estas vías aún no es conocida directamente, pero algunos límites pueden ser colocados por las consideraciones del mantenimiento del nivel de oxígeno de la atmósfera dentro de los límites sugeridos por el registro geológico, y posiblemente por algunas otras medidas más directas .

El metano en la atmósfera está presente en aproximadamente 1,7 ppm en volumen. Gran parte o la mayoría de lo que representa un ciclo del carbono atmosférico a través de procesos biológicos, pero las estimaciones cuantitativas de la magnitud y la velocidad de estos procesos no son lo suficientemente precisas para determinar si la concentración observada es la de esperar. Por consiguiente, cabe preguntarse si una contribución a este metano directamente de las fuentes de emisión de gases es una posibilidad. Afortunadamente, existe una clara posibilidad de distinguir metano de origen biológico del metano reciclado juvenil: el radiocarbono ( 14 C) la proporción de la contribución biológica debe ser la misma que la de la atmósfera de CO 2 , ya que este reciclaje se llevará a cabo casi todos en un tiempo corto en comparación con la vida media del radiocarbono (5.700 años). Así, el carbono de las fuentes profundas estaría libre de radiocarbono. Una medición de la fracción de metano en la atmósfera de radiocarbono por lo tanto, puede proporcionar la información. Varias medidas de este tipo se han intentado, pero hay dificultades y las incertidumbres relacionadas con el método de muestreo y con la misma medida. Las últimas mediciones han dado valores de aproximadamente el 32% de los no-metano rodamiento de radiocarbono atmosférico (Lowe y otros, 1988). Sería tales valores ser compatible con un suministro de carbono a partir de fuentes de menores?

Podemos tomar, por un cálculo simple, el metano a 1,7 ppm (en volumen) y una vida útil de unos 10 años frente a la oxidación. Supongamos que el 30% de esta es menor, y ver cómo se compara esto con los requisitos del balance de carbono terrestre. Las mediciones citados daría una cantidad de carbono menores en la actualidad en CH 4 al aire de 2 x 10 -7 kg de carbono / cm 2 . Si esto se repone en una escala temporal años diez, el tiempo de vida de metano atmosférico, el suministro promedio por año tendría que ser de 2 x 10 -8 kg / cm 2 años. Para establecer los depósitos de carbón de 20 kg / cm 2 por completo de esta fuente, por tanto, tomar de 1 mil millones de años, una cifra compatible con el registro geológico. Aunque esto no puede ser tomado como una confirmación de los resultados que han sido reportados, ni de la proporción de la oferta de menores de CH 4 , se demuestra que estas mediciones son la pena hacer, y que una fracción sustancial del metano atmosférico puede en hecho de ser la delincuencia juvenil. Si lo es, se debe sospechar que dicha contribución tendrían las grandes variaciones de tiempo, al igual que todos los procesos tectónicos otros, y que los valores por lo tanto mucho más altas o más bajas pueden registrarse en el momento presente, o en cualquier momento dado, que la larga plazo el valor de la media. Las variaciones en el tiempo de la atmósfera CH 4 informó de núcleos de hielo debe considerarse a la luz de estas consideraciones.


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