Globina karbonatne kompenzacije (CCD)

Tanek del numulitnega apnenca. Veliki objekti so ostanki velikih foraminifer, Nummulites, ki so vdelani v drobnozrnati matriks apnenčastih ostankov manjših, planktonskih organizmov. PASIEKA / Getty Images

Karbonatna kompenzacijska globina, skrajšano CCD, se nanaša na specifično globino oceana, pri kateri se minerali kalcijevega karbonata v vodi raztopijo hitreje, kot se lahko kopičijo.

Dno morja je pokrito z drobnozrnatim sedimentom iz več različnih sestavin. Najdete lahko mineralne delce s kopnega in vesolja, delce iz hidrotermalnih 'črnih kadilcev' in ostanke mikroskopskih živih organizmov, sicer znanih kot plankton. Plankton so rastline in živali tako majhne, ​​da lebdijo vse življenje, dokler ne umrejo.

Številne vrste planktona si zgradijo lupine tudi s kemičnim pridobivanjem mineralnega materiala kalcijev karbonat (CaCO₃) oz silicijev dioksid (SiO_dva), iz morske vode. Globina karbonatne kompenzacije se seveda nanaša le na prvo; več o silicijevem dioksidu pozneje.

Ko CaCO₃-oluščeni organizmi odmrejo, njihovi skeletni ostanki začnejo toniti proti dnu oceana. To ustvarja apnenčast izcedek, ki lahko nastane pod pritiskom vode nad njim apnenec ali kreda. Vse, kar potone v morje, pa ne doseže dna, saj se kemija oceanske vode spreminja z globino.

Površinska voda, kjer živi večina planktona, je varna za lupine iz kalcijevega karbonata, ne glede na to, ali je ta spojina v obliki kalcit ali aragonit . Ti minerali so tam skoraj netopni. Toda globoka voda je hladnejša in pod visokim pritiskom, oba fizična dejavnika pa povečata moč vode za raztapljanje CaCO₃. Pomembnejši od teh je kemijski dejavnik, raven ogljikovega dioksida (CO_dva) v vodi. Globoka voda zbira CO_dvaker ga proizvajajo globokomorska bitja, od bakterij do rib, saj jedo padajoča telesa planktona in jih uporabljajo za hrano. Visok CO_dvaravni naredijo vodo bolj kislo.

Globina, kjer vsi ti trije učinki pokažejo svojo moč, kjer CaCO₃se začne hitro raztapljati, se imenuje lizoklin. Ko se spuščate skozi to globino, blato morskega dna začne izgubljati CaCO₃vsebnost — vse manj je apnenčastega. Globina, na kateri CaCO₃popolnoma izgine, kjer je njegova sedimentacija enaka njenemu raztapljanju, je kompenzacijska globina.

Tukaj je nekaj podrobnosti: kalcit se nekoliko bolje upira raztapljanju kot aragonit , zato se kompenzacijske globine za oba minerala nekoliko razlikujejo. Kar zadeva geologijo, je pomembno, da CaCO₃izgine, zato je globlja od obeh, globina kompenzacije kalcita ali CCD, pomembna.

'CCD' lahko včasih pomeni 'globina kompenzacije karbonata' ali celo 'globina kompenzacije kalcijevega karbonata', vendar je 'kalcit' običajno varnejša izbira na zaključnem izpitu. Nekatere študije se sicer osredotočajo na aragonit in morda uporabljajo kratico ACD za 'globino kompenzacije aragonita'.

V današnjih oceanih je CCD globok med 4 in 5 kilometrov. Globlje je na mestih, kjer lahko nova voda s površine odplakne CO_dva-bogate globoke vode in plitvejše, kjer veliko mrtvega planktona tvori CO_dva. Za geologijo to pomeni prisotnost ali odsotnost CaCO₃v kamnini – stopnja, do katere jo lahko imenujemo apnenec – vam lahko pove nekaj o tem, kje je preživela svoj čas kot usedlina. Ali obratno, dvigi in padci CaCO₃vsebina, ko greste navzgor ali navzdol po odseku kamnine, vam lahko pove nekaj o spremembah v oceanu v geološki preteklosti.

Prej smo omenili silicijev dioksid, drugi material, ki ga plankton uporablja za svoje lupine. Za silicijev dioksid ni kompenzacijske globine, čeprav se silicijev dioksid do neke mere raztopi z globino vode. S kremenom bogato blato morskega dna se spremeni v čert . Obstajajo redkejše vrste planktona, ki izdelujejo svoje lupine celestit , ali stroncijev sulfat (SrSO₄ ) . Ta mineral se vedno raztopi takoj po smrti organizma.