Войти
Глубина компенсации карбоната (CCD ) - глубина в океанах, ниже которой скорость поступления кальцита (карбоната кальция ) отстает от скорости сольватации, так что кальцит не сохраняется. Следовательно, раковины животных растворяются, и частицы карбоната не могут накапливаться в отложениях на морском дне ниже этой глубины. Глубина компенсации арагонита (отсюда ACD ) описывает такое же поведение в отношении арагонитовых карбонатов. Арагонит более растворим, чем кальцит, поэтому глубина компенсации арагонита обычно меньше, чем глубина компенсации кальцита.
Карбонат кальция практически не растворим в морские поверхностные воды сегодня. Раковины мертвого известкового планктона, опускающегося в более глубокие воды, практически не изменяются до тех пор, пока не достигнут лизоклин, точки на глубине примерно 3,5 км, после которой растворимость резко увеличивается с глубиной и давление. К моменту достижения CCD весь карбонат кальция растворяется в соответствии с этим уравнением:
Calcareous планктон и частицы отложений могут быть обнаружены в толще воды над CCD. Если морское дно находится над CCD, донные отложения может состоять из известковых отложений, называемых известняковыми илами, которые, по сути, представляют собой тип известняка или мела. Если обнаженное морское дно находится ниже CCD крошечного раковины из CaCO 3 растворятся до достижения этого уровня, предотвращая осаждение карбонатных отложений. По мере расширения морского дна термическое опускание плиты, которое имеет эффект увеличения de pth, может привести к тому, что карбонатный слой окажется ниже CCD; можно предотвратить химическое взаимодействие карбонатного слоя с морской водой путем перекрытия отложений, таких как слой кремнистой ила или глубинной глины, отложенной поверх карбонатного слоя.
Точное значение ПЗС зависит от растворимости карбоната кальция, которая определяется температурой, давлением и химическим составом. воды - в частности, количество растворенного в воде CO. 2. Карбонат кальция более растворим при более низких температурах и более высоких давлениях. Он также более растворим, если концентрация растворенного CO. 2 выше. Добавление реагента к приведенному выше химическому уравнению смещает равновесие вправо, производя больше продуктов: Ca и HCO 3, и потребляя больше реагентов CO. 2 и карбонат кальция в соответствии с принципом Ле Шателье.
В настоящее время CCD в Тихом океане составляет около 4200–4500 метров, за исключением экваториальной зоны апвеллинга, где ПЗС составляет около 5000 м. В умеренном и тропическом Атлантическом океане CCD находится примерно на высоте 5000 м. В Индийском океане он занимает промежуточное положение между Атлантическим и Тихим океаном на высоте примерно 4300 метров. Изменение глубины ПЗС-матрицы в значительной степени связано с продолжительностью времени, прошедшим с момента выхода придонной воды на поверхность; это называется «возрастом» водной массы. Термохалинная циркуляция определяет относительный возраст воды в этих бассейнах. Поскольку органический материал, такой как фекальные гранулы веслоногих, опускается из поверхностных вод в более глубокие воды, глубокие водные массы имеют тенденцию накапливать растворенный диоксид углерода по мере старения. Самые старые водные массы имеют самые высокие концентрации CO. 2 и, следовательно, самые мелкие ПЗС. ПЗС относительно неглубокий на высоких широтах, за исключением Северной Атлантики и регионов Южного океана, где происходит опускание. Этот нисходящий поток переносит молодые поверхностные воды с относительно низкими концентрациями углекислого газа в глубокие глубины океана, снижая давление на CCD.
В геологическом прошлом глубина ПЗС значительно изменялась. В период с мела до эоцена ПЗС была намного мельче, чем сегодня; из-за интенсивной вулканической активности в этот период концентрации CO. 2 в атмосфере были намного выше. Более высокие концентрации CO. 2 привели к более высокому парциальному давлению CO. 2 над океаном. Это более высокое давление атмосферного CO. 2 приводит к увеличению растворенного CO. 2 в смешанном поверхностном слое океана. Этот эффект несколько смягчился повышенными температурами глубоких океанов в этот период. В конце эоцена переход от теплицы к леднику Земля совпал с углублением ПЗС.
Сегодня увеличение концентрации CO. 2 в атмосфере в результате сжигания ископаемого топлива вызывает повышение CCD с зонами нисходящего потока первым был затронут.
Джон Мюррей исследовал и экспериментировал с растворением карбоната кальция и первым определил глубину компенсации карбоната в океанах.
