Abstract Recent research has focused on the changing ability of oceans to absorb atmospheric CO2 and the consequences for ocean acidification, with Arctic shelf seas being among the most sensitive regions. Hudson Bay is a large shelf sea in northern Canada whose location at the margin of the cryosphere places it in the vanguard of global climate change. Here, we develop a four-compartment box-model and carbon budget using published and recently collected measurements to estimate carbon inputs, transformations, and losses within Hudson Bay. We estimate the annual effects of terrestrial carbon remineralization on aragonite saturation (ΩAr, a proxy for ocean acidification) and on the partial pressure of CO2 (pCO2, a proxy for air-sea CO2 flux) within each compartment, as well as the effects of marine primary production, marine organic carbon remineralization, and terrestrial calcium carbonate dissolution. We find that the remineralization of terrestrial dissolved organic carbon is the main driver of CO2 accumulation and aragonite under-saturation in coastal surface waters, but this is largely offset by marine primary production. Below the surface mixed layer, marine organic carbon remineralization is the largest contributor to CO2 accumulation and aragonite under-saturation, and is partially offset by terrestrial CaCO3 dissolution. Overall, the annual delivery and processing of carbon reduces ΩAr of water flowing through HB by up to 0.17 units and raises pCO2 by up to 165 µatm. The similarities between Hudson Bay and other Arctic shelf seas suggest these areas are also significantly influenced by terrestrial carbon inputs and transformation.

中文翻译：

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陆地有机质对北极大陆架海海洋酸化和 CO2 通量的影响

摘要 最近的研究集中在海洋吸收大气 CO2 的能力变化及其对海洋酸化的影响，北极大陆架海域是最敏感的区域之一。哈德逊湾是加拿大北部的一个大型陆架海，它位于冰冻圈边缘，是全球气候变化的先锋。在这里，我们使用已发布和最近收集的测量数据开发了一个四室箱模型和碳预算，以估计哈德逊湾内的碳输入、转化和损失。我们估计了陆地碳再矿化对每个隔间内文石饱和度（ΩAr，海洋酸化的代表）和 CO2 分压（pCO2，海气 CO2 通量的代表）的年度影响，以及海洋初级生产，海洋有机碳再矿化和陆地碳酸钙溶解。我们发现陆地溶解有机碳的再矿化是沿海地表水中 CO2 积累和文石欠饱和的主要驱动力，但这在很大程度上被海洋初级生产所抵消。在地表混合层以下，海洋有机碳再矿化是 CO2 积累和文石欠饱和的最大贡献者，部分被陆地 CaCO3 溶解所抵消。总体而言，碳的年度输送和处理使流经 HB 的水的 ΩAr 减少了多达 0.17 个单位，并使 pCO2 增加了多达 165 µatm。哈德逊湾和其他北极大陆架海之间的相似性表明，这些地区也受到陆地碳输入和转化的显着影响。和陆地碳酸钙溶解。我们发现陆地溶解有机碳的再矿化是沿海地表水中 CO2 积累和文石欠饱和的主要驱动力，但这在很大程度上被海洋初级生产所抵消。在地表混合层以下，海洋有机碳再矿化是 CO2 积累和文石欠饱和的最大贡献者，部分被陆地 CaCO3 溶解所抵消。总体而言，碳的年度输送和处理使流经 HB 的水的 ΩAr 减少了多达 0.17 个单位，并使 pCO2 增加了多达 165 µatm。哈德逊湾和其他北极大陆架海之间的相似性表明，这些地区也受到陆地碳输入和转化的显着影响。和陆地碳酸钙溶解。我们发现陆地溶解有机碳的再矿化是沿海地表水中 CO2 积累和文石欠饱和的主要驱动力，但这在很大程度上被海洋初级生产所抵消。在地表混合层以下，海洋有机碳再矿化是 CO2 积累和文石欠饱和的最大贡献者，部分被陆地 CaCO3 溶解所抵消。总体而言，碳的年度交付和处理使流经 HB 的水的 ΩAr 减少了多达 0.17 个单位，并使 pCO2 增加了多达 165 µatm。哈德逊湾和其他北极大陆架海之间的相似性表明，这些地区也受到陆地碳输入和转化的显着影响。我们发现陆地溶解有机碳的再矿化是沿海地表水中 CO2 积累和文石欠饱和的主要驱动力，但这在很大程度上被海洋初级生产所抵消。在地表混合层以下，海洋有机碳再矿化是 CO2 积累和文石欠饱和的最大贡献者，部分被陆地 CaCO3 溶解所抵消。总体而言，碳的年度输送和处理使流经 HB 的水的 ΩAr 减少了多达 0.17 个单位，并使 pCO2 增加了多达 165 µatm。哈德逊湾和其他北极大陆架海之间的相似性表明，这些地区也受到陆地碳输入和转化的显着影响。我们发现陆地溶解有机碳的再矿化是沿海地表水中 CO2 积累和文石欠饱和的主要驱动力，但这在很大程度上被海洋初级生产所抵消。在地表混合层以下，海洋有机碳再矿化是 CO2 积累和文石欠饱和的最大贡献者，部分被陆地 CaCO3 溶解所抵消。总体而言，碳的年度输送和处理使流经 HB 的水的 ΩAr 减少了多达 0.17 个单位，并使 pCO2 增加了多达 165 µatm。哈德逊湾和其他北极大陆架海之间的相似性表明，这些地区也受到陆地碳输入和转化的显着影响。