Сырье аэс: Росатом будет поставлять в Бразилию сырье для АЭС

Содержание

«Коллапс за полтора года»: что будет с атомной энергетикой США без российского урана

Россия занимает треть мирового рынка обогащенного урана, альтернативных поставщиков больше попросту нет. Если Москва ответит ассиметрично на западные энергетические санкции, уже в ближайший год американские атомные реакторы начнут массово закрываться, считают эксперты. Приостановка выработки энергии на АЭС США рикошетом ударит по тарифам на электроэнергию. Именно по этой причине президент США Джо Байден пока не спешит включать урановое эмбарго в пакет антироссийских санкций.

Урановые биржевые рекорды

Биржевые цены на уран выросли до максимума за последние 11 лет. Спотовая стоимость эталонного атомного сырья Ux U3O8 11 марта вплотную приблизилась к $60 за фунт ($59,75). Международные эксперты связывают негативную динамику с опасениями трейдеров касательно новых энергетических санкций США против России.

Эмбарго на нефтепродукты Штаты уже ввели, однако с запретом на импорт обогащенного урана Вашингтон пока не спешит. Американские энергетические компании еще в конце февраля обращались к президенту Джо Байдену с просьбой не включать данную меру в масштабный пакет антироссийских санкций.

Однако «черную» работу за американские власти вполне может выполнить сам Кремль, если сочтет нужным ответить Западу ассиметрично на нефтяное эмбарго. Ведь Вашингтон сильно зависит от поставок российского обогащенного урана.

Байдену не позавидуешь

«Нефтесанкциями Байден наказывает не Россию, а рядовых американцев»

Запрет США на ввоз нефтепродуктов из России ударит, в первую очередь, по американским…

09 марта 18:16

Рейтинги Байдена напрямую зависят от ценовой ситуации на внутреннем американском рынке. Уже в ноябре 2022 года в стране пройдут выборы в Палату представителей, где позиции демократов за последнее время претерпели существенный кризис. И запрет на импорт российского обогащенного урана мог бы сыграть с хозяином Белого дома злую шутку, подчеркнул президент фонда «Основание» Алексей Анпилогов.

С одной стороны, Байден должен сейчас продемонстрировать избирателям всю решимость по отношению к России. С другой, урановое эмбарго приведет к еще большему взлету тарифов на электроэнергию для рядовых американцев, считает эксперт.

«Вся злоба рядовых американцев сосредоточена сейчас вовсе не на Путине. Цены на бензин и дизельного топлива в США рискуют подойти к $5 за галлон. Для Байдена это — внутриполитическая катастрофа. Если же Штаты прикроют еще и урановые поставки из России, к этой проблеме прибавится кратный рост тарифов на электроэнергию», — объяснил Анпилогов.

Сейчас в США 96 действующих атомных реакторов, но в стране полностью отсутствует собственное разделение изотопов. «Почти половина мировых мощностей по разделению урана расположены в России. Для Москвы они избыточны, поэтому существенная часть ориентированы на Америку.

Без Москвы атомная энергетика США сколлапсирует за один-полтора года. Работать без трех-четырех процентного обогащенного урана американские АЭС, в отличие от Канады, не смогут», — отметил аналитик.

«Тотальная экономия на отоплении домов вернет Европу на несколько веков назад»

Европа столкнется с серьезными трудностями будущей зимой, если последует стратегии Международного…

04 марта 19:47

В свою очередь, главный редактор аналитического онлайн-журнала «Геоэнергетика» Борис Марцинкевич в беседе с «Газетой.Ru» заявил о фактически монополистском статусе Росатома на американском рынке обогащенного урана.

«Достойных альтернатив в мире нет. Москва контролирует порядка 35% глобального рынка обогащенного урана.

От атомного эмбарго Кремля пострадает большинство стран мира, где есть АЭС — в первую очередь, США», — резюмировал эксперт.

Могут пострадать и европейцы

В случае ассиметричного ответа России на западные энергетические санкции рискуют пострадать не только США, но и некоторые европейские страны. С проблемами может столкнуться даже Франция, для которой атомная генерация составляет 70% в энергетическом балансе страны, предположил Анпилогов.

По его словам, Париж относительно самодостаточен в обогащении урана. Однако французы сильно зависят от импорта уранового сырья из африканских государств.

«Многоплановая игрушка»: что даст Казахстану и России строительство новой АЭС

Строительство новой атомной станции в Казахстане откроет для «Росатома» выход на огромный рынок…

11 февраля 19:41

«В Мали и Нигере расположены богатейшие урановые руды, местные власти вполне справедливо хотят повысить ценник для Парижа. В Мали уже почти выгнали французов со своего рынка», — отметил эксперт.

Фактически сейчас у европейских атомщиков нет иного пути, кроме как искать помощи у крупнейших мировых поставщиков, уверен Анпилогов. Среди них — Россия, Казахстан и Узбекистан.

«Исчерпание европейских запасов руд и уход африканских поставщиков могут привести к ощутимым убыткам ведущих атомных компаний, включая Orana, повышению биржевых сырьевых цен. К тому же, в ЕС за последние месяцы тарифы на электроэнергию и так выросли в три-четыре раза», — посетовал аналитик.

Казахский рычаг Москвы

Марцинкевич предположил, что в случае приостановки поставок уранового сырья из России и Казахстана европейская атомная отрасль «встанет» из-за физической нехватки ресурсов. Нур-Султан заранее перестраховался на случай мирового дефицита сырья, создав в 2020 году Банк низкообогащенного урана.

«Правда, эту «подушку безопасности» пополняет в основном Россия», — добавил эксперт.

«России нужны более цивилизованные рынки, чем Европа»

Признание Еврокомиссией атомной энергетики «зеленой» не приведет к существенному увеличению доли…

03 февраля 21:30

С ним согласился Анпилогов. По его словам, биржевой рост цен на уран в последнее время был связана в том числе с январскими протестами в Казахстане. Главная же проблема для покупателей атомного сырья состоит в том, что госкомпания «Казатомпром» фактически является совместным предприятием с Росатомом.

«Казахи сейчас добывают больше всех урана в мире. Вместе с Узбекистаном на них приходится порядка 50% глобальной добычи. Выпадение этих стран создало бы серьезный кризис на урановом рынке.

Если западные санкции начнут бить по Росатому, госкорпорация вполне может задействовать казахский урановый рычаг», — предположил аналитик.

В свою очередь, Марцинкевич назвал подобный сценарий крайне маловероятным. По его мнению, урановый рынок — полная противоположность нефтяной и газовой торговле, где возможны политические закулисные игры.

«Атом — высокотехнологичный бизнес, там биржевые манипуляции почти невозможны. Заставить российскую корпорацию пойти на нарушение всех мыслимых контрактов будет крайне сложно», — заключил Марцинкевич.

Росатом будет поставлять сырье для АЭС в Бразилии — Свободная Пресса

Дочерняя структура госкорпорации «Росатом» выиграла тендер на поставку в Бразилию сырья для производства тепловыделяющих элементов для АЭС.

Как сообщает РЕН ТВ, немецкий филиал дочерней структуры Росатома поставит в Бразилию 330 тонн гексафторида урана, а также проведет обогащение урана в объеме свыше 1 миллиона ЕРР (единица работы разделения, стандартная единица измерения усилий, требуемых для разделения изотопов урана U235 и U238 в процессе его обогащения).

Общая стоимость тендеров — более 140 миллионов долларов.

Ранее «Свободная пресса» сообщала, что Саудовская Аравия хочет не только присоединиться к БРИКС, но и отказаться от долларовых расчётов. Но пока лишь при поставках нефти в Китай, который намерен платить в юанях. Речь идёт о сделках на приблизительную сумму около 50 млрд долл. в год.

Нефть и газ

Handelsblatt: немецкая RWE подала иск к «Газпрому» из-за сокращения поставок газа

Что после потолка цен на нефть? Urals снижается, Brent растет

Песков анонсировал ответ на введение Западом потолка цен на нефть

Медведев о потолке цен на нефть из РФ: будет происходить невообразимое

Все материалы по теме (3850)

Новости дня

23:27 Ридли Скотт приступил к разработке продолжения «Гладиатора»
22:51 Handelsblatt: немецкая RWE подала иск к «Газпрому» из-за сокращения поставок газа
22:24 Ученые: амигдала — не единственный центр, отвечающий за страх и панику
22:18 Захарова отвергла возможность передачи Россией контроля над Запорожской АЭС
21:36 WSJ: США тайно изменили HIMARS для Украины, чтобы ВСУ не использовали их для атак на РФ
21:19 В «Ростелекоме» назвали фейком информацию об утечке данных с портала Госуслуг
20:58 Путин подписал закон о ежемесячной выплате на ребенка из средств материнского капитала
20:55 Песков пояснил выбор Путиным «Мерседеса» для поездки по Крымскому мосту
20:52 Хорватия победила Японию в серии пенальти на ЧМ-2022
20:33 В Минобороны назвали число погибших в результате атак украинских дронов на российские аэродромы

Все новости за 29 октября 2022

Цитаты

О прожиточном минимуме
«Надо понимать, что когда государство говорит, что у него нет денег, это значит, что их нет на поддержку граждан Российской Федерации. На всё остальное они есть. И это при том, что государство обязано обеспечить минимум, на который можно прожить…»

О противостоянии России с коллективным Западом
«Нынешняя необъявленная война России с коллективным Западом опять обнажила принципиальные различия в нашей и их цивилизациях и напомнила в очередной раз, что мы как цивилизация может сохраниться и победить, лишь опираясь на свои традиционные ценности…»

О льготной ипотеке
«Гораздо более эффективным способом помощи нуждающимся в улучшении жилищных условий могли бы быть те или иные программы субсидирования аренды жилья, в том числе строительство муниципального жилья для сдачи квартир в аренду нуждающимся. Однако такой подход идеологически чужд нашим властям — уж слишком он «социалистический»…»

В эфире СП-ТВ

Профессор Гундаров: Мы в депрессии потому, что не видим будущего для страны!

Спецпредложения

Новости СМИ2

Детали модели: модель совместной обработки для биоэнергетики (совместная обработка) | Модели биоэнергетики

Модель совместной обработки для биоэнергетики (совместная обработка)

Аннотация:

Совместная переработка биомассы-промежуточного продукта на нефтеперерабатывающем заводе может снизить капитальные затраты на биопереработку и, следовательно, себестоимость производства биотоплива. Модели совместной обработки нефтеперерабатывающих заводов были разработаны для понимания возможностей, технических рисков, пробелов в информации и потребностей в исследованиях для совместной переработки промежуточных продуктов, полученных из биомассы, с традиционными промежуточными продуктами нефтепереработки на нефтеперерабатывающих заводах. PNNL руководила разработкой этих моделей Aspen Plus для совместной переработки на установках гидроочистки и гидрокрекинга. Аналогичные модели были разработаны NREL для совместной переработки на установке каталитического крекинга. Эти модели можно применять для проведения предварительного экономического анализа для оценки промежуточных значений безубыточности бионефти и эффективной минимальной цены реализации.

из биомассы в конечные продукты.

Модель/Инструментальная платформа:

Aspen Plus/Excel

Технико-экономический анализ технологий или систем технологий.

Вторичная аналитическая цель:

Оценка осуществимости/реализации :
Оценка осуществимости или внедрения технологий и сырья с точки зрения операций или в контексте их ландшафта или рынка.

Категории показателей:

Окружающая среда:

Экологическая продуктивность (связанная с сырьем, например, ЧЭС или выход)

Выбросы ПГ

Воздействие воды (качество и/или количество)

Социально-экономические:

Занятость

Энергетическая безопасность

Баланс чистой энергии

Производительность процесса (связанная с конверсией, например, выход)

Технико-экономическое воздействие

Прочее социально-экономическое (например, влияние на ВВП, инвестиции/ЧПС)

Geospatial resolution:

National

Temporal resolution:

Years

Laboratory:

PNNL — Pacific Northwest National Laboratory

Principal investigators:

Corinne Drennan, Yuan Jiang

Год запуска модели:

2015

Последнее обновление модели:

2018

Статус разработки:

В разработке

Уровень проверки/проверки:

Внешняя экспертная оценка / Публичный выпуск

Ссылки:

(Нет указанного)

Область модели:

Поставка биомассы

Feelstock Logistics

Преобразование

Распределение

Использование

.

Сельскохозяйственные отходы

Травянистые энергетические культуры

Лесные остатки

Лесные ресурсы

Древесные энергетические культуры

Твердые отходы (например, ТКО, C&D, дворовые обрезки)

Жиры, масла и смазки

Технология преобразования

Преобразование лигноцеллюлозной биомассы в промежуточное биосырье (TC)

Отходы в промежуточные продукты биохимического производства (HTL)

Каталитическая модернизация масла

Промежуточный продукт из водорослей в биосырье (HTL)

Продукты/Выходы процесса

Транспортное топливо – возобновляемое дизельное топливо

Транспортное топливо — возобновляемый бензин

Транспортное топливо — возобновляемый реактивный двигатель

Возобновляемый природный газ

Биосила

Промежуточный продукт — пиролиз или биосырье Промежуточный продукт

Сегмент рынка транспорта

Легковые автомобили

Большегрузные автомобили

Поезда

Авиация

Морской

Входы

Выходы

Все

Прочность соединения:
(наведите курсор на описание)

Аналитическая цель

Осуществимость / модели реализации

Технико-экономический анализ

Модель совместной обработки для биоэнергетики (совместная обработка)

Элементы цепочки поставок:
Преобразование, распространение, конечное использование

Входы:

3

Сила входных данных 3: Структура открытия знаний в области биоэнергетики (Bioenergy KDF)

Интенсивность ввода 3: Модели совместной обработки НПЗ (RCPM)

Интенсивность ввода 3: Модель логистики биомассы (BLM)

Выходы:

1

Результативность 4: Структура открытия знаний в области биоэнергетики (Bioenergy KDF)

Перейти к легенде прочности рычажного механизма.

Модели совместной переработки НПЗ (RCPM)

Элементы цепочки поставок:
Поставка биомассы, логистика сырья, конверсия

Входы:

Нет

Выходы:

1

Выходная мощность 3: Модель совместной обработки для биоэнергетики (совместная обработка)

Перейти к легенде прочности рычажного механизма.

Логистическая модель биомассы (BLM)

Элементы цепочки поставок:
Поставка биомассы, логистика сырья, конверсия

Входы:

Нет

Выходы:

1

Выходная мощность 3: Модель совместной обработки для биоэнергетики (совместная обработка)

Перейти к легенде прочности рычажного механизма.

Инструменты для сбора данных

Система обнаружения знаний в области биоэнергетики (Bioenergy KDF)

Элементы цепочки поставок:
Поставка биомассы, логистика сырья, преобразование, распределение, конечное использование

Входы:

1

Сила ввода 4: Модель совместной обработки для биоэнергетики (совместная обработка)

Выходы:

1

Выходная сила 3: Модель совместной обработки для биоэнергетики (совместная обработка)

Перейти к легенде прочности рычажного механизма.

Просмотреть карту всех моделей

Последнее обновление информации: 30 сентября 2019 г. 17:00:58 EDT

Биологическая продуктивность океана

Продуктивность океана в значительной степени связана с производством органического вещества » фитопланктоном , «растения, взвешенные в океане, большинство из которых одноклеточные. Фитопланктон являются « фотоавтотрофами », собирающими свет для преобразования неорганического углерода в органический, и они снабжают этим органическим углеродом разнообразные « гетеротрофы , организмы, получающие свою энергию исключительно за счет дыхания органического вещества. Гетеротрофы открытого океана включают бактерии, а также более сложные одно- и многоклеточные зоопланктон (плавающие животные), nekton » (плавающие организмы, включая рыбу и морских млекопитающих) и « bentos » (донное сообщество организмов).

Многие вложенные циклы углерода, связанные с продуктивностью океана, раскрываются следующими определениями (Bender и др. 1987) (рис. 1). «Валовая первичная продукция» ( GPP ) относится к общей скорости производства органического углерода автотрофами , а « дыхание » относится к окислению органического углерода с выделением энергии обратно в углекислый газ. «Чистая первичная продукция» ( NPP ) равна GPP минус собственная скорость дыхания автотрофов дыхания ; таким образом, это скорость полного метаболизма фитопланктон производит биомассу. « Вторичная продукция » ( SP ) обычно относится к скорости роста гетеротрофной биомассы. Лишь небольшая часть органического вещества, поглощаемого гетеротрофными организмами, используется для роста, большая часть которого вдыхается обратно в растворенный неорганический углерод и питательные вещества, которые могут повторно использоваться автотрофами . Поэтому СП в океане мал по сравнению с НПП . Рыболовство зависит от СП ; таким образом, они зависят как от NPP , так и от эффективности переноса органических веществ вверх по пищевой цепи (т. е. от соотношения SP / NPP ). «Чистая продукция экосистемы» ( NEP ) равна GPP минус дыхание всех организмов в экосистеме. Значение NEP зависит от границ, определенных для экосистемы. Если рассматривать освещенную солнцем поверхность океана до уровня освещенности 1% (эвфотическая зона «) в течение всего года, тогда NEP эквивалентен частице органического углерода , погружающейся в темные глубины океана, плюс растворенный органический углерод , циркулирующий из эвфотической зоны . В этом случае , NEP также часто упоминается как « экспортная продукция » (или «новая продукция» (Dugdale & Goering 1967), как обсуждается ниже). Напротив, NEP для всего океана, включая его мелководные отложения. , примерно эквивалентно медленному захоронению органического вещества в отложениях за вычетом скорости поступления органического вещества с континентов.

Рисунок 1

Продуктивность поверхностного слоя океана, определения, используемые для ее описания, и ее связь с круговоротом питательных веществ. Синий цикл для «чистой экосистемной продукции» (ЧЭП) (т. е. «новой» или «экспортной» продукции) охватывает «новое» поступление питательных веществ из недр океана, их поглощение автотрофным ростом фитопланктона, упаковку в крупные частицы гетеротрофными травоядными организмами. , и погружение органического вещества с поверхности океана. Красный цикл иллюстрирует судьбу большинства органических веществ, образующихся на поверхности океана, которые должны вдыхаться гетеротрофными организмами для удовлетворения их энергетических потребностей, тем самым высвобождая питательные вещества обратно в поверхностные воды, где они могут быть поглощены фитопланктоном. снова для подпитки «восстановленного производства». Зеленый цикл представляет собой внутреннее дыхание самих фитопланктона, то есть их собственное использование продуктов фотосинтеза для целей, отличных от роста. Эти вложенные циклы объединяются, чтобы дать (1) «валовую первичную продукцию» (GPP), представляющую валовую фотосинтез и (2) «чистую первичную продукцию» (NPP), которая представляет собой продукцию биомассы фитопланктона, которая составляет основу пищевой сети, плюс гораздо меньшую скорость выноса органического вещества с поверхности. В то время как новые поставки питательных веществ и экспортное производство в конечном итоге связаны массовым балансом, могут быть дисбалансы в небольших масштабах пространства и времени, что позволяет кратковременно накапливать биомассу.

В морской среде нет скоплений живой биомассы, которые можно было бы сравнить с лесами и пастбищами на суше (Sarmiento & Bender 1994). Тем не менее биология океана ответственна за хранение большего количества углерода вне атмосферы, чем наземная биосфера (Broecker, 1982). Это достигается погружением органического вещества с поверхности океана во внутреннюю часть океана, прежде чем оно вернется в растворенный неорганический углерод и растворенные питательные вещества в результате бактериального разложения. Океанологи часто называют этот процесс « биологический насос », поскольку он перекачивает углекислый газ (CO ₂ ) с поверхности океана и атмосферы в обширные глубины океана (Volk & Hoffert 1985).

Только часть органического вещества, образующегося на поверхности фитопланктон ( NPP ), большая часть органического вещества выдыхается обратно в растворенные неорганические формы на поверхности океана и таким образом перерабатывается для использования фитопланктоном 0301 фитопланктон (Eppley & Peterson 1979) (рис. 1). Большинство клеток фитопланктона слишком малы, чтобы тонуть по отдельности, поэтому погружение происходит только тогда, когда они объединяются в более крупные частицы или упаковываются в « фекальные гранулы » зоопланктоном . Остатки зоопланктона также достаточно велики, чтобы утонуть. В то время как любая конкретная частица в поверхностном океане тонет, это относительно редкая судьба, биомасса и органическое вещество не накапливаются в поверхностном океане, поэтому вынос органического вещества путем затопления является окончательной судьбой для всех питательных веществ, которые попадают на поверхность океана в растворенной форме, за исключением того, что (1) растворенные питательные вещества могут возвращаться неиспользованными внутрь за счет циркуляции в некоторых полярных регионах. (см. ниже), и (2) циркуляция также переносит растворенное органическое вещество с поверхности океана внутрь, что является важным процессом (Hansell et al . 2009), который мы не будем рассматривать далее. По мере того, как органические вещества оседают в толще океана на морское дно, они почти полностью разлагаются до растворенных химических веществ (Emerson & Hedges 2003, Martin 9).0321 и др. 1987). Эта высокая эффективность разложения объясняется тем фактом, что организмы, осуществляющие разложение, полагаются на него как на единственный источник химической энергии; в большей части открытого океана гетеротрофы оставляют после себя только органическое вещество, которое слишком химически устойчиво, чтобы его разложение стоило вложений. В целом лишь незначительная часть (как правило, намного меньше 1%) органического углерода из АЭС в эвфотической зоне выживает, чтобы быть погребенным в глубоководных отложениях.

Продуктивность прибрежных экосистем часто отличается от продуктивности открытого океана. Вдоль побережья морское дно неглубокое, и иногда солнечный свет может проникать через толщу воды на дно, что позволяет обитающим на дне (« бентос ») организмам фотосинтезировать. Кроме того, тонущие органические вещества перехватываются морским дном, где они поддерживают процветание бентических фаунистических сообществ, в процессе рециркуляции обратно в растворенные питательные вещества, которые затем сразу же становятся доступными для первичного производства. Близость к суше и ее источникам питательных веществ, перехват тонущего органического вещества мелководным морским дном и склонность к прибрежному апвеллингу — все это приводит к высокопродуктивным экосистемам. Здесь мы в основном обращаемся к продуктивности бескрайнего открытого океана; тем не менее, многие из тех же концепций, хотя и в измененной форме, применимы и к прибрежным системам.

Фитопланктону требуется набор химикатов, а те, которых может быть мало в поверхностных водах, обычно называют «питательными веществами». Кальций является примером элемента, который быстро усваивается некоторым планктоном (для производства «твердых частей» карбоната кальция), но обычно не считается питательным веществом из-за его неизменно высокой концентрации в морской воде. Растворенный неорганический углерод , который является сырьем для органического углерода , образующийся в результате фотосинтеза , также в изобилии и поэтому обычно не указывается среди питательных веществ. Однако его кислая форма растворенного CO ₂ часто находится в достаточно низких концентрациях, чтобы повлиять на рост по крайней мере некоторого количества фитопланктона .

Наиболее важные питательные вещества включают азот (N), фосфор (P), железо (Fe) и кремний (Si). По-видимому, потребности в азоте и фосфоре среди фитопланктона относительно одинаковы. В начале 1900-х годов океанограф Альфред Редфилд обнаружил, что планктон создают свою биомассу при стехиометрическом соотношении C:N:P ~106:16:1, которое мы теперь называем отношением Редфилда (Redfield 1958). Как заметил Редфилд, растворенный N:P в глубоком океане близок к соотношению биомассы планктона 16:1, и ниже мы покажем, что планктон навязывает это соотношение глубине, а не наоборот. Железо содержится в биомассе только в следовых количествах, но оно используется в различных жизненно важных целях в организмах, и за последние 25 лет стало ясно, что нехватка железа часто ограничивает или влияет на продуктивность в открытом океане, особенно в тех регионах, где высоко- Глубинные воды N и -P быстро выносятся на поверхность (Martin & Fitzwater 19).88). Продолжаются исследования, чтобы понять роль других микроэлементов в продуктивности (Morel et al. 2003). Кремний является питательным веществом только для определенных планктона таксонов диатомей ( автотрофных фитопланктона ), силикофлагеллят и радиолярий ( гетеротрофных зоопланктона ), которые используют его для изготовления твердых деталей опала. Однако типичное преобладание диатомовых водорослей в кремнийсодержащих водах и тенденция связанного с диатомовыми водорослями органического вещества оседать на поверхности океана делают доступность кремния главным фактором более широкой экологии и биогеохимии поверхностных вод.

Солнечный свет — основной источник энергии — прямо или косвенно — почти для всего живого на Земле, в том числе в глубинах океана. Однако свет поглощается и рассеивается таким образом, что очень небольшая его часть проникает ниже глубины ~80 м (до 150 м в наименее продуктивных субтропических регионах и до 10 м в высокопродуктивных и прибрежных регионах) (рис. 2). ). Таким образом, фотосинтез в значительной степени ограничен верхней проницаемой для света поверхностью океана. Более того, на большей части площади океана, включая тропики, субтропики и умеренную зону, поглощение солнечного света приводит к тому, что поверхностные воды намного теплее, чем лежащие под ними глубокие океаны, причем последние заполняются водой, опустившейся с поверхности в глубине. высокие широты. Теплая вода более плавучая, чем холодная, что заставляет верхний освещенный солнцем слой плавать в более плотном глубоком океане с переходом между ними, известным как «пикноклин» (от «градиента плотности») или «термоклин» (вертикальный градиент температуры). что приводит к стратификации плотности большей части океана, рис. 2). Ветер или другой источник энергии необходим для перемешивания через пикноклин, поэтому перенос воды с растворенными в ней химическими веществами между освещенной солнцем поверхностью и темными внутренними частями происходит вяло. Этот двойной эффект света на фотосинтез и плавучесть морской воды имеют решающее значение для успеха океанского фитопланктона . Если бы у океана не было тонкого плавучего поверхностного слоя, перемешивание уносило бы водоросли от света и, следовательно, от источника их энергии большую часть времени. Вместо почти нейтрально плавучих одноклеточных водорослей в открытом океане могут доминировать более крупные положительно плавучие фотосинтезирующие организмы (например, пелагические водоросли). Если оставить в стороне этот гипотетический случай, хотя и жизнеспособный фитопланктон клетки обнаруживаются (хотя и в низких концентрациях) в более глубоких водах, фотосинтез ограничивает активный рост фитопланктона верхней поверхностью океана, в то время как стратификация плотности верхней части океана предотвращает их смешивание в темной бездне. Таким образом, большая часть биомассы открытого океана, включая фитопланктона , зоопланктона и нектона , находится в пределах ~200 м от поверхности океана.

Рис. 2

Типичные условия в субтропическом океане, согласно данным, собранным на Бермудской атлантической станции временных рядов в июле 2008 г. Термоклин (вертикальный температурный градиент) расслаивает верхнюю часть водной толщи. Во время пребывания на этой конкретной станции поверхностный поверхностный слой, смешанный с ветром, не был четко определен, по-видимому, из-за сильной инсоляции и отсутствия ветра, что обеспечивало непрерывную стратификацию на всем пути к поверхности. Очень мало солнечного света проникает глубже ~100 м. Новое поступление основных питательных веществ N и P ограничено медленным перемешиванием в верхней части термоклина (здесь показаны только нитраты питательных веществ N, NO ₃ ^—). В верхней эвфотической зоне медленное снабжение питательными веществами полностью расходуется фитопланктоном при их росте. Этот рост приводит к накоплению твердых частиц органического углерода на поверхности океана, часть которых вдыхается бактериями, зоопланктоном и другими гетеротрофами, а часть вывозится в виде тонущего материала. Глубокий максимум хлорофилла (DCM) возникает на контакте, где достаточно света для фотосинтеза и при этом имеется значительное количество питательных веществ снизу. DCM не следует строго интерпретировать как глубинный максимум биомассы фитопланктона, поскольку фитопланктон в DCM имеет особенно высокую внутреннюю концентрацию хлорофилла. Приведенные здесь данные предоставлены Бермудским институтом наук об океане (http://bats.bios.edu) и Бермудским биооптическим проектом (http://www.ices.ucsb.edu/bbop/).

В то же время существование тонкого плавучего поверхностного слоя в сочетании с другими процессами ограничивает продуктивность океана питательными веществами. Экспорт органического вещества на глубину истощает поверхностный океан питательных веществ, в результате чего питательные вещества накапливаются в глубоких водах, где нет света, доступного для фотосинтеза (рис. 2). Из-за разницы в плотности между поверхностными и глубокими водами на большей части океана циркуляция океана может лишь очень медленно возвращать растворенные питательные вещества в эвфотическая зона . Вытесняя питательные вещества из освещенных солнцем плавучих поверхностных вод, продуктивность океана эффективно ограничивает себя.

Ограничение роста фитопланктона традиционно интерпретируется в контексте закона минимума Либиха, который гласит, что рост растений будет настолько большим, насколько это позволяет наименее доступный ресурс, «предельное питательное вещество», определяющее продуктивность системы (де Баар 1994). Хотя эта точка зрения убедительна, взаимодействие между питательными веществами, а также между питательными веществами и светом также может контролировать продуктивность. Простой, но важный пример этого потенциала для «соограничения» можно найти в полярных регионах, где наклонная солнечная инсоляция сочетается с глубоким перемешиванием поверхностных вод, что приводит к низкой доступности света.