方解石の海

方解石海とは、マグネシウム含有量の少ない方解石が主要な無機炭酸カルシウム沈殿物である海のことである。アラゴナイト海とは、アラゴナイトとマグネシウム含有量の多い方解石が主要な無機炭酸塩沈殿物である、別の海水化学のことである。古生代初期および中生代中期から後期にかけての海洋は主に方解石海であったが、古生代中期から中生代初期、そして新生代（現在を含む）はアラゴナイト海が特徴である。^{[ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ]}

方解石海環境の最も重要な地質学的および生物学的影響には、炭酸塩ハードグラウンドの急速かつ広範囲な形成^{[ 7 ] [ 8 ] [ 9 ]}、方解石オオイド^{[ 1 ] [ 10 ]} 、方解石セメント^{[ 2 ]}、および浅く温暖な海でのアラゴナイト殻の同時溶解^{[ 6 ] [ 11 ]}が含まれる。ハードグラウンドは、例えばオルドビス紀とジュラ紀の方解石海では非常に一般的であったが、ペルム紀のアラゴナイト海ではほとんど見られなかった^{[ 7 ]}。

方解石の海底堆積物で発見される無脊椎動物の化石は、通常、厚い方解石の殻と骨格が優勢であるか、 ^{[ 12 ] [ 13 ] [ 14 ] [ 15 ]}底生性で厚い殻皮を持っていたか、^{[ 16 ]}またはアラゴナイトの内殻と方解石の外殻を持っていたかのいずれかである。^{[ 17 ]}これは明らかに、アラゴナイトが海底で急速に溶解するため、生体鉱物として避けるか保護する必要があったためである。^{[ 6 ]}

方解石の海は、急速な海底拡大と地球温暖化気候条件の時期と一致していました。 ^{[ 14 ]}海底拡大中心では、熱水噴出孔を通して海水が循環し、玄武岩中のカルシウムに富む鉱物がマグネシウムに富む粘土に変成することで、海水中のマグネシウムとカルシウムの比率が低下します。[ 2 ^{] [ 5 ]このMg} /Ca比の低下は、アラゴナイトよりも方解石の沈殿を促進します。海底拡大の増加は、火山活動の増加と大気および海洋中の二酸化炭素濃度の増加も意味します。これは、炭酸カルシウムのどの多形が沈殿するかにも影響を与える可能性があります。 ^{[ 5 ]}_{さらに、海水中のカルシウム濃度が高いとCaCO3}の埋没が促進され、それによって海洋からアルカリ性が除去され、海水のpHが低下し、酸塩基緩衝作用が低下します。^{[ 18 ]}

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  方解石海とアラゴナイト海の条件を示す表
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  海水中のMg/Ca比を変化させる地殻変動メカニズム
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  方解石質卵状粒子と粗粒方解石セメントを含む粒状石灰岩。カーメル層、中期ジュラ紀、ユタ州南部
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  オルドビス紀の二枚貝の外型に付着物が付着しており、元のアラゴナイト殻が同時期に溶解し、型が方解石で固められている様子がわかる。
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  被覆されたオルドビス紀のオウムガイの内部鋳型。元のアラゴナイト殻と方解石セメントが同時期に溶解した様子を示す。
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  オルドビス紀の二枚貝の殻に見られる穿孔性のパレオサベラ。穿孔は殻の内側のアラゴナイト層を貫通しており、その層は溶解していった。
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  オハイオ州南部、上部オルドビス紀の硬質地層におけるペトロクセス属の穿孔痕