Biologie · Begrippenlijst

Wat is Reservoir, flux, verblijftijd?

Definitie 25.1 Universitaire biologie — jaar 2 · Hoofdstuk 25 — Biogeochemische kringlopen

Een biogeochemische kringloop is de beweging van een element tussen reservoirs (de atmosfeer, de oceaan, bodems, levende biomassa, gesteenten) door fluxen, gemeten in massa per jaar. Een reservoir met massa MM en totale uitstroom FF heeft een verblijftijd τ=M/F\tau = M/F, de gemiddelde tijd die een atoom erin doorbrengt; in stationaire toestand is de instroom gelijk aan de uitstroom en is MM constant. De kringlopen zijn gekoppeld via de stoichiometrie van het leven — de redfieldverhouding van marien plankton, C:N:P=106:16:1\mathrm{C:N:P} = 106:16:1 in atomen — zodat de aanvoer van het schaarste element bepaalt in welk tempo alle andere worden opgenomen.

Voorbeelden

Voorbeeld 25.6 (Wat de getallen zeggen)

Een uitstoot van 10GtC10\,\mathrm{GtC} per jaar met een atmosferische fractie van 0.450.45 laat elk jaar 4.5GtC4.5\,\mathrm{GtC}, of 2.1ppm2.1\,\mathrm{ppm}, in de lucht achter — de waargenomen helling. De cumulatieve uitstoot sinds 1850 is ongeveer 700GtC700\,\mathrm{GtC}, waarvan 290GtC290\,\mathrm{GtC} in de lucht zit (140 ppm), de rest in oceaan en land. Om de atmosfeer op welk niveau ook te houden, moet de netto-uitstoot dalen tot wat de trage putten — menging naar de diepe oceaan en verwering, samen minder dan 1GtC1\,\mathrm{GtC} per jaar — kunnen opnemen: netto nul is geen slogan maar de voorwaarde voor stationaire toestand van het boxmodel met een zeer lange τ\tau. Voor stikstof heeft de verdubbeling van de flux van gebonden stikstof het nitraat in rivieren verdubbeld, dode zones veroorzaakt bij de monding van de Mississippi en in de Oostzee, en het N2O\mathrm{N_2O} van de atmosfeer, een broeikasgas met een verblijftijd van een eeuw, met een vijfde verhoogd. Hoofdstuk 27 volgt de gevolgen voor levende wezens.

Lees in het hoofdstuk →