对地球化学循环的整体描述（生物地球化学循环的重要性）

芝加哥大学、莱斯大学和加州理工学院的研究人员进行的一项研究为生物地球化学循环的微妙平衡提供了新的线索，生物地球化学循环使地球保持温和、湿润和繁荣。

总体而言，& ldquo我们希望这是一种美丽的方式来帮助我们了解使地球成为生命进化的安全场所所涉及的所有化学成分。& rdquo布拉特勒说。

海洋、大气和陆地之间的元素循环在维持气候稳定方面发挥着重要作用，但它非常复杂，科学家通常将整体的各个部分分开，以试图更好地掌握它们是如何工作的。然而，3月13日发表在《美国国家科学院院刊》上的一项新研究提出了一种不同的方法。

相反，研究人员提供了一个广泛而简化的观点，使用一套新的数学工具来阐明以前难以发现的不同化学循环之间的关系。

& ldquo我们的方法提供了一种新的方法来确定地球气候化学成分稳定性的基本成分& mdash& mdash芝加哥大学TC Chamberlain博士后研究员、论文第一作者PrestonCosslettKemeny表示，由于海洋、大气和岩石中元素的运动，气候在地质时期保持稳定。

芝加哥大学的助理说:& ldquo这是思考一个巨大问题的优雅而简化的方式，它将以前关于元素循环的大量研究组织成一系列可以平衡和理解的化学反应。& rdquoClaraBl & auml本文资深作者ttler教授。

周期和气候

我们经常想当然地认为，地球已经支持了复杂的生命数亿年。但这种稳定性肯定不能得到保证& mdash& mdash人们只需要看看隔壁的火星和金星。它们由与地球大致相同的材料制成，但目前它们甚至不支持液态水。地球的秘密是什么？

一个关键的方面是化学循环。碳、硫和钙等元素在陆地、海洋和大气之间移动，使地球表面的条件在数亿年内相对稳定。

例如，科学家认为，地球的温度部分是通过碳在海洋、大气和陆地之间的逐渐来回转移来维持的。当二氧化碳在大气中积累并加热地球表面时，将导致岩石更快分解& mdash& mdash将碳转移到海洋中，然后转移到海底的岩石中。数百万年来，随着碳从大气中被吸走，地球逐渐变冷。

解开这些周期已经工作了几十年。这是具有挑战性的，因为周期持续数百万年，不断变化，在地球上到处发生，并不断相互作用。它是如此复杂，以至于科学家通常只检查整个画面的所有部分& mdash& mdash通常，考虑有限数量的元素循环或其相互作用的一小部分。但是当谜题的某些部分缺失时，研究人员必须做出假设来填补空白。

Kemenj想知道这种方法是否会模糊生物地球化学相互作用如何导致行星稳定性的整体情况。

他和布雷特鲁和莱斯大学的马克·米德多特；加州理工学院的Torres和Woodward & middot费希尔一起后退了一步。他们进行了数学分析，其中考虑了构成主要化学循环的各种化学反应，但他们没有说明这些循环之间相互作用的方式或程度。

结果是一个框架，它决定了所有主要和次要反应的组合，以平衡地球的碳循环及其相互关系& mdash& mdash这正是这个领域所缺少的。从这个角度来看，地球的气候可以用一组相互关联的化学方程式来表示，这些方程式必须在特定的时间内达到平衡。

作者表示，随着科学家继续研究地球的历史以及气候如何随时间变化，他们的工作非常有用。

& ldquo例如，假设您正在考虑一个关于过去气候变化原因的假设，例如过去6500万年的急剧降温。克梅尼说。& ldquo你可以采用这个框架，并用它来表明，如果X过程增加或减少，它也应该导致Y的发生，或者它需要通过Z来平衡，你必须考虑这些结果-因此，通过这个预测，我们可以寻找整个地球化学系统联合运行的证据。& rdquo

从鸟瞰图上看，化学循环之间的其他关系也变得清晰可见。& ldquo例如，这项分析发现了一种在积累大气氧气的同时平衡海洋-大气系统中碳通量的新方法。克门杰说。