Karbonatkompensasjonsdybde (CCD)

Tynn seksjon av en nummerulitisk kalkstein. De store gjenstandene er restene av store foraminiferer, Nummulites, som er innebygd i en finkornet matrise av kalkrester av mindre, planktoniske organismer. PASIEKA / Getty Images

Carbonate Compensation Depth, forkortet CCD, refererer til den spesifikke dybden av havet der kalsiumkarbonatmineraler løses opp i vannet raskere enn de kan samle seg.

Havbunnen er dekket med finkornet sediment laget av flere forskjellige ingredienser. Du kan finne mineralpartikler fra land og verdensrom, partikler fra hydrotermiske 'svarte røykere' og rester av mikroskopiske levende organismer, ellers kjent som plankton. Plankton er planter og dyr så små at de flyter hele livet til de dør.

Mange planktonarter bygger skjell for seg selv ved å kjemisk utvinne mineralmateriale kalsiumkarbonat (CaCO₃) eller silika (SiO_to), fra sjøvannet. Karbonatkompensasjonsdybden refererer selvfølgelig bare til førstnevnte; mer om silika senere.

Når CaCO₃-organismer med skall dør, skjelettrester begynner å synke ned mot bunnen av havet. Dette skaper et kalkholdig søl som kan dannes under trykk fra det overliggende vannet kalkstein eller kritt. Ikke alt som synker i havet når bunnen, fordi kjemien til havvann endres med dybden.

Overflatevann, der det meste av plankton lever, er trygt for skjell laget av kalsiumkarbonat, enten denne forbindelsen har form av kalsitt eller aragonitt . Disse mineralene er nesten uløselige der. Men dypvannet er kaldere og under høyt trykk, og begge disse fysiske faktorene øker vannets kraft til å løse opp CaCO₃. Viktigere enn disse er en kjemisk faktor, nivået av karbondioksid (CO_to) i vannet. Dypt vann samler opp CO_tofordi det er laget av dyphavsdyr, fra bakterier til fisk, ettersom de spiser de fallende planktonlegemene og bruker dem til mat. Høy CO_tonivåer gjør vannet surere.

Dybden der alle tre av disse effektene viser sin styrke, hvor CaCO₃begynner å løse seg raskt, kalles lysoklin. Når du går ned gjennom denne dybden, begynner havbunnsslam å miste CaCO₃innhold — det er mindre og mindre kalkholdig. Dybden der CaCO₃helt forsvinner, hvor sedimenteringen blir utlignet av dens oppløsning, er kompensasjonsdybden.

Noen få detaljer her: kalsitt motstår oppløsning litt bedre enn aragonitt , så kompensasjonsdybdene er litt forskjellige for de to mineralene. Når det gjelder geologi, er det viktige at CaCO₃forsvinner, så den dypere av de to, kalsittkompensasjonsdybde eller CCD, er den signifikante.

'CCD' kan noen ganger bety 'karbonatkompensasjonsdybde' eller til og med 'kalsiumkarbonatkompensasjonsdybde', men 'kalsitt' er vanligvis det tryggere valget på en avsluttende eksamen. Noen studier fokuserer imidlertid på aragonitt, og de kan bruke forkortelsen ACD for 'aragonittkompensasjonsdybde.'

I dagens hav er CCD mellom 4 og 5 kilometer dyp. Det er dypere på steder hvor nytt vann fra overflaten kan skylle bort CO_to-rikt dypt vann, og grunnere hvor mye dødt plankton bygger opp CO_to. Hva det betyr for geologi er at tilstedeværelsen eller fraværet av CaCO₃i en stein – i hvilken grad den kan kalles kalkstein – kan fortelle deg noe om hvor den tilbrakte tiden som et sediment. Eller omvendt, stiger og faller i CaCO₃innhold mens du går opp eller ned i en steinsekvens kan fortelle deg noe om endringer i havet i den geologiske fortiden.

Vi nevnte silika tidligere, det andre materialet som plankton bruker til skallene sine. Det er ingen kompensasjonsdybde for silika, selv om silika oppløses til en viss grad med vanndybden. Silika-rik havbunnsslam er det som blir til chert . Det er sjeldnere planktonarter som lager skjellene sine av celestite eller strontiumsulfat (SrSO₄ ) . Det mineralet oppløses alltid umiddelbart etter organismens død.