ホーム |
防災気象情報 |
気象統計情報 |
気象等の知識 |
気象庁について |
案内・申請・リンク |
二酸化炭素は、温室効果ガスの中でも大気中に最も多く存在し、地球温暖化への影響が最も大きいとされています。その二酸化炭素は、大気中だけでなく、炭素の種々の形態で海洋、陸上生物圏にも分布し、また形態を変えながらそれぞれの間を移動します。大気、海洋、陸上生物圏は炭素の貯蔵庫と呼ばれ、炭素が貯蔵庫間を交換・移動し形成する循環を炭素循環と呼んでいます。
炭素循環の模式図（1990年代）
IPCC(2007）をもとに作成。各数値は炭素重量に換算したもので、貯蔵量（箱の中の数値、億トン）あるいは交換量（矢印に添えられた数値、億トン/年）をあらわしている。黒は自然の循環で収支がゼロであり、赤は人間活動により大気中へ放出された炭素の循環をあらわしている。
海洋は、大気中に存在する量の約50倍もの炭素を蓄えており、巨大な炭素の貯蔵庫です。
海面で大気から海洋へ取り込まれた分子状の二酸化炭素は、一部が解離して重炭酸イオン、炭酸イオンへと変化し、三つの形態で存在します。これらの形態を溶存無機炭素と呼んでいますが、この量は分子状二酸化炭素が単独で存在する量の100倍以上になります
海洋の表層では、海洋の生物、特に植物プランクトンの光合成によって溶存無機炭素の一部が有機物に変化（一次生産）します。また、海洋の生物の死骸や排泄物が沈降・分解し、溶存有機炭素や懸濁態有機炭素へと変化しながら海洋の中層・深層部へ運ばれます。海洋の生物によって海洋の中層・深層部へ炭素が運ばれるこの働きを「生物ポンプ」と呼んでいます。
溶存有機炭素や懸濁態有機炭素は、有機物を栄養源とする生物（従属栄養生物）の呼吸によって溶存無機炭素に変化します。混合や拡散などの物理輸送にともなって、溶存無機炭素は再び海洋表面へともたらされます。
主要な海洋中の炭素循環はこれらの過程で形成されてます。正味の炭素の収支でみれば、海面で大気から海洋に取り込まれた二酸化炭素の大部分が、溶存無機炭素として海洋の中層・深層部へと蓄積されており、その駆動力として生物ポンプが重要な役割を果たしています。