Mar calcítico

Alternancia de mares calcíticos y aragoníticos a los largo del tiempo geológico

Un mar calcítico es uno en el que la calcita baja en magnesio es el principal precipitado inorgánico de carbonato de calcio marino. Un mar aragonítico es la química alternativa del agua de mar en la cual la aragonita y la calcita de alto magnesio son los principales precipitados de carbonato inorgánico. Los océanos Paleozoico Temprano y Mesozoico Medio y Tardío fueron predominantemente mares calcíticos, mientras que el Paleozoico Medio a través del Mesozoico Temprano y el Cenozoico (incluso hoy) se caracterizan por mares aragoníticos (Wilkinson et al., 1985; Wilkinson y Given, 1986; Morse y Mackenzie, 1990; Hardie 1996; Lowenstein et al., 2001; Palmer y Wilson, 2004).

Los efectos geológicos y biológicos más importantes de las condiciones del mar de calcita incluyen la formación rápida y generalizada de precipitados duros de carbonato (Palmer, 1982; Palmer et al., 1988; Wilson y Palmer, 1992), ooides calcíticos (Sandberg, 1983; Wilkinson et al. 1985), cementos de calcita (Wilkinson y Given, 1986) y la disolución contemporánea de las cáscaras de aragonito en mares cálidos poco profundos (Cherns y Wright, 2000; Palmer y Wilson, 2004). Los terrenos duros eran muy comunes, por ejemplo, en los mares de calcita del Ordovícico y el Jurásico, pero prácticamente ausentes de los mares aragonitos del Pérmico (Palmer, 1982).

Los fósiles de organismos invertebrados que se encuentran en los depósitos marinos de calcita suelen estar dominados por conchillas gruesas de calcita y/o esqueletos (Wilkinson, 1979; Stanley y Hardie, 1998, 1999; Porter, 2007), fueron infaunales y/o tenían perióstraco grueso (Pojeta, 1971), o tenían una capa interna de aragonita y una capa exterior de calcita (Harper et al., 1997). Aparentemente, esto se debía a que la aragonita se disolvía rápidamente en el lecho marino y tuvo que ser evitado o protegido como biomineral (Palmer y Wilson, 2004).

Los mares de calcita coincidieron con los tiempos de rápida expansión del lecho marino y las condiciones globales del clima de invernadero (Stanley y Hardie, 1999). Los centros de expansión del lecho marino ciclan el agua de mar a través de las fuentes hidrotermales, reduciendo la proporción de Mg/Ca en el agua de mar a través del metamorfismo de minerales ricos en calcio en basalto a arcillas ricas en magnesio (Wilkinson y Given, 1986; Lowenstein et al., 2001). 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 mayor 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 calcio se precipita (Lowenstein et al., 2001). Además, las altas concentraciones de calcio del agua de mar favorecen el entierro de CaCO₃, eliminando así la alcalinidad del océano, disminuyendo el pH del agua de mar y reduciendo el buffer ácido / base.

Bibliografía

• Cherns, L.; Wright, V.P. (2000). «Missing molluscs as evidence of large-scale, early skeletal aragonite dissolution in a Silurian Sea». Geology 28 (9): 791-794. Bibcode:2000Geo....28..791C. doi:10.1130/0091-7613(2000)28<791:MMAEOL>2.0.CO;2. 
• Hardie , Lawrence A (1996). «Secular variation in seawater chemistry: An explanation for the coupled secular variation in the mineralogies of marine limestones and potash evaporites over the past 600 my». Geology (Geological Society of America) 24 (3): 279-283. doi:10.1130/0091-7613(1996)024<0279:svisca>2.3.co;2. 
• Harper, E.M.; Palmer, T.J.; Alphey, J.R. (1997). «Evolutionary response by bivalves to changing Phanerozoic sea-water chemistry». Geological Magazine 134 (3): 403-407. Bibcode:1997GeoM..134..403H. doi:10.1017/S0016756897007061. 
• Lowenstein, T.K.; Timofeeff, M.N.; Brennan, S.T.; Hardie, L.A.; Demicco, R.V. (2001). «Oscillations in Phanerozoic seawater chemistry: evidence from fluid inclusions». Science 294 (5544): 1086-1088. Bibcode:2001Sci...294.1086L. PMID 11691988. doi:10.1126/science.1064280. 
• Morse, J.W.; Mackenzie, F.T. (1990). «Geochemistry of sedimentary carbonates». Developments in Sedimentology 48: 1-707. doi:10.1016/S0070-4571(08)70330-3. 
• Palmer, T.J.; Wilson, M.A. (2004). «Calcite precipitation and dissolution of biogenic aragonite in shallow Ordovician calcite seas». Lethaia 37 (4): 417–427 [1]. doi:10.1080/00241160410002135. 
• Palmer, T.J. (1982). «Cambrian to Cretaceous changes in hardground communities». Lethaia 15 (4): 309-323. doi:10.1111/j.1502-3931.1982.tb01696.x. 
• Palmer, T.J.; Hudson, J.D.; Wilson, M.A. (1988). «Palaeoecological evidence for early aragonite dissolution in ancient calcite seas». Nature 335 (6193): 809-810. Bibcode:1988Natur.335..809P. doi:10.1038/335809a0. 
• Pojeta, J. Jr. (1988). «Review of Ordovician pelecypods». U.S. Geological Survey Professional Paper 1044: 1-46. 
• Porter, S.M. (2007). «Seawater chemistry and early carbonate biomineralization». Science 316 (5829): 1302-1304. Bibcode:2007Sci...316.1302P. PMID 17540895. doi:10.1126/science.1137284. 
• Sandberg, P.A. (1983). «An oscillating trend in Phanerozoic non-skeletal carbonate mineralogy». Nature 305 (5929): 19-22. Bibcode:1983Natur.305...19S. doi:10.1038/305019a0. 
• Stanley, S.M.; Hardie, L.A. (1998). «Secular oscillations in the carbonate mineralogy of reef-building and sediment-producing organisms driven by tectonically forced shifts in seawater chemistry». Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology 144 (1-2): 3-19. Bibcode:1998PPP...144....3S. doi:10.1016/S0031-0182(98)00109-6. 
• Stanley, S.M.; Hardie, L.A. (1999). «Hypercalcification; paleontology links plate tectonics and geochemistry to sedimentology». GSA Today 9: 1-7. 
• Wilkinson, B.H. (1979). «Biomineralization, paleooceanography, and the evolution of calcareous marine organisms». Geology 7 (11): 524-527. Bibcode:1979Geo.....7..524W. doi:10.1130/0091-7613(1979)7<524:BPATEO>2.0.CO;2. 
• Wilkinson, B.H.; Given, K.R. (1986). «Secular variation in abiotic marine carbonates: constraints on Phanerozoic atmospheric carbon dioxide contents and oceanic Mg/Ca ratios». Journal of Geology 94 (3): 321-333. Bibcode:1986JG.....94..321W. doi:10.1086/629032. 
• Wilkinson, B.H.; Owen, R.M.; Carroll, A.R. (1985). «Submarine hydrothermal weathering, global eustacy, and carbonate polymorphism in Phanerozoic marine oolites». Journal of Sedimentary Petrology 55: 171-183. 
• Wilson, M.A.; Palmer, T.J. (1992). «Hardgrounds and hardground faunas». University of Wales, Aberystwyth, Institute of Earth Studies Publications 9: 1-131. 

• Datos: Q5018792