The Geochemical Carbon Cycle: A Vadose-Hydrologic Study of the Effect of Plants on Chemical Weathering

地球化学碳循环:植物对化学风化影响的渗流水文研究

基本信息

  • 批准号:
    9628296
  • 负责人:
  • 金额:
    --
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Standard Grant
  • 财政年份:
    1996
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    1996-08-01 至 1998-12-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

9628296 Keller Carbon dioxide (CO2) is a greenhouse gas. One avenue to understanding the relationship of atmospheric CO2 concentration to climate, is to study that relationship over geologic time. This requires that we understand the processes affecting atmospheric CO2 on long time scales. The principal pathway for long-term transfer of CO2 from Earth's atmosphere to its crust is (a) dissolution or "chemical weathering" of common minerals in soils, subsoils, and groundwater systems, followed by (b) transport of the dissolved material to the oceans in continental drainage, where (c) precipitation and deposition onto the ocean floor occur. This sequence effects transfer of CO2 because mineral dissolution consumes CO2 -containing acids and entrains the product bicarbonate in drainage waters, which is later deposited in the oceans as carbonate minerals. In the geochemical carbon cycle, this process is countervailed by the return of CO2 from subducted and buried carbonate minerals to the atmosphere by volcanism and metamorphism. The relative rates of these processes determine the masses of CO2 in the atmosphere and lithosphere at any one time and, in the process, affect Earth's climate. It is therefore important to understand the factors controlling the rates of various steps in the cycle. One such factor is the effect of plant communities, and their evolution over geologic time, on the rate of chemical weathering. Plants could enhance chemical weathering--relative to unvegetated conditions--by raising subsurface concentrations of acids, facilitating the exposure of fresh mineral surfaces, and binding mineral grains into water-retaining structures characteristic of soils. The actual extent of weathering enhancement by these mechanisms is, however, poorly understood because of the difficulty of factoring other variables out of comparative field studies. This study takes advantage of ongoing long-term, field-scale experiments in plant nutrient cycling. The experimental plots were designed for monitoring of drainage water, and a ten-year database now exists. An NSF Small Grant for Exploratory Research has been awarded to fund the (just-completed) installation of an extensive network of vadose pore-water samplers to observe how solution chemistry (the chemical weathering "load") evolves with depth and time in soils and subsoils beneath the various plots. This proposal is application for funds to continue the work, i.e., to do the geochemical and hydrologic research which these facilities can now support. The results will facilitate testing of hypotheses regarding the relative importance of weathering-enhancement mechanisms. ??
9628296凯勒二氧化碳(二氧化碳)是一种温室气体。要了解大气二氧化碳浓度与气候的关系,一种方法是研究地质时期的这种关系。这就要求我们了解在长时间尺度上影响大气二氧化碳的过程。二氧化碳从地球大气层向地壳的长期转移的主要途径是:(A)土壤、下层土壤和地下水系统中常见矿物的溶解或“化学风化”,然后(B)溶解的物质在大陆排水系统中运往海洋,(C)降水和沉积到海底。这一过程会影响二氧化碳的转移,因为矿物溶解会消耗含二氧化碳的酸,并将产物碳酸氢盐带入排水水域,这些碳酸氢盐后来作为碳酸盐矿物沉积在海洋中。在地球化学碳循环中,这一过程被火山作用和变质作用使俯冲和埋藏的碳酸盐矿物中的二氧化碳返回大气所抵消。这些过程的相对速率决定了大气层和岩石圈中任何时候的二氧化碳质量,并在这个过程中影响地球气候。因此,重要的是要了解控制周期中各个步骤的速度的因素。其中一个因素是植物群落及其随地质时间的演变对化学风化速率的影响。相对于没有植物生长的条件,植物可以通过提高地下酸的浓度,促进新鲜矿物表面的暴露,以及将矿物颗粒结合到土壤特有的保水结构中,来增强化学风化。然而,由于很难从比较实地研究中剔除其他变量,人们对这些机制增强风化的实际程度知之甚少。这项研究利用了正在进行的长期的、田间规模的植物养分循环实验。这些试验田是为监测排水而设计的,现在已经有了一个为期十年的数据库。美国国家科学基金会已授予探索性研究小额赠款,以资助(刚刚完成)安装一个广泛的渗流孔隙水采样器网络,以观察溶液化学(化学风化“负荷”)如何在不同地块下的土壤和底土中随深度和时间演变。这项建议是申请资金,以继续这项工作,即进行这些设施现在可以支持的地球化学和水文研究。这些结果将有助于测试关于风化增强机制的相对重要性的假设。??

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)

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

{{ 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 }}

C. Kent Keller其他文献

Carbon Exports from Terrestrial Ecosystems: A Critical-Zone Framework
  • DOI:
    10.1007/s10021-019-00375-9
  • 发表时间:
    2019-04
  • 期刊:
  • 影响因子:
    3.7
  • 作者:
    C. Kent Keller
  • 通讯作者:
    C. Kent Keller
Cation uptake and allocation by red pine seedlings under cation-nutrient stress in a column growth experiment
  • DOI:
    10.1007/s11104-013-2016-2
  • 发表时间:
    2014-01-10
  • 期刊:
  • 影响因子:
    4.100
  • 作者:
    Zhenqing Shi;Zsuzsanna Balogh-Brunstad;Michael Grant;James Harsh;Richard Gill;Linda Thomashow;Alice Dohnalkova;Daryl Stacks;Melissa Letourneau;C. Kent Keller
  • 通讯作者:
    C. Kent Keller
Effects of storm size and frequency on nitrogen retention, denitrification, and N2O production in bioretention swale mesocosms
风暴规模和频率对生物滞留洼地中生态系统氮滞留、反硝化和 N2O 产生的影响
  • DOI:
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
  • 影响因子:
    4
  • 作者:
    R. A. Norton;J. Harrison;C. Kent Keller;K. Moffett
  • 通讯作者:
    K. Moffett
Soil COsub2/sub in organic and no-till agroecosystems
有机和免耕农业生态系统中的土壤二氧化碳
  • DOI:
    10.1016/j.agee.2023.108442
  • 发表时间:
    2023-06-15
  • 期刊:
  • 影响因子:
    6.400
  • 作者:
    Summer R.A. Lockhart;C. Kent Keller;R. David Evans;Lynne A. Carpenter-Boggs;David R. Huggins
  • 通讯作者:
    David R. Huggins
Isotopic evidence for temporal variation in proportion of seasonal precipitation since the last glacial time in the inland Pacific Northwest of the USA
自末次冰期以来美国内陆太平洋西北部季节性降水比例随时间变化的同位素证据
  • DOI:
  • 发表时间:
    2009
  • 期刊:
  • 影响因子:
    2.3
  • 作者:
    A. Takeuchi;A. J. Goodwin;Bryan G. Moravec;Peter B. Larson;C. Kent Keller
  • 通讯作者:
    C. Kent Keller

C. Kent Keller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('C. Kent Keller', 18)}}的其他基金

ETBC Collaborative Research: Weathering Under Cover: Role of biofilms in mineral weathering and nutrient uptake in the mycorrhizosphere
ETBC 合作研究:覆盖下的风化:生物膜在菌根圈矿物风化和养分吸收中的作用
  • 批准号:
    0952399
  • 财政年份:
    2010
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Standard Grant
Chemical Hydrology of Vascular Plant Growth: Role of Root-Fungus Associations
维管植物生长的化学水文学:根真菌协会的作用
  • 批准号:
    0312011
  • 财政年份:
    2003
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Standard Grant
The Geochemical Carbon Cycle: A Vadose-Hydrologic Study of the Effect of Plants on Weathering
地球化学碳循环:植物对风化影响的渗流水文研究
  • 批准号:
    9508003
  • 财政年份:
    1996
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Standard Grant
Carbon Dioxide Generation in the Soil-Vadose Continuum: Substrate Characteristics and Residence Times
土壤渗流连续体中二氧化碳的生成:基质特性和停留时间
  • 批准号:
    9219788
  • 财政年份:
    1993
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Standard Grant

相似国自然基金

一碳代谢(One carbon metabolism)介导上调的 PD1/PDL1 驱动 肿瘤免疫逃逸
  • 批准号:
    2024JJ9491
  • 批准年份:
    2024
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
三维碳纳米材料(nano-carbon@ZSM-5)的制备及应用
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
理论预言的三维碳同素异构体T-carbon的制备及其物性的实验深入研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2020
  • 资助金额:
    58 万元
  • 项目类别:
    面上项目
绿色热量运动驱动的G-Carbon系统碳生产力发展研究
  • 批准号:
    51976085
  • 批准年份:
    2019
  • 资助金额:
    56.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
金属有机框架ZIF-67基Co@Carbon膜催化反应器设计、制备及其用于丙烷催化脱氢反应过程强化研究
  • 批准号:
    21878100
  • 批准年份:
    2018
  • 资助金额:
    66.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
多级g-C3N4/Carbon复合物的合成及可见光光催化研究
  • 批准号:
    51402147
  • 批准年份:
    2014
  • 资助金额:
    25.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
黄、东海沉积物中碳黑(Black Carbon)的地球化学研究
  • 批准号:
    40576039
  • 批准年份:
    2005
  • 资助金额:
    40.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似海外基金

CAREER: Constraining the high-latitude ocean carbon cycle: Leveraging the Ocean Observatories Initiative (OOI) Global Arrays as marine biogeochemical time series
职业:限制高纬度海洋碳循环:利用海洋观测计划(OOI)全球阵列作为海洋生物地球化学时间序列
  • 批准号:
    2338450
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Continuing Grant
MCA Pilot PUI: Proxy-model comparison using carbon isotopes from annually banded marine calcifiers and ocean circulation inverse models to evaluate coastal carbon cycle processes
MCA Pilot PUI:使用年度带状海洋钙化物的碳同位素和海洋环流反演模型进行代理模型比较,以评估沿海碳循环过程
  • 批准号:
    2322042
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Standard Grant
Shrub-driven transformation of the alpine soil carbon cycle
灌木驱动的高山土壤碳循环转变
  • 批准号:
    NE/Z000297/1
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Grant
Evaluation of the impact of future ocean acidification on the global carbon cycle
评估未来海洋酸化对全球碳循环的影响
  • 批准号:
    23H01284
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
Collaborative Research: Ideas Lab: Light in the Dark: Fiber Optic Sensing of Climate-Critical Carbon Cycle Components at Water/Ice-Air Interfaces
合作研究:创意实验室:黑暗中的光:水/冰-空气界面气候关键碳循环成分的光纤传感
  • 批准号:
    2322282
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Standard Grant
Zooplankton: the missing link in modelling the ocean carbon cycle
浮游动物:海洋碳循环建模中缺失的环节
  • 批准号:
    DP230102359
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Discovery Projects
Resolving the role of dryland flooding in the global carbon cycle
解决旱地洪水在全球碳循环中的作用
  • 批准号:
    DP220100918
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Discovery Projects
Linking the deep carbon cycle with critical mineral deposits
将深层碳循环与关键矿藏联系起来
  • 批准号:
    FT230100348
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    ARC Future Fellowships
Shallow water carbonate sediment dissolution in the global carbon cycle
全球碳循环中的浅水碳酸盐沉积物溶解
  • 批准号:
    DP220101263
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Discovery Projects
Collaborative Research: Ideas Lab: Light in the Dark: Fiber Optic Sensing of Climate-Critical Carbon Cycle Components at Water/Ice-Air Interfaces
合作研究:创意实验室:黑暗中的光:水/冰-空气界面气候关键碳循环成分的光纤传感
  • 批准号:
    2322281
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Standard Grant
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了