Πώς ο καιρός στη θάλασσα οδηγεί τον αργό κύκλο άνθρακα
1. Διάλυση ορυκτών:Το θαλασσινό νερό περιέχει διάφορα διαλυμένα ιόντα, όπως ιόντα υδρογόνου (Η+) και ιόντα δισανθρακικού (HCO3-). Όταν αυτά τα ιόντα έρχονται σε επαφή με ορισμένα ορυκτά στο θαλασσινό νερό, όπως ανθρακικό ασβέστιο (CACO3) και πυριτικό μαγνήσιο (MGSIO3), υποβάλλονται σε χημικές αντιδράσεις. Αυτές οι αντιδράσεις οδηγούν στη διάλυση των ορυκτών, τα ιόντα απελευθέρωσης όπως το ασβέστιο (Ca2+), το μαγνήσιο (Mg2+) και τα διττανθρακικά ιόντα στο θαλασσινό νερό.
2. Σχηματισμός καρβονικού οξέος:Το διαλυμένο διοξείδιο του άνθρακα (CO2) σε θαλασσινό νερό αντιδρά με μόρια νερού για να σχηματίσουν ανθρακικό οξύ (H2CO3). Το ανθρακικό οξύ διαχωρίζεται περαιτέρω σε ιόντα υδρογόνου και ιόντα διττανθρακικού. Αυτή η διαδικασία συμβάλλει στη συνολική οξύτητα του θαλασσινού νερού και παίζει καθοριστικό ρόλο στη διάλυση των ορυκτών.
3. Σχηματισμός ανθρακικών ορυκτών:Σε ορισμένες ωκεάνιες περιοχές, όπως ρηχά τροπικά νερά, η συγκέντρωση ανθρακικών ιόντων (CO32-) σε θαλασσινό νερό μπορεί να είναι υψηλή λόγω της υψηλής παραγωγικότητας των θαλάσσιων οργανισμών και της απελευθέρωσης του CO2 από ηφαιστειακές οπές. Όταν η συγκέντρωση των ανθρακικών ιόντων υπερβαίνει το όριο διαλυτότητας, τα ανθρακικά ορυκτά όπως ο ασβεστίτης (CACO3) και ο δολομίτης (CAMG (CO3) 2) μπορούν να κατακρημνίσουν από το θαλασσινό νερό και να συσσωρεύονται στο θαλασσινό νερό.
4. Υποτομή και μεταμορφισμός:Με την πάροδο του χρόνου, οι τεκτονικές κινήσεις πλάκας μπορούν να προκαλέσουν ιζήματα θαλασσινών και ωκεάνιας, τα οποία περιέχουν τα ιζήματα ανθρακικών ορυκτών, να υποβαθμίζονται κάτω από την επιφάνεια της Γης. Καθώς αυτά τα ιζήματα και τα υλικά των κρούστας κατεβαίνουν στο μανδύα της Γης, υποβάλλονται σε υψηλές θερμοκρασίες και πιέσεις. Αυτό οδηγεί στον μεταμορφισμό των ανθρακικών ορυκτών, μετατρέποντάς τα σε μεταμορφωμένους βράχους όπως το μάρμαρο.
5. Απενιστικότητα και απελευθέρωση του CO2:Κατά τη διάρκεια της υποβάθμισης, οι μεταμορφωμένες αντιδράσεις που εμφανίζονται στις υποβιβαστικές πλάκες απελευθερώνουν αέριο διοξειδίου του άνθρακα (CO2). Αυτό το αέριο CO2 μπορεί να αυξηθεί μέσω ηφαιστειακών εκρήξεων πίσω στην επιφάνεια της γης. Επιπλέον, όταν βρίσκονται οι ζώνες υποπαραγωγής κάτω από ηπειρωτικές πλάκες, το απελευθερωμένο CO2 μπορεί να μεταφερθεί περαιτέρω και να απελευθερωθεί στην ατμόσφαιρα μέσω ηφαιστειακής δραστηριότητας ή υδροθερμικών αεραγωγών.
Ο άνθρακας που απελευθερώνεται μέσω του Weathering και της υποβάθμισης του θαλασσινού νερού ολοκληρώνει τον αργό κύκλο άνθρακα. Χρειάζονται εκατομμύρια χρόνια για να απομονωθεί ο άνθρακας στα ιζήματα του θαλασσινού νερού και να επιστρέψει στην ατμόσφαιρα μέσω ηφαιστειακής απαγγελίας. Αυτή η διαδικασία βοηθά στη ρύθμιση της μακροπρόθεσμης ισορροπίας του άνθρακα στη γη και συμβάλλει στη σταθερότητα του κλίματος της Γης πάνω από τα γεωλογικά χρονοδιαγράμματα.
