Karbonatkompensationstiefe (CCD)

Dünnschliff eines numulitischen Kalksteins. Die großen Objekte sind die Überreste großer Foraminiferen, Nummuliten, die in eine feinkörnige Matrix aus kalkhaltigen Überresten kleinerer, planktonischer Organismen eingebettet sind. PASIEKA / Getty Images

Die Karbonatkompensationstiefe, abgekürzt als CCD, bezieht sich auf die spezifische Tiefe des Ozeans, in der sich Kalziumkarbonatmineralien schneller im Wasser auflösen, als sie sich ansammeln können.

Der Meeresboden ist mit feinkörnigem Sediment bedeckt, das aus verschiedenen Zutaten besteht. Sie finden mineralische Partikel vom Land und aus dem Weltraum, Partikel von hydrothermalen „schwarzen Rauchern“ und die Überreste mikroskopisch kleiner lebender Organismen, die auch als Plankton bekannt sind. Plankton sind Pflanzen und Tiere so klein, dass sie ihr ganzes Leben lang schweben, bis sie sterben.

Viele Planktonarten bauen sich auch selbst Schalen, indem sie mineralisches Material chemisch extrahieren Kalziumkarbonat (CaCO₃) oder Kieselsäure (SiO_zwei), aus dem Meerwasser. Die Karbonatkompensationstiefe bezieht sich natürlich nur auf ersteres; dazu später mehr.

Wenn CaCO₃-geschälte Organismen sterben, ihre Skelettreste beginnen auf den Grund des Ozeans zu sinken. Dabei entsteht ein kalkhaltiger Schlamm, der sich unter dem Druck des darüber liegenden Wassers bilden kann Kalkstein oder Kreide. Doch nicht alles, was im Meer versinkt, erreicht den Grund, denn die Chemie des Meerwassers ändert sich mit der Tiefe.

Oberflächenwasser, in dem das meiste Plankton lebt, ist sicher für Muscheln aus Kalziumkarbonat, unabhängig davon, ob diese Verbindung die Form von hat Calcit oder Aragonit . Diese Mineralien sind dort fast unlöslich. Aber das tiefe Wasser ist kälter und steht unter hohem Druck, und diese beiden physikalischen Faktoren erhöhen die Fähigkeit des Wassers, CaCO aufzulösen₃. Wichtiger als diese ist ein chemischer Faktor, der Gehalt an Kohlendioxid (CO_zwei) im Wasser. Tiefes Wasser sammelt CO_zweiweil es von Tiefseelebewesen, von Bakterien bis zu Fischen, hergestellt wird, wenn sie die herabfallenden Planktonkörper fressen und sie als Nahrung verwenden. Hohes CO_zweiEbenen machen das Wasser saurer.

Die Tiefe, in der alle drei Effekte ihre Macht zeigen, ist CaCO₃beginnt sich schnell aufzulösen, wird Lysoklin genannt. Wenn Sie durch diese Tiefe gehen, beginnt der Meeresbodenschlamm sein CaCO zu verlieren₃Inhalt – es ist immer weniger kalkhaltig. Die Tiefe, in der CaCO₃vollständig verschwindet, wo seiner Sedimentation seine Auflösung gleichkommt, ist die Kompensationstiefe.

Ein paar Details hier: Calcit widersteht der Auflösung etwas besser als Aragonit , daher sind die Kompensationstiefen für die beiden Mineralien leicht unterschiedlich. Was die Geologie betrifft, ist das Wichtigste, dass CaCO₃verschwindet, also ist die tiefere der beiden, Calcit-Kompensationstiefe oder CCD, die signifikanteste.

„CCD“ kann manchmal „Karbonat-Kompensationstiefe“ oder sogar „Kalziumkarbonat-Kompensationstiefe“ bedeuten, aber „Kalzit“ ist normalerweise die sicherere Wahl bei einer Abschlussprüfung. Einige Studien konzentrieren sich jedoch auf Aragonit und verwenden möglicherweise die Abkürzung ACD für „Aragonit-Kompensationstiefe“.

In den heutigen Ozeanen ist der CCD zwischen 4 und 5 Kilometer tief. Es ist dort tiefer, wo neues Wasser von der Oberfläche das CO wegspülen kann_zwei-reiches tiefes Wasser und flacher, wo viel totes Plankton das CO aufbaut_zwei. Was es für die Geologie bedeutet, ist das Vorhandensein oder Fehlen von CaCO₃in einem Gestein – inwieweit man es als Kalkstein bezeichnen kann – kann etwas darüber aussagen, wo es seine Zeit als Sediment verbracht hat. Oder umgekehrt das Steigen und Sinken von CaCO₃Inhalt, wenn Sie in einer Gesteinssequenz nach oben oder unten gehen, kann Ihnen etwas über Veränderungen im Ozean in der geologischen Vergangenheit erzählen.

Wir haben bereits Kieselsäure erwähnt, das andere Material, das Plankton für seine Schalen verwendet. Es gibt keine Ausgleichstiefe für Silica, obwohl sich Silica bis zu einem gewissen Grad mit der Wassertiefe auflöst. Kieselsäurereicher Meeresbodenschlamm wird daraus Hornstein . Es gibt seltenere Planktonarten, die ihre Schalen herstellen Celestit , oder Strontiumsulfat (SrSO₄ ) . Dieses Mineral löst sich immer sofort nach dem Tod des Organismus auf.