Carbonate compensation depth
કાર્બોનેટ કોમ્પેન્સેશન ડેપ્થ (સી. સી. ડી.) એ મહાસાગરોની ઊંડાઈ છે, જેના પર કેલ્શિયમ કાર્બોનેટના પુરવઠાનો દર દ્રાવણના દર સાથે મેળ ખાય છે. એટલે કે, સોલવેશન પુરવઠાને 'વળતર' આપે છે. સી. સી. ડી. ની નીચે દ્રાવણ ઝડપી હોય છે, જેથી કાર્બોનેટના કણો ઓગળી જાય છે અને પ્રાણીઓના કાર્બોનેટના શેલો (પરીક્ષણો) સાચવવામાં આવતા નથી. કાર્બોનેટના કણો કાંપમાં એકઠા થઈ શકતા નથી જ્યાં દરિયાની સપાટી આ ઊંડાઈથી નીચે હોય છે. કેલ્સાઇટ આ કાર્બોનેટમાં સૌથી ઓછું દ્રાવ્ય છે, તેથી સી. સી. ડી. સામાન્ય રીતે કેલ્સાઇટ માટે વળતરની ઊંડાઈ છે. એરેગોનાઇટ કોમ્પેન્સેશન ડેપ્થ (ACD) એરેગોનિટિક કાર્બોનેટ માટે કોમ્પેન્સેશન ડેપ્થ છે. એરેગોનાઇટ કેલ્સાઇટ કરતાં વધુ દ્રાવ્ય છે, અને એરેગોનાઇટ વળતરની ઊંડાઈ સામાન્ય રીતે કેલ્સાઇટ વળતરની ઊંડાઈ અને સીસીડી બંને કરતાં છીછરી હોય છે. ઝાંખી આકૃતિમાં બતાવ્યા પ્રમાણે, બાયોજેનિક કેલ્શિયમ કાર્બોનેટ (સી. એ. સી. ઓ. 3) પરીક્ષણો મહાસાગરોના ફોટિક ઝોન (લીલા વર્તુળો) માં ઉત્પન્ન થાય છે. મૃત્યુ પછી, સપાટીની નજીક વિસર્જનથી બચેલા પરીક્ષણો માટીની સામગ્રી સાથે સ્થાયી થાય છે. દરિયાઈ પાણીમાં, તાપમાન, દબાણ અને ઊંડાઈના પરિણામે વિસર્જનની સીમા રચાય છે, અને તેને સંતૃપ્તિ ક્ષિતિજ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે. આ ક્ષિતિજ ઉપર, પાણી અતિ સંતૃપ્ત હોય છે અને CaCO3 પરીક્ષણો મોટા ભાગે સચવાયેલા હોય છે. તેની નીચે, પાણી અસંતૃપ્ત હોય છે, કારણ કે ઊંડાઈ સાથે વધતી દ્રાવ્યતા અને કાર્બનિક પદાર્થોના ક્ષયમાંથી CO2 મુક્ત થાય છે, અને CaCO3 ઓગળી જશે. કાટમાળનો ડૂબવાનો વેગ ઝડપી હોય છે (વ્યાપક નિસ્તેજ તીર), તેથી વિસર્જન મુખ્યત્વે કાંપની સપાટી પર થાય છે. કાર્બોનેટ વળતરની ઊંડાઈ પર, વિસર્જનનો દર ઉપરથી CaCO3 ના પુરવઠાના દર સાથે બરાબર મેળ ખાય છે. સ્થિર સ્થિતિમાં આ ઊંડાઈ, CCD, હિમરેખા (પ્રથમ ઊંડાઈ જ્યાં કાર્બોનેટ-ગરીબ કાંપ થાય છે) જેવી જ હોય છે. લાયસોક્લાઇન એ સંતૃપ્તિ અને કાર્બોનેટ વળતરની ઊંડાઈ વચ્ચેનો ઊંડાઈ અંતરાલ છે. કાર્બોનેટ કેલ્શિયમ કાર્બોનેટની દ્રાવ્યતા આજે દરિયાની સપાટીના પાણીમાં અનિવાર્યપણે અદ્રાવ્ય છે. ઊંડા પાણીમાં ડૂબી રહેલા મૃત કેલ્શિયસ પ્લાન્કટોનના શેલ્સ લગભગ 3.5 કિમી ઊંડા ભૂતકાળમાં આવેલા બિંદુ લાયસોક્લાઇન સુધી પહોંચે ત્યાં સુધી વ્યવહારીક રીતે અપરિવર્તિત રહે છે, જે દ્રાવ્યતા ઊંડાઈ અને દબાણ સાથે નાટ્યાત્મક રીતે વધે છે. સી. સી. ડી. સુધી પહોંચે ત્યાં સુધીમાં તમામ કેલ્શિયમ કાર્બોનેટ આ સમીકરણ અનુસાર ઓગળી જાય છેઃ CaCO3 + CO2 + H2O <=> Ca2 + (aq) + 2HCO3-(aq) કેલ્શિયસ પ્લાન્કટોન અને કાંપના કણો સી. સી. ડી. ની ઉપરના પાણીના સ્તંભમાં મળી શકે છે. જો દરિયાની સપાટી સી. સી. ડી. ની ઉપર હોય, તો તળિયાના કાંપમાં કેલ્શિયસ ઓઝ તરીકે ઓળખાતા કેલ્શિયસ કાંપનો સમાવેશ થઈ શકે છે, જે અનિવાર્યપણે ચૂનાના પત્થરો અથવા ચાકનો એક પ્રકાર છે. જો ખુલ્લી દરિયાઈ સપાટી સી. સી. ડી. ની નીચે હોય તો સી. એ. સી. ઓ. 3 ના નાના શેલો આ સ્તર સુધી પહોંચતા પહેલા ઓગળી જશે, જે કાર્બોનેટ કાંપના સંચયને અટકાવશે. જેમ જેમ દરિયાની સપાટી ફેલાય છે તેમ તેમ પ્લેટનું થર્મલ અવક્રમણ, જે વધતી ઊંડાઈની અસર ધરાવે છે, તે કાર્બોનેટ સ્તરને સી. સી. ડી. ની નીચે લાવી શકે છે; કાર્બોનેટ સ્તરને સિલિસિયસ ઓઝ અથવા કાર્બોનેટ સ્તરની ટોચ પર જમા થયેલી એબિસલ માટીના સ્તર જેવા કાંપ દ્વારા દરિયાના પાણી સાથે રાસાયણિક રીતે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરતા અટકાવી શકાય છે. સીસીડીના મૂલ્યમાં ભિન્નતા સીસીડીનું ચોક્કસ મૂલ્ય કેલ્શિયમ કાર્બોનેટની દ્રાવ્યતા પર આધાર રાખે છે જે તાપમાન, દબાણ અને પાણીની રાસાયણિક રચના દ્વારા નક્કી થાય છે-ખાસ કરીને પાણીમાં ઓગળેલા કાર્બોનેટની માત્રા. કેલ્શિયમ કાર્બોનેટ નીચા તાપમાને અને ઊંચા દબાણમાં વધુ દ્રાવ્ય હોય છે. જો ઓગળેલી સાંદ્રતા વધારે હોય તો તે વધુ દ્રાવ્ય પણ હોય છે. ઉપરોક્ત રાસાયણિક સમીકરણમાં પ્રતિક્રિયાકારકને ઉમેરવાથી સંતુલન જમણી તરફ ધકેલાય છે જે વધુ ઉત્પાદનો ઉત્પન્ન કરે છેઃ Ca2 + અને HCO3−, અને લે ચેટેલિયરના સિદ્ધાંત અનુસાર વધુ પ્રતિક્રિયાકારકો અને કેલ્શિયમ કાર્બોનેટનો વપરાશ કરે છે. હાલમાં પ્રશાંત મહાસાગરમાં સી. સી. ડી. વિષુવવૃત્તીય ઉત્થાન ક્ષેત્રની નીચે સિવાય લગભગ <આઇ. ડી. 1> મીટર છે, જ્યાં સી. સી. ડી. લગભગ 5000 મીટર છે. સમશીતોષ્ણ અને ઉષ્ણકટિબંધીય એટલાન્ટિક મહાસાગરમાં સી. સી. ડી. લગભગ 5000 મીટર પર છે. હિંદ મહાસાગરમાં તે એટલાન્ટિક અને પેસિફિક વચ્ચે લગભગ 4300 મીટર પર મધ્યવર્તી છે. સી. સી. ડી. ની ઊંડાઈમાં તફાવત મોટે ભાગે તળિયાના પાણી સપાટીના સંપર્કમાં આવ્યા પછીના સમયની લંબાઈને કારણે થાય છે; આને પાણીના જથ્થાની "ઉંમર" કહેવામાં આવે છે. થર્મોહેલિન પરિભ્રમણ આ તટપ્રદેશોમાં પાણીની સંબંધિત ઉંમર નક્કી કરે છે. કારણ કે કોપેપોડ્સમાંથી મળના ગોળીઓ જેવા કાર્બનિક પદાર્થો સપાટીના પાણીમાંથી ઊંડા પાણીમાં ડૂબી જાય છે, ઊંડા પાણીના જથ્થામાં જેમ જેમ તેમની ઉંમર વધે છે તેમ તેમ ઓગળેલા કાર્બન ડાયોક્સાઇડનો સંચય થાય છે. સૌથી જૂના પાણીના જથ્થામાં સૌથી વધુ સાંદ્રતા હોય છે અને તેથી સૌથી છીછરા સીસીડી હોય છે. ઉત્તર એટલાન્ટિક અને દક્ષિણ મહાસાગરના પ્રદેશોને બાદ કરતાં ઉચ્ચ અક્ષાંશોમાં સી. સી. ડી. પ્રમાણમાં છીછરા છે. આ ડાઉનવેલિંગ કાર્બન ડાયોક્સાઇડની પ્રમાણમાં ઓછી સાંદ્રતા સાથે યુવાન, સપાટીનું પાણી ઊંડા સમુદ્રમાં લાવે છે, જે સી. સી. ડી. ને હતાશ કરે છે. ભૂસ્તરશાસ્ત્રીય ભૂતકાળમાં સી. સી. ડી. ની ઊંડાઈએ નોંધપાત્ર તફાવત દર્શાવ્યો છે. ક્રેટેસિયસથી ઇઓસીન સુધી સી. સી. ડી. વૈશ્વિક સ્તરે આજની સરખામણીએ ઘણી છીછરી હતી; આ સમયગાળા દરમિયાન તીવ્ર જ્વાળામુખીની પ્રવૃત્તિને કારણે વાતાવરણીય સાંદ્રતા ઘણી વધારે હતી. ઉચ્ચ સાંદ્રતા સમુદ્ર ઉપરના ઉચ્ચ આંશિક દબાણમાં પરિણમી. વાતાવરણનું આ વધુ દબાણ સમુદ્રના મિશ્ર સપાટીના સ્તરમાં વધેલા ઓગળવા તરફ દોરી જાય છે. આ સમયગાળા દરમિયાન ઊંડા મહાસાગરોના ઊંચા તાપમાનને કારણે આ અસર થોડી હળવી થઈ હતી. ઇઓસીનના અંતમાં ગ્રીનહાઉસમાંથી આઇસહાઉસ અર્થમાં સંક્રમણ ઊંડાણવાળા સી. સી. ડી. સાથે થયું. જ્હોન મરેએ કેલ્શિયમ કાર્બોનેટના વિસર્જન પર તપાસ અને પ્રયોગો કર્યા હતા અને મહાસાગરોમાં કાર્બોનેટ વળતરની ઊંડાઈને ઓળખવા માટે સૌપ્રથમ હતા. આબોહવા પરિવર્તનની અસરો અશ્મિભૂત ઇંધણના દહનથી વાતાવરણની સાંદ્રતામાં વધારો થવાથી સી. સી. ડી. માં વધારો થઈ રહ્યો છે, જેમાં નીચાણવાળા વિસ્તારોને પ્રથમ અસર થઈ રહી છે. મહાસાગર એસિડિફિકેશન, જે વાતાવરણમાં કાર્બન ડાયોક્સાઇડની સાંદ્રતામાં વધારો થવાને કારણે પણ થાય છે, તે આવા વિસર્જનમાં વધારો કરશે અને દસથી સેંકડો વર્ષોના સમયગાળામાં કાર્બોનેટ વળતરની ઊંડાઈને છીછરા કરશે. સેડિમેન્ટરી ઓઝ કાર્બોનેટ કોમ્પેન્સેશન ઊંડાઈની ઉપરના દરિયાઈ માળ પર, સૌથી સામાન્ય રીતે જોવા મળતું ઓઝ કેલ્શિયસ ઓઝ છે; કાર્બોનેટ કોમ્પેન્સેશન ઊંડાઈની નીચે દરિયાઈ માળ પર, સૌથી સામાન્ય રીતે જોવા મળતું ઓઝ સિલિસિયસ ઓઝ છે. જ્યારે કેલ્શિયસ ઓઝમાં મોટે ભાગે રાઇઝેરિયા હોય છે, ત્યારે સિલિસિયસ ઓઝમાં મોટે ભાગે રેડિયોલેરિયા અને ડાયટમ હોય છે. કાર્બોનેટ પંપ ગ્રેટ કેલ્સાઇટ બેલ્ટ લાયસોક્લાઇન મહાસાગર એસિડિફિકેશન સંદર્ભો સમુદ્રશાસ્ત્ર પણ જુઓ.