碳酸酐酶对碳酸盐岩溶解的催化作用及其在大气CO_2沉降中的意义

CO2 向H+和HCO-3的转换是一相对慢速过程。因此 ,其动力学可能决定碳酸盐岩的溶解速率。在灰岩和白云岩的溶解实验中 ,使用了自然界普遍存在的碳酸酐酶 (CA)来催化这一CO2 转换反应 ,结果发现 ,对灰岩而言 ,加入CA后 ,其溶解速率在高CO2 分压时可增加 10倍 ,而对白云岩 ,其溶解速率增加主要在低CO2 分压时 ,可达 3倍左右。这一发现表明 ,化学风化 (包括碳酸盐岩溶解和硅酸盐风化 )作用在大气CO2 沉降和全球碳循环里的所谓丢失的汇中的重要性需要重新评价。毫无疑问 ,已往的研究由于未认识到CA在风化中的催化作用 ,因此低估了风化作用的速率 ,同样也低估了风化作用对大气CO2沉降的贡献。另一方面 ,也表明了研究自然界不同水体中CA分布及其活度和CA在自然界风化作用中的作用的必要性。

天山南坡科其喀尔冰川流域水化学侵蚀及大气CO_2沉降量分析

2004-06-21～2004-09-10对天山南坡科其喀尔冰川作用区河水、大气降水及冰川进行水化学采样和分析实验,计算了地壳源物质的化学侵蚀率和大气CO2沉降量.分析结果表明,大气降水中溶质补给率平均为60.7kg.(km2.d)-1,占流域总溶质通量791.2kg.(km2.d)-1的7.7%.冰川冰中溶质因冰溶解作用补给河水中溶质的补给率平均为60.2kg.(km2.d)-1,占7.6%.地壳源水化学侵蚀率为558.0kg.(km2.d)-1,占70.5%,是河水中可溶性离子的主要来源.其中,流出SO24-总通量为171.1kg.(km2.d)-1,主要来源于地壳水化学侵蚀补给,占90.6%,其次是大气降水补给,占5.6%;流出HCO3-总通量为308.9kg.(km2.d)-1,其中硫化物氧化作用导致碳酸盐水解补给的HCO3-为84.2kg.(km2.d)-1,在吸收大气CO2引起的碳酸化作用过程中,源于大气CO2的HCO3-与源于碳酸盐的HCO3-相等,均为112.3kg.(km2.d)-1,相当于暂时性吸收大气CO2通量为81.0kg.(km2.d)-1,占流域总溶质通量的14.2%.利用碳酸盐水解法计算的地壳溶质侵蚀通量为641.1kg.(km2.d)-1,比前者利用物质平衡原理计算过程中考虑与不考虑大气CO2沉降的结果分别相差14.9%和4.4%.本研究对于评估我国西部资料匮乏的冰川区的水化学侵蚀和冰川区对碳循环的贡献具有重要的示范意义.

大气CO_2两个重要的汇

碳酸盐岩的风化和水泥的碳酸盐化都将消耗大气中的CO2. 考虑到全球广泛分布着碳酸盐岩及水泥的大量使用, 这两个过程可成为大气CO2两个重要的汇. 基于大量的野外观测数据, 利用不同的方法评价后得出, 这两个汇的量级均在每年1亿吨碳左右.