पृथ्वी के कार्बन चक्र में कैल्साइट और आरागाइट

आप कार्बन के एक तत्व के रूप में सोच सकते हैं कि पृथ्वी पर मुख्य रूप से जीवित चीजों (जो कार्बनिक पदार्थों में) या कार्बन डाइऑक्साइड के रूप में वातावरण में पाया जाता है। वे दोनों भू-रासायनिक जलाशय निश्चित रूप से महत्वपूर्ण हैं, लेकिन अधिकांश कार्बन में बंद है कार्बोनेट खनिज. ये कैल्शियम कार्बोनेट के नेतृत्व में होते हैं, जो कैल्साइट और आर्गनाईट नामक दो खनिज रूपों को ग्रहण करता है।

आरागॉन और केल्साइट का एक ही रासायनिक सूत्र है, CaCO₃, लेकिन उनके परमाणुओं को अलग-अलग कॉन्फ़िगरेशन में ढेर किया जाता है। जो हैं, वे हैं पॅलिमरफ्स. (एक अन्य उदाहरण कीनाइट, थैलुसाइट और सिलिमेनाइट की तिकड़ी है।) आरागॉनाइट के पास ऑर्थोरोम्बिक संरचना है और एक त्रिकोणीय संरचना है। कार्बोनेट खनिजों की हमारी गैलरी में रॉकहाउंड के दृष्टिकोण से दोनों खनिजों की मूल बातें शामिल हैं: उन्हें कैसे पहचाना जाए, जहां वे पाए जाते हैं, उनकी कुछ ख़ासियतें।

कैलगाइट सामान्य रूप से अर्गोनाइट की तुलना में अधिक स्थिर है, हालांकि तापमान और दबाव बदलने से दो खनिजों में से एक दूसरे में परिवर्तित हो सकता है। सतह की स्थितियों में, अर्गोनॉइट अनायास भूगर्भिक समय पर कैल्साइट में बदल जाता है, लेकिन उच्च दबाव वाले अर्गोनाइट में, दो की सघनता, पसंदीदा संरचना है। उच्च तापमान कैल्साइट के पक्ष में काम करता है। सतह के दबाव में, एरेगोनाइट लंबे समय तक 400 ° C से ऊपर तापमान को सहन नहीं कर सकता है।

उच्च दबाव, कम तापमान वाली चट्टानें blueschist मेटामॉर्फिक फेशियल में अक्सर केल्साइट के बजाय एर्गोनाइट की नसें होती हैं। केल्साइट को वापस मोड़ने की प्रक्रिया काफी धीमी है, जो कि एक समान रूप से आर्गैनाइट मेटास्टेबल अवस्था में बनी रह सकती है हीरा.

कभी-कभी एक खनिज का एक क्रिस्टल अपने मूल आकार को एक के रूप में संरक्षित करते हुए दूसरे खनिज में परिवर्तित हो जाता है स्यूडोमोर्फ़: यह एक विशिष्ट कैल्साइट नाइट या आर्गोनाइट सुई की तरह लग सकता है, लेकिन पेट्रोग्राफी माइक्रोस्कोप इसके आकार को दर्शाता है। असली स्वभाव। कई भूवैज्ञानिकों, अधिकांश उद्देश्यों के लिए, सही बहुरूपता को जानने की जरूरत नहीं है और केवल "कार्बोनेट" के बारे में बात करें। अधिकांश समय, चट्टानों में कार्बोनेट केल्साइट है।

कैल्शियम कार्बोनेट रसायन अधिक जटिल होता है जब यह समझ में आता है कि कौन सा पॉलिमर समाधान से बाहर हो जाएगा। यह प्रक्रिया प्रकृति में आम है, क्योंकि न तो खनिज अत्यधिक घुलनशील है, और भंग कार्बन डाइऑक्साइड (सीओ) की उपस्थिति है₂) पानी में उन्हें वेग से धकेलता है। पानी में, सीओ₂ बाइकार्बोनेट आयन, HCO के साथ संतुलन में मौजूद है₃⁺, और कार्बोनिक एसिड, एच₂सीओ₃, जिनमें से सभी अत्यधिक घुलनशील हैं। सीओ के स्तर को बदलना₂ इन अन्य यौगिकों के स्तर को प्रभावित करता है, लेकिन CaCO₃ इस रासायनिक श्रृंखला के बीच में बहुत ज्यादा कोई विकल्प नहीं है, लेकिन एक खनिज के रूप में अवक्षेपण करने के लिए जो जल्दी से भंग नहीं कर सकता है और पानी में वापस आ सकता है। यह वन-वे प्रक्रिया भूगर्भीय कार्बन चक्र का एक प्रमुख चालक है।

जो कैल्शियम आयनों (Ca) की व्यवस्था करते हैं²⁺) और कार्बोनेट आयन (CO)₃^2–) का चयन करेंगे क्योंकि वे CaCO में शामिल होंगे₃ पानी में स्थितियों पर निर्भर करता है। स्वच्छ ताजे पानी में (और प्रयोगशाला में), कैल्साइट प्रीडोमिनेट्स, विशेष रूप से ठंडे पानी में। कैवेस्टोन संरचनाएं आमतौर पर कैल्साइट होती हैं। कई अंगों और अन्य तलछटी चट्टानों में खनिज सीमेंट आम तौर पर केल्साइट होते हैं।

भूवैज्ञानिक रिकॉर्ड में महासागर सबसे महत्वपूर्ण निवास स्थान है, और कैल्शियम कार्बोनेट खनिज खनिज समुद्री जीवन और समुद्री भू-रसायन का एक महत्वपूर्ण हिस्सा है। कैल्शियम कार्बोनेट घोल के छोटे गोल कणों पर खनिज परतों को बनाने और सीफ्लोर मिट्टी के सीमेंट को बनाने के लिए सीधे घोल से निकलता है। कौन सा खनिज क्रिस्टलीकृत, केल्साइट या अर्गोनाइट, पानी के रसायन पर निर्भर करता है।

समुद्री जल से भरा हुआ है आयनों कैल्शियम और कार्बोनेट के साथ प्रतिस्पर्धा। मैग्नीशियम (Mg)²⁺) कैल्साइट की संरचना से जुड़ जाता है, केल्साइट के विकास को धीमा कर देता है और खुद को कैल्साइट की आणविक संरचना में मजबूर कर देता है, लेकिन यह अर्गोनाइट के साथ हस्तक्षेप नहीं करता है। सल्फेट आयन (SO)₄^–) केल्साइट विकास को भी दबाता है। गर्म पानी और केल्साइट कैन की तुलना में तेजी से बढ़ने के लिए प्रोत्साहित करके घुलित कार्बोनेट पक्ष की एक बड़ी आपूर्ति।

ये चीजें जीवित चीजों के लिए मायने रखती हैं जो कैल्शियम कार्बोनेट से बाहर उनके गोले और संरचना का निर्माण करती हैं। शंख, सहित द्विकपाटी और ब्राचिओपोड्स, परिचित उदाहरण हैं। उनके गोले शुद्ध खनिज नहीं हैं, लेकिन प्रोटीन के साथ मिलकर सूक्ष्म कार्बोनेट क्रिस्टल के जटिल मिश्रण हैं। प्लैंकटन के रूप में वर्गीकृत एक-कोशिका वाले जानवरों और पौधों को अपने गोले, या परीक्षण, उसी तरह बनाते हैं। एक अन्य महत्वपूर्ण कारक यह प्रतीत होता है कि शैवाल कार्बोनेट बनाने से लाभान्वित होते हैं, स्वयं को सीओ की आपूर्ति सुनिश्चित करते हैं₂ प्रकाश संश्लेषण के साथ मदद करने के लिए।

ये सभी जीव अपने पसंद के खनिज के निर्माण के लिए एंजाइम का उपयोग करते हैं। आरागॉन में सुई की तरह के क्रिस्टल बनते हैं जबकि कैल्साइट ब्लॉकसी बनाते हैं, लेकिन कई प्रजातियां या तो इसका उपयोग कर सकती हैं। कई मोलस्क के गोले अंदर की तरफ और बाहर की तरफ कैलीसाइट का इस्तेमाल करते हैं। जो कुछ भी वे ऊर्जा का उपयोग करते हैं, और जब महासागर की स्थिति एक कार्बोनेट या दूसरे का पक्ष लेती है, शेल-निर्माण प्रक्रिया शुद्ध रसायन विज्ञान के आदेशों के खिलाफ काम करने के लिए अतिरिक्त ऊर्जा लेती है।

इसका मतलब यह है कि एक झील या महासागर के रसायन विज्ञान को बदलने से कुछ प्रजातियों और दूसरों को लाभ होता है। भूगर्भिक समय के साथ महासागर "अर्गोनॉइट सीज़न्स" और "कैलीसाइट सीज़" के बीच स्थानांतरित हो गया है। आज हम ए मैग्नीशियम में उच्च है कि aragonite समुद्र - यह aragonite प्लस केल्साइट की वर्षा के पक्ष में है जो उच्च है मैग्नीशियम। मैग्नीशियम में कम एक कैल्साइट सागर, कम मैग्नीशियम कैल्साइट का पक्षधर है।

यह रहस्य ताजा सीफ्लोर बेसाल्ट है, जिसके खनिज समुद्री जल में मैग्नीशियम के साथ प्रतिक्रिया करते हैं और इसे परिसंचरण से बाहर निकालते हैं। जब प्लेट टेक्टोनिक गतिविधि जोरदार होती है, तो हमें कैल्साइट सागर मिलते हैं। जब यह धीमा और फैला हुआ क्षेत्र छोटा होता है, तो हमें अर्गोनिट सीज़ मिलते हैं। वहाँ निश्चित रूप से इससे अधिक है। महत्वपूर्ण बात यह है कि दो अलग-अलग शासन मौजूद हैं, और उनके बीच की सीमा मोटे तौर पर है जब समुद्री जल में मैग्नीशियम कैल्शियम की तुलना में दोगुना होता है।

लगभग 40 मिलियन साल पहले (40 Ma) के बाद से पृथ्वी के पास एक समुद्री समुद्र है। सबसे हालिया अर्गोनिट समुद्र की अवधि स्वर्गीय मिसिसिपियन और शुरुआती जुरासिक समय (लगभग 330 से 180) के बीच थी मा), और अगले समय में वापस जाने वाला 550 Ma से पहले नवीनतम Precambrian था। इन अवधियों के बीच, पृथ्वी में कैल्साइट था समुद्र। अधिक आर्गेनाइट और केल्साइट अवधियों को समय से पहले वापस मैप किया जा रहा है।

यह माना जाता है कि भूगर्भिक समय के साथ, इन बड़े पैमाने के पैटर्न ने निर्मित जीवों के मिश्रण में अंतर किया है भित्तियों समुद्र में। कार्बोनेट खनिज के बारे में हम जो बातें सीखते हैं और महासागर रसायन विज्ञान के लिए उसकी प्रतिक्रिया भी महत्वपूर्ण है यह जानने के लिए कि हम यह पता लगाने की कोशिश करते हैं कि समुद्र वायुमंडल में मानव-जनित परिवर्तनों का जवाब कैसे देगा और जलवायु।