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La alternancia de mares de calcita y aragonito a lo largo del tiempo geológico .

Un mar de calcita es aquel en el que la calcita baja en magnesio es el principal precipitado inorgánico de carbonato de calcio marino . Un mar de aragonito es la química alternativa del agua de mar en la que el aragonito y la calcita con alto contenido de magnesio son los principales precipitados de carbonato inorgánico. Los océanos del Paleozoico Temprano y del Mesozoico Medio a Tardío eran predominantemente mares de calcita, mientras que desde el Paleozoico Medio hasta el Mesozoico Temprano y el Cenozoico (incluido el actual) se caracterizan por mares de aragonito [1] [2] [3] [4] [5] [6] ).

Tierra dura jurásica con incrustaciones de ostras y perforaciones.

Los efectos geológicos y biológicos más importantes de las condiciones del mar de calcita incluyen la formación rápida y generalizada de suelos duros de carbonato , [7] [8] [9] ooides calcíticos , [10] [1] cementos de calcita, [2] y la disolución contemporánea de aragonito conchas en mares cálidos poco profundos. [11] [6] Los terrenos duros eran muy comunes, por ejemplo, en los mares de calcita del Ordovícico y Jurásico , pero prácticamente ausentes de los mares de aragonito del Pérmico . [7]

Los fósiles de organismos invertebrados que se encuentran en los depósitos marinos de calcita suelen estar dominados por conchas y esqueletos gruesos de calcita, [12] [13] [14] [15] eran infaunales y / o tenían periostraca gruesa, [16] o tenían una capa interna de aragonito y una capa exterior de calcita. [17] Aparentemente, esto se debió a que la aragonita se disolvió rápidamente en el lecho marino y tuvo que evitarse o protegerse como biomineral. [6]

Los mares de calcita coincidieron con épocas de rápida expansión del lecho marino y condiciones climáticas globales de efecto invernadero. [14] Los centros de dispersión del fondo marino ciclan el agua de mar a través de respiraderos hidrotermales , reduciendo la proporción de magnesio a calcio en el agua de mar a través del metamorfismo de minerales ricos en calcio en arcillas de basalto a magnesio. [2] [5] Esta reducción en la relación Mg / Ca favorece la precipitación de calcita sobre aragonito. El aumento de la expansión del lecho marino también significa un aumento del vulcanismo y niveles elevados de dióxido de carbono en la atmósfera y los océanos. Esto también puede tener un efecto sobre qué polimorfo de carbonato de calciose precipita. [5] Además, las altas concentraciones de calcio en el agua de mar favorecen el entierro de CaCO 3 , eliminando así la alcalinidad del océano, bajando el pH del agua de mar y reduciendo su amortiguación ácido / base. [18]

  • Tabla que muestra las condiciones de los mares de calcita y aragonito.

  • Mecanismo tectónico para cambiar las relaciones Mg / Ca en agua de mar.

  • El Ordovícico EM cistoide Echinosphaerites llenos de cementos de calcita tempranas.

  • Dibujos animados que demuestra el crecimiento de los cementos de calcita internos y cementos de calcita externos asociados con el Ordovícico EM cistoide Echinosphaerites .

  • Un molde externo bivalvo del Ordovícico incrustado que muestra la disolución contemporánea de la cáscara de aragonito original y la cementación calcítica del molde.

  • Un molde interno de nautiloide ordovícico incrustado que muestra la disolución contemporánea de la cáscara de aragonito original y la cementación calcítica.

  • La aburrida Palaeosabella en un caparazón bivalvo del Ordovícico . Las perforaciones penetraron una capa interna de caparazón aragonítico que se disolvió.

  • Perforaciones de Petroxestes en un suelo duro del Ordovícico superior , en el sur de Ohio.

Referencias [ editar ]

  1. ^ a b Wilkinson, BH; Owen, RM; Carroll, AR (1985). "Meteorización hidrotermal submarina, eustacia global y polimorfismo de carbonato en oolitas marinas fanerozoicas". Revista de petrología sedimentaria . 55 : 171-183. doi : 10.1306 / 212f8657-2b24-11d7-8648000102c1865d .
  2. ^ a b c Wilkinson, BH; Dado, KR (1986). "Variación secular en carbonatos marinos abióticos: limitaciones en los contenidos de dióxido de carbono atmosférico fanerozoico y las relaciones oceánicas Mg / Ca". Revista de geología . 94 (3): 321–333. Código Bibliográfico : 1986JG ..... 94..321W . doi : 10.1086 / 629032 .
  3. ^ Morse, JW; Mackenzie, FT (1990). "Geoquímica de carbonatos sedimentarios". Desarrollos en sedimentología . 48 : 1–707. doi : 10.1016 / S0070-4571 (08) 70330-3 .
  4. ^ Hardie , Lawrence A (1996). "Variación secular en la química del agua de mar: una explicación de la variación secular acoplada en las mineralogías de calizas marinas y evaporitas de potasio durante los últimos 600 my". Geología . Sociedad Geológica de América. 24 (3): 279–283. Bibcode : 1996Geo .... 24..279H . doi : 10.1130 / 0091-7613 (1996) 024 <0279: svisca> 2.3.co; 2 .
  5. ^ a b c Lowenstein, TK; Timofeeff, MN; Brennan, ST; Hardie, LA; Demicco, RV (2001). "Oscilaciones en la química del agua de mar fanerozoica: evidencia de inclusiones fluidas". Ciencia . 294 (5544): 1086–1088. Código Bibliográfico : 2001Sci ... 294.1086L . doi : 10.1126 / science.1064280 . PMID 11691988 . 
  6. ^ a b c Palmer, TJ; Wilson, MA (2004). "Precipitación de calcita y disolución de aragonito biogénico en mares poco profundos de calcita del Ordovícico". Lethaia . 37 (4): 417–427 [1] . doi : 10.1080 / 00241160410002135 .
  7. ↑ a b Palmer, TJ (1982). "Cambios del Cámbrico al Cretácico en comunidades de suelo duro". Lethaia . 15 (4): 309–323. doi : 10.1111 / j.1502-3931.1982.tb01696.x .
  8. ^ Palmer, TJ; Hudson, JD; Wilson, MA (1988). "Evidencia paleoecológica de la disolución temprana de aragonito en antiguos mares de calcita". Naturaleza . 335 (6193): 809–810. Código bibliográfico : 1988Natur.335..809P . doi : 10.1038 / 335809a0 .
  9. ^ Wilson, MA; Palmer, TJ (1992). "Terrenos duros y faunas de terrenos duros". Publicaciones del Instituto de Estudios de la Tierra de la Universidad de Gales, Aberystwyth . 9 : 1-131.
  10. ^ Sandberg, PA (1983). "Una tendencia oscilante en la mineralogía de carbonato no esquelético fanerozoico". Naturaleza . 305 (5929): 19-22. Código Bibliográfico : 1983Natur.305 ... 19S . doi : 10.1038 / 305019a0 .
  11. ^ Cherns, L .; Wright, vicepresidente (2000). "Moluscos faltantes como evidencia de disolución de aragonito esquelético temprano a gran escala en un Mar Silúrico". Geología . 28 (9): 791–794. Código bibliográfico : 2000Geo .... 28..791C . doi : 10.1130 / 0091-7613 (2000) 28 <791: MMAEOL> 2.0.CO; 2 .
  12. ^ Wilkinson, BH (1979). "Biomineralización, paleooceanografía y evolución de organismos marinos calcáreos". Geología . 7 (11): 524–527. Bibcode : 1979Geo ..... 7..524W . doi : 10.1130 / 0091-7613 (1979) 7 <524: BPATEO> 2.0.CO; 2 .
  13. ^ Stanley, SM; Hardie, LA (1998). "Oscilaciones seculares en la mineralogía de carbonatos de los organismos de formación de arrecifes y productores de sedimentos impulsados ​​por cambios tectónicamente forzados en la química del agua de mar". Paleogeografía, Paleoclimatología, Paleoecología . 144 (1–2): 3–19. Código Bibliográfico : 1998PPP ... 144 .... 3S . doi : 10.1016 / S0031-0182 (98) 00109-6 .
  14. ^ a b Stanley, SM; Hardie, LA (1999). "Hipercalcificación; la paleontología vincula la tectónica de placas y la geoquímica con la sedimentología". GSA hoy . 9 : 1–7.
  15. ^ Porter, SM (2007). "Química del agua de mar y biomineralización temprana de carbonatos". Ciencia . 316 (5829): 1302–1304. Código Bibliográfico : 2007Sci ... 316.1302P . doi : 10.1126 / science.1137284 . PMID 17540895 . 
  16. ^ Pojeta, J. Jr. (1988). "Revisión de pelecípodos del Ordovícico". Documento profesional del Servicio Geológico de EE. UU . 1044 : 1–46.
  17. ^ Harper, EM; Palmer, TJ; Alphey, JR (1997). "Respuesta evolutiva de los bivalvos al cambio de la química del agua de mar fanerozoica". Revista geológica . 134 (3): 403–407. Código Bibliográfico : 1997GeoM..134..403H . doi : 10.1017 / S0016756897007061 .
  18. ^ Hain, Mathis P .; Sigman, Daniel M .; Higgins, John A .; Haug, Gerald H. (2015). "Los efectos de los cambios seculares de concentración de calcio y magnesio en la termodinámica de la química ácido / base del agua de mar: implicaciones para la química del carbono del océano del Eoceno y el Cretácico y la amortiguación" (PDF) . Ciclos biogeoquímicos globales . 29 (5): 517–533. Código bibliográfico : 2015GBioC..29..517H . doi : 10.1002 / 2014GB004986 . ISSN 0886-6236 .