La sílice litogénica (LSi) es sílice (SiO₂ ) derivada de rocas terrígenas (ígneas, metamórficas y sedimentarias), sedimentos litogénicos compuestos por detritos de rocas preexistentes, eyecciones volcánicas , material extraterrestre y minerales como el silicato . [ 1 ] [ 2 ] La sílice es el compuesto más abundante en la corteza terrestre (59 %) y el componente principal de casi todas las rocas (>95 %). [ 3 ]
Sílice litogénica en sistemas marinos
El LSi puede acumularse "directamente" en los sedimentos marinos como partículas clásticas o transferirse a sílice disuelta (DSi) en la columna de agua. Dentro de los sistemas marinos vivos, el DSi es la forma más importante de sílice [ 4 ] . Las formas de DSi, como el ácido silícico (Si(OH) 4 ), son utilizadas por los silicoflagelados y los radiolarios para crear sus esqueletos minerales, y por las diatomeas para desarrollar sus frústulas (conchas externas). [ 5 ] Estas estructuras son de vital importancia, ya que pueden proteger, amplificar la luz para la fotosíntesis e incluso ayudar a mantener a estos organismos a flote en la columna de agua . [ 6 ] El DSi se forma más fácilmente a partir de sílice biogénica (BSi) que de LSi, ya que esta última es menos soluble en agua. Sin embargo, el LSi sigue siendo un suministro importante para el ciclo de la sílice , debido a que es un proveedor primario de sílice para la columna de agua. [ 7 ]
Fuentes
Los ríos son uno de los principales proveedores de LSi a los ambientes marinos. A medida que fluyen, los ríos recogen partículas finas, como arcillas , limos y arena , a través de la meteorización física . [ 8 ] El ácido silícico litogénico se forma a través de la meteorización química , cuando el agua rica en CO 2 entra en contacto con minerales de silicato y aluminosilicato de rocas terrestres. El ácido silícico es luego transportado al río a través de la escorrentía o el flujo de agua subterránea antes de ser transportado al océano . Las estimaciones del flujo combinado (tanto litogénico como biogénico) informan que alrededor de 6,2 ± 1,8 Tmol Si año −1 [ a ] y 147 ¨ ± 44 Tmol Si año −1 de sílice disuelta y particulada, respectivamente, ingresan a los estuarios . [ 8 ]
El transporte eólico ocurre cuando el viento recoge partículas erosionadas, principalmente litogénicas, y las transporta a la atmósfera , desde donde posteriormente caen al océano. [ 8 ] La solubilidad de la sílice dentro de dichos sedimentos depende tanto del origen como de la composición del material. Por ejemplo, estudios de sedimentos saharianos , que están compuestos principalmente de cuarzo , encontraron un rango de solubilidad de 0,02 % a 1,1 %, mientras que se estimó que algunos sedimentos ricos en feldespato tenían una solubilidad de alrededor del 10 %. El LSi eólico también puede acumularse en la atmósfera y caer como polvo de lluvia , un fenómeno en el que las gotas de lluvia contienen cantidades macroscópicas de sedimento. [ 9 ] La deposición seca de LSi varía de 2,8 a 4,6 Tmol Si año −1 , con aproximadamente 0,5 ± 0,5 Tmol Si año −1 transferidos a DSi. [ 8 ]
Los aportes del fondo marino , incluyendo las chimeneas hidrotermales y la disolución a baja temperatura del basalto y otros sedimentos marinos terrígenos, representan fuentes considerables de DSi litogénico. [ 8 ] Los fluidos de alta temperatura lixivian silicio de la corteza oceánica a medida que ascienden hacia el fondo marino, acumulando grandes cantidades de DSi. Los aportes hidrotermales se dividen en 2 categorías: eje de la dorsal, que se originan directamente de las dorsales oceánicas (350◦C ± 30◦C), y flanco de la dorsal, que son aportes difusos lejos de la dorsal (<75◦C). Este último pierde gran parte de su DSi por precipitación (como arcillas) a medida que se enfría. Como resultado, el LSi disuelto en el flanco de la dorsal solo ingresa al océano a 0,07 ± 0,07 Tmol Si año −1 , en comparación con 0,5 ± 0,3 Tmol Si año −1 de los sistemas del eje de la dorsal. En condiciones de baja temperatura (<2 °C), el basalto del fondo marino y los sedimentos litogénicos pueden lixiviar Si ligero directamente al agua de mar. Estimaciones anteriores que consideraban solo el basalto del fondo marino calculan un flujo de Si disuelto de 0,4 ± 0,3 Tmol Si año⁻¹ . Experimentos más recientes que añaden sedimentos litogénicos (incluyendo arcilla, esquisto, basalto y arena) al cálculo dieron valores de 1,9 ± 0,7 Tmol Si año⁻¹ .
Un estudio de 2019 propuso que, en la zona de rompientes de las playas , la acción de las olas perturbaba los granos de arena abióticos y los disolvía con el tiempo. [ 10 ] Para comprobarlo, los investigadores colocaron muestras de arena en recipientes cerrados con diferentes tipos de agua y los hicieron girar para simular la acción de las olas. Descubrieron que cuanto mayor era la proporción roca/agua dentro del recipiente y cuanto más rápido giraba este, mayor era la cantidad de sílice disuelta en la solución. Tras analizar y extrapolar sus resultados, estimaron que entre 3,2 ± 1,0 y 5,0 ± 2,0 Tmol Si año⁻¹ de DSi litogénico podrían entrar en el océano desde las playas arenosas, un aumento considerable respecto a una estimación previa de 0,3 Tmol Si año⁻¹ . [ 11 ] De confirmarse, esto representaría un aporte significativo de LSi disuelto que antes se había ignorado.
Véase también
Notas
Referencias
- ↑ Giovan, L. (2008). "Sedimentación en los océanos y procesos costeros" (PDF) . Instituto Oceanográfico Woods Hole.
- ↑ Marshak, S. (2015). Retrato de la Tierra: Un Planeta (5.ª ed.). Nueva York, NY: WW Norton and Company. ISBN 9780393937503.
- ↑ "Sílice" . Enciclopedia Británica. 1998.
- ↑ Schutte, CA; Ahmerkamp, S.; Wu, CS; Seidel, M.; de Beer, D.; Cook, PLM; Joye, SB (2019). "Dinámica biogeoquímica de las marismas costeras". Humedales costeros : 407–440 . doi : 10.1016/b978-0-444-63893-9.00012-5 . ISBN 9780444638939. S2CID 133758401 .
- ↑ Treguer, P.; Nelson, DM; Van Bennekom, AJ; DeMaster, DJ; Leynaert, A.; Queguiner, B. (1995). "El balance de sílice en el océano mundial: una reestimación". Science . 268 (5209): 375– 379. Bibcode : 1995Sci...268..375T . doi : 10.1126/science.268.5209.375 . PMID 17746543 . S2CID 5672525 .
- ↑ De Tommasi, E.; Gielis, J.; Rogato, A. (2017). "Morfogénesis y función de la fructícula de diatomeas: un estudio multidisciplinario". Genómica Marina . 35 : 1– 18. Bibcode : 2017MarGn..35....1D . doi : 10.1016/j.margen.2017.07.001 . hdl : 10067/1445460151162165141 . PMID 28734733 .
- ↑ Schutte, CA, Ahmerkamp, S., Wu, CS, Seidel, M., de Beer, D., Cook, PLM, & Joye, SB (2019). Dinámica biogeoquímica de las marismas costeras. Coastal Wetlands, 407–440. doi:10.1016/b978-0-444-63893-9.00012-5
- 1 2 3 4 5 Tréguer, PJ; De La Rocha, CL (2013). "El ciclo mundial de sílice oceánica". Annual Review of Marine Science . 5 (1): 477– 501. doi : 10.1146/annurev-marine-121211-172346 . PMID 22809182 .
- ↑ Las lluvias de colores a menudo comienzan con polvo. (29 de mayo de 2013). Recuperado el 30 de septiembre de 2020 de https://earthobservatory.nasa.gov/images/81276/colored-rains-often-begin-with-dust
- ↑ Fabre, S., Jeandel, C. , Zambardi, T., Roustan, M., & Almar, R. (2019). Una fuente de sílice pasada por alto en los océanos modernos: ¿Son las playas arenosas la clave? Frontiers in Earth Science, 7. doi:10.3389/feart.2019.00231
- ↑ Wollast, R., & Mackenzie, FT (1983). Ciclo global de la sílice. En SR Aston (Ed.), Geoquímica y biogeoquímica del silicio (pp. 39-76). Academic Press.
- oceanografía física
- Rocas sedimentarias