CoachUm ciclo biogeoquímico é o movimento de um elemento entre reservatórios (a atmosfera, o oceano, os solos, a biomassa viva, as rochas) por meio de fluxos medidos em massa por ano. Um reservatório de massa com saída total tem um tempo de residência , o tempo médio que um átomo passa nele; em estado estacionário, a entrada é igual à saída e é constante. Os ciclos são acoplados pela estequiometria da vida — a razão de Redfield do plâncton marinho, em átomos —, de modo que o suprimento do elemento mais escasso fixa a taxa com que todos os outros são absorvidos.
Exemplos
Exemplo 25.6 (O que os números dizem)
Emissões de por ano com uma fração atmosférica de deixam , ou , no ar a cada ano — a inclinação observada. As emissões acumuladas desde 1850 são de cerca de , das quais estão no ar (140 ppm), e o restante no oceano e na terra. Para manter a atmosfera em qualquer nível, as emissões líquidas devem cair ao que os sumidouros lentos — a mistura com o oceano profundo e o intemperismo, juntos abaixo de por ano — conseguem absorver: a neutralidade líquida não é um slogan, mas a condição de estado estacionário do modelo de caixa com um muito longo. Para o nitrogênio, a duplicação do fluxo de nitrogênio fixado duplicou o nitrato dos rios, produziu zonas mortas na foz do Mississippi e no Báltico, e elevou em um quinto o da atmosfera, um gás de efeito estufa com tempo de residência de um século. O Capítulo 27 acompanha as consequências para os seres vivos.