Profundidade de compensação dos carbonatos: diferenças entre revisões

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Profundidade de compensação dos carbonatos (em inglês, carbonate compensation depth - CCD) é a profundidade oceânica abaixo da qual a taxa de formação de carbonato de cálcio no sedimento é menor que sua taxa de solvatação. Assim, praticamente não há preservação de sedimento carbonático abaixo dessa profundidade. Há duas formas de carbonato de cálcio no oceano: calcita e aragonita. Consequentemente, o termo pode ser diretamente aplicado a esses minerais. A profundidade de compensação da aragonita refere-se à preservação de carbonatos aragoníticos no sedimento e a profundidade de compensação da calcita refere-se à preservação de carbonatos calcíticos no sedimento. A aragonita, contudo, é mais solúvel que a calcita, de forma que sua profundidade de compensação é menor.

As duas formas de carbonato de cálcio encontram-se supersaturadas nas águas superficiais do oceano. Apesar da saturação do carbonato de cálcio na água diminuir em direção ao oceano profundo, os reservatórios de sedimento carbonático praticamente não se alteram até profundidade da lisoclina. Abaixo dela, a taxa de dissolução do carbonato de cálcio depositado no sedimento aumenta drasticamente. O carbonato de cálcio (CaCO₃) no sedimento dissolve-se de acordo com as reações químicas:

\mathrm {CaCO_{3}+CO_{2}+H_{2}O\ \rightleftharpoons \ Ca^{2+}(aq)+2\ HCO_{3}^{-}(aq)}

Partículas de sedimento e organismos planctônicos constituídos por carapaças de carbonato de cálcio podem ser encontrados na coluna de água acima da profundidade de compensação dos carbonatos. Se o assoalho oceânico estiver acima dessa profundidade, sedimentos de fundo podem ser constituídos por partículas de carbonato de cálcio conhecidas como vazas calcárias. Se o sedimento oceânico depositado na interface água-sedimento estiver abaixo da profundidade de compensação dos carbonatos, as vazas calcárias se dissolvem e não são preservadas na coluna sedimentar. Com o espalhamento do fundo oceânico através do deslocamento de placas tectônicas divergentes, vazas calcárias depositadas acima da profundidade de compensação dos carbonatos podem ser enterradas ao longo do tempo geológico e levadas para regiões localizadas abaixo da profundidade de compensação. Essa camada de sedimento carbonático que foi enterrada pode ser privada de interação química com a água do mar e preservada mesmo abaixo da profundidade de compensação dos carbonatos.^[1]

Sistema carbonato marinho

A maior parte do carbono existente na água do mar encontra-se na forma inorgânica, sendo envolvido em uma série de reações conhecidas como sistema carbonato. Esse sistema funciona como um conjunto de reações químicas envolvendo diferentes espécies do ácido carbônico na água do mar, conforme descrito abaixo:

${\ce {CO_2(g)<=>CO_2(aq)}}$

${\ce {CO_2(aq){+}H_2O<=>H_2CO_3}}$

${\ce {H_2CO_3<=>H^+{+}HCO_3^-}}$

${\ce {HCO_3^-<=>H^+{+}CO_3^{2-}}}$

${\ce {Ca^2+{+}CO_3^{2-}<=>CaCO_3(s)}}$

A última reação química está diretamente relacionada à precipitação ou dissolução do carbonato de cálcio no ambiente marinho. O sistema carbonato é muito importante porque é responsável por regular o pH da água do mar, gerando um efeito tampão que é capaz de minimizar essas variações. Além disso, o sistema carbonato controla a circulação de carbono inorgânico entre a biosfera, a litosfera, a atmosfera e os oceanos^[2]. Na década de 1980, estudos voltados para o efeito estufa sobre a superfície terrestre e as consequentes mudanças climáticas chamaram a atenção para o sistema carbonato. A concentração de dióxido de carbono na atmosfera tem aumentado significativamente nos últimos séculos por interferência antropogênica, principalmente devido ao aumento do uso de combustíveis de origem fóssil. Como o dióxido de carbono pode absorver radiação infravermelha, o aumento de sua concentração na atmosfera tem causado um aumento na temperatura da superfície da Terra, levando ao aquecimento global. O sistema carbonato marinho é responsável pela absorção de parte do dióxido de carbono antrópico lançado na atmosfera do planeta, atenuando os efeitos do aquecimento global.

Sedimentos carbonáticos

Os sedimentos carbonáticos são, geralmente, de origem clástica, química ou bioquímica, sendo primordialmente constituídos por calcita (CaCO₃), dolomita (CaMg(CO₃)₂) e aragonita (CaCO₃). A principal diferença entre esses minerais está na forma como se cristalizam. A calcita e a dolomita se cristalizam no sistema hexagonal, enquanto que o mineral aragonita se cristaliza no sistema ortorrômbico com hábito bipiramidal. Essas partículas minerais são depositadas naturalmente no assoalho marinho. Os principais sedimentos carbonáticos são de origem bioquímica, sendo conhecidos como sedimentos biogênicos.

Sedimentos biogênicos

Os sedimentos biogênicos são constituídos por carapaças de animais originalmente formadas pelos minerais calcita e aragonita. Nas condições físico-químicas da água do mar, a aragonita é mais solúvel que a calcita^[2] devido à sua estrutura mineralógica, que torna seu cristal menos estável. Os sedimentos biogênicos podem ter origem pelágica (secretados por organismos planctônicos presentes na coluna de água) ou bentônica (secretados por organismos que habitam o substrato marinho).

Diferença entre profundidade de compensação e profundidade de saturação dos carbonatos

As profundidades de compensação e de saturação dos carbonatos, apesar da semelhança na nomenclatura, são inteiramente distintas. A profundidade de saturação dos carbonatos (PSC) indica a profundidade na qual o carbonato de cálcio encontra-se em equilíbrio termodinâmico na água do mar, ou seja, é a profundidade na qual seu percentual de saturação na água do mar é igual a 100%. No entanto, o conceito de profundidade de compensação dos carbonatos (PCC) é diferente. A PCC é a profundidade na qual os sedimentos no fundo oceânico possuem teor de carbonato de cálcio muito baixo (igual ou inferior a 5%), ocorrendo em áreas onde a saturação do carbonato de cálcio na água é inferior a 30%^[2]. Portanto, a profundidade de saturação dos carbonatos é um parâmetro vinculado à coluna de água e esse termo é bastante empregado na oceanografia química. Já a profundidade de compensação dos carbonatos é um parâmetro associado ao sedimento, sendo esse termo muito importante em estudos de oceanografia geológica.

Aquecimento global e o sistema carbonato

O dióxido de carbono é um dos principais gases atmosféricos responsáveis pelo efeito estufa.^[3] Quanto maior a concentração desse gás na atmosfera, maior será a quantidade de radiação infravermelha (isto é, comprimentos de onda mais longos) retida pelo planeta. A principal consequência desse fenômeno é o aumento da temperatura na superfície da Terra, que ocasiona seu aquecimento.

A principal relação entre o aquecimento global e o sistema carbonato está na identificação de uma problemática atual, conhecida como acidificação oceânica. Esse fenômeno acarreta no processo de diminuição do pH da água no oceano global devido ao consequente aumento da concentração de dióxido de carbono dissolvido na mesma. Esse dióxido de carbono é oriundo da atmosfera, sendo transferido para a coluna de água marinha através da interface oceano-atmosfera. Sendo assim, através do aumento da concentração do dióxido de carbono na água, ocorre um deslocamento de duas reações constituintes do sistema carbonato, aumentando consequentemente a formação de íons bicarbonato (HCO₃^-), reduzindo assim a disponibilidade de íons carbonato na água. Os organismos que por consequência acabam sofrendo inicialmente com este processo, são os organismos fitoplanctônicos, os quais podem ter suas carapaças constituídas por carbonato de cálcio diluídas. Além disso, recifes de corais serão afetados, levando a perda de habitat para diversos organismos marinhos.^[4]

Ver também

Referências

↑ Thurman, Harold V. (1991). Introductory oceanography /. New York :: Collier Macmillan Canada ;. ISBN 0675213177
↑ ^a ^b ^c Millero, F. J. (2006). Chemical Oceanography. 3rd ed. Boca Raton: CRC/Taylor and Francis.
↑ WebSIS. «Efeito Estufa e Aquecimento Global». www.mma.gov.br. Consultado em 2018-12-05T02:06:30Z Verifique data em: |acessodata= (ajuda)
↑ Kleypas, Joan; Yates, Kimberly (1 de dezembro de 2009). «Coral Reefs and Ocean Acidification». Oceanography. 22 (4): 108–117. ISSN 1042-8275. doi:10.5670/oceanog.2009.101

[1] Thurman, Harold V. (1991). Introductory oceanography /. New York :: Collier Macmillan Canada ;. ISBN 0675213177

[:0-2] Millero, F. J. (2006). Chemical Oceanography. 3rd ed. Boca Raton: CRC/Taylor and Francis.

[3] WebSIS. «Efeito Estufa e Aquecimento Global». www.mma.gov.br. Consultado em 2018-12-05T02:06:30Z Verifique data em: |acessodata= (ajuda)

[4] Kleypas, Joan; Yates, Kimberly (1 de dezembro de 2009). «Coral Reefs and Ocean Acidification». Oceanography. 22 (4): 108–117. ISSN 1042-8275. doi:10.5670/oceanog.2009.101

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-'''Profundidade de compensação dos carbonatos''' ou '''profundidade de compensação da calcita''', também referida como  CCD (do inglês ''Carbonate  Compensation Depth'' ou ''Calcite Compensation Depth''), é a profundidade oceânica abaixo da qual a taxa de [[calcita]] ([[carbonato de cálcio]]) fica a baixo da de [[solvatação]], de forma que nada dela se preserva. Já a '''profundidade de compensação da aragonita''' se refere ao mesmo fenômeno em relação aos carbonatos [[aragonita|aragoníticos]]. A aragonita, contudo, é mais solúvel que a calcita, de forma que sua profundidade de compensação é geralmente mais rasa.
+'''Profundidade de compensação dos carbonatos''' (em inglês, ''carbonate compensation depth'' - CCD) é a profundidade oceânica abaixo da qual a taxa de formação de [[carbonato de cálcio]] no sedimento é menor que sua taxa de [[solvatação]]. Assim, praticamente não há preservação de sedimento carbonático abaixo dessa profundidade. Há duas formas de carbonato de cálcio no oceano: [[calcita]] e [[aragonita]]. Consequentemente, o termo pode ser diretamente aplicado a esses [[Mineral|minerais]]. A profundidade de compensação da aragonita refere-se à preservação de carbonatos [[Aragonita|aragoníticos]] no sedimento e a profundidade de compensação da calcita refere-se à preservação de carbonatos [[Aragonita|calcíticos]] no sedimento. A aragonita, contudo, é mais solúvel que a calcita, de forma que sua profundidade de compensação é menor.
-O carbonato de cálcio é essencialmente insolúvel em águas de superfície marinha nos tempos atuais. Os reservatórios de [[plâncton]] calcário morto de águas profundas praticamente não se alteram até alcançarem a [[lisoclina]], onde a [[solubilidade]] aumenta drasticamente. Pelo tempo em que a profundidade de compensação da calcita é alcançada, todo o carbonato de cálcio já tem se dissolvido de acordo com a equação:
+As duas formas de carbonato de cálcio encontram-se supersaturadas nas águas superficiais do [[oceano]]. Apesar da [[Profundidade de saturação dos carbonatos|saturação do carbonato]] de cálcio na água diminuir em direção ao oceano profundo, os reservatórios de sedimento carbonático praticamente não se alteram até profundidade da [[lisoclina]]. Abaixo dela, a taxa de dissolução do carbonato de cálcio depositado no sedimento aumenta drasticamente. O carbonato de cálcio (CaCO<sub>3</sub>) no sedimento dissolve-se de acordo com as reações químicas:
-:<math>\mathrm{CaCO_3 + CO_2 + H_2O \ \rightleftharpoons \ Ca^{2+} (aq) + 2 \ HCO_3^- (aq)} </math>
+: <math>\mathrm{CaCO_3 + CO_2 + H_2O \ \rightleftharpoons \ Ca^{2+} (aq) + 2 \ HCO_3^- (aq)} </math>
-Plâncton calcário e partículas de [[sedimento]]s podem ser encontrados na [[coluna de água]] acima da profundidade de compensação da calcita. Se o [[Relevo oceânico|solo oceânico]] estiver acima dessa profundidade, sedimentos de fundo podem consistir de elementos calcários conhecidos como [[sedimento pelágico]], que é essencialmente um tipo de [[calcário]] ou [[greda]]. Se o solo oceânico exposto estiver abaixo da profundidade de compensação, pequenas [[concha]]s CaCO<sub>3</sub> se dissolvem antes de alcançar esse nível, prevenindo o depósito de carbonato. Com o ampliar do solo oceânico, a [[subsistência térmica]], que tem o efeito de aumento de [[Batimetria|profundidade]], pode levar a camada de carbonato para baixo da profundidade de compensação; essa camada pode ser privada de interação química com a água do mar por meio da sobreposição de sedimentos como os da camada de lodo silicioso ou de argila [[Zona abissal|abissal]] depositada acima da camada de carbonato.<ref>Thurman, Harold., Alan Trujillo. ''Introductory Oceanography''. 2004. p. 151-152</ref>
+Partículas de [[sedimento]] e organismos planctônicos constituídos por [[Carapaça|carapaças]] de carbonato de cálcio podem ser encontrados na coluna de água acima da profundidade de compensação dos carbonatos. Se o assoalho oceânico estiver acima dessa profundidade, sedimentos de fundo podem ser constituídos por partículas de carbonato de cálcio conhecidas como [[Sedimento pelágico|vazas]] calcárias. Se o sedimento oceânico depositado na interface água-sedimento estiver abaixo da profundidade de compensação dos carbonatos, as vazas calcárias se dissolvem e não são preservadas na coluna sedimentar. Com o espalhamento do fundo oceânico através do deslocamento de [[Placa tectónica|placas tectônicas]] divergentes, vazas calcárias depositadas acima da profundidade de compensação dos carbonatos podem ser enterradas ao longo do [[Escala de tempo geológico|tempo geológico]] e levadas para regiões localizadas abaixo da profundidade de compensação. Essa camada de sedimento carbonático que foi enterrada pode ser privada de interação química com a água do mar e preservada mesmo abaixo da profundidade de compensação dos carbonatos.<ref>{{Citar livro|url=http://dx.doi.org/10.5962/bhl.title.59942|título=Introductory oceanography /|ultimo=Thurman|primeiro=Harold V.|data=1991|editora=Collier Macmillan Canada ;|local=New York :|isbn=0675213177}}</ref>
+== Sistema carbonato marinho ==
+A maior parte do carbono existente na [[água do mar]] encontra-se na forma [[Química inorgânica|inorgânica]], sendo envolvido em uma série de [[Reação química|reações]] conhecidas como sistema carbonato. Esse sistema funciona como um conjunto de reações químicas envolvendo diferentes espécies do [[ácido carbônico]] na água do mar, conforme descrito abaixo:
+<chem>CO_2(g)<=>CO_2(aq)</chem>
+<chem>CO_2(aq){+}H_2O<=>H_2CO_3</chem>
+<chem>H_2CO_3<=>H^+{+}HCO_3^-</chem>
+<chem>HCO_3^-<=>H^+{+}CO_3^{2-}</chem>
+<chem>Ca^2+{+}CO_3^{2-}<=>CaCO_3(s)</chem>
+A última reação química está diretamente relacionada à [[Precipitação (química)|precipitação]] ou [[dissolução]] do carbonato de cálcio no ambiente marinho. O sistema carbonato é muito importante porque é responsável por regular o [[pH]] da água do mar, gerando um [[efeito tampão]] que é capaz de minimizar essas variações. Além disso, o sistema carbonato controla a circulação de carbono inorgânico entre a [[biosfera]], a [[litosfera]], a [[atmosfera]] e os [[Oceano|oceanos]]<ref name=":0">Millero, F. J. (2006). Chemical Oceanography. 3rd ed. Boca Raton: CRC/Taylor and Francis.</ref>. Na década de 1980, estudos voltados para o [[efeito estufa]] sobre a [[superfície terrestre]] e as consequentes [[Mudança do clima|mudanças climáticas]] chamaram a atenção para o sistema carbonato. A concentração de [[dióxido de carbono]] na atmosfera tem aumentado significativamente nos últimos séculos por interferência [[Antropogénico|antropogênica,]] principalmente devido ao aumento do uso de [[Combustíveis fósseis|combustíveis de origem fóssil]]. Como o dióxido de carbono pode absorver [[radiação infravermelha]], o aumento de sua concentração na atmosfera tem causado um aumento na temperatura da superfície da Terra, levando ao [[aquecimento global]]. O sistema carbonato marinho é responsável pela absorção de parte do dióxido de carbono antrópico lançado na atmosfera do planeta, atenuando os efeitos do aquecimento global.
+== Sedimentos carbonáticos ==
+Os sedimentos carbonáticos são, geralmente, de origem clástica, química ou bioquímica, sendo primordialmente constituídos por [[calcita]] (CaCO<sub>3</sub>), [[dolomita]] (CaMg(CO<sub>3</sub>)<sub>2</sub>) e [[aragonita]] (CaCO<sub>3</sub>). A principal diferença entre esses minerais está na forma como se cristalizam. A calcita e a dolomita se cristalizam no sistema hexagonal, enquanto que o mineral aragonita se cristaliza no sistema ortorrômbico com hábito bipiramidal. Essas partículas minerais são depositadas naturalmente no assoalho marinho. Os principais sedimentos carbonáticos são de origem bioquímica, sendo conhecidos como sedimentos biogênicos.
+=== Sedimentos biogênicos ===
+Os sedimentos biogênicos são constituídos por [[Carapaça|carapaças]] de animais originalmente formadas pelos minerais calcita e aragonita. Nas condições físico-químicas da [[Água do mar|água do mar,]] a aragonita é mais [[solúvel]] que a calcita<ref name=":0" /> devido à sua estrutura mineralógica, que torna seu cristal menos estável. Os sedimentos biogênicos podem ter origem pelágica (secretados por organismos planctônicos presentes na coluna de água) ou bentônica (secretados por organismos que habitam o substrato marinho).
+== Diferença entre profundidade de compensação e profundidade de saturação dos carbonatos ==
+As '''profundidades de compensação''' e de '''saturação dos carbonatos''', apesar da semelhança na nomenclatura, são inteiramente distintas. A profundidade de saturação dos carbonatos (PSC) indica a profundidade na qual o carbonato de cálcio encontra-se em [[equilíbrio termodinâmico]] na água do mar, ou seja, é a profundidade na qual seu percentual de [[saturação]] na água do mar é igual a 100%. No entanto, o conceito de profundidade de compensação dos carbonatos (PCC) é diferente. A PCC é a profundidade na qual os sedimentos no fundo oceânico possuem teor de carbonato de cálcio muito baixo (igual ou inferior a 5%), ocorrendo em áreas onde a saturação do carbonato de cálcio na água é inferior a 30%<ref name=":0" />. Portanto, a profundidade de saturação dos carbonatos é um parâmetro vinculado à coluna de água e esse termo é bastante empregado na [[oceanografia química]]. Já a profundidade de compensação dos carbonatos é um parâmetro associado ao sedimento, sendo esse termo muito importante em estudos de [[oceanografia geológica]].
+== Aquecimento global e o sistema carbonato ==
+O [[dióxido de carbono]] é um dos principais gases atmosféricos responsáveis pelo [[efeito estufa]].<ref>{{Citar web|url=http://www.mma.gov.br/informma/item/195-efeito-estufa-e-aquecimento-global%20(Pode%20ser%20usada%20esse%20tipo%20de%20refer%C3%AAncia?)|titulo=Efeito Estufa e Aquecimento Global|acessodata=2018-12-05T02:06:30Z|obra=www.mma.gov.br|ultimo=WebSIS|lingua=pt-br}}</ref> Quanto maior a concentração desse gás na atmosfera, maior será a quantidade de radiação infravermelha (isto é, comprimentos de onda mais longos) retida pelo planeta. A principal consequência desse fenômeno é o aumento da temperatura na superfície da Terra, que ocasiona seu aquecimento.
+A principal relação entre o [[aquecimento global]] e o [[sistema carbonato]] está na identificação de uma problemática atual, conhecida como [[acidificação oceânica]]. Esse fenômeno acarreta no processo de diminuição do pH da água no oceano global devido ao consequente aumento da concentração de dióxido de carbono dissolvido na mesma. Esse dióxido de carbono é oriundo da atmosfera, sendo transferido para a coluna de água marinha através da interface oceano-atmosfera. Sendo assim, através do aumento da concentração do dióxido de carbono na água, ocorre um deslocamento de duas reações constituintes do sistema carbonato, aumentando consequentemente a formação de [[íons bicarbonato]] (HCO<sub>3</sub><sup>-</sup>), reduzindo assim a disponibilidade de íons carbonato na água. Os organismos que por consequência acabam sofrendo inicialmente com este processo, são os [[Fitoplâncton|organismos fitoplanctônicos]], os quais podem ter suas carapaças constituídas por carbonato de cálcio diluídas. Além disso, recifes de corais serão afetados, levando a perda de habitat para diversos organismos marinhos.<ref>{{Citar periódico|ultimo=Kleypas|primeiro=Joan|ultimo2=Yates|primeiro2=Kimberly|data=2009-12-01|titulo=Coral Reefs and Ocean Acidification|url=https://tos.org/oceanography/article/coral-reefs-and-ocean-acidification|jornal=Oceanography|volume=22|numero=4|paginas=108–117|doi=10.5670/oceanog.2009.101|issn=1042-8275}}</ref>
 == Ver também ==
+*[[Carbonato de cálcio|Carbonato de cãlcio]]
+*[[Sistema carbonato]]
+*[[Profundidade de saturação dos carbonatos]]
 *[[Acidificação oceânica]]
 *[[Lisoclina]]
 *[[Bomba biológica]]
+{{referências|Millero, F. J. (2006).  Chemical Oceanography.  3rd ed. Boca Raton: CRC/Taylor and Francis.=|Kleypas, J.; Yates, K. (2009). Coral reefs and ocean acidification. Oceanography. 22 (4): 108–117. doi:10.5670/oceanog.2009.101=|Orr, J.C.; Fabry, V.J.; Aumont, O.; Bopp, L.; Doney, S.C.; Feely, R.A.; Gnanadesikan, A.; Gruber, N.; Ishida, A. (2005). Anthropogenic ocean acidification over the twenty-first century and its impact on calcifying organisms. Nature. 437(7059): 681–686. ISSN 1476-4687. doi:10.1038/nature04095=|http://www.mma.gov.br/informma/item/195-efeito-estufa-e-aquecimento-global (Pode ser usada esse tipo de referência?)=|Thurman, Harold., Alan Trujillo. Introductory Oceanography. 2004. p. 151-152=}}
-{{referências}}
+<references />
 [[Categoria:Oceanografia]]