Глубина компенсации карбоната - Carbonate compensation depth

Глубина компенсации карбоната (CCD) - это глубина океанов, ниже которой скорость поступления кальцит (карбонат кальция ) отстает от скорости сольватация, так что кальцит не сохраняется. Поэтому раковины животных растворяются, и частицы карбоната не могут накапливаться в отложениях на морском дне ниже этой глубины. Глубина компенсации арагонита (следовательно ACD) описывает то же поведение в отношении арагонитовый карбонаты. Арагонит более растворим, чем кальцит, поэтому глубина компенсации арагонита обычно меньше, чем глубина компенсации кальцита.

Растворимость карбоната

Карбонат кальция сегодня практически не растворяется в поверхностных водах моря. Раковины мертвого известняка планктон погружение в более глубокие воды практически не изменяется до достижения лизоклин, точка глубиной около 3,5 км, мимо которой растворимость резко увеличивается с глубиной и давлением. К моменту достижения CCD все карбонат кальция растворяется в соответствии с этим уравнением:

${\displaystyle {\ce {CaCO3 + CO2 + H2O <=> Ca^2+ (aq) + 2HCO_3^- (aq)}}}$

Известняковый планктон и осадок частицы можно найти в столб воды над ПЗС-матрицей. Если морское дно находится над ПЗС-матрицей, внизу отложения может состоять из известковых отложений, называемых известковый ил, который по сути является разновидностью известняк или же мел. Если открытое морское дно находится ниже CCD крошечного снаряды CaCO₃ растворяется до достижения этого уровня, предотвращая осаждение карбонатного осадка. Когда морское дно расширяется, термическое проседание пластины, что имеет эффект увеличения глубина, может привести карбонатный слой ниже ПЗС; можно предотвратить химическое взаимодействие карбонатного слоя с морской водой за счет перекрывающих отложений, таких как слой кремнистый ил или же бездонный глина нанесена поверх карбонатного слоя.^[1]

Вариации стоимости ПЗС-матрицы

Точное значение CCD зависит от растворимости карбоната кальция, которая определяется температура, давление и химический состав воды - в частности количество растворенных CO
2 в воде. 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 сдвигает равновесие вправо, производя больше продуктов: Ca²⁺ и HCO₃⁻, и потребляя больше реагентов CO
2 и карбонат кальция в соответствии с Принцип Ле Шателье.

В настоящее время ПЗС в Тихий океан составляет около 4200–4500 метров, за исключением ниже экваториального апвеллинг зона, где ПЗС составляет около 5000 м. в умеренный и тропический Атлантический океан ПЗС находится на высоте примерно 5000 м. в Индийский океан он занимает промежуточное положение между Атлантическим и Тихим океанами 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" водная масса. Термохалинное кровообращение определяет относительный возраст воды в этих бассейнах. Поскольку органический материал, например фекальные гранулы из копеподы, опускаются из поверхностных вод в более глубокие, глубокие водные массы имеют тенденцию накапливать растворенный углекислый газ по мере старения. Самые старые водные массы имеют самые высокие концентрации CO
2 а значит и самый неглубокий ПЗС. ПЗС-матрица относительно неглубокая при высоком широты за исключением Североатлантический и регионы Южный океан куда нисходящий происходит. Этот нисходящий поток переносит молодые поверхностные воды с относительно низкими концентрациями углекислого газа в глубокие глубины океана, снижая давление на ПЗС.

в геологическое прошлое глубина ПЗС-матрицы существенно различается. в Меловой через эоцен ПЗС в глобальном масштабе была намного мельче, чем сегодня; из-за интенсивной вулканической активности в этот период атмосферный CO
2 концентрации были намного выше. Более высокие концентрации CO
2 привело к более высокому частичное давление из CO
2 над океаном. Это большее 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.^[2] В позднем эоцене переход от теплица к леднику Земля совпал с заглубленным ПЗС.

Сегодня увеличивается концентрация в атмосфере из CO
2 от сгорания ископаемое топливо вызывают подъем ПЗС с зонами нисходящий первый пострадавший.^[3]

Джон Мюррей исследовал и экспериментировал с растворением карбоната кальция и первым определил глубину карбонатной компенсации в океанах.^[4]

Смотрите также

• Закисление океана
• Лизоклин
• Карбонатный насос

Рекомендации

1. Турман, Гарольд, Алан Трухильо. Вводная океанография.2004.p151-152
2. «Теплее, чем в джакузи: в прошлом температура Атлантического океана была намного выше». Physorg.com. 17 февраля 2006 г.
3. Сюльпис, Оливье; и другие. (29 октября 2018 г.). «Текущее растворение CaCO3 на морском дне, вызванное антропогенным CO2». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки. 115 (46): 11700–11705. Bibcode:2018ПНАС..11511700С. Дои:10.1073 / pnas.1804250115. ЧВК  6243283. PMID  30373837.
4. Berger, Wolfgang H .; и другие. (2016). «Глубина компенсации кальцита (ПЗС)». Энциклопедия морских наук о Земле. Энциклопедия серии наук о Земле. Springer Нидерланды. С. 71–73. Дои:10.1007/978-94-007-6238-1_47. ISBN  978-94-007-6238-1.