Adâncimea de compensare a carbonatului - Carbonate compensation depth
Adâncimea de compensare a carbonatului ( CCD ) este adâncimea din oceane sub care rata de aprovizionare cu calcit ( carbonat de calciu ) rămâne în urma ratei de solvatare , astfel încât să nu se păstreze calcit. Prin urmare, cochilii de animale se dizolvă și particulele de carbonat nu se pot acumula în sedimentele de pe fundul mării sub această adâncime. Adâncimea de compensare a Aragonitei (deci ACD ) descrie același comportament în raport cu carbonații aragonitici . Aragonitul este mai solubil decât calcitul, astfel încât adâncimea de compensare a aragonitului este în general mai mică decât adâncimea de compensare a calcitului.
Solubilitatea carbonatului
Carbonatul de calciu este esențial insolubil în apele de la suprafața mării astăzi. Cojile de plancton calcar mort care se scufundă în ape mai adânci sunt practic nealterate până la atingerea lizoclinei , punctul de aproximativ 3,5 km adâncime în care solubilitatea crește dramatic cu adâncimea și presiunea. Până la atingerea CCD, tot carbonatul de calciu s- a dizolvat conform acestei ecuații:
Planctonul și particulele de sedimente calcaroase pot fi găsite în coloana de apă de deasupra CCD-ului. Dacă fundul mării se află deasupra CCD-ului, sedimentele de fund pot consta din sedimente calcaroase numite vărsături calcaroase , care este în esență un tip de calcar sau cretă . În cazul în care fundul mării expuse se află sub CCD, învelișurile minuscule de CaCO 3 se vor dizolva înainte de a atinge acest nivel, prevenind depunerea sedimentelor carbonatice. Pe măsură ce fundul mării se extinde, scufundarea termică a plăcii, care are ca efect creșterea adâncimii , poate aduce stratul de carbonat sub CCD; stratul de carbonat poate fi împiedicat să interacționeze chimic cu apa mării prin sedimente suprapuse, cum ar fi un strat de izolație silicioasă sau argilă abisală depusă deasupra stratului de carbonat.
Variații ale valorii CCD
| O parte dintr-o serie pe |
| Ciclul carbonului |
|---|
 |
Valoarea exactă a CCD depinde de solubilitatea carbonatului de calciu care este determinată de temperatură , presiune și compoziția chimică a apei - în special cantitatea de CO dizolvat
2in apa. Carbonatul de calciu este mai solubil la temperaturi mai scăzute și la presiuni mai mari. De asemenea, este mai solubil dacă concentrația de CO dizolvat
2este mai mare. Adăugarea unui reactant la ecuația chimică de mai sus împinge echilibrul spre dreapta producând mai multe produse: Ca 2+ și HCO 3 - și consumând mai mulți reactanți CO
2și carbonat de calciu conform principiului Le Chatelier .
În prezent CCD în Oceanul Pacific se află la aproximativ 4200-4500 de metri , cu excepția sub ecuatorial upwelling zonei, unde CCD este de aproximativ 5000 m. În Oceanul Atlantic temperat și tropical CCD este la aproximativ 5000 m. În Oceanul Indian este intermediar între Atlantic și Pacific la aproximativ 4300 de metri. Variația adâncimii CCD rezultă în mare parte din durata de timp de când apa de fund a fost expusă la suprafață; aceasta se numește „vârsta” masei de apă . Circulația termohalină determină vârstele relative ale apei din aceste bazine. Deoarece materialul organic, cum ar fi peletele fecale din copepode , se scufundă din apele de suprafață în ape mai adânci, masele de apă adâncă tind să acumuleze dioxid de carbon dizolvat pe măsură ce îmbătrânesc. Cele mai vechi mase de apă au cele mai mari concentrații de CO
2și, prin urmare, cel mai superficial CCD. CCD este relativ superficial în latitudini înalte, cu excepția Atlanticului de Nord și a regiunilor din Oceanul de Sud, unde se produce ape de plutire . Această scurgere aduce apă tânără, de suprafață, cu concentrații relativ mici de dioxid de carbon în oceanul adânc, deprimând CCD.
În trecutul geologic , adâncimea CCD a arătat variații semnificative. În Cretacic până în Eocen , CCD a fost mult mai superficial la nivel global decât în prezent; datorită activității vulcanice intense în această perioadă CO atmosferic
2concentrațiile au fost mult mai mari. Concentrații mai mari de CO
2a dus la o presiune parțială mai mare de CO
2peste ocean. Această presiune mai mare a CO atmosferic
2duce la creșterea CO dizolvat
2în ocean strat de suprafață mixt. Acest efect a fost oarecum moderat de temperaturile ridicate ale oceanelor profunde în această perioadă. La sfârșitul Eocenului, tranziția de la o seră la o glaciară a Pământului a coincis cu un CCD adâncit.
Astăzi, creșterea concentrației atmosferice de CO
2datorită arderii combustibililor fosili determină creșterea CCD-ului, fiind afectate mai întâi zonele de puf .
John Murray a investigat și a experimentat dizolvarea carbonatului de calciu și a fost primul care a identificat adâncimea de compensare a carbonatului în oceane.
Vezi si
Referințe
- ^ Thurman, Harold., Alan Trujillo. Oceanografie introductivă .2004.p151-152
- ^ "Mai cald decât o cadă cu hidromasaj: temperaturile Oceanului Atlantic mult mai ridicate în trecut" . Physorg.com. 17 februarie 2006.
- ^ Sulpis, Olivier; și colab. (29 octombrie 2018). „Disoluția actuală de CaCO3 la fundul mării cauzată de CO2 antropogen” . Lucrările Academiei Naționale de Științe din Statele Unite ale Americii . 115 (46): 11700–11705. Cod Bib : 2018PNAS..11511700S . doi : 10.1073 / pnas.1804250115 . PMC 6243283 . PMID 30373837 .
- ^ Berger, Wolfgang H .; și colab. (2016). „Adâncimea de compensare a calcitei (CCD)”. Enciclopedia Geoștiințelor marine . Seria Enciclopedia Științelor Pământului. Springer Olanda. pp. 71–73. doi : 10.1007 / 978-94-007-6238-1_47 . ISBN 978-94-007-6238-1.