Az óceán biogeokémiájában a biológiai szivattyú , más néven tengeri szén-körforgás , olyan biológiai folyamatok sorozata, amelyek a szén transzportjához vezetnek a fotikus zónából a tengerfenékig. Ez egy fontos eleme az szénciklus .
Ennek a szivattyúnak köszönhetően az ipari korszak kezdete óta az óceán képes felvenni a fosszilis üzemanyagok fogyasztása és a cementgyártás által kibocsátott antropogén szén 41% -át .
A szén nagyságrendje és nagymértékű eloszlása egyre jobban számszerűsíthető és földrajzi (legalább a XX . Század végéig és a XXI . Század elejéig) az óceáni térségben . De a rendkívül összetett ökológiai visszajelzések miatt az óceáni szénszivattyú jelenségének intenzitásában és földrajzában bekövetkező történelmi és jövőbeni időbeli változások továbbra is rosszul vannak megértve, és nehezen megjósolhatók. Különösen a közelmúltig nagyon nehéz volt megkülönböztetni a szén, nitrogén, kén stb. Fluxusában bekövetkező változások hatásait. a levegő - tenger határfelületen, amelyeket az antropogén klímaváltozás, de a belső éghajlati változékonysághoz természetesen kapcsolódó változás is modulál. A modellezési munka (2016) kezdi megkülönböztetni és szétválasztani a globális változás antrofikus és természetes hatásait. Ez megkönnyíti az óceán szén-dioxid-elnyelőjének helyi és időbeli változásainak modellezését az elkövetkező évtizedekben és az óceán különböző régióiban.
Az ennek alapján elvégzett első modellezési munka (2016) azt sugallja, hogy az éghajlat nagy belső változékonysága miatt nem valószínű, hogy a szénfelvétel mértékében az antropogén oknak tulajdonítható változások már közvetlenül megfigyelhetők a legtöbb óceáni régióban, de ez egyes régiókban 2020 és 2050 között lehetségesvé válhat.
A biológiai szivattyú középpontjában a szerves szén áll. Különösen a tengerfenék felé áramló anyagrészecskék szállítják. Ez különösen igaz a halott szervezetek (többek között algák szőnyeg ) és az ürülék. A szén azonban oldott szerves szénként (DOC) éri el az óceán fenekét különféle fizikai folyamatok révén.
Az óceán fenekére ilyen módon jutó szén lehet szerves vagy szervetlen részecskék, például kalcium-karbonát (CaCO 3 ) formájában. Ez a meszesedett szervezetek, például a coccolithophoridae , a foraminifera vagy a Thecosomata alapvető eleme .
Abban az esetben, szerves anyagok , a folyamat a remineralizációjához (vagy bomlás), mint a bakteriális légzés, széndioxidot termel, amely vízben oldódik. A kalcium-karbonátok a közegtől és annak hőmérsékletétől függő sebességgel oldódnak. Mivel ezek a folyamatok általában lassabbak, mint a felszíni szerves anyagok szintézise, és a lehulló részecskék miatt a tengerfenékre, a biológiai szivattyú szállítja az anyagot az óceán felszínéről a mélységbe.
A biológiai szivattyúnak nagy szerepe van a globális szén-dioxid-körforgásban, ezért nagy erőfeszítéseket tesznek a jelenség jobb számszerűsítésére és annak óceáni és időbeli eloszlásának (szezonális hatások és hosszú távú trendek) jobb megértésére.
A vas tűnik fontos szerepet játszanak, mint korlátozó tényező , és akiknek a közreműködése mértéke jelentősen eltér a kontinentális és a talajfelszín éghajlaton. Az emberiség nagymértékben megnövelte a vasbevitelt, de nem feltétlenül biológiailag hasonló formában.