Skip to main content
Global

1.1: ויסות אווירה ואקלים

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    208106

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)\(\newcommand{\AA}{\unicode[.8,0]{x212B}}\)

    החיים על פני כדור הארץ ממלאים תפקיד קריטי בוויסות התכונות הפיזיקליות, הכימיות והגיאולוגיות של כדור הארץ, החל מהשפעה על ההרכב הכימי של האטמוספירה ועד לשינוי האקלים.

    לפני כ -3.5 מיליארד שנה, צורות חיים מוקדמות (בעיקר ציאנובקטריה) סייעו ביצירת אווירה מחומצנת באמצעות פוטוסינתזה, תוך לקיחת פחמן דו חמצני מהאטמוספירה ושחרור חמצן (Schopf 1983; Van Valen 1971). עם הזמן, אורגניזמים אלה שינו את הרכב האטמוספירה, העלו את רמות החמצן וסללו את הדרך לאורגניזמים המשתמשים בחמצן כמקור אנרגיה (נשימה אירובית), ויצרו אווירה דומה לזו הקיימת כיום.

    מחזורי פחמן על פני כדור הארץ בין היבשה, האטמוספירה והאוקיינוסים באמצעות שילוב של תהליכים פיזיקליים, כימיים, גיאולוגיים וביולוגיים (IPCC 2001). אחת הדרכים המרכזיות שהמגוון הביולוגי משפיע על הרכב האטמוספירה של כדור הארץ היא באמצעות תפקידו במחזוריות פחמן באוקיינוסים, המאגר הגדול ביותר לפחמן על פני כדור הארץ (גרובר וסרמיינטו, בעיתונות). בתורו, ההרכב האטמוספרי של הפחמן משפיע על האקלים. פיטופלנקטון (או צמחים ימיים מיקרוסקופיים) ממלאים תפקיד מרכזי בוויסות הכימיה האטמוספרית על ידי הפיכת פחמן דו חמצני לחומר אורגני במהלך הפוטוסינתזה. חומר אורגני עמוס פחמן זה מתיישב במישרין או בעקיפין (לאחר שנצרך) באוקיינוס העמוק, שם הוא נשאר במשך מאות שנים, או אפילו אלפי שנים, ומשמש כמאגר העיקרי לפחמן על פני כדור הארץ. בנוסף, פחמן מגיע גם לאוקיינוס העמוק באמצעות תהליך ביולוגי נוסף - היווצרות סידן פחמתי, המרכיב העיקרי של הקליפות בשתי קבוצות של אורגניזמים ימיים קוקוליתופורידים (פיטופלנקטון) ופורמיניפרה (אורגניזם חד תאי ופגז שנמצא בשפע בסביבות ימיות רבות). כאשר אורגניזמים אלה מתים, הקליפות שלהם שוקעות לתחתית או מתמוססות בעמוד המים. תנועה זו של פחמן דרך האוקיינוסים מסירה עודף פחמן מהאטמוספירה ומווסתת את האקלים של כדור הארץ.

    במהלך המאה האחרונה, בני האדם שינו את הרכב האטמוספירה על ידי שחרור כמויות גדולות של פחמן דו חמצני. עודף פחמן דו חמצני זה, יחד עם גזי 'חממה' אחרים, מאמינים כי הם מחממים את האטמוספירה שלנו ומשנים את האקלים בעולם, מה שמוביל ל"התחממות כדור הארץ". היה ויכוח רב על האופן שבו תהליכים טבעיים, כגון מחזור פחמן דרך פיטופלנקטון באוקיינוסים, יגיבו לשינויים אלה. האם תפוקת הפיטופלנקטון תגדל ובכך תספוג את הפחמן הנוסף מהאטמוספירה? מחקרים אחרונים מצביעים על כך שתהליכים טבעיים עשויים להאט את קצב העלייה של הפחמן הדו חמצני באטמוספירה, אך ספק אם האוקיינוסים של כדור הארץ או יערותיו יכולים לספוג את מכלול הפחמן הנוסף המשתחרר מפעילות אנושית (Falkowski et al. 2000).