biogene sedimenten komen uit de resten van levende organismen die zich als sediment vestigen wanneer de organismen afsterven. Het zijn de” harde delen “van de organismen die bijdragen aan de sedimenten; dingen zoals schelpen, tanden of skeletelementen, omdat deze delen meestal gemineraliseerd zijn en beter bestand zijn tegen ontbinding dan de vlezige” zachte delen ” die snel verslechteren na de dood.
macroscopische sedimenten bevatten grote resten, zoals skeletten, tanden of schelpen van grotere organismen., Dit soort sediment is vrij zeldzaam over het grootste deel van de oceaan, omdat grote organismen niet in genoeg geconcentreerde overvloed sterven om deze resten te laten accumuleren. Een uitzondering is er rond koraalriffen; hier is er een grote overvloed aan organismen die hun resten achterlaten, in het bijzonder de fragmenten van de steenachtige skeletten van koralen die een groot percentage tropisch zand vormen.
microscopisch sediment bestaat uit de harde delen van microscopische organismen, met name hun schelpen, of tests., Hoewel zeer klein, deze organismen zijn zeer overvloedig en als ze sterven door de miljarden per dag hun tests zinken naar de bodem om biogene sedimenten te creëren. Sedimenten samengesteld uit microscopische tests zijn veel overvloediger dan sedimenten van macroscopische deeltjes, en door hun kleine omvang creëren ze fijnkorrelige, papperige sedimentlagen. Als de sedimentlaag uit ten minste 30% microscopisch biogeen materiaal bestaat, wordt het geclassificeerd als biogeen slijm. De rest van het sediment bestaat vaak uit klei.,
de primaire bronnen van microscopische biogene sedimenten zijn eencellige algen en protozoën (eencellige amoebeachtige wezens) die tests van calciumcarbonaat (CaCO3) of silica (SiO2) afscheiden. Kiezelzuurtesten komen uit twee hoofdgroepen, de diatomeeën (algen) en de radiolarianen (protozoën) (figuur 12.3.1).
diatomeeën zijn belangrijke leden van het fytoplankton, de kleine, drijvende algen fotosynthesizers. Een diatomee bestaat uit een enkele algencel omgeven door een uitgebreide silica-schaal die het voor zichzelf afscheidt., Kiezelwieren komen in een reeks van vormen, van langwerpige, pennate vormen, ronde, of centric vormen die vaak twee helften, zoals een petrischaal (figuur 12.3.1 links). In gebieden waar diatomeeën overvloedig aanwezig zijn, is het onderliggende sediment rijk aan kiezeldiatomeeëntesten en wordt diatomeeënaarde genoemd (zie kader hieronder).
wat hebben diatomeeën voor nut?
diatomeeën zijn een essentieel onderdeel van het mondiale ecosysteem voor hun rol in de primaire oceanische productie en de creatie van veel van de zuurstof die organismen inademen. Maar kiezelwieren zijn ook belangrijk voor veel industriële en agrarische toepassingen., Vanwege de zeer fijne korrelgrootte, en de roosterachtige structuur van de diatomeeëntesten, is diatomeeënaarde gebruikt als filtermiddel in dingen als zwembadfilters en bierbrouwen. De microscopische tests zijn toegevoegd als schuurmiddel voor tandpasta, gezichtsreinigers en huishoudelijke reinigingsmiddelen. Alfred Nobel gebruikte diatomeeënaarde om nitroglycerine te stabiliseren bij de productie van dynamiet. Diatomeeënaarde vertoont ook insecticide eigenschappen door het stimuleren van uitdroging bij insecten., Het wordt voor dit doel op de markt gebracht in de landbouw, maar ook voor huishoudelijk gebruik om mieren, kakkerlakken en bedwantsen te bestrijden. “Food grade” diatomeeënaarde is ook op de markt gekomen, met voorstanders die een reeks gezondheidsvoordelen promoten die voortvloeien uit de consumptie ervan. Dat is een behoorlijk indrukwekkende waaier van toepassingen van een microscopische algen!
Radiolarians zijn planktonische protozoën (waardoor ze deel uitmaken van het zoöplankton), die net als diatomeeën een kiezelzuurtest afscheiden., De test omringt de cel en kan een reeks kleine openingen bevatten waardoor de radiolariaan een amoebe-achtige “arm” of pseudopod kan uitbreiden (figuur 12.3.1 rechts). Radiolaire tests vertonen vaak een aantal stralen die uit hun schelpen steken en die helpen bij het drijfvermogen. Slijm die gedomineerd worden door diatomeeën of radiolaire testen worden kiezelhoudende slijmdeeltjes genoemd.
net als de kiezelhoudende sedimenten worden calciumcarbonaat of kalkhoudende sedimenten ook geproduceerd door de tests van microscopische algen en protozoën; in dit geval de coccolithoforen en foraminiferanen., Coccolithoforen zijn eencellige planktonische algen ongeveer 100 keer kleiner dan kiezelwieren. Hun tests bestaan uit een aantal in elkaar grijpende CaCO3-platen (coccolieten) die een bol om de cel vormen (figuur 12.3.2 links). Wanneer coccolithoforen sterven zinken de afzonderlijke platen naar buiten en vormen ze een slijm. Na verloop van tijd lithifieert het coccolithofoorslijm tot krijt. De beroemde witte kliffen van Dover in Engeland zijn samengesteld uit coccolithofoor-rijk slijm dat veranderde in kalkafzettingen (figuur 12.3.2 rechts).,
Foraminiferanen (ook wel “forams” genoemd) zijn protozoenen waarvan de tests vaak in een kamer zitten, vergelijkbaar met de schelpen van slakken. Naarmate het organisme groeit, scheidt het nieuwe, grotere kamers af om te verblijven. De meeste foraminiferanen zijn bentisch, leven op of in het sediment, maar er zijn enkele planktonische soorten die hoger in de waterkolom leven. Wanneer coccolithoforen en foraminiferanen sterven, vormen ze kalkhoudende sijpelen.,
oudere kalkhoudende sedimentlagen bevatten de resten van een ander type organisme, de discoasters; eencellige algen gerelateerd aan de coccolithoforen die ook calciumcarbonaattesten produceerden. Discoaster-tests waren stervormig en bereikten een doorsnede van 5-40 µm (figuur 13.3.4). Discoasters stierven ongeveer 2 miljoen jaar geleden uit, maar hun tests blijven in diepe, tropische sedimenten die voor hun uitsterven.
vanwege hun geringe omvang zinken deze tests zeer langzaam; een enkele microscopische test kan ongeveer 10-50 jaar duren om naar de bodem te zinken! Gezien deze langzame afdaling kan een stroom van slechts 1 cm/sec de test tot 15.000 km van het punt van oorsprong dragen voordat hij de bodem bereikt., Ondanks dit, vinden we dat de sedimenten op een bepaalde locatie goed zijn afgestemd op de soorten organismen en de mate van productiviteit die optreedt in het water overhead. Dit betekent dat de sedimentdeeltjes in een veel sneller tempo naar de bodem moeten zinken, zodat ze zich onder hun punt van oorsprong ophopen voordat de stroming ze kan verspreiden. Wat is het mechanisme voor deze verhoogde zinksnelheid?, Blijkbaar zinken de meeste testen niet als afzonderlijke deeltjes; ongeveer 99% van hen worden eerst geconsumeerd door een ander organisme, en worden vervolgens samengevoegd en uitgestoten als grote fecale pellets, die veel sneller zinken en de oceaanbodem bereiken in slechts 10-15 dagen. Dit geeft de deeltjes minder tijd om te verspreiden, en het sediment hieronder zal de productie in de buurt van het oppervlak weer te geven. De verhoogde snelheid van zinken door dit mechanisme wordt de “fecale express.,”
zoals beschreven in de opening van dit hoofdstuk, stelt het onderzoeken van mariene sedimenten ons in staat veel te leren over oceanografische en atmosferische processen, zowel in het verleden als in het heden. Biogene sedimenten zijn geen uitzondering, en ze kunnen ons toelaten om het verleden klimaat geschiedenis te reconstrueren uit zuurstof isotoop verhoudingen.
zuurstofatomen bestaan in oceaanwater in drie vormen, of isotopen: O16, O17 en O18 (het getal verwijst naar de atoommassa ‘ s van de isotopen). O16 is de meest voorkomende vorm, gevolgd door O18 (O17 is zeldzaam)., O16 is lichter dan O18, dus verdampt het gemakkelijker, wat leidt tot waterdamp die een hoger aandeel van O16 heeft. Tijdens periodes van koeler klimaat condenseert waterdamp tot regen en sneeuw, die ijs vormen dat een hoog aandeel O16 heeft. Het resterende zeewater heeft dus een relatief groter aandeel O18. Mariene organismen die opgeloste zuurstof als calciumcarbonaat in hun schelpen opnemen, hebben daarom schelpen met een hoger aandeel O18-isotoop. Met andere woorden, de verhouding van O16:O18 in schelpen zal laag zijn tijdens periodes van kouder klimaat.,
wanneer het klimaat opwarmt, smelt gletsjerijs, waardoor O16 vrijkomt uit het ijs en het terugbrengt naar de oceanen, waardoor de verhouding O16:O18 in het water toeneemt. Als organismen zuurstof opnemen in hun schelpen, zullen de schelpen een hogere O16:O18 verhouding bevatten. Wetenschappers kunnen daarom biogene sedimenten onderzoeken, de O16:O18 ratio ’s berekenen voor monsters van bekende leeftijden, en uit die ratio’ s de klimaatomstandigheden afleiden waaronder die schelpen werden gevormd., Dezelfde soorten metingen kunnen ook worden gehaald uit ijskernen; een daling van 1 ppm O18 tussen ijs monsters neer op een daling in de temperatuur van 1,5 o C.
sediment gemaakt van de resten van organismen (12.3)
de shell-achtige harde delen (hetzij silica of carbonaat) van kleine organismen zoals radiolarians en foraminiferen (12.3)
een sediment dat bestaat uit >30% biogenous materiaal (12.3)
sediment deeltje dat is minder dan 1/256 mm in diameter, 12.,1)
fotosynthetische algen die hun tests (schelpen) van silica (7.2)
microscopische (0,1 tot 0,2 mm) marine protozoa die de productie van silica schelpen (12.3)
het drijven, meestal eencellige algen die ondergaan fotosynthese (7.1)
de productie van organische stoffen uit koolstofdioxide en water met behulp van zonlicht als energiebron (5.5)
het fijne sediment bestaat uit silica diatomeeën tests (12.3)
kleine, drijvende vleesetende organismen (7.,1)
sediment gedomineerd door deeltjes van silica, die vaak in de schelpen van de zee-organismen (7.2)
sedimenten bestaat uit calciumcarbonaat, vaak uit de schelpen van mariene organismen (12.3)
fotosynthetische algen dat maakt de test (shell) uit calciumcarbonaat (7.2)
de conversie van ongeconsolideerde sedimenten in de rots door verdichting en cementeren (12.1)
een eencellige protist met een shell die meestal gemaakt van calciumcarbonaat (12.3)
verwijst naar de omgeving van de zeebodem (1.,3)
een organisme dat niet effectief kan zwemmen, dus het drijft met de stromen (7.1)
een uitgestorven vorm van eencellige algen die kalkrijke tests produceerden die nog steeds in sommige mariene sedimenten kunnen worden gevonden (12.3)
vormen van hetzelfde element die gelijke aantallen protonen maar verschillende aantallen neutronen in hun kernen bevatten
delen per miljoen