Martes 6:

- Repaso de conceptos sobre química CO2 en agua de mar y Carbono antropogénico. (30 min)

- Tema: Evolución temporal del CO2 en el océano I (1 h y 15 min)

- Tarde: workshop - case study: CANT in the subtropical Indian Ocean, uso del ODV (2 horas)

Miércoles 7:

- Tema: Evolución temporal del CO2 en el océano II (1 h y 45 min)

- Tema: Evolución temporal del CO2 en el océano III (1 h y 45 min)

- Tarde: Cine y debate: efectos de la acidificación sobre océanos (2 horas)

Global carbon cycle

+65 -125

1.7 Land use change

+18

21.9 20

1.9 Land sink

1.6

+100

5.4

-220

+161

& the anthropogenic perturbation

http://co2now.org/Current-CO2/CO2-Trend/

PgC/yr = 10 15 gC = 1 000 000 000 tons = 1 billón de kilos

1 tonelada = 1 000 000 gC = 1000 kilos

IPCC 2007 Report. Figure 7.10. Three main ocean carbon pumps govern the regulation of natural atmospheric CO2 changes by the ocean (Heinze et al., 1991): the solubility pump, the organic carbon pump and the CaCO3 ‘counter pump’. The oceanic uptake of anthropogenic CO2 is dominated by inorganic carbon uptake at the ocean surface and physical transport of anthropogenic carbon from the surface to deeper layers. For a constant ocean circulation, to first order, the biological carbon pumps remain unaffected because nutrient cycling does not change. If the ocean circulation slows down, anthropogenic carbon uptake is dominated by inorganic buffering and physical transport as before, but the marine particle flux can reach greater depths if its sinking speed does not change, leading to a biologically induced negative feedback that is expected to be smaller than the positive feedback associated with a slower physical downward mixing of anthropogenic carbon. Reprinted with permission, copyright 1991 American Geophysical Union.

pH

CO2 / DIC / TIC / CT

K0

K1

K2

pH= -log [H3O+]

CT=[CO2] + [HCO3-] + [CO3

2-]Mass balance

TA = AT=[HCO3-]+2·[CO3

2-]+[B(OH)4-]+[OH-]-[H3O+]

Charge balance

pCO2 = [CO2]/0(S,T)

5 species (unknowns) 5 species (unknowns) H H22COCO33* , HCO* , HCO33–– , CO , CO33

–2–2 , H , H++ , OH , OH––

3 equilibrium equations3 equilibrium equations K K11, K, K22, K, Kww

1 concentration condition1 concentration condition DIC DIC1 proton condition1 proton condition TA TA

Any Any twotwo carbonate system parameters carbonate system parameters fix the values of all the restfix the values of all the rest

Figura 1. Química de la acidificación oceánica, reacciones y evolución temporal. (A) Visión esquemática de la perturbación antropogénica del ciclo del carbono en los mares y océanos, con los equilibrios químicos en los cuales interviene el CO2 cuando es absorbido por el agua de mar. K1 y K2 son las constantes de disociación del ácido carbónico y del ión bicarbonato, respectivamente. Los rectángulos muestran especies químicas que verán aumentada su concentración, y los elipsoides muestran aquellas especies que sufrirán una disminución. (B) Evolución promediada del pH global superficial (naranja), del CO2 atmosférico (magenta), del ión bicarbonato (verde) y del ión carbonato (azul) desde el año 1820 hasta el año 2000, y proyecciones futuras hasta el año 2100, según datos de Steinacher et al. (2009) y cálculos de Pelejero et al. (2010). La nube de puntos grises contiene los valores de pH del agua superficial en la última década (promedio de los primeros 50 m de profundidad de todos los océanos), mostrando el grado de heterogeneidad espacial que presenta este parámetro químico del agua del mar. Figuras adaptadas de Pelejero et al. (2010).

To separate the anthropogenic CO2 signal from the natural variability in

DIC. This requires the removal of

i) the change in DIC that incurred since the water left the surface

ocean due to remineralization of organic matter and dissolution of

CaCO3 (DICbio), and

ii) a concentration, DICsfc-pi , that reflects the DIC content a water parcel

had at the outcrop in pre-industrial times, the equilibrium

concentration plus any disequilibrium

Thus,Cant = DIC - DICbio - DICsfc-pi = DIC – DICbio – DIC280 - DICdis

Assumptions:

•natural carbon cycle has remained in steady-state

44.5 5 Pg

44.8 6 Pg 20.3 3 Pg

Indian Ocean

Pacific Ocean Atlantic Ocean

(Sabine et al, Science 2004)

Inventory of CInventory of CANTANT for year 1994 = 110 ± 13 Pg C for year 1994 = 110 ± 13 Pg C

15% area

25% inventorio