Кальцитовое море
Кальцитовое море — это море, в котором кальцит с низким содержанием магния является основным неорганическим морским осадком карбоната кальция . Арагонитовое море — это альтернативный химический состав морской воды, в котором арагонит и кальцит с высоким содержанием магния являются основными осадками неорганических карбонатов. Раннепалеозойский представляли и средне-позднемезозойский океаны собой преимущественно кальцитовые моря, тогда как средний палеозой-ранний мезозой и кайнозой (в том числе в настоящее время) характеризуются арагонитовыми морями. [1] [2] [3] [4] [5] [6]
Наиболее значимые геологические и биологические последствия кальцитовых морских условий включают быстрое и повсеместное образование карбонатных твердых пород , [7] [8] [9] кальцитовые ооиды , [1] [10] кальцитовый цемент, [2] и одновременное растворение раковин арагонита в мелких теплых морях. [6] [11] Хардграунды были очень распространены, например, в кальцитовых морях ордовика и юры , но практически отсутствовали в арагонитовых морях перми . [7]
окаменелостях В беспозвоночных организмов, обнаруженных в кальцитовых морских отложениях, обычно преобладают либо толстые кальцитовые панцири и скелеты, либо толстые кальцитовые раковины и скелеты. [12] [13] [14] [15] были инфаунистическими и/или имели толстые периостраки, [16] или имел внутреннюю оболочку из арагонита и внешнюю оболочку из кальцита. [17] Очевидно, это произошло потому, что арагонит быстро растворялся на морском дне, и его нужно было либо избегать, либо защищать как биоминерал. [6]
Образование кальцитовых морей совпало со временем быстрого расширения морского дна и глобальными парниковыми климатическими условиями. [14] Центры распространения морского дна циркулируют морскую воду через гидротермальные жерла , уменьшая соотношение магния и кальция в морской воде за счет метаморфизма богатых кальцием минералов в базальте в богатые магнием глины. [2] [5] Такое снижение соотношения Mg/Ca способствует осаждению кальцита над арагонитом. Увеличение расширения морского дна также означает усиление вулканизма и повышение уровня углекислого газа в атмосфере и океанах. Это также может влиять на то, какая полиморфная модификация карбоната кальция выпадает в осадок. [5] Кроме того, высокие концентрации кальция в морской воде способствуют захоронению CaCO 3 , тем самым устраняя щелочность океана, снижая pH морской воды и уменьшая ее кислотно-щелочную буферность. [18]
Таблица, показывающая условия существования кальцитового и арагонитового морей
Тектонический механизм изменения соотношения Mg/Ca в морской воде
Зернистый камень с кальцитовыми ооидами и раздробленным кальцитовым цементом; Формация Кармель , средняя юра, южная Юта.
Инкрустированная внешняя форма ордовикского двустворчатого моллюска , демонстрирующая одновременное растворение исходной оболочки арагонита и кальцитовую цементацию формы.
Инкрустированная ордовика, внутренняя форма наутилоида демонстрирующая одновременное растворение исходной оболочки арагонита и кальцитовую цементацию.
Скучная Палеосабелла в раковине ордовикского двустворчатого моллюска . Бурения пробили внутренний слой арагонитовой оболочки, который растворился.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б Уилкинсон, Б.Х.; Оуэн, РМ; Кэрролл, Арканзас (1985). «Подводное гидротермальное выветривание, глобальная эвстасия и карбонатный полиморфизм в морских оолитах фанерозоя». Журнал осадочной петрологии . 55 : 171–183. дои : 10.1306/212f8657-2b24-11d7-8648000102c1865d .
- ^ Jump up to: а б с Уилкинсон, Б.Х.; Дано, КР (1986). «Вековые изменения в абиотических морских карбонатах: ограничения на фанерозойское содержание углекислого газа в атмосфере и соотношение океанического Mg/Ca». Журнал геологии . 94 (3): 321–333. Бибкод : 1986JG.....94..321W . дои : 10.1086/629032 . S2CID 128840375 .
- ^ Морс, Дж.В.; Маккензи, FT (1990). «Геохимия осадочных карбонатов». Развитие седиментологии . 48 : 1–707. дои : 10.1016/S0070-4571(08)70330-3 .
- ^ Харди , Лоуренс А. (1996). «Вековые изменения в химии морской воды: объяснение связанных вековых изменений в минералогии морских известняков и калийных эвапоритов за последние 600 млн лет». Геология . 24 (3). Геологическое общество Америки: 279–283. Бибкод : 1996Geo....24..279H . doi : 10.1130/0091-7613(1996)024<0279:svisca>2.3.co;2 .
- ^ Jump up to: а б с Ловенштейн, ТК; Тимофеев, Миннесота; Бреннан, Северная Каролина; Харди, Луизиана; Демикко, Р.В. (2001). «Колебания химического состава морской воды фанерозоя: данные по жидкостным включениям». Наука . 294 (5544): 1086–1088. Бибкод : 2001Sci...294.1086L . дои : 10.1126/science.1064280 . ПМИД 11691988 . S2CID 2680231 .
- ^ Jump up to: а б с Палмер, Ти Джей; Уилсон, Массачусетс (2004). «Осадки кальцита и растворение биогенного арагонита в мелководных ордовикских кальцитовых морях». Летайя . 37 (4): 417–427 [1] . Бибкод : 2004Лета..37..417П . дои : 10.1080/00241160410002135 .
- ^ Jump up to: а б Палмер, Ти Джей (1982). «Изменения от кембрия до мела в сообществах твердого грунта». Летайя . 15 (4): 309–323. Бибкод : 1982Лета..15..309П . дои : 10.1111/j.1502-3931.1982.tb01696.x .
- ^ Палмер, Ти Джей; Хадсон, доктор медицинских наук; Уилсон, Массачусетс (1988). «Палеоэкологические доказательства раннего растворения арагонита в древних кальцитовых морях». Природа . 335 (6193): 809–810. Бибкод : 1988Natur.335..809P . дои : 10.1038/335809a0 . S2CID 4280692 .
- ^ Уилсон, Массачусетс; Палмер, Ти Джей (1992). «Хардграунды и твердые фауны». Университет Уэльса, Аберистуит, Публикации Института исследований Земли . 9 : 1–131.
- ^ Сандберг, Пенсильвания (1983). «Колеблющаяся тенденция в нескелетной карбонатной минералогии фанерозоя». Природа . 305 (5929): 19–22. Бибкод : 1983Natur.305...19S . дои : 10.1038/305019a0 . S2CID 4368105 .
- ^ Чернс, Л.; Райт, вице-президент (2000). «Отсутствующие моллюски как свидетельство крупномасштабного раннего растворения скелетного арагонита в силурийском море». Геология . 28 (9): 791–794. Бибкод : 2000Geo....28..791C . doi : 10.1130/0091-7613(2000)28<791:MMAEOL>2.0.CO;2 .
- ^ Уилкинсон, Б.Х. (1979). «Биоминерализация, палеоокеанография и эволюция известковых морских организмов». Геология . 7 (11): 524–527. Бибкод : 1979Geo.....7..524W . doi : 10.1130/0091-7613(1979)7<524:BPATEO>2.0.CO;2 .
- ^ Стэнли, С.М.; Харди, Луизиана (1998). «Вековые колебания карбонатной минералогии рифообразующих и производящих отложения организмов, вызванные тектонически вызванными сдвигами в химии морской воды» . Палеогеография, Палеоклиматология, Палеоэкология . 144 (1–2): 3–19. Бибкод : 1998PPP...144....3S . дои : 10.1016/S0031-0182(98)00109-6 .
- ^ Jump up to: а б Стэнли, С.М.; Харди, Луизиана (1999). «Гиперкальцификация; палеонтология связывает тектонику плит и геохимию с седиментологией». ГСА сегодня . 9 : 1–7.
- ^ Портер, С.М. (2007). «Химия морской воды и ранняя биоминерализация карбонатов». Наука . 316 (5829): 1302–1304. Бибкод : 2007Sci...316.1302P . дои : 10.1126/science.1137284 . ПМИД 17540895 . S2CID 27418253 .
- ^ Пожета, младший (1988). «Обзор ордовикских пелеципод». Профессиональный документ Геологической службы США . 1044 : 1–46.
- ^ Харпер, Эм . Палмер, Ти Джей; Алфи, младший (1997). «Эволюционная реакция двустворчатых моллюсков на изменение химического состава морской воды в фанерозое». Геологический журнал . 134 (3): 403–407. Бибкод : 1997GeoM..134..403H . дои : 10.1017/S0016756897007061 . S2CID 140646397 .
- ^ Хейн, Матис П.; Сигман, Дэниел М.; Хиггинс, Джон А.; Хауг, Джеральд Х. (2015). «Влияние вековых изменений концентрации кальция и магния на термодинамику кислотно-щелочной химии морской воды: последствия для химии углерода и буферизации океана в эоцене и меловом периоде» (PDF) . Глобальные биогеохимические циклы . 29 (5): 517–533. Бибкод : 2015GBioC..29..517H . дои : 10.1002/2014GB004986 . ISSN 0886-6236 . S2CID 53459924 .