Collaborative research: US GEOTRACES PMT: Measuring the d13C-DIC distribution and estimating organic matter export rates

合作研究:美国GEOTRACES PMT:测量d13C-DIC分布并估算有机物出口率

基本信息

  • 批准号:
    1736598
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 46.24万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Standard Grant
  • 财政年份:
    2017
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2017-08-01 至 2021-07-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

The concentration of carbon dioxide gas (CO2) in the ocean depends in part on the rate of photosynthesis in the ocean because CO2 is consumed by microscopic plants in surface ocean (phytoplankton). The photosynthesis reaction can be written as CO2 + H2O + light energy - CH2O (sugar) + O2. During photosynthesis, the plankton preferentially consume CO2 molecules comprised of 12C atoms and less so CO2 molecules comprised of 13C atoms. Measuring the ratio of 13CO2 to 12CO2 dissolved in seawater provides a means to estimate the photosynthesis rate. Below the surface layer where photosynthesis occurs (the photic layer), bacteria use sinking plankton material for food and energy via a process called respiration (which is the reverse of the photosynthesis reaction). Respiration produces CO2 in the deeper layers of the ocean. The goal of our research is to measure the concentration of 13CO2 and 12CO2 in seawater from the surface to the bottom of the Pacific Ocean along a cruise path that starts in Seward, Alaska and goes southward to Tahiti. We will use these measurements to understand how photosynthesis, respiration and mixing in the ocean control the distributions of 13CO2 and 12CO2. The broader impact of our research is to determine how photosynthesis, respiration and mixing in the ocean affect the transfer rate of CO2 from the atmosphere to the ocean. This CO2 transfer rate is important because it affects the concentration of CO2, a greenhouse gas, in the atmosphere and the increasing acidity of the ocean. Other broader impacts include incorporating results from this study into classes taught by the researcher. One undergraduate student from the University of Washington would be supported and trained as part of this project.The specific goal of our research is to measure the depth distribution of the 13C/12C of the dissolved inorganic carbon (DIC) during the GEOTRACES PMT cruise (Seward, AK to Tahiti) in the N. Pacific Ocean. We intend to collect and measure d13C-DIC on ~850 seawater samples. The PMT section will cross a wide range of biological productive regimes from the oligotrophic gyres near Tahiti and Hawaii to the more productive HNLC regions in the equatorial and subarctic oceans. The expected meridional variations in productivity should provide the opportunity to determine the impact of organic matter (OM) export and subsequent degradation at depth on upper ocean distribution of d13C-IC, trace elements (TEs), and nutrients along the PMT section. We intend to determine how the meridional variations in productivity and proximity to outcropping water masses affect the distributions of d13C, PO4, NO3 and bioactive TEs (like Cadmium) throughout the thermocline and deep sea along the PMT cruise track. Improving our understanding of the processes that control d13C, TEs and nutrient distributions in the modern ocean will improve our ability to use d13C and TEs measurements in the sedimentary record as tracers of past changes in the ocean circulation and carbon cycling. From a broader impact perspective, our address research addresses two basic goals of the GEOTRACES program. First, to determine global ocean distributions of selected trace elements and isotopes and evaluate the sources, sinks, and internal cycling of these species to characterize more completely the physical, chemical and biological processes regulating their distributions. Second, to understand the processes that control the concentrations of geochemical species used for proxies of the ocean's past environment which will benefit the paleoceanography community.
海洋中二氧化碳气体(CO2)的浓度部分取决于海洋中光合作用的速率,因为二氧化碳是由地表海洋中的微观植物消耗的(Phytoplankton)。光合作用反应可以写为CO2 + H2O +光能-CH2O(糖) + O2。 在光合作用过程中,浮游生物优先消耗由12C原子和由13C原子组成的CO2分子组成的二氧化碳分子。 测量溶于海水的13CO2与12CO2的比率提供了一种估计光合作用速率的方法。在光合作用发生的表面层(光学层)的下方,细菌通过称为呼吸的过程(这是光合作用反应的逆转),将浮游生物材料用于食物和能量。 呼吸在海洋较深的层中产生二氧化碳。我们研究的目的是沿着一条从阿拉斯加苏厄德市开始的巡航路径,从地面到太平洋的底部测量海水中的13CO2和12CO2的浓度,并向南移至塔希提岛。 我们将使用这些测量值来了解海洋中光合作用,呼吸和混合如何控制13CO2和12CO2的分布。我们研究的更广泛的影响是确定海洋中光合作用,呼吸和混合如何影响二氧化碳从大气到海洋的转移速率。这种二氧化碳转移速率很重要,因为它会影响大气中的二氧化碳浓度,温室气体和海洋酸度的增加。 其他更广泛的影响包括将这项研究的结果纳入研究人员教授的课程中。 作为该项目的一部分,将为华盛顿大学的一名本科生提供支持和培训。我们研究的具体目标是测量在N. Pacific海洋中,在Geotraces PMT Cruise(Seward,AK至Tahiti)期间,溶解的无机碳(DIC)的深度分布。我们打算在〜850海水样品上收集和测量D13C-DIC。 PMT部分将穿越广泛的生物生产力,从塔希提岛和夏威夷附近的贫营养Gyres到赤道和亚北极海洋中富有生产力的HNLC区域。 生产率的预期子午差异应提供机会,以确定有机物(OM)出口(OM)出口的影响以及随后在D13C-IC上海洋分布,微量元素(TES)和PMT部分养分的深度下降。我们打算确定生产率和脱水量的子午差异如何影响D13C,PO4,NO3和生物活性TES(如镉)在整个热跃层和深海沿PMT巡航轨道的分布。提高我们对现代海洋中控制D13C,TES和营养分布的过程的理解将提高我们在沉积记录中使用D13C和TES测量的能力,作为过去海洋循环和碳循环的过去变化的示踪剂。 从更广泛的影响角度来看,我们的地址研究涉及地理位置计划的两个基本目标。 首先,确定选定的痕量元素和同位素的全球海洋分布,并评估这些物种的来源,下沉和内部循环,以更完全地表征调节其分布的物理,化学和生物学过程。 其次,要了解控制用于海洋过去环境的地球化学物种浓度的过程,这将使古环造影社区受益。

项目成果

期刊论文数量(1)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Impact of the Elemental Composition of Exported Organic Matter on the Observed Dissolved Nutrient and Trace Element Distributions in the Upper Layer of the Ocean
输出的有机物的元素组成对观测到的海洋上层溶解养分和微量元素分布的影响
{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

Paul Quay其他文献

Paul Quay的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('Paul Quay', 18)}}的其他基金

US GEOTRACES OCE: Measuring the distribution of stable carbon isotopes and estimating organic matter export rates
美国 GEOTRACES OCE:测量稳定碳同位素的分布并估算有机物出口率
  • 批准号:
    2048523
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 46.24万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: Measuring Ocean Productivity from the Diurnal Change in Oxygen and Carbon
合作研究:通过氧和碳的日变化测量海洋生产力
  • 批准号:
    1536121
  • 财政年份:
    2015
  • 资助金额:
    $ 46.24万
  • 项目类别:
    Standard Grant
US GEOTRACES ARCTIC: Measuring stable isotopes of carbon in dissolved inorganic carbon and oxygen/argon gas ratios to show impact of organic matter export on nutrient distributions
US GEOTRACES ARCTIC:测量溶解的无机碳中碳的稳定同位素和氧气/氩气比率,以显示有机物输出对营养物分布的影响
  • 批准号:
    1433349
  • 财政年份:
    2014
  • 资助金额:
    $ 46.24万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Closing The Surface Ocean CO2 Budget in The N Pacific Using Underway 13C/12C, pCO2, DIC and O2/Ar Measurements
使用正在进行的 13C/12C、pCO2、DIC 和 O2/Ar 测量来关闭北太平洋表层海洋二氧化碳预算
  • 批准号:
    1259055
  • 财政年份:
    2013
  • 资助金额:
    $ 46.24万
  • 项目类别:
    Standard Grant
US GEOTRACES Pacific: Measuring the d13C-DIC distribution and quantifying the impact of organic matter export on d13C, nutrients and trace metals
美国 GEOTRACES Pacific:测量 d13C-DIC 分布并量化有机物出口对 d13C、营养物和微量金属的影响
  • 批准号:
    1233005
  • 财政年份:
    2012
  • 资助金额:
    $ 46.24万
  • 项目类别:
    Standard Grant
RAPID: US Geotraces N. Atlantic: Measuring the 13C-DIC distribution and quantifying the impact of organic matter export on 13C, nutrients and biologically active trace metals
RAPID:美国 Geotraces N. Atlantic:测量 13C-DIC 分布并量化有机物输出对 13C、营养物和生物活性微量金属的影响
  • 批准号:
    1137455
  • 财政年份:
    2011
  • 资助金额:
    $ 46.24万
  • 项目类别:
    Standard Grant
US GEOTRACES N. Atlantic: Measuring the δ13C-DIC distribution and quantifying the impact of organic matter export on δ13C, nutrients and biologically active trace
美国 GEOTRACES 北大西洋:测量
  • 批准号:
    0926213
  • 财政年份:
    2009
  • 资助金额:
    $ 46.24万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Acquisition of an Isotope Ratio Mass Spectrometer
获取同位素比质谱仪
  • 批准号:
    0850089
  • 财政年份:
    2009
  • 资助金额:
    $ 46.24万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Primary Production Rates in the N. Atlantic for O2 Isotopes and O2/Ar
北大西洋 O2 同位素和 O2/Ar 的初级生产率
  • 批准号:
    0726510
  • 财政年份:
    2007
  • 资助金额:
    $ 46.24万
  • 项目类别:
    Standard Grant
In-situ Rates of Gross Primary Production, Respiration, and Net Community Production in the Subtropical N. Pacific
北太平洋副热带地区初级生产力、呼吸和净群落生产力的原位速率
  • 批准号:
    0525843
  • 财政年份:
    2005
  • 资助金额:
    $ 46.24万
  • 项目类别:
    Standard Grant

相似国自然基金

基于US介导硫酮氧化的早诊分子探针的制备与应用研究
  • 批准号:
    22377069
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    50 万元
  • 项目类别:
    面上项目
当机器成为我们的领导:领导职能自动化的内涵、测量及其多层次后果研究
  • 批准号:
    72371260
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    40.00 万元
  • 项目类别:
    面上项目
SRS:US-China:基础设施促进城乡融合可持续发展的驱动机理与决策机制研究
  • 批准号:
    T2261129477
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    300.00 万元
  • 项目类别:
    国际(地区)合作与交流项目
SRS: US-China: 基础设施促进城乡融合可持续发展的驱动机理与决策机制研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    300 万元
  • 项目类别:
SRS:US-China:基础设施促进城乡融合可持续发展的驱动机理与决策机制研究
  • 批准号:
    T221101034
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    0.00 万元
  • 项目类别:
    国际(地区)合作与交流项目

相似海外基金

Collaborative Research: What Drives the Most Extreme Rainstorms in the Contiguous United States (US)?
合作研究:美国本土遭遇最极端暴雨的原因是什么?
  • 批准号:
    2337381
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 46.24万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: What Drives the Most Extreme Rainstorms in the Contiguous United States (US)?
合作研究:美国本土遭遇最极端暴雨的原因是什么?
  • 批准号:
    2337380
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 46.24万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
CRCNS US-German Collaborative Research Proposal: Neural and computational mechanisms of flexible goal-directed decision making
CRCNS 美德合作研究提案:灵活目标导向决策的神经和计算机制
  • 批准号:
    2309022
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 46.24万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: Conference: Priorities for Future US-led Physical Oceanography Fieldwork in the Sub-polar Southern Ocean
合作研究:会议:未来美国主导的副极地南大洋物理海洋学实地考察的优先事项
  • 批准号:
    2309312
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 46.24万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: Conference: Priorities for Future US-led Physical Oceanography Fieldwork in the Sub-polar Southern Ocean
合作研究:会议:未来美国主导的副极地南大洋物理海洋学实地考察的优先事项
  • 批准号:
    2309313
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 46.24万
  • 项目类别:
    Standard Grant
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了