الاستخدام الظاهري للأكسجين

📅 آخر تحديث: ٣٠ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٣٠ يوليو ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 4 صور
الموسوعة الحرة
معدل استهلاك الأكسجين الظاهري على عمق 1000 متر. بيانات من أطلس المحيط العالمي 2009 .
مقاطع من المحيط الهادئ تُظهر مستويات الأكسجين المذاب ومعدل استهلاك الأكسجين الظاهري. البيانات مأخوذة من أطلس المحيط العالمي لعام 2009 .

في الأنظمة المائية العذبة أو البحرية ، يُعرف الاستخدام الظاهري للأكسجين ( AOU ) بأنه الفرق بين ذوبانية غاز الأكسجين (أي التركيز عند التشبع) وتركيز الأكسجين المقاس في الماء الذي له نفس الخصائص الفيزيائية والكيميائية. [ 1 ]

أيايو=[يا2 soلuبأنالأناتy]-[يا2 oبsهـرvهـد]{\displaystyle AOU=[O_{2}\ solubility]-[O_{2}\ observed]}

التأثيرات العامة

تحدث الاختلافات في ذوبان الأكسجين وتركيزه المقاس (AOU) عادةً عندما يؤثر النشاط البيولوجي أو دوران المحيط أو اختلاط مياهه على تركيز الأكسجين المحيط. [ 2 ] فعلى سبيل المثال، يُحرر الإنتاج الأولي الأكسجين ويزيد تركيزه، بينما يستهلكه التنفس ويقلل تركيزه.

وبالتالي، يُمثل معدل استهلاك الأكسجين الظاهري (AOU) لعينة ماء مجموع النشاط البيولوجي الذي تعرضت له العينة منذ آخر مرة كانت فيها في حالة توازن مع الغلاف الجوي . في الأنظمة المائية الضحلة (مثل البحيرات )، يكون عمود الماء بأكمله عادةً على اتصال وثيق بالغلاف الجوي، وتكون تركيزات الأكسجين قريبة من التشبع، وتكون قيم AOU قريبة من الصفر. أما في الأنظمة المائية العميقة (مثل المحيطات )، فقد ينفصل الماء عن الغلاف الجوي لفترات طويلة للغاية (سنوات، عقود، قرون)، وتكون قيم AOU الموجبة الكبيرة شائعة. في بعض الأحيان، عندما يؤدي الإنتاج الأولي القريب من السطح إلى رفع تركيزات الأكسجين فوق مستوى التشبع، قد تكون قيم AOU سالبة (أي لم يُستهلك الأكسجين إلى ما دون تركيزات التشبع).

انخفضت تركيزات الأكسجين في المحيطات منذ ثمانينيات القرن الماضي. [ 2 ] ويعود جزء من هذا الانخفاض إلى زيادة المحتوى الحراري للمحيطات نتيجة للاحتباس الحراري، مما يقلل من ذوبان الأكسجين. ومع انخفاض الذوبان في المحيطات السطحية، يتصاعد الأكسجين إلى الغلاف الجوي. [3] ومن المرجح أن زيادة استهلاك الأكسجين الظاهري (AOU) تساهم أيضًا في انخفاض تركيزات الأكسجين في المحيطات . [ 2 ] وقد تنتج التغيرات في استهلاك الأكسجين الظاهري في المحيطات عن عوامل متعددة، مثل تغيرات معدلات الاندساس، وتغيرات حدود الكتل المائية، والأكسجين الأولي الناتج عن تكوين الكتل المائية، والاستهلاك البيوكيميائي للأكسجين ، أو تغيرات اختلاط الدوامات. [ 2 ] وبناءً على الملاحظات، يبدو أن الزيادة العالمية في استهلاك الأكسجين الظاهري مرتبطة بزيادة المحتوى الحراري للمحيطات. [ 2 ]

لا تتسم التغيرات في مؤشر استخدام الأكسجين الجوي (AOU) بالاتساق عبر المناطق الجغرافية. فمثلاً، شهد نصف الكرة الشمالي ارتفاعاً حاداً في مؤشر AOU في منتصف التسعينيات، بينما انخفض بشكل ملحوظ في نصف الكرة الجنوبي في منتصف العقد الأول من الألفية الثانية. وقد يُعزى ذلك إلى قلة البيانات المتاحة في نصف الكرة الجنوبي. ومنذ الثمانينيات، تشمل المناطق التي شهدت انخفاضاً كبيراً في تركيز الأكسجين ( مع ارتفاع في مؤشر AOU ) شمال المحيط الهادئ شبه القطبي، والمحيط الأطلسي الاستوائي، وشرق المحيط الهادئ الاستوائي. أما المناطق التي شهدت ارتفاعاً في تركيز الأكسجين (مع انخفاض في مؤشر AOU) فتشمل غرب شمال المحيط الهادئ شبه الاستوائي وشرق شمال المحيط الأطلسي شبه القطبي. [ 2 ]

رسم تخطيطي للمضخة البيولوجية، وهي عنصر تحكم رئيسي في AOU.

انظر أيضاً

مراجع

  1. ↑ غارسيا، هـ. إي.، لوكارنيني، ر. أ.، بوير، ت. ب.، وأنتونوف، ج. إي. (2006). أطلس المحيط العالمي 2005، المجلد 3: الأكسجين المذاب، والاستخدام الظاهري للأكسجين، وتشبع الأكسجين. تحرير: س. ليفيتوس. أطلس الإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي NESDIS 63، مكتب الطباعة الحكومي الأمريكي، واشنطن العاصمة، 342 صفحة.
  2. 1 2 3 4 5 6 إيتو، تاكاميتسو؛ مينوبي، شوشيرو؛ لونغ، ماثيو سي؛ دويتش، كورتيس (2017). "اتجاهات الأكسجين في الطبقات العليا من المحيط: 1958-2015" . رسائل البحوث الجيوفيزيائية . 44 (9): 4214-4223 . Bibcode : 2017GeoRL..44.4214I . doi : 10.1002/2017GL073613 . ISSN 0094-8276 . S2CID 132628273 .  
  3. ↑ غارسيا، هيرنان إي. (2005). "حول تباين الأكسجين المذاب ومحتوى استهلاك الأكسجين الظاهري في الطبقة العليا من المحيط العالمي: من 1955 إلى 1998" . رسائل البحوث الجيوفيزيائية . 32 (9): L09604. Bibcode : 2005GeoRL..32.9604G . doi : 10.1029/2004GL022286 . ISSN 0094-8276 . S2CID 128671013 .