Redfield ratio
ರೆಡ್ಫೀಲ್ಡ್ ಅನುಪಾತ ಅಥವಾ ರೆಡ್ಫೀಲ್ಡ್ ಸ್ಟೊಚಿಯೊಮೆಟ್ರಿಯು ಸಮುದ್ರದ ಫೈಟೋಪ್ಲಾಂಕ್ಟನ್ ಮತ್ತು ಆಳವಾದ ಸಾಗರಗಳಾದ್ಯಂತ ಕಂಡುಬರುವ ಇಂಗಾಲ, ಸಾರಜನಕ ಮತ್ತು ರಂಜಕದ ಸ್ಥಿರ ಪರಮಾಣು ಅನುಪಾತವಾಗಿದೆ. 1934 ರಲ್ಲಿ ಅಟ್ಲಾಂಟಿಸ್ ಸಂಶೋಧನಾ ಹಡಗಿನಲ್ಲಿ ಹಲವಾರು ಪ್ರಯಾಣಗಳಲ್ಲಿ ಸಂಗ್ರಹಿಸಿದ ಸಮುದ್ರ ಜೀವರಾಶಿ ಮಾದರಿಗಳಲ್ಲಿನ ಪೋಷಕಾಂಶಗಳ ತುಲನಾತ್ಮಕವಾಗಿ ಸ್ಥಿರವಾದ ಅನುಪಾತವನ್ನು ಮೊದಲ ಬಾರಿಗೆ ವಿವರಿಸಿದ ಅಮೇರಿಕನ್ ಸಮುದ್ರಶಾಸ್ತ್ರಜ್ಞ ಆಲ್ಫ್ರೆಡ್ ಸಿ. ರೆಡ್ಫೀಲ್ಡ್ನ ಹೆಸರನ್ನು ಈ ಪದಕ್ಕೆ ಇಡಲಾಗಿದೆ ಮತ್ತು ಪ್ರಾಯೋಗಿಕವಾಗಿ ಈ ಅನುಪಾತವು ಸಿಃ ಎನ್ಃ ಪಿ = 106:16:1 ಎಂದು ಕಂಡುಹಿಡಿದಿದೆ. ಫೈಟೋಪ್ಲಾಂಕ್ಟನ್ ಪ್ರಭೇದಗಳು ಮತ್ತು ಅಧ್ಯಯನ ಪ್ರದೇಶವನ್ನು ಅವಲಂಬಿಸಿ ಅಂಗೀಕೃತ 106:16:1 ಅನುಪಾತದಿಂದ ವ್ಯತ್ಯಾಸಗಳು ಕಂಡುಬಂದಿವೆಯಾದರೂ, ರೆಡ್ಫೀಲ್ಡ್ ಅನುಪಾತವು ಪೌಷ್ಟಿಕಾಂಶದ ಮಿತಿಯನ್ನು ಅಧ್ಯಯನ ಮಾಡುವ ಸಮುದ್ರಶಾಸ್ತ್ರಜ್ಞರಿಗೆ ಪ್ರಮುಖ ಉಲ್ಲೇಖವಾಗಿ ಉಳಿದಿದೆ. 1970ರಿಂದ 2010ರವರೆಗಿನ ಎಲ್ಲಾ ಪ್ರಮುಖ ಸಾಗರ ಪ್ರದೇಶಗಳಾದ್ಯಂತ ಪೋಷಕಾಂಶಗಳ ಮಾಪನಗಳ ದೊಡ್ಡ ದತ್ತಾಂಶವನ್ನು ಸಂಕ್ಷಿಪ್ತಗೊಳಿಸಿದ 2014ರ ಒಂದು ಪ್ರಬಂಧವು ಜಾಗತಿಕ ಸರಾಸರಿ ಸಿಃಎನ್ಃಪಿ 163:22:1 ಎಂದು ವರದಿ ಮಾಡಿದೆ. 1934ರ ತನ್ನ ಪ್ರಬಂಧಕ್ಕಾಗಿ, ಆಲ್ಫ್ರೆಡ್ ರೆಡ್ಫೀಲ್ಡ್ ಅಟ್ಲಾಂಟಿಕ್, ಭಾರತೀಯ, ಪೆಸಿಫಿಕ್ ಸಾಗರಗಳು ಮತ್ತು ಬ್ಯಾರೆಂಟ್ಸ್ ಸಮುದ್ರದ ನೈಟ್ರೇಟ್ ಮತ್ತು ಫಾಸ್ಫೇಟ್ ದತ್ತಾಂಶವನ್ನು ವಿಶ್ಲೇಷಿಸಿದರು. ಹಾರ್ವರ್ಡ್ ಶರೀರಶಾಸ್ತ್ರಜ್ಞರಾಗಿ, ರೆಡ್ಫೀಲ್ಡ್ ಅಟ್ಲಾಂಟಿಸ್ ಸಂಶೋಧನಾ ಹಡಗಿನಲ್ಲಿ ಹಲವಾರು ಪ್ರಯಾಣಗಳಲ್ಲಿ ಭಾಗವಹಿಸಿದರು, ಸಾಗರ ಪ್ಲ್ಯಾಂಕ್ಟನ್ನಲ್ಲಿ ಸಿ, ಎನ್ ಮತ್ತು ಪಿ ವಿಷಯದ ದತ್ತಾಂಶವನ್ನು ವಿಶ್ಲೇಷಿಸಿದರು ಮತ್ತು 1898ರಷ್ಟು ಹಿಂದೆಯೇ ಇತರ ಸಂಶೋಧಕರು ಸಂಗ್ರಹಿಸಿದ ದತ್ತಾಂಶವನ್ನು ಉಲ್ಲೇಖಿಸಿದರು. ರೆಡ್ಫೀಲ್ಡ್ನ ಪ್ರಾಯೋಗಿಕ ದತ್ತಾಂಶದ ವಿಶ್ಲೇಷಣೆಯು ಮೂರು ಸಾಗರಗಳು ಮತ್ತು ಬ್ಯಾರೆಂಟ್ಸ್ ಸಮುದ್ರದ ಆಚೆ ಮತ್ತು ಒಳಭಾಗದಲ್ಲಿ, ಸಮುದ್ರದ ನೀರು 20:1ರ ಹತ್ತಿರ N: P ಪರಮಾಣು ಅನುಪಾತವನ್ನು ಹೊಂದಿತ್ತು (ನಂತರ 16:1ಕ್ಕೆ ಸರಿಪಡಿಸಲಾಯಿತು) ಮತ್ತು ಇದು ಫೈಟೋಪ್ಲಾಂಕ್ಟನ್ನ ಸರಾಸರಿ N: Pಗೆ ಹೋಲುತ್ತದೆ ಎಂಬುದನ್ನು ಕಂಡುಹಿಡಿಯಲು ಕಾರಣವಾಯಿತು. ಈ ವಿದ್ಯಮಾನವನ್ನು ವಿವರಿಸಲು, ರೆಡ್ಫೀಲ್ಡ್ ಆರಂಭದಲ್ಲಿ ಎರಡು ಪರಸ್ಪರ ಪ್ರತ್ಯೇಕವಲ್ಲದ ಕಾರ್ಯವಿಧಾನಗಳನ್ನು ಪ್ರಸ್ತಾಪಿಸಿದರುಃ I) ಪ್ಲ್ಯಾಂಕ್ಟನ್ನಲ್ಲಿರುವ N: P ಸಮುದ್ರದ ನೀರಿನ N: P ಸಂಯೋಜನೆಯತ್ತ ಒಲವು ತೋರುತ್ತದೆ. ನಿರ್ದಿಷ್ಟವಾಗಿ ಹೇಳುವುದಾದರೆ, ವಿಭಿನ್ನ ಎನ್ ಮತ್ತು ಪಿ ಅವಶ್ಯಕತೆಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಫೈಟೊಪ್ಲಾಂಕ್ಟನ್ ಪ್ರಭೇದಗಳು ಒಂದೇ ಮಾಧ್ಯಮದಲ್ಲಿ ಸ್ಪರ್ಧಿಸುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ಸಮುದ್ರದ ನೀರಿನ ಪೋಷಕಾಂಶಗಳ ಸಂಯೋಜನೆಯನ್ನು ಪ್ರತಿಬಿಂಬಿಸುತ್ತವೆ. II) ಜೈವಿಕ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆ ಕಾರ್ಯವಿಧಾನಗಳ ಮೂಲಕ ಸಮುದ್ರದ ನೀರು ಮತ್ತು ಪ್ಲ್ಯಾಂಕ್ಟೋನಿಕ್ ಪೋಷಕಾಂಶಗಳ ಕೊಳಗಳ ನಡುವಿನ ಸಮತೋಲನವನ್ನು ಕಾಪಾಡಿಕೊಳ್ಳಲಾಗುತ್ತದೆ. ರೆಡ್ಫೀಲ್ಡ್ ಥರ್ಮೋಸ್ಟಾಟ್ನಂತಹ ಸನ್ನಿವೇಶವನ್ನು ಪ್ರಸ್ತಾಪಿಸಿತು, ಇದರಲ್ಲಿ ಸಾರಜನಕ ಫಿಕ್ಸರ್ಗಳು ಮತ್ತು ಡಿನಿಟ್ರಿಫೈಯರ್ಗಳ ಚಟುವಟಿಕೆಗಳು ಸಮುದ್ರದ ನೀರಿನಲ್ಲಿ ನೈಟ್ರೇಟ್ ಮತ್ತು ಫಾಸ್ಫೇಟ್ ಅನುಪಾತವನ್ನು ಪ್ರೊಟೊಪ್ಲಾಸಂನಲ್ಲಿನ ಅವಶ್ಯಕತೆಗಳಿಗೆ ಹತ್ತಿರದಲ್ಲಿರಿಸುತ್ತವೆ. ಆ ಸಮಯದಲ್ಲಿ "ಪ್ರೊಟೊಪ್ಲಾಸಂ" ನ ಸಂಯೋಜನೆ ಅಥವಾ ಫೈಟೊಪ್ಲಾಂಕ್ಟನ್ನ ಬೃಹತ್ ಸಂಯೋಜನೆಯ ಬಗ್ಗೆ ಸ್ವಲ್ಪವೇ ತಿಳಿದಿತ್ತು ಎಂಬುದನ್ನು ಪರಿಗಣಿಸಿ, ರೆಡ್ಫೀಲ್ಡ್ ಅದರ ಎನ್ಃ ಪಿ ಅನುಪಾತವು ಏಕೆ ಸರಿಸುಮಾರು 16:1 ಆಗಿರಬೇಕು ಎಂಬುದನ್ನು ವಿವರಿಸಲು ಪ್ರಯತ್ನಿಸಲಿಲ್ಲ. 1958ರಲ್ಲಿ, ಅನುಪಾತಗಳನ್ನು ಮೊದಲು ಕಂಡುಹಿಡಿದ ಸುಮಾರು ಕಾಲು ಶತಮಾನದ ನಂತರ, ರೆಡ್ಫೀಲ್ಡ್ ತನ್ನ ಹಸ್ತಪ್ರತಿಯಾದ ದಿ ಬಯೋಲಾಜಿಕಲ್ ಕಂಟ್ರೋಲ್ ಆಫ್ ಕೆಮಿಕಲ್ ಫ್ಯಾಕ್ಟರ್ಸ್ ಇನ್ ದಿ ಎನ್ವಿರಾನ್ಮೆಂಟ್ನಲ್ಲಿ ನಂತರದ ಕಾರ್ಯವಿಧಾನದ ಕಡೆಗೆ ಒಲವು ತೋರಿದನು. ಪ್ಲಾಂಕ್ಟನ್ನಲ್ಲಿ ಸಾರಜನಕ ಮತ್ತು ರಂಜಕದ ಅನುಪಾತವು ಜಾಗತಿಕ ಸಾಗರವು ಕರಗಿದ ನೈಟ್ರೇಟ್ ಮತ್ತು ಫಾಸ್ಫೇಟ್ನ ಗಮನಾರ್ಹವಾದ ಹೋಲಿಕೆಯ ಅನುಪಾತವನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ ಎಂದು ರೆಡ್ಫೀಲ್ಡ್ ಪ್ರಸ್ತಾಪಿಸಿದರು (16:1). ಕೇವಲ ಎನ್ ಮತ್ತು ಪಿ ಮಾತ್ರವಲ್ಲದೆ ಸಿ ಮತ್ತು ಒ ಚಕ್ರಗಳು ಹೇಗೆ ಪರಸ್ಪರ ಸಂವಹನ ನಡೆಸಿ ಈ ಹೊಂದಾಣಿಕೆಗೆ ಕಾರಣವಾಗಬಹುದು ಎಂಬುದನ್ನು ಅವರು ಪರಿಗಣಿಸಿದರು. ವಿವರಣೆ ಆಳವಾದ ಸಾಗರದ ರಸಾಯನಶಾಸ್ತ್ರ ಮತ್ತು ಮೇಲ್ಮೈ ಸಾಗರದಲ್ಲಿನ ಫೈಟೋಪ್ಲಾಂಕ್ಟನ್ನಂತಹ ಜೀವಿಗಳ ರಸಾಯನಶಾಸ್ತ್ರದ ನಡುವಿನ ಗಮನಾರ್ಹ ಹೊಂದಾಣಿಕೆಯನ್ನು ರೆಡ್ಫೀಲ್ಡ್ ಕಂಡುಹಿಡಿದಿದೆ. ಇವೆರಡೂ ಪರಮಾಣುಗಳ ವಿಷಯದಲ್ಲಿ ಸುಮಾರು 16:1 ರ ಎನ್ಃ ಪಿ ಅನುಪಾತಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿವೆ. ಪೋಷಕಾಂಶಗಳು ಸೀಮಿತವಾಗಿರದಿದ್ದಾಗ, ಹೆಚ್ಚಿನ ಫೈಟೋಪ್ಲಾಂಕ್ಟನ್ನಲ್ಲಿ ಮೋಲಾರ್ ಧಾತುರೂಪದ ಅನುಪಾತ C: N: P 106:16:1 ಆಗಿರುತ್ತದೆ. ವಿಶಾಲವಾದ ಸಾಗರಗಳು ಜೀವಿಗಳ ಅವಶ್ಯಕತೆಗಳಿಗೆ ಸಂಪೂರ್ಣವಾಗಿ ಸೂಕ್ತವಾದ ರಸಾಯನಶಾಸ್ತ್ರವನ್ನು ಹೊಂದಿರುವುದು ಸಂಪೂರ್ಣವಾಗಿ ಕಾಕತಾಳೀಯವಲ್ಲ ಎಂದು ರೆಡ್ಫೀಲ್ಡ್ ಭಾವಿಸಿದರು. ನಿಯಂತ್ರಿತ ರಾಸಾಯನಿಕ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳ ಅಡಿಯಲ್ಲಿ ಪ್ರಯೋಗಾಲಯದ ಪ್ರಯೋಗಗಳು ಫೈಟೊಪ್ಲಾಂಕ್ಟನ್ ಜೀವರಾಶಿಯು ಪರಿಸರದ ಪೋಷಕಾಂಶಗಳ ಮಟ್ಟವನ್ನು ಮೀರಿದಾಗಲೂ ರೆಡ್ಫೀಲ್ಡ್ ಅನುಪಾತಕ್ಕೆ ಅನುಗುಣವಾಗಿರುತ್ತದೆ ಎಂದು ಕಂಡುಹಿಡಿದಿದೆ, ಇದು ಸಾಗರದ ಪೋಷಕಾಂಶಗಳ ಅನುಪಾತಗಳಿಗೆ ಪರಿಸರದ ಹೊಂದಾಣಿಕೆಯು ಏಕೈಕ ಆಡಳಿತ ಕಾರ್ಯವಿಧಾನವಲ್ಲ ಎಂದು ಸೂಚಿಸುತ್ತದೆ (ರೆಡ್ಫೀಲ್ಡ್ ಆರಂಭದಲ್ಲಿ ಪ್ರಸ್ತಾಪಿಸಿದ ಕಾರ್ಯವಿಧಾನಗಳಲ್ಲಿ ಒಂದಕ್ಕೆ ವಿರುದ್ಧವಾಗಿದೆ). ಆದಾಗ್ಯೂ, ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯ ಕಾರ್ಯವಿಧಾನಗಳ ನಂತರದ ಮಾದರಿ, ನಿರ್ದಿಷ್ಟವಾಗಿ ನೈಟ್ರೇಟ್-ರಂಜಕ ಜೋಡಣೆ ಫ್ಲಕ್ಸ್ಗಳು, ಜೈವಿಕ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯ ಸಮತೋಲನದ ಅವರ ಪ್ರಸ್ತಾವಿತ ಕಾರ್ಯವಿಧಾನವನ್ನು ಬೆಂಬಲಿಸುತ್ತವೆ, ಆದರೂ ಈ ಫಲಿತಾಂಶಗಳು ಪೋಷಕಾಂಶಗಳ ಹರಿವಿನ ಬಗ್ಗೆ ನಮ್ಮ ಪ್ರಸ್ತುತ ತಿಳುವಳಿಕೆಯ ಮಿತಿಗಳಿಂದ ಗೊಂದಲಕ್ಕೊಳಗಾಗಿವೆ. ಸಮುದ್ರದಲ್ಲಿ, ಜೀವರಾಶಿಯ ಹೆಚ್ಚಿನ ಭಾಗವು ಸಾರಜನಕ-ಸಮೃದ್ಧ ಪ್ಲ್ಯಾಂಕ್ಟನ್ ಎಂದು ಕಂಡುಬರುತ್ತದೆ. ಈ ಪ್ಲ್ಯಾಂಕ್ಟನ್ಗಳಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚಿನವುಗಳನ್ನು ಇದೇ ರೀತಿಯ ರಾಸಾಯನಿಕ ಸಂಯೋಜನೆಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಇತರ ಪ್ಲ್ಯಾಂಕ್ಟನ್ ಜೀವರಾಶಿಯು ಸೇವಿಸುತ್ತದೆ. ಇದು ವಿಶ್ವದ ಸಾಗರಗಳಾದ್ಯಂತದ ಎಲ್ಲಾ ಪ್ಲ್ಯಾಂಕ್ಟನ್ಗಳಿಗೆ ಸರಾಸರಿ ಇದೇ ರೀತಿಯ ಎನ್ಃ ಪಿ ಅನುಪಾತಕ್ಕೆ ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆ, ಪ್ರಾಯೋಗಿಕವಾಗಿ ಸರಾಸರಿ 16:1 ಎಂದು ಕಂಡುಬರುತ್ತದೆ. ಈ ಜೀವಿಗಳು ಸಾಗರದ ಒಳಭಾಗದಲ್ಲಿ ಮುಳುಗಿದಾಗ, ಅವುಗಳ ಜೀವರಾಶಿಯನ್ನು ಬ್ಯಾಕ್ಟೀರಿಯಾಗಳು ಸೇವಿಸುತ್ತವೆ, ಅವು ಏರೋಬಿಕ್ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳಲ್ಲಿ, ಕರಗಿದ ಅಜೈವಿಕ ಪೋಷಕಾಂಶಗಳನ್ನು, ಮುಖ್ಯವಾಗಿ ಇಂಗಾಲದ ಡೈಆಕ್ಸೈಡ್, ನೈಟ್ರೇಟ್ ಮತ್ತು ಫಾಸ್ಫೇಟ್ ಅನ್ನು ರೂಪಿಸಲು ಸಾವಯವ ಪದಾರ್ಥವನ್ನು ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಿಸುತ್ತವೆ. ಎಲ್ಲಾ ಪ್ರಮುಖ ಸಾಗರ ಜಲಾನಯನ ಪ್ರದೇಶಗಳ ಒಳಭಾಗದಲ್ಲಿ ನೈಟ್ರೇಟ್ ಮತ್ತು ಫಾಸ್ಫೇಟ್ ಅನುಪಾತವು ಹೆಚ್ಚು ಹೋಲುತ್ತದೆ ಎಂಬುದು ಸಾಗರದ ಪರಿಚಲನೆಯ ಸಮಯಕ್ಕೆ ಹೋಲಿಸಿದರೆ ಸಮುದ್ರದಲ್ಲಿ ಈ ಅಂಶಗಳ ವಾಸದ ಸಮಯದಿಂದಾಗಿ, ರಂಜಕಕ್ಕೆ ಸರಿಸುಮಾರು 100,000 ವರ್ಷಗಳು ಮತ್ತು ಸಾರಜನಕಕ್ಕೆ 2000 ವರ್ಷಗಳು. ಈ ಅಂಶಗಳ ವಾಸದ ಸಮಯವು ಸಾಗರಗಳ ಮಿಶ್ರಣದ ಸಮಯಕ್ಕಿಂತ (~ 1000 ವರ್ಷಗಳು) ಹೆಚ್ಚಾಗಿರುವುದರಿಂದ ಸಾಗರದ ಒಳಭಾಗದಲ್ಲಿ ನೈಟ್ರೇಟ್ ಮತ್ತು ಫಾಸ್ಫೇಟ್ನ ಅನುಪಾತವು ಸಾಕಷ್ಟು ಏಕರೂಪವಾಗಿ ಉಳಿಯುತ್ತದೆ. ಈ ಅನುಪಾತವನ್ನು ಕಾಪಾಡಿಕೊಳ್ಳಲು ಫೈಟೋಪ್ಲಾಂಕ್ಟನ್ ಪ್ರಮುಖ ಪಾತ್ರ ವಹಿಸುತ್ತದೆ ಎಂದು ತೋರಿಸಲಾಗಿದೆ. ಸಾವಯವ ಪದಾರ್ಥಗಳು ಮುಳುಗುವುದರಿಂದ ನೈಟ್ರೇಟ್ ಮತ್ತು ಫಾಸ್ಫೇಟ್ ಎರಡೂ ಮರು ಖನಿಜೀಕರಣದ ಮೂಲಕ ಸಾಗರಕ್ಕೆ ಬಿಡುಗಡೆಯಾಗುತ್ತವೆ. ಸೂಕ್ಷ್ಮಜೀವಿಗಳು ಆದ್ಯತೆಯಾಗಿ ಫಾಸ್ಫೇಟ್ಗಿಂತ ನೈಟ್ರೇಟ್ನಲ್ಲಿರುವ ಆಮ್ಲಜನಕವನ್ನು ಸೇವಿಸುತ್ತವೆ, ಇದು 16:1 ಕ್ಕಿಂತ ಕಡಿಮೆ N: P ಅನುಪಾತವನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಆಳವಾದ ಸಾಗರದ ನೀರಿಗೆ ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆ. ಅಲ್ಲಿಂದ, ಸಾಗರದ ಪ್ರವಾಹಗಳು ಪೋಷಕಾಂಶಗಳನ್ನು ಮೇಲ್ಮೈಗೆ ಮೇಲಕ್ಕೆತ್ತುತ್ತವೆ, ಅಲ್ಲಿ ಫೈಟೋಪ್ಲಾಂಕ್ಟನ್ ಹೆಚ್ಚುವರಿ ರಂಜಕವನ್ನು ಸೇವಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಸಾರಜನಕ ಸ್ಥಿರೀಕರಣದ ಮೂಲಕ ಎನ್ 2 ಅನ್ನು ಸೇವಿಸುವ ಮೂಲಕ 16:1 ರ ಎನ್ಃ ಪಿ ಅನುಪಾತವನ್ನು ಕಾಪಾಡಿಕೊಳ್ಳುತ್ತದೆ. ಅನುಪಾತಗಳು ಏಕೆ ಸಾಕಷ್ಟು ಸ್ಥಿರವಾಗಿವೆ ಎಂಬುದನ್ನು ಅಂತಹ ವಾದಗಳು ಸಮರ್ಥವಾಗಿ ವಿವರಿಸಬಹುದಾದರೂ, ಎನ್ಃ ಪಿ ಅನುಪಾತವು ಏಕೆ ಸುಮಾರು 16 ಆಗಿದೆ ಮತ್ತು ಬೇರೆ ಯಾವುದೋ ಸಂಖ್ಯೆಯಲ್ಲ ಎಂಬ ಪ್ರಶ್ನೆಯನ್ನು ಅವು ಪರಿಹರಿಸುವುದಿಲ್ಲ. ಈ ಅನುಪಾತಕ್ಕೆ ಕಾರಣವಾದ ಸಂಶೋಧನೆಯು ಸಾಗರಗಳ ಜೈವಿಕ ಭೂರಾಸಾಯನಿಕ ಚಕ್ರಗಳ ತಿಳುವಳಿಕೆಯಲ್ಲಿ ಒಂದು ಮೂಲಭೂತ ಲಕ್ಷಣವಾಗಿದೆ ಮತ್ತು ಜೈವಿಕ ಭೂರಾಸಾಯನಿಕತೆಯ ಪ್ರಮುಖ ಸಿದ್ಧಾಂತಗಳಲ್ಲಿ ಒಂದಾಗಿದೆ. ಜಾಗತಿಕ ಪರಿಚಲನೆಯ ಮಾದರಿಗಳಲ್ಲಿ ಇಂಗಾಲ ಮತ್ತು ಪೋಷಕಾಂಶಗಳ ಹರಿವನ್ನು ಅಂದಾಜು ಮಾಡುವಲ್ಲಿ ರೆಡ್ಫೀಲ್ಡ್ ಅನುಪಾತವು ಪ್ರಮುಖ ಪಾತ್ರ ವಹಿಸುತ್ತದೆ. ಸೀಮಿತ ಪೋಷಕಾಂಶವಿದ್ದರೆ, ಸ್ಥಳೀಯ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯಲ್ಲಿ ಯಾವ ಪೋಷಕಾಂಶಗಳು ಸೀಮಿತಗೊಳ್ಳುತ್ತಿವೆ ಎಂಬುದನ್ನು ನಿರ್ಧರಿಸಲು ಸಹ ಅವು ಸಹಾಯ ಮಾಡುತ್ತವೆ. ಮಿಸ್ಸಿಸ್ಸಿಪ್ಪಿ ನದಿಯ ರೆಡ್ಫೀಲ್ಡ್ ಅನುಪಾತವನ್ನು ಉತ್ತರ ಗಲ್ಫ್ ಆಫ್ ಮೆಕ್ಸಿಕೋದ ಅನುಪಾತಕ್ಕೆ ಹೋಲಿಸುವಂತಹ ವಿವಿಧ ಪ್ರದೇಶಗಳ ನಡುವಿನ ಅನುಪಾತವನ್ನು ಹೋಲಿಸುವ ಮೂಲಕ ಫೈಟೋಪ್ಲಾಂಕ್ಟನ್ ಹೂವುಗಳ ರಚನೆ ಮತ್ತು ತರುವಾಯ ಹೈಪೋಕ್ಸಿಯಾವನ್ನು ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳಲು ಸಹ ಈ ಅನುಪಾತವನ್ನು ಬಳಸಬಹುದು. ಎನ್ಃಪಿ ಅನ್ನು ನಿಯಂತ್ರಿಸುವುದು ಸುಸ್ಥಿರ ಜಲಾಶಯ ನಿರ್ವಹಣೆಗೆ ಒಂದು ವಿಧಾನವಾಗಿರಬಹುದು. ರೆಡ್ಫೀಲ್ಡ್ ಅನುಪಾತವು ಭೂಮಂಡಲದ ಸಸ್ಯಗಳು, ಮಣ್ಣು ಮತ್ತು ಮಣ್ಣಿನ ಸೂಕ್ಷ್ಮಜೀವಿಯ ಜೀವರಾಶಿಗೆ ಅನ್ವಯಿಸುತ್ತದೆ, ಇದು ಭೂಮಿಯ ಪರಿಸರ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳಲ್ಲಿ ಸಂಪನ್ಮೂಲಗಳನ್ನು ಸೀಮಿತಗೊಳಿಸುವ ಬಗ್ಗೆ ತಿಳಿಸುತ್ತದೆ. 2007ರ ಅಧ್ಯಯನವೊಂದರಲ್ಲಿ, ಮಣ್ಣು ಮತ್ತು ಸೂಕ್ಷ್ಮಜೀವಿಯ ಜೀವರಾಶಿಯು ಜಾಗತಿಕ ಮಟ್ಟದಲ್ಲಿ ಸರಾಸರಿ ಅನುಕ್ರಮವಾಗಿ 186:13:1 ಮತ್ತು 60:7:1 ನ ಸ್ಥಿರವಾದ C: N: P ಅನುಪಾತಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುವುದು ಕಂಡುಬಂದಿದೆ. ಕ್ಯಾನೊನಿಕಲ್ ರೆಡ್ಫೀಲ್ಡ್ ಅನುಪಾತದಿಂದ ವ್ಯತ್ಯಾಸಗಳು ರೆಡ್ಫೀಲ್ಡ್ ಅನುಪಾತವನ್ನು ಆರಂಭದಲ್ಲಿ ಅಟ್ಲಾಂಟಿಕ್ ಮಹಾಸಾಗರದ ಕೆಲವು ಕೇಂದ್ರಗಳಿಂದ ಸಂಗ್ರಹಿಸಲಾದ ಸಮುದ್ರದ ನೀರಿನ ನೈಟ್ರೇಟ್ ಮತ್ತು ಫಾಸ್ಫೇಟ್ ಅಂಶದ ಜೊತೆಗೆ ಪ್ಲಾಂಕ್ಟನ್ನ ಧಾತುರೂಪದ ಸಂಯೋಜನೆಯ ಅಳತೆಗಳಿಂದ ಪ್ರಾಯೋಗಿಕವಾಗಿ ಪಡೆಯಲಾಗಿದೆ. ಇದನ್ನು ನಂತರ ಕರಗಿದ ನೈಟ್ರೇಟ್ ಮತ್ತು ಫಾಸ್ಫೇಟ್ನ ನೂರಾರು ಸ್ವತಂತ್ರ ಅಳತೆಗಳು ಬೆಂಬಲಿಸಿದವು. ಆದಾಗ್ಯೂ, ಸಾರಜನಕ ಅಥವಾ ರಂಜಕದ ಮಿತಿಯ ಅಡಿಯಲ್ಲಿ ಬೆಳೆಯುವ ಫೈಟೊಪ್ಲಾಂಕ್ಟನ್ನ ಪ್ರತ್ಯೇಕ ಪ್ರಭೇದಗಳ ಸಂಯೋಜನೆಯು ಈ ಎನ್ಃ ಪಿ ಅನುಪಾತವು 6:1 ರಿಂದ 60:1 ರವರೆಗೆ ಬದಲಾಗಬಹುದು ಎಂಬುದನ್ನು ತೋರಿಸುತ್ತದೆ. ಈ ಸಮಸ್ಯೆಯನ್ನು ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳುವಾಗ, ಸಮುದ್ರದ ಒಳಭಾಗದಲ್ಲಿರುವ ಅಜೈವಿಕ ಪೋಷಕಾಂಶಗಳ ಎನ್ಃಪಿ ಅನುಪಾತವು ಸಣ್ಣ ಪ್ರಮಾಣದ ವ್ಯತ್ಯಾಸವನ್ನು ನಿರೀಕ್ಷಿಸುವ ಸರಾಸರಿಯಾಗಿದೆ ಎಂಬುದನ್ನು ಹೊರತುಪಡಿಸಿ ರೆಡ್ಫೀಲ್ಡ್ ಇದನ್ನು ವಿವರಿಸಲು ಎಂದಿಗೂ ಪ್ರಯತ್ನಿಸಲಿಲ್ಲ. ಆಳವಾದ ಸಾಗರದಲ್ಲಿ ರೆಡ್ಫೀಲ್ಡ್ ಅನುಪಾತವು ಗಮನಾರ್ಹವಾಗಿ ಸ್ಥಿರವಾಗಿದ್ದರೂ, ಫೈಟೋಪ್ಲಾಂಕ್ಟನ್ ಸಿಃ ಎನ್ಃ ಪಿ ಸಂಯೋಜನೆಯಲ್ಲಿ ದೊಡ್ಡ ವ್ಯತ್ಯಾಸಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರಬಹುದು ಮತ್ತು ಅವುಗಳ ಜೀವನ ಕಾರ್ಯತಂತ್ರವು ಸಿಃ ಎನ್ಃ ಪಿ ಅನುಪಾತದಲ್ಲಿ ಪಾತ್ರವಹಿಸುತ್ತದೆ ಎಂದು ವ್ಯಾಪಕವಾಗಿ ತೋರಿಸಲಾಗಿದೆ. ಈ ವ್ಯತ್ಯಾಸವು ಕೆಲವು ಸಂಶೋಧಕರನ್ನು ಆಧುನಿಕ ಸಾಗರದಲ್ಲಿ ರೆಡ್ಫೀಲ್ಡ್ ಅನುಪಾತವು ಬಹುಶಃ ಫೈಟೋಪ್ಲಾಂಕ್ಟನ್ನ ಮೂಲಭೂತ ಲಕ್ಷಣಕ್ಕಿಂತ ಸಾಮಾನ್ಯ ಸರಾಸರಿಯಾಗಿದೆ ಎಂದು ಊಹಿಸಲು ಪ್ರೇರೇಪಿಸಿದೆ, ಆದರೂ ಇದು ಹೋಮಿಯೋಸ್ಟಾಟಿಕ್ ಪ್ರೋಟೀನ್-ಟು-ಆರ್ಆರ್ಎನ್ಎ ಅನುಪಾತಕ್ಕೆ ಸಂಬಂಧಿಸಿದೆ ಎಂದು ವಾದಿಸಲಾಗಿದೆ. ಸಿಃ ಎನ್ಃ ಪಿ ಅನುಪಾತಗಳಲ್ಲಿ ಕಂಡುಬರುವ ವ್ಯತ್ಯಾಸಕ್ಕೆ ಹಲವಾರು ಸಂಭಾವ್ಯ ವಿವರಣೆಗಳಿವೆ. ಜೀವಕೋಶವು ಬೆಳೆಯುವ ವೇಗವು ಜೀವಕೋಶದ ಸಂಯೋಜನೆಯ ಮೇಲೆ ಮತ್ತು ಅದರ ಮೂಲಕ ಅದರ ಸ್ಟೋಯಿಕಿಯೋಮೆಟ್ರಿಯ ಮೇಲೆ ಪ್ರಭಾವ ಬೀರುತ್ತದೆ. ಅಲ್ಲದೆ, ರಂಜಕದ ಕೊರತೆಯಿದ್ದಾಗ, ಫೈಟೊಪ್ಲಾಂಕ್ಟನ್ ಸಮುದಾಯಗಳು ತಮ್ಮ ಪಿ ಅಂಶವನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡಬಹುದು, ಎನ್ಃ ಪಿ ಅನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸಬಹುದು. ಹೆಚ್ಚುವರಿಯಾಗಿ, ಸತ್ತ ಫೈಟೊಪ್ಲಾಂಕ್ಟನ್ ಮತ್ತು ಡಿಟ್ರಿಟಸ್ನ ಶೇಖರಣೆ ಮತ್ತು ಪ್ರಮಾಣವು ಕೆಲವು ಆಹಾರ ಮೂಲಗಳ ಲಭ್ಯತೆಯ ಮೇಲೆ ಪರಿಣಾಮ ಬೀರಬಹುದು, ಇದು ಜೀವಕೋಶದ ಸಂಯೋಜನೆಯ ಮೇಲೆ ಪರಿಣಾಮ ಬೀರುತ್ತದೆ. ಕೆಲವು ಪರಿಸರ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳಲ್ಲಿ, ಸಮೃದ್ಧ ಪೋಷಕಾಂಶಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳಲ್ಲಿಯೂ ಸಹ, ಪರಿಸರ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯಲ್ಲಿ ಕಂಡುಬರುವ ಪ್ರಬಲ ಫೈಟೋಪ್ಲಾಂಕ್ಟನ್ ವರ್ಗದಿಂದ ರೆಡ್ಫೀಲ್ಡ್ ಅನುಪಾತವು ಗಮನಾರ್ಹವಾಗಿ ಬದಲಾಗುತ್ತದೆ ಎಂದು ತೋರಿಸಲಾಗಿದೆ. ಇದರ ಪರಿಣಾಮವಾಗಿ, ವ್ಯವಸ್ಥೆ-ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ರೆಡ್ಫೀಲ್ಡ್ ಅನುಪಾತವು ಪ್ಲ್ಯಾಂಕ್ಟನ್ ಸಮುದಾಯ ರಚನೆಗೆ ಪ್ರತಿನಿಧಿಯಾಗಿ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತದೆ. ಸಾಗರ ಪ್ರದೇಶದಲ್ಲಿ ಸಮುದ್ರದ ಫೈಟೊಪ್ಲಾಂಕ್ಟನ್ನಂತಹ ಜೀವಿಗಳ ಧಾತುರೂಪದ ಸಂಯೋಜನೆಯು ಕ್ಯಾನೊನಿಕಲ್ ರೆಡ್ಫೀಲ್ಡ್ ಅನುಪಾತಕ್ಕೆ ಅನುಗುಣವಾಗಿಲ್ಲ ಎಂಬ ವರದಿಗಳ ಹೊರತಾಗಿಯೂ, ಈ ಅನುಪಾತದ ಮೂಲಭೂತ ಪರಿಕಲ್ಪನೆಯು ಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಮತ್ತು ಉಪಯುಕ್ತವಾಗಿ ಉಳಿದಿದೆ. ವಿಸ್ತರಿಸಿದ ರೆಡ್ಫೀಲ್ಡ್ ಅನುಪಾತ ಪೊಟ್ಯಾಸಿಯಮ್, ಸಲ್ಫರ್, ಸತು, ತಾಮ್ರ ಮತ್ತು ಕಬ್ಬಿಣದಂತಹ ಇತರ ಅಂಶಗಳೂ ಸಹ ಸಾಗರ ರಸಾಯನಶಾಸ್ತ್ರದಲ್ಲಿ ಮುಖ್ಯವಾಗಿವೆ ಎಂದು ಕೆಲವರು ಭಾವಿಸುತ್ತಾರೆ. ನಿರ್ದಿಷ್ಟವಾಗಿ, ಕಬ್ಬಿಣವನ್ನು (ಫೆ) ಬಹಳ ಮಹತ್ವದ್ದೆಂದು ಪರಿಗಣಿಸಲಾಗಿತ್ತು, ಏಕೆಂದರೆ ಆರಂಭಿಕ ಜೈವಿಕ ಸಮುದ್ರಶಾಸ್ತ್ರಜ್ಞರು ಕಬ್ಬಿಣವು ಸಾಗರದಲ್ಲಿ ಪ್ರಾಥಮಿಕ ಉತ್ಪಾದನೆಗೆ ಸೀಮಿತಗೊಳಿಸುವ ಅಂಶವಾಗಿರಬಹುದು ಎಂದು ಊಹಿಸಿದ್ದಾರೆ. ಅಂದಿನಿಂದ ಪ್ರಾಥಮಿಕ ಉತ್ಪಾದನೆಗೆ ಕಬ್ಬಿಣವು ಸೀಮಿತಗೊಳಿಸುವ ಅಂಶವಾಗಿದೆ ಎಂದು ಪ್ರಯೋಗಗಳು ಸಾಬೀತುಪಡಿಸಿವೆ. 64 ಚದರ ಕಿ. ಮೀ. ಪ್ರದೇಶಕ್ಕೆ ಕಬ್ಬಿಣ-ಸಮೃದ್ಧ ದ್ರಾವಣವನ್ನು ಸೇರಿಸಲಾಯಿತು, ಇದು ಫೈಟೋಪ್ಲಾಂಕ್ಟನ್ ಪ್ರಾಥಮಿಕ ಉತ್ಪಾದನೆಯಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚಳಕ್ಕೆ ಕಾರಣವಾಯಿತು. ಇದರ ಪರಿಣಾಮವಾಗಿ ಇದನ್ನು ಈ ಸಮತೋಲನದ ಭಾಗವಾಗಿ ಸೇರಿಸಲು ವಿಸ್ತೃತ ರೆಡ್ಫೀಲ್ಡ್ ಅನುಪಾತವನ್ನು ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಲಾಯಿತು. ಈ ಹೊಸ ಸ್ಟೋಯಿಕಿಯೋಮೆಟ್ರಿಕ್ ಅನುಪಾತವು ಅನುಪಾತವು 106 °ಸಿಃ 16 ಎನ್ಃ 1ಪಿಃ 0.1-0.001 ಫೆ ಆಗಿರಬೇಕು ಎಂದು ಹೇಳುತ್ತದೆ. ಸಮುದ್ರದಲ್ಲಿ ಸಂಗ್ರಹಿಸಲಾದ ಯಾವುದೇ ಮಾದರಿಗಳನ್ನು ಹೆಚ್ಚುವರಿ ಫೆ ನಿಂದ ಕಲುಷಿತಗೊಳಿಸುವ ಹಡಗುಗಳು ಮತ್ತು ವೈಜ್ಞಾನಿಕ ಉಪಕರಣಗಳ ಗಮನಾರ್ಹ ಅಡಚಣೆಯ ಪರಿಣಾಮವೇ ಫೆಗೆ ದೊಡ್ಡ ವ್ಯತ್ಯಾಸವಾಗಿದೆ. ಈ ಮಾಲಿನ್ಯವು ಕಬ್ಬಿಣದ ಸಾಂದ್ರತೆಯು ಹೆಚ್ಚಿನದಾಗಿದೆ ಮತ್ತು ಸಮುದ್ರದ ಪ್ರಾಥಮಿಕ ಉತ್ಪಾದನೆಯಲ್ಲಿ ಸೀಮಿತ ಅಂಶವಲ್ಲ ಎಂದು ಸೂಚಿಸುವ ಆರಂಭಿಕ ಪುರಾವೆಗಳಿಗೆ ಕಾರಣವಾಯಿತು. ಡಯಾಟಮ್ಗಳಿಗೆ ಇತರ ಪೋಷಕಾಂಶಗಳ ಜೊತೆಗೆ, ಅವುಗಳ ಫ್ರಸ್ಟ್ಯೂಲ್ಗಳಿಗೆ (ಜೀವಕೋಶದ ಗೋಡೆಗಳು) ಜೈವಿಕ ಸಿಲಿಕಾವನ್ನು ರಚಿಸಲು ಸಿಲಿಸಿಕ್ ಆಮ್ಲದ ಅಗತ್ಯವಿರುತ್ತದೆ. ಇದರ ಪರಿಣಾಮವಾಗಿ, ಡಯಾಟಮ್ಗಳಿಗೆ ರೆಡ್ಫೀಲ್ಡ್-ಬ್ರಿಜೆಜಿನ್ಸ್ಕಿ ಪೌಷ್ಟಿಕಾಂಶದ ಅನುಪಾತವನ್ನು ಪ್ರಸ್ತಾಪಿಸಲಾಯಿತು ಮತ್ತು ಇದನ್ನು ಸಿಃ ಸಿಃ ಎನ್ಃ ಪಿ = 106:15:16:1 ಎಂದು ಹೇಳಲಾಗಿದೆ. ಪ್ರಾಥಮಿಕ ಉತ್ಪಾದನೆಯನ್ನು ಮೀರಿ, ಫೈಟೊಪ್ಲಾಂಕ್ಟನ್ ಜೀವರಾಶಿಯ ಏರೋಬಿಕ್ ಉಸಿರಾಟದಿಂದ ಸೇವಿಸುವ ಆಮ್ಲಜನಕವು ಇತರ ಅಂಶಗಳಿಗೆ ಊಹಿಸಬಹುದಾದ ಪ್ರಮಾಣವನ್ನು ಅನುಸರಿಸುತ್ತದೆ ಎಂದು ತೋರಿಸಲಾಗಿದೆ. O2: C ಅನುಪಾತವನ್ನು 138:106 ಎಂದು ಅಳೆಯಲಾಗಿದೆ. ಪರಿಸರ ಸ್ಟೋಯಿಕಿಯೋಮೆಟ್ರಿ ಜೈವಿಕ ಭೂರಾಸಾಯನಿಕ ಚಕ್ರದ ಉಲ್ಲೇಖಗಳನ್ನು ಸಹ ನೋಡಿ ಜಾನ್ಸನ್, ಜಾಕರಿ. "ಜೈವಿಕ ಭೂರಸಾಯನಶಾಸ್ತ್ರ IV". ಯೂನಿವರ್ಸಿಟಿ ಆಫ್ ಹವಾಯಿ ಸ್ಕೂಲ್ ಆಫ್ ಓಷನ್ ಅಂಡ್ ಅರ್ಥ್ ಸೈನ್ಸ್ ಅಂಡ್ ಟೆಕ್ನಾಲಜಿ. ವೆಬ್. <http://www.soest.hawaii.edu/oceanography/zij/ocn621/OCN621-20060215-biogeochemistry.pdf>. ಲೆಂಟ್ಜ್, ಜೆನ್ನಿಫರ್. "ನ್ಯೂಟ್ರಿಯೆಂಟ್ ಸ್ಟೊಯ್ಕಿಯೋಮೆಟ್ರಿ-ರೆಡ್ಫೀಲ್ಡ್ ಅನುಪಾತಗಳು". ಎಲ್ಎಸ್ಯು ಸ್ಕೂಲ್ ಆಫ್ ದಿ ಕೋಸ್ಟ್ ಅಂಡ್ ಎನ್ವಿರಾನ್ಮೆಂಟ್, 2010. ವೆಬ್. <http://www.sce.lsu.edu/cego/Documents/Reviews/Oceanography/Nutrient_Stoichiometry.pdf>. ಪಿ. ಜಿ. ಫಾಲ್ಕೋವ್ಸ್ಕಿ ಮತ್ತು ಸಿ. ಎಸ್. ಡೇವಿಸ್. "ಮೆರೈನ್ ಬಯೋಜಿಯೋಚೆಮಿಸ್ಟ್ರಿಃ ಆನ್ ರೆಡ್ಫೀಲ್ಡ್ ರೇಷಿಯೋಸ್". ವಿಜ್ಞಾನ ವಾರ. ಪ್ರಕೃತಿ, 2004. ವೆಬ್. <http://scienceweek.com/2004/sa041119-5.htm>. ಪರಿಸರ ಅನುಪಾತಗಳು