Głębokość kompensacji węglanu (CCD)

Cienki fragment wapienia nummulitycznego. Duże obiekty to szczątki dużych otwornic, nummulitów, które są osadzone w drobnoziarnistej matrycy wapiennych szczątków mniejszych organizmów planktonowych. PASIEKA / Getty Images

Głębokość kompensacji węglanu, w skrócie CCD, odnosi się do określonej głębokości oceanu, na której minerały węglanu wapnia rozpuszczają się w wodzie szybciej niż mogą się akumulować.

Dno morza pokryte jest drobnoziarnistym osadem składającym się z kilku różnych składników. Można znaleźć cząstki mineralne z lądu i kosmosu, cząstki hydrotermalnych „czarnych palaczy” oraz szczątki mikroskopijnych organizmów żywych, inaczej zwanych planktonem. Plankton są roślinami i zwierzętami tak małymi, że pływają przez całe życie, aż do śmierci.

Wiele gatunków planktonu buduje dla siebie muszle, pozyskując chemicznie materiał mineralny węglan wapnia (CaCO₃) lub krzemionka (SiO_dwa), z wody morskiej. Głębokość kompensacji węglanu odnosi się oczywiście tylko do tego pierwszego; więcej o krzemionce później.

Kiedy CaCO₃- organizmy pokryte skorupą giną, ich szczątki szkieletowe zaczynają opadać na dno oceanu. Tworzy to wapienny szlam, który może tworzyć się pod ciśnieniem wody nadosadowej wapień lub kreda. Nie wszystko, co tonie w morzu, dociera jednak na dno, ponieważ chemia wody oceanicznej zmienia się wraz z głębokością.

Woda powierzchniowa, w której żyje większość planktonu, jest bezpieczna dla muszli wykonanych z węglanu wapnia, niezależnie od tego, czy związek ten ma postać kalcyt lub aragonit . Te minerały są tam prawie nierozpuszczalne. Ale woda głębinowa jest zimniejsza i pod wysokim ciśnieniem, a oba te czynniki fizyczne zwiększają zdolność wody do rozpuszczania CaCO₃. Ważniejszy od nich jest czynnik chemiczny, czyli poziom dwutlenku węgla (CO_dwa) w wodzie. Głęboka woda zbiera CO_dwaponieważ jest wytwarzany przez stworzenia głębinowe, od bakterii po ryby, które zjadają spadające ciała planktonu i wykorzystują je jako pożywienie. Wysoki poziom CO_dwapoziomy sprawiają, że woda jest bardziej kwaśna.

Głębokość, na której wszystkie trzy efekty pokazują swoją siłę, gdzie CaCO₃zaczyna się szybko rozpuszczać, nazywana jest lizokliną. Gdy schodzisz na tę głębokość, błoto dna morskiego zaczyna tracić CaCO₃treści — jest coraz mniej wapienny. Głębokość, na której CaCO₃całkowicie znika, gdzie jego sedymentacja równa się jego rozpuszczeniu, to głębokość kompensacji.

Kilka szczegółów tutaj: kalcyt jest nieco bardziej odporny na rozpuszczanie niż aragonit , więc głębokości kompensacji są nieco inne dla obu minerałów. Jeśli chodzi o geologię, ważne jest, aby CaCO₃znika, więc głębsza z nich, głębokość kompensacji kalcytu lub CCD, jest istotna.

„CCD” może czasami oznaczać „głębokość kompensacji węglanu” lub nawet „głębokość kompensacji węglanu wapnia”, ale „kalcyt” jest zwykle bezpieczniejszym wyborem na egzaminie końcowym. Niektóre badania koncentrują się jednak na aragonicie i mogą używać skrótu ACD dla „głębokości kompensacji aragonitu”.

We współczesnych oceanach CCD ma głębokość od 4 do 5 kilometrów. Jest głębiej w miejscach, gdzie nowa woda z powierzchni może wypłukać CO_dwa-bogata głęboka woda i płytsza, gdzie dużo martwego planktonu gromadzi CO_dwa. Dla geologii oznacza to, że obecność lub brak CaCO₃w skale — stopień, w jakim można go nazwać wapieniem — może powiedzieć coś o tym, gdzie przebywał jako osad. Lub odwrotnie, wzrosty i spadki CaCO₃Treść, gdy idziesz w górę lub w dół sekcji w sekwencji skał, może ci coś powiedzieć o zmianach zachodzących w oceanie w geologicznej przeszłości.

Wspomnieliśmy wcześniej o krzemionce, innym materiale, którego plankton używa do swoich muszli. Nie ma głębokości kompensacji dla krzemionki, chociaż krzemionka rozpuszcza się w pewnym stopniu wraz z głębokością wody. Bogate w krzemionkę błoto dna morskiego zamienia się w rogowiec . Istnieją rzadsze gatunki planktonu, z których powstają muszle celestyta lub siarczan strontu (SrSO₄ ) . Minerał ten rozpuszcza się zawsze natychmiast po śmierci organizmu.