Verwering van de zeebodem, het proces waarbij mineralen in de zeebodem reageren met zeewater, is een cruciale motor van de langzame koolstofcyclus. Hier is een overzicht van hoe verwering van de zeebodem bijdraagt ​​aan de langetermijncycli van koolstof op aarde:

1. Ontbinding van mineralen:Zeewater bevat verschillende opgeloste ionen, zoals waterstofionen (H+) en bicarbonaationen (HCO3-). Wanneer deze ionen in contact komen met bepaalde mineralen op de zeebodem, zoals calciumcarbonaat (CaCO3) en magnesiumsilicaat (MgSiO3), ondergaan ze chemische reacties. Deze reacties leiden tot het oplossen van de mineralen, waarbij ionen zoals calcium (Ca2+), magnesium (Mg2+) en bicarbonaationen vrijkomen in het zeewater.

2. Koolzuurvorming:Het opgeloste kooldioxide (CO2) in zeewater reageert met watermoleculen om koolzuur (H2CO3) te vormen. Koolzuur valt verder uiteen in waterstofionen en bicarbonaationen. Dit proces draagt ​​bij aan de algehele zuurgraad van zeewater en speelt een cruciale rol bij het oplossen van mineralen.

3. Vorming van carbonaatmineralen:In bepaalde oceanische gebieden, zoals ondiepe tropische wateren, kan de concentratie van carbonaationen (CO32-) in zeewater hoog zijn vanwege de hoge productiviteit van mariene organismen en de uitstoot van CO2 uit vulkanische bronnen. Wanneer de concentratie carbonaationen de oplosbaarheidslimiet overschrijdt, kunnen carbonaatmineralen zoals calciet (CaCO3) en dolomiet (CaMg(CO3)2) uit het zeewater neerslaan en zich op de zeebodem ophopen.

4. Subductie en metamorfisme:Na verloop van tijd kunnen tektonische plaatbewegingen ervoor zorgen dat sedimenten op de zeebodem en de oceanische korst, die de neergeslagen carbonaatmineralen bevatten, onder het aardoppervlak worden gesubduceerd. Terwijl deze sedimenten en aardkorstmaterialen in de aardmantel afdalen, worden ze blootgesteld aan hoge temperaturen en druk. Dit leidt tot het metamorfisme van de carbonaatmineralen, waardoor ze worden omgezet in metamorfe gesteenten zoals marmer.

5. Ontgassen en vrijkomen van CO2:Tijdens subductie laten de metamorfe reacties die plaatsvinden in de zinkende platen koolstofdioxide (CO2) vrij. Dit CO2-gas kan door vulkaanuitbarstingen terug naar het aardoppervlak stijgen. Bovendien, wanneer subductiezones zich onder continentale platen bevinden, kan het vrijgekomen CO2 verder worden getransporteerd en in de atmosfeer terechtkomen via vulkanische activiteit of hydrothermale ventilatieopeningen.

De koolstof die vrijkomt door verwering en subductie van de zeebodem voltooit de langzame koolstofcyclus. Het duurt miljoenen jaren voordat koolstof is vastgelegd in de sedimenten op de zeebodem en via vulkanische ontgassing weer in de atmosfeer terechtkomt. Dit proces helpt bij het reguleren van de langetermijnbalans van koolstof op aarde en draagt ​​bij aan de stabiliteit van het klimaat op aarde op geologische tijdschalen.