Carbonaatcompensatiediepte (CCD)

Carbonaatcompensatiediepte, afgekort als CCD, verwijst naar de specifieke diepte van de oceaan waarbij calciumcarbonaatmineralen sneller in het water oplossen dan ze zich kunnen ophopen.

De bodem van de zee is bedekt met fijnkorrelig sediment gemaakt van verschillende ingrediënten. Je kunt minerale deeltjes vinden uit land en de ruimte, deeltjes uit hydrothermale "zwarte rokers" en de overblijfselen van microscopische levende organismen, ook wel plankton genoemd. Plankton zijn planten en dieren die zo klein zijn dat ze hun hele leven blijven drijven totdat ze sterven.

Veel plankton-soorten bouwen voor zichzelf schelpen door mineraal materiaal chemisch te extraheren, ofwel calciumcarbonaat (CaCO₃) of silica (SiO₂), Uit het zeewater. Carbonaatcompensatiediepte verwijst natuurlijk alleen naar de eerste; later meer over silica. 

Wanneer CaCO₃-shelled organismen sterven, hun skeletresten beginnen te zinken naar de bodem van de oceaan. Hierdoor ontstaat een kalkhoudende slijk die onder druk van het bovenliggende water kalksteen of krijt kan vormen. Niet alles wat in de zee zinkt, bereikt echter de bodem, omdat de chemie van oceaanwater met de diepte verandert. 

Oppervlaktewater, waar de meeste plankton leeft, is veilig voor schelpen gemaakt van calciumcarbonaat, of die verbinding de vorm van calciet of aragoniet aanneemt. Deze mineralen zijn daar bijna onoplosbaar. Maar het diepe water is kouder en staat onder hoge druk en beide fysische factoren vergroten het vermogen van het water om CaCO op te lossen₃. Belangrijker dan deze is een chemische factor, het niveau van koolstofdioxide (CO₂) in het water. Diep water verzamelt CO₂ omdat het wordt gemaakt door diepzeeschepselen, van bacteriën tot vissen, terwijl ze de vallende lichamen van plankton opeten en gebruiken als voedsel. Hoge CO₂ niveaus maken het water zuurder.

De diepte waar al deze drie effecten hun kracht laten zien, was CaCO₃ begint snel op te lossen, wordt de lysocline genoemd. Terwijl je door deze diepte afdaalt, begint modder op de zeebodem zijn CaCO te verliezen₃ inhoud - het is steeds minder kalkhoudend. De diepte waarop CaCO₃ volledig verdwijnt, waar zijn sedimentatie wordt geëvenaard door zijn oplossing, is de compensatiediepte.

Een paar details hier: calciet is beter bestand tegen oplossen dan aragoniet, dus de compensatiediepten zijn iets anders voor de twee mineralen. Wat geologie betreft, is het belangrijkste dat CaCO₃ verdwijnt, dus de diepere van de twee, calcietcompensatiediepte of CCD, is de significante.

"CCD" kan soms "carbonaatcompensatiediepte" of zelfs "calciumcarbonaatcompensatiediepte" betekenen, maar "calciet" is meestal de veiligere keuze bij een eindexamen. Sommige onderzoeken richten zich echter op aragoniet en kunnen de afkorting ACD gebruiken voor "aragonietcompensatiediepte".

In de oceanen van vandaag is de CCD tussen de 4 en 5 kilometer diep. Het is dieper op plaatsen waar nieuw water uit het oppervlak de CO kan wegspoelen₂-rijk diep water en ondieper waar veel dood plankton de CO opbouwt₂. Wat het betekent voor de geologie is dat de aanwezigheid of afwezigheid van CaCO₃ in een rots - de mate waarin het kalksteen kan worden genoemd - kan je iets vertellen over waar het zijn tijd als sediment doorbracht. Of omgekeerd, stijgt en daalt in CaCO₃ inhoud terwijl je in een rotsvolgorde omhoog of omlaag gaat, kan je iets vertellen over veranderingen in de oceaan in het geologische verleden.

We noemden eerder silicium, het andere materiaal dat plankton gebruikt voor hun schalen. Er is geen compensatiediepte voor siliciumdioxide, hoewel siliciumdioxide wel enigszins oplost met waterdiepte. Silica-rijke zeebodem modder is wat verandert in chert. Er zijn zeldzamere plankton-soorten die hun schaal van celestiet of strontiumsulfaat (SrSO maken)₄). Dat mineraal lost altijd onmiddellijk op na de dood van het organisme.