Martin curve
માર્ટિન વળાંક એ એક શક્તિ કાયદો છે જેનો ઉપયોગ સમુદ્રશાસ્ત્રીઓ દ્વારા રજકણીય કાર્બનિક કાર્બન (પી. ઓ. સી.) ના દરિયાની સપાટી પર નિકાસનું વર્ણન કરવા માટે થાય છે. વળાંકને બે પરિમાણો સાથે નિયંત્રિત કરવામાં આવે છેઃ પાણીના સ્તંભમાં સંદર્ભની ઊંડાઈ, અને પુનર્યોજીકરણ પરિમાણ જે પી. ઓ. સી. નો ઊભો પ્રવાહ જે દરે ઘટે છે તેનું માપ છે. તેનું નામ અમેરિકન સમુદ્રવિજ્ઞાની જ્હોન માર્ટિનના નામ પરથી રાખવામાં આવ્યું છે. માર્ટિન કર્વનો ઉપયોગ દરિયાઈ કાર્બન સાઇકલિંગના અભ્યાસમાં કરવામાં આવ્યો છે અને તેણે વાતાવરણીય સ્તરને નિયંત્રિત કરવામાં સમુદ્રની ભૂમિકાને સમજવામાં ફાળો આપ્યો છે. પૃષ્ઠભૂમિ સમુદ્રમાં રજકણીય કાર્બનિક કાર્બન (પી. ઓ. સી.) પૂલની ગતિશીલતા દરિયાઈ કાર્બન ચક્રના કેન્દ્રમાં છે. પી. ઓ. સી. એ સપાટીના પ્રાથમિક ઉત્પાદન, ઊંડા સમુદ્ર અને દરિયાઈ કાંપ વચ્ચેની કડી છે. શ્યામ સમુદ્રમાં જે દરે પી. ઓ. સી. નું અધઃપતન થાય છે તે વાતાવરણીય CO2ની સાંદ્રતાને અસર કરી શકે છે. જૈવિક કાર્બન પંપ (બી. સી. પી.) એ એક નિર્ણાયક પદ્ધતિ છે જેના દ્વારા વાતાવરણીય કાર્બન ડાયોક્સાઇડ સમુદ્ર દ્વારા લેવામાં આવે છે અને સમુદ્રના આંતરિક ભાગમાં પરિવહન થાય છે. બી. સી. પી. વિના, પૂર્વ-ઔદ્યોગિક વાતાવરણીય CO2 સાંદ્રતા (~ 280 પીપીએમ) વધીને ~ 460 પીપીએમ થઈ હોત. હાલમાં, સમુદ્રના સપાટીના સ્તરથી સમુદ્રના આંતરિક ભાગ સુધી રજકણીય કાર્બનિક કાર્બન (પી. ઓ. સી.) પ્રવાહ 4-13 Pg-C વર્ષ −1 હોવાનો અંદાજ છે. બી. સી. પી. ની કાર્યક્ષમતાનું મૂલ્યાંકન કરવા માટે, પી. ઓ. સી. ફ્લક્સની ઊંડાઈ સાથે ઊભી ક્ષીણતાનું પ્રમાણ નક્કી કરવું જરૂરી છે કારણ કે પી. ઓ. સી. નું પરિવહન જેટલું ઊંડું હશે, તેટલો લાંબો સમય CO2 વાતાવરણમાંથી અલગ થઈ જશે. આમ, બી. સી. પી. ની કાર્યક્ષમતામાં વધારો વાતાવરણીય કાર્બન ડાયોક્સાઇડના દરિયાઈ કાર્બન પૃથ્થકરણમાં વધારો કરવાની સંભાવના ધરાવે છે જે ગ્લોબલ વોર્મિંગ પર નકારાત્મક પ્રતિસાદમાં પરિણમશે. વિવિધ સંશોધકોએ 1980ના દાયકાથી પી. ઓ. સી. ફ્લક્સના વર્ટિકલ એટેન્યુએશનની તપાસ કરી છે. 1987 માં, માર્ટિન એટ અલ. પી. ઓ. સી. ફ્લક્સ એટેન્યુએશનને વર્ણવવા માટે નીચેના પાવર લૉ ફંક્શનની દરખાસ્ત કરીઃ (1) જ્યાં ઝેડ એ પાણીની ઊંડાઈ (એમ) છે, અને એફઝેડ અને એફ 100 અનુક્રમે ઝેડ મીટર અને 100 મીટરની ઊંડાઈ પર પી. ઓ. સી. ફ્લક્સ છે. જોકે અન્ય કાર્યો, જેમ કે ઘાતાંકીય વળાંક, પણ પ્રસ્તાવિત અને માન્ય કરવામાં આવ્યા છે, આ શક્તિ કાયદા કાર્ય, જેને સામાન્ય રીતે "માર્ટિન વળાંક" તરીકે ઓળખવામાં આવે છે, તેનો ઉપયોગ બી. સી. પી. ની ચર્ચાઓમાં વારંવાર કરવામાં આવે છે. આ સમીકરણમાં ઘાતાંક બી નો ઉપયોગ બી. સી. પી. કાર્યક્ષમતાના સૂચકાંક તરીકે કરવામાં આવ્યો છેઃ ઘાતાંક બી જેટલો મોટો હશે, પી. ઓ. સી. ફ્લક્સનો ઊભી ક્ષીણતા દર તેટલો ઊંચો હશે અને બી. સી. પી. કાર્યક્ષમતામાં ઘટાડો થશે. વધુમાં, આંકડાકીય સિમ્યુલેશન દર્શાવે છે કે b ના મૂલ્યમાં ફેરફાર વાતાવરણીય CO2ની સાંદ્રતામાં નોંધપાત્ર ફેરફાર કરશે. ત્યારબાદ, અન્ય સંશોધકોએ કણોની અધોગતિ અને ડૂબવાની ગતિ વિશેની ધારણાઓમાંથી વૈકલ્પિક પુનર્યોજીકરણ રૂપરેખાઓ મેળવી છે. જો કે, માર્ટિન વળાંક સર્વવ્યાપક બની ગયો છે કારણ કે મોડેલ જે ધારે છે કે ધીમી ગતિએ ડૂબી રહ્યું છે અને/અથવા અસ્થિર કાર્બનિક પદાર્થો પ્રાધાન્યમાં સપાટીની નજીક ક્ષીણ થાય છે જેના કારણે ડૂબવાની ઝડપ વધે છે અને/અથવા ઊંડાઈ સાથે પુનર્ધિરાણ સમયમર્યાદા વધે છે. માર્ટિન વળાંકને થોડી વધુ સામાન્ય રીતે વ્યક્ત કરી શકાય છેઃ જ્યાં fp (z) એ ઊંડાઈ ક્ષિતિજ z [m] માંથી ડૂબી રહેલા સપાટીની નજીકના ઉત્પાદક સ્તરમાંથી રજકણીય કાર્બનિક પદાર્થોના પ્રવાહનો અપૂર્ણાંક છે, Cp [mb] એ સ્કેલિંગ ગુણાંક છે, અને b એ ઊંડાઈ સાથે fp કેવી રીતે ઘટે છે તે નિયંત્રિત કરતો બિન-પરિમાણીય ઘાતાંક છે. સમીકરણને ઘણીવાર સંદર્ભ ઊંડાઈ ઝો માટે સામાન્યીકૃત કરવામાં આવે છે પરંતુ આ પરિમાણને સરળતાથી સી. પી. માં સમાવી શકાય છે. વર્ટિકલ એટેન્યુએશન દર પી. ઓ. સી. ફ્લક્સનો વર્ટિકલ એટેન્યુએશન દર પાણીના સ્તંભમાં પી. ઓ. સી. ના ડૂબતા વેગ અને વિઘટન દર પર ખૂબ આધાર રાખે છે. કારણ કે પી. ઓ. સી. અસ્થિર છે અને તેમાં નકારાત્મક ઉછાળો ઓછો હોય છે, તેથી તેને સમુદ્રમાં ગુરુત્વાકર્ષણીય રીતે સ્થાયી થવા માટે વજન તરીકે ઓળખાતી પ્રમાણમાં ભારે સામગ્રી સાથે એકત્રિત કરવું આવશ્યક છે. જે સામગ્રી વજન તરીકે કામ કરી શકે છે તેમાં બાયોજેનિક ઓપલ (ત્યારબાદ "ઓપલ"), સી. એ. સી. ઓ. 3 અને એલ્યુમિનોસિલિકેટ્સનો સમાવેશ થાય છે. 1993માં, ઇટ્ટેકોટે ધારણા કરી હતી કે છેલ્લા હિમયુગના મહત્તમ સમયગાળા દરમિયાન વાતાવરણીય CO2માં ~ 280 થી ~ 200 પીપીએમનો તીવ્ર ઘટાડો સમુદ્રમાં એઓલિયન ધૂળ (એલ્યુમિનોસિલિકેટ બેલાસ્ટ) ના નિવેશમાં વધારો થવાને કારણે થયો હતો, જેણે બીસીપીને મજબૂત બનાવ્યું હતું. 2002 માં, ક્લાસ અને આર્ચર, તેમજ ફ્રાન્કોઇસ એટ અલ. જેમણે વૈશ્વિક સેડીમેન્ટ ટ્રેપ ડેટાનું સંકલન અને વિશ્લેષણ કર્યું હતું, તેમણે સૂચવ્યું હતું કે સંભવિત બેલેસ્ટ ખનિજોમાં સૌથી વધુ ઘનતા ધરાવતું સી. એ. સી. ઓ. 3 વૈશ્વિક સ્તરે વર્ટિકલ પી. ઓ. સી. પરિવહનનું સૌથી મહત્વપૂર્ણ અને અસરકારક સહાયક છે, કારણ કે ટ્રાન્સફર કાર્યક્ષમતા (ઊંડા સમુદ્રમાં પી. ઓ. સી. ફ્લક્સનું પ્રમાણ અને સપાટીના મિશ્ર સ્તરના તળિયે) ઉપઉષ્ણકટિબંધીય અને ઉષ્ણકટિબંધીય વિસ્તારોમાં વધારે છે જ્યાં સી. એ. સી. ઓ. 3 એ દરિયાઈ બરફનો મુખ્ય ઘટક છે. કે. એ. સી. ઓ. 3-સમૃદ્ધ કણોના નોંધાયેલા ડૂબતા વેગ ઊંચા છે. આ તારણોને ધ્યાનમાં લેતા આંકડાકીય સિમ્યુલેશન સૂચવે છે કે ભવિષ્યમાં દરિયાઈ એસિડિફિકેશન દરિયાઈ કેલ્સિફિકેશનમાં ઘટાડો કરીને બી. સી. પી. ની કાર્યક્ષમતામાં ઘટાડો કરશે. વધુમાં, ઉપઉષ્ણકટિબંધીય અને ઉષ્ણકટિબંધીય વિસ્તારોમાં પી. ઓ. સી. નિકાસ ગુણોત્તર (ઉપલા સ્તરમાંથી પી. ઓ. સી. પ્રવાહનો ગુણોત્તર (નિશ્ચિત ઊંડાઈ જેમ કે 100 મીટર, અથવા યુફોટિક ઝોન અથવા મિશ્ર સ્તર) અને ચોખ્ખી પ્રાથમિક ઉત્પાદકતા) ઓછો છે કારણ કે ઉપલા સ્તરમાં ઊંચું તાપમાન પી. ઓ. સી. વિઘટન દરમાં વધારો કરે છે. પરિણામ ઉચ્ચ સ્થાનાંતરણ કાર્યક્ષમતા અને આ નીચા-અક્ષાંશ વિસ્તારોમાં પી. ઓ. સી. અને સી. એ. સી. ઓ. 3 વચ્ચે મજબૂત હકારાત્મક સહસંબંધ હોઈ શકે છેઃ અસ્થિર પી. ઓ. સી., જે સૂક્ષ્મજીવાણુઓ માટે તાજા અને તોડવા માટે સરળ છે, ઉપલા સ્તરમાં વિઘટિત થાય છે, અને પ્રમાણમાં પ્રત્યાવર્તનકારી પી. ઓ. સી. નીચા-અક્ષાંશ વિસ્તારોમાં સમુદ્રના આંતરિક ભાગમાં પરિવહન થાય છે. ડાયટમ મોર દરમિયાન ઉચ્ચ-અક્ષાંશ વિસ્તારોમાં પી. ઓ. સી. ફ્લક્સમાં મોટો વધારો થયો હોવાનું દર્શાવતા અવલોકનોના આધારે અને હકીકત એ છે કે ડાયટમ કોક્કોલિથોફોર્સ કરતા ઘણા મોટા છે, હોન્ડા અને વાતાનાબેએ 2010 માં દરખાસ્ત કરી હતી કે સી. એ. સી. ઓ. 3 ને બદલે ઓપલ, સબઆર્ક્ટિક પ્રદેશોમાં અસરકારક પી. ઓ. સી. ઊભી પરિવહન માટે વજન તરીકે નિર્ણાયક છે. વેબર એટ અલ. 2016 માં સ્થાનાંતરણ કાર્યક્ષમતા અને પ્લાન્કટોનના પિકોપ્લાંકટન અપૂર્ણાંક વચ્ચે મજબૂત નકારાત્મક સહસંબંધ તેમજ ઉચ્ચ-અક્ષાંશ વિસ્તારોમાં ઉચ્ચ સ્થાનાંતરણ કાર્યક્ષમતા નોંધવામાં આવી હતી, જ્યાં ડાયટોમ્સ જેવા મોટા ફાયટોપ્લાંકટન પ્રબળ છે. તેઓએ એ પણ ગણતરી કરી કે ઓછામાં ઓછા 100 વર્ષથી સમુદ્રના આંતરિક ભાગમાં ઊભી રીતે પરિવહન કરાયેલ CO2 નો અપૂર્ણાંક નીચા-અક્ષાંશ પ્રદેશોની તુલનામાં ઉચ્ચ-અક્ષાંશ (ધ્રુવીય અને ઉપધ્રુવીય) પ્રદેશોમાં વધારે છે. તેનાથી વિપરીત, બેચ અને al.conducted એ 2019 માં એક મેસોકોસમ પ્રયોગ કર્યો હતો જેમાં અભ્યાસ કરવામાં આવ્યો હતો કે પ્લાન્કટોન સમુદાયની રચનાએ ડૂબતા વેગને કેવી અસર કરી અને અહેવાલ આપ્યો કે વધુ ઉત્પાદક સમયગાળા દરમિયાન એકંદર કણોની ડૂબતી ગતિ જરૂરી નથી કે વધારે હોય, કારણ કે તે સમયે ઉત્પન્ન થયેલા એકત્રિત કણો ખૂબ જ રુંવાટીવાળાં હતાં; તેના બદલે, જ્યારે ફાયટોપ્લાંકટન નાના કોષો દ્વારા પ્રભુત્વ ધરાવતા હતા ત્યારે પતાવટનો વેગ વધારે હતો. 2012 માં, હેન્સન એટ અલ. વૈશ્વિક સેડીમેન્ટ ટ્રેપ ડેટાની સમીક્ષા કરી અને અહેવાલ આપ્યો કે પી. ઓ. સી. ફ્લક્સ ઓપલ નિકાસ ફ્લક્સ સાથે નકારાત્મક રીતે સંકળાયેલ છે અને સી. એ. સી. ઓ. 3 નિકાસ ફ્લક્સ સાથે અસંબંધિત છે. પાણીના સ્તંભમાં ડૂબતા પી. ઓ. સી. ના જૈવિક વિઘટનના દરને અસર કરતા મુખ્ય પરિબળો પાણીનું તાપમાન અને ઓગળેલા ઓક્સિજન (ડી. ઓ.) ની સાંદ્રતા છેઃ પાણીનું તાપમાન અને ડી. ઓ. ની સાંદ્રતા ઓછી થાય છે, જૈવિક શ્વસન દર ધીમો થાય છે અને પરિણામે, પી. ઓ. સી. ફ્લક્સ વિઘટન દર. ઉદાહરણ તરીકે, 2015 માં માર્સેએ અન્ય વિશ્લેષણ કરેલ પી. ઓ. સી. ફ્લક્સ ડેટા સાથે પાણીના સ્તંભની ઉપરના 500 મીટરમાં તટસ્થ રીતે ઉત્પ્લાવક કાંપના ફાંસોમાંથી અને ઉપરના સમીકરણ (1) માં ઘાતાંક બી અને પાણીના તાપમાન (એટલે કે, જ્યારે પાણી ગરમ હતું ત્યારે પી. ઓ. સી. ફ્લક્સ વધુ ઝડપથી ક્ષીણ થયો હતો) વચ્ચે નોંધપાત્ર હકારાત્મક સહસંબંધ શોધી કાઢ્યો હતો. વધુમાં, બેચ એટ અલ. જ્યારે ડાયટોમ્સ અને સિનેકોકોકસ (હાનિકારક શેવાળ) પ્રબળ ફાયટોપ્લાંકટન હોય ત્યારે પી. ઓ. સી. વિઘટન દર ઊંચો (નીચો) જોવા મળે છે કારણ કે ઝૂપ્લાંકટનની વિપુલતામાં વધારો (ઘટાડો) થાય છે અને પરિણામે ચરાઈના દબાણમાં વધારો (ઘટાડો) થાય છે. રેડિયોકેમિકલ અવલોકનો (234મા-આધારિત પી. ઓ. સી. ફ્લક્સ અવલોકનો) નો ઉપયોગ કરીને, પાવિયા એટ અલ. 2019 માં જાણવા મળ્યું કે માર્ટિન વળાંકનો ઘાતાંક બી અન્ય વિસ્તારોની તુલનામાં લો-ઓક્સિજન (હાયપોક્સિક) પૂર્વીય પેસિફિક વિષુવવૃત્તીય ઝોનમાં નોંધપાત્ર રીતે નાનો હતો; એટલે કે, હાયપોક્સિક વિસ્તારમાં પી. ઓ. સી. ફ્લક્સનું વર્ટિકલ એટેન્યુએશન નાનું હતું. તેમણે ધ્યાન દોર્યું હતું કે ભવિષ્યમાં વધુ હાયપોક્સિક મહાસાગર પી. ઓ. સી. ફ્લક્સના ઓછા ઘટાડા તરફ દોરી જશે અને તેથી બી. સી. પી. કાર્યક્ષમતામાં વધારો થશે અને તે ગ્લોબલ વોર્મિંગ પર નકારાત્મક પ્રતિસાદ હોઈ શકે છે. મેકડોનેલ એટ અલ. 2015 માં અહેવાલ આપ્યો હતો કે એન્ટાર્કટિકામાં પી. ઓ. સી. નું ઊભું પરિવહન વધુ અસરકારક છે, જ્યાં ડૂબવાનો વેગ વધારે છે અને જૈવિક શ્વસન દર ઉપઉષ્ણકટિબંધીય એટલાન્ટિક કરતાં ઓછો છે. હેન્સન એટ અલ. 2019માં પ્રારંભિક વિકાસના સમયગાળા દરમિયાન નિકાસ ગુણોત્તર ઊંચો હોવાનું પણ નોંધાયું હતું, જ્યારે પ્રાથમિક ઉત્પાદકતા ઓછી હોય છે, અને અંતમાં વિકાસના સમયગાળા દરમિયાન નિકાસ ગુણોત્તર ઓછો હોય છે, જ્યારે પ્રાથમિક ઉત્પાદકતા ઊંચી હોય છે. તેમણે અંતમાં ખીલવા દરમિયાન નીચા નિકાસ ગુણોત્તરને માઇક્રોઝોપ્લાંકટન અને બેક્ટેરિયાના ચરાઈ દબાણને આભારી ગણાવ્યું હતું. બી. સી. પી. ની આટલી બધી તપાસ છતાં, પી. ઓ. સી. ફ્લક્સના વર્ટિકલ એટેન્યુએશનને સંચાલિત કરતા પરિબળો હજુ પણ ચર્ચા હેઠળ છે. ઉપ-આર્ક્ટિક પ્રદેશોમાં અવલોકનો દર્શાવે છે કે 1000 અને 2000 મીટરની ઊંડાઈ વચ્ચે ટ્રાન્સફર કાર્યક્ષમતા પ્રમાણમાં ઓછી છે અને યુફોટિક ઝોનના તળિયે અને 1000 મીટરની ઊંડાઈ વચ્ચે તે પ્રમાણમાં વધારે છે. માર્સે એટ અલ. તેથી 2015 માં દરખાસ્ત કરવામાં આવી હતી કે માર્ટિન વળાંક તમામ પ્રદેશોમાં પી. ઓ. સી. ફ્લક્સના ઊભી ઘટાડાને યોગ્ય રીતે વ્યક્ત કરતું નથી અને તેના બદલે દરેક પ્રદેશ માટે એક અલગ સમીકરણ વિકસાવવું જોઈએ. ગ્લોએજ એટ અલ. 2017માં પી. ઓ. સી. ફ્લક્સના વર્ટિકલ એટેન્યુએશનના પરિમાણોની ચર્ચા કરવામાં આવી હતી અને અહેવાલ આપ્યો હતો કે સંધિકાળ ઝોનમાં પી. ઓ. સી. ફ્લક્સના વર્ટિકલ એટેન્યુએશન (યુફોટિક ઝોનના આધારથી 1000 મીટર સુધી) ને માત્ર પાવર લો મોડેલ (માર્ટિન કર્વ) દ્વારા જ નહીં પણ ઘાતાંકીય મોડેલ અને બેલાસ્ટ મોડેલ દ્વારા પણ સારી રીતે પરિમાણિત કરી શકાય છે. જો કે, ઘાતાંકીય મોડેલ મધરાત ઝોનમાં (1000 મીટરથી વધુ ઊંડાઈ) પી. ઓ. સી. ફ્લક્સને ઓછો અંદાજ આપે છે. કેલ અને બિસોને 2018 માં અહેવાલ આપ્યો હતો કે ઘાતાંકીય મોડેલ (પાવર લો મોડેલ) ઉપલા સ્તરમાં પી. ઓ. સી. ફ્લક્સને ઓછો અંદાજ આપે છે, અને તેને ઊંડા સ્તરમાં વધુ પડતો અંદાજ આપે છે. જો કે, પી. ઓ. સી. ફ્લક્સનું વર્ણન કરવા માટે બંને મોડેલોની ક્ષમતાઓ આંકડાકીય રીતે તુલનાત્મક હતી જ્યારે તેઓ પૂર્વીય પેસિફિકના પી. ઓ. સી. ફ્લક્સ ડેટાસેટ પર લાગુ કરવામાં આવ્યા હતા જેનો ઉપયોગ "માર્ટિન કર્વ" નો પ્રસ્તાવ કરવા માટે કરવામાં આવ્યો હતો. ઉત્તરપૂર્વીય પેસિફિકમાં લાંબા ગાળાના અભ્યાસમાં, સ્મિથ એટ અલ. 2018 માં અસામાન્ય રીતે ઉચ્ચ સ્થાનાંતરણ કાર્યક્ષમતા સાથે પી. ઓ. સી. પ્રવાહમાં અચાનક વધારો જોવા મળ્યો હતો; તેઓએ સૂચવ્યું છે કે માર્ટિન વળાંક આટલો અચાનક વધારો વ્યક્ત કરી શકતો નથી, તેથી તે કેટલીકવાર બી. સી. પી. ની તાકાતને ઓછો અંદાજ આપી શકે છે. વધુમાં, અગાઉના તારણોથી વિપરીત, કેટલાક અભ્યાસોએ ઉપ-આર્ક્ટિક પ્રદેશોની તુલનામાં ઉપઉષ્ણકટિબંધીય પ્રદેશોમાં, ખાસ કરીને ઊંડા સમુદ્રમાં, નોંધપાત્ર રીતે વધુ સ્થાનાંતરણ કાર્યક્ષમતાની જાણ કરી છે. આ પેટર્ન ઉચ્ચ-અક્ષાંશ અને નિમ્ન-અક્ષાંશ પ્રદેશો વચ્ચેના ઊંડા સમુદ્રમાં નાના તાપમાન અને ડી. ઓ. સાંદ્રતાના તફાવતોને આભારી હોઈ શકે છે, તેમજ ઉપઉષ્ણકટિબંધીય પ્રદેશોમાં વધુ ડૂબતા વેગને આભારી હોઈ શકે છે, જ્યાં CaCO3 એ ઊંડા સમુદ્રમાં દરિયાઈ બરફનો મુખ્ય ઘટક છે. વધુમાં, તે પણ શક્ય છે કે પી. ઓ. સી. ઉચ્ચ-અક્ષાંશ વિસ્તારો કરતાં નીચા-અક્ષાંશ વિસ્તારોમાં વધુ પ્રત્યાવર્તનશીલ હોય. જૈવિક પંપમાં અનિશ્ચિતતા સમુદ્રનો જૈવિક પંપ સપાટી પર ફાયટોપ્લાંકટન દ્વારા ઉત્પાદિત કાર્બનિક કાર્બનને દરિયાઈ બરફ દ્વારા સમુદ્રના આંતરિક ભાગમાં સ્થાનાંતરિત કરીને વાતાવરણીય કાર્બન ડાયોક્સાઇડના સ્તર અને આબોહવાનું નિયમન કરે છે, જ્યાં કાર્બનિક કાર્બનનો વપરાશ થાય છે અને દરિયાઈ સુક્ષ્મસજીવો દ્વારા શ્વાસ લેવામાં આવે છે. આ સપાટીથી ઊંડા પરિવહનને સામાન્ય રીતે ઊંડાઈ સાથે કણ સાંદ્રતાના ડૂબવાના શક્તિ કાયદાના સંબંધ દ્વારા વર્ણવવામાં આવે છે. જૈવિક પંપની તાકાતમાં અનિશ્ચિતતા વિવિધ ચલ મૂલ્યો (પેરામેટ્રિક અનિશ્ચિતતા) અથવા અંતર્ગત સમીકરણો (માળખાકીય અનિશ્ચિતતા) સાથે સંબંધિત હોઈ શકે છે જે કાર્બનિક પદાર્થોની નિકાસનું વર્ણન કરે છે. 2021 માં, લૉડરડેલે સંદર્ભ શક્તિ-કાયદાના વળાંકને અનુરૂપ છ વૈકલ્પિક રિમિનરલાઇઝેશન પ્રોફાઇલ્સને વ્યવસ્થિત રીતે બદલીને મહાસાગરના જૈવ-ભૂ-રસાયણશાસ્ત્ર મોડેલનો ઉપયોગ કરીને માળખાકીય અનિશ્ચિતતાનું મૂલ્યાંકન કર્યું. માળખાકીય અનિશ્ચિતતા જૈવિક પંપની કુલ અનિશ્ચિતતામાં વાતાવરણીય પી. સી. ઓ. 2 દ્રષ્ટિએ લગભગ એક તૃતીયાંશ નોંધપાત્ર યોગદાન આપે છે, જે અવલોકનોમાંથી જૈવિક પંપની લાક્ષણિકતામાં સુધારો કરવાના મહત્વ અને આબોહવા મોડેલોમાં તેના યાંત્રિક સમાવેશને પ્રકાશિત કરે છે. પ્રાથમિક ઉત્પાદન દરમિયાન સપાટીના સમુદ્રમાં ફાયટોપ્લાંકટન દ્વારા કાર્બન અને પોષક તત્ત્વોનો વપરાશ થાય છે, જે કાર્બનિક પદાર્થોના નીચલા પ્રવાહ તરફ દોરી જાય છે. આ "દરિયાઈ બરફ" ઊંડા પાણીમાં હેટરોટ્રોફિક સજીવો દ્વારા રૂપાંતરિત થાય છે, શ્વાસ લે છે અને અધોગતિ પામે છે, આખરે તે ઘટકોને ઓગળેલા અકાર્બનિક સ્વરૂપમાં મુક્ત કરે છે. મહાસાગરીય ઉથલપાથલ અને તોફાની મિશ્રણ સંસાધનોથી સમૃદ્ધ ઊંડા પાણીને સૂર્યપ્રકાશની સપાટીના સ્તર પર પાછું લાવે છે, જે વૈશ્વિક મહાસાગર ઉત્પાદકતાને ટકાવી રાખે છે. જૈવિક પંપ પોષક તત્ત્વોમાં આ ઊભી ઢાળને ગ્રહણ, ઊભી પરિવહન અને કાર્બનિક પદાર્થોના પુનર્ધિરાણ દ્વારા જાળવી રાખે છે, ઊંડા સમુદ્રમાં કાર્બનનો સંગ્રહ કરે છે જે શતાબ્દી અને સહસ્ત્રાબ્દીના સમયગાળામાં વાતાવરણમાંથી અલગ પડે છે, વાતાવરણીય CO2 સ્તરને સેંકડો સૂક્ષ્મ વાતાવરણ દ્વારા ઘટાડે છે. જૈવિક પંપ સામેલ જૈવિક, રાસાયણિક અને ભૌતિક પ્રક્રિયાઓના જટિલ સમૂહને કારણે સરળ યાંત્રિક લાક્ષણિકતાનો પ્રતિકાર કરે છે, તેથી નિકાસ કરેલા કાર્બનિક કાર્બનનું ભાવિ સામાન્ય રીતે ડૂબતા કણોના અધઃપતનનું મૂલ્યાંકન કરવા માટે ઊંડાઈ-આધારિત પ્રોફાઇલનો ઉપયોગ કરીને વર્ણવવામાં આવે છે. પાર્ટિકુલેટ અકાર્બનિક કાર્બન સંદર્ભો સમુદ્રશાસ્ત્ર કાર્બન પણ જુઓ