Ciclo carbonato-silicato
El ciclo geoquímico de carbonato-silicato , también conocido como ciclo del carbono inorgánico , describe la transformación a largo plazo de rocas de silicato en rocas de carbonato por meteorización y sedimentación , y la transformación de rocas de carbonato en rocas de silicato por metamorfismo y vulcanismo . [1] [2] [3] El dióxido de carbono se elimina de la atmósfera durante el entierro de minerales erosionados y se devuelve a la atmósfera a través del vulcanismo .. En escalas de tiempo de millones de años, el ciclo de carbonato-silicato es un factor clave en el control del clima de la Tierra porque regula los niveles de dióxido de carbono y, por lo tanto, la temperatura global. [3]
Sin embargo, la tasa de meteorización es sensible a los factores que modulan la cantidad de tierra expuesta. Estos factores incluyen el nivel del mar , la topografía , la litología y los cambios en la vegetación . [4] Además, estos cambios geomórficos y químicos han trabajado en conjunto con el forzamiento solar, ya sea debido a cambios orbitales o evolución estelar, para determinar la temperatura global de la superficie. Además, el ciclo de carbonato-silicato se ha considerado una posible solución a la paradoja del débil Sol joven . [2] [3]
El ciclo de carbonato-silicato es el principal control de los niveles de dióxido de carbono en escalas de tiempo prolongadas. [3] Puede verse como una rama del ciclo del carbono , que también incluye el ciclo del carbono orgánico , en el que los procesos biológicos convierten el dióxido de carbono y el agua en materia orgánica y oxígeno a través de la fotosíntesis . [5]
El ciclo inorgánico comienza con la producción de ácido carbónico (H 2 CO 3 ) a partir del agua de lluvia y el dióxido de carbono gaseoso. [6] El ácido carbónico es un ácido débil , pero en escalas de tiempo prolongadas, puede disolver rocas de silicato (así como rocas de carbonato). La mayor parte de la corteza terrestre (y el manto) está compuesta de silicatos. [7] Como resultado, estas sustancias se descomponen en iones disueltos. Por ejemplo, el silicato de calcio CaSiO 3 , o wollastonita , reacciona con dióxido de carbono y agua para producir un ion de calcio, Ca 2 + , un ion de bicarbonato, HCO 3 −y sílice disuelta. Esta estructura de reacción es representativa de la meteorización general de silicato de minerales de silicato de calcio. [8] La vía química es la siguiente:
La escorrentía de los ríos lleva estos productos al océano, donde los organismos calcificadores marinos usan Ca 2+ y HCO 3 − para construir sus caparazones y esqueletos, un proceso llamado precipitación de carbonato :
Se requieren dos moléculas de CO 2 para la meteorización de rocas de silicato; la calcificación marina libera una molécula a la atmósfera. El carbonato de calcio (CaCO 3 ) contenido en conchas y esqueletos se hunde después de que el organismo marino muere y se deposita en el fondo del océano.
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