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海洋硅循环:汇

海洋表面硅酸.png 表层快速溶解大约移除了135 Tmol蛋白石硅每年,将其再次转化为可溶的硅酸,可以再次用于生物矿化。剩余的蛋白石硅通过下沉颗粒输送到深层海洋。在深层海洋中,另有26.2 Tmol Si每年在沉积到沉积物作为蛋白石硅之前被溶解。在沉积物-水界面,超过90%的硅被循环并上升到光区再次使用。光区生物源硅的生产量估计为240 ± 40 Tmol Si每年。在生物时间尺度上,

![[海洋表面硅酸.png]] 表层快速溶解大约移除了135 Tmol蛋白石硅每年,将其再次转化为可溶的硅酸,可以再次用于生物矿化。剩余的蛋白石硅通过下沉颗粒输送到深层海洋。在深层海洋中,另有26.2 Tmol Si每年在沉积到沉积物作为蛋白石硅之前被溶解。在沉积物-水界面,超过90%的硅被循环并上升到光区再次使用。光区生物源硅的生产量估计为240 ± 40 Tmol Si每年。在生物时间尺度上,硅的驻留时间估计约为400年,每个硅分子在被沉积物埋藏之前被循环25次。

深层海底沉积是海洋硅循环最大的长期汇(6.3 ± 3.6 Tmol Si每年),大致与输入海洋的硅源相平衡。沉积在深层海洋中的硅主要以硅质软泥的形式存在。当蛋白石硅的积累速度超过其溶解速度时,它被埋藏并可以为海洋燧石的形成提供成岩环境。导致燧石形成的过程已经在南大洋观察到,那里硅质软泥的积累速度是最快的。然而,燧石的形成可能需要数千万年。硅生物的骨骼碎片会经历重结晶和胶结作用。燧石是埋藏的硅质软泥的主要命运,并永久性地将硅从海洋硅循环中移除。

硅质软泥最终会在地壳下俯冲并在上地幔中发生变质。在地幔下,硅酸盐矿物在软泥中形成,并最终上升到地表。在地表,硅可以通过风化作用再次进入循环。这个过程可能需要数千万年。海洋中硅的另一个主要汇是沿着大陆边缘的埋藏(3.6 ± 3.7 Tmol Si每年),主要是以硅质海绵的形式。由于对源和汇估计的高度不确定性,很难断定海洋硅循环是否处于平衡状态。海洋中硅的驻留时间估计约为10,000年。硅也可以通过变成燧石并被永久埋藏而从循环中移除。