炭酸塩補償深度（読み）たんさんえんほしょうしんど（その他表記）carbonate compensation depth

改訂新版　世界大百科事典

炭酸塩補償深度 (たんさんえんほしょうしんど)
carbonate compensation depth

炭酸カルシウムCaCO₃は海洋の表層水では過飽和であるが，深くなるほど急激に飽和度を減じ，2500m以深では不飽和になる。CaCO₃の溶解度は，水圧が増すほど，水温が低くなるほど，また炭酸ガスの分圧が増すほど増加するからである。深海底の面積の約半分は石灰質軟泥で，残りの約半分はより深い所にあってCaCO₃を0～数%しか含まない堆積物（おもに褐色粘土，一部はケイ質堆積物）でおおわれている。ブラムレットM.N.Bramletteはこの両者の境の水深を炭酸塩補償深度（略称CCD）と呼んでいる。この深度ではCaCO₃の供給率と溶解率は等しい。さらにCCDはかなり広域にわたる個々の海域で一定であるが，海洋全体としてみると大洋の中央部では深く（水深5～5.5km），大陸周縁では浅く（水深約3km），最大起伏約2kmもある一つの面である。これを炭酸塩補償面（CCS）と呼ぶ。そして，この面と海底地形面との交線を炭酸塩線と呼ぶ。CCDは同一海域でも地質時代によって変動し，暖かい時代には寒い時代より浅いことがわかっている。CCDを海水中のCaCO₃の飽和度と溶解で説明しようとする化学者もあるが，海洋現象は複雑なので成功していない。CCDは純粋に無機化学的現象ではなくて，海洋における生物学的・堆積学的・物理学的・化学的な総合的現象である。

　海水中や海底におけるCaCO₃の溶解には多くの要因が影響する。例えば，生物のCaCO₃殻の表面には有機皮膜があって溶解を防ぐ。生物の種が異なると石灰殻の構造が異なり，溶解に対し抵抗の強い生物の殻が堆積物中に選択的に濃集する。とげその他複雑な装飾を持つ殻や薄い殻は，滑らかで均一な組織を持つ殻や厚い殻より溶解しやすい。小さい殻は大きい殻より早く溶解する。CaCO₃の溶解は粒子が海水中を降下する間にも起きるが，大部分は海底に到達してから起きる。また，ケイ藻，放散虫などは非晶質の二酸化ケイ素SiO₂の殻を持ち，その濃集したケイ質軟泥は重要な深海堆積物である。SiO₂は水温が高いほど，またpHが高いほど溶解しやすい。したがって海水中のSiO₂殻は深いほど溶解しにくく，おもに水深1000mまでに溶ける。ケイ藻の殻は非常に薄く，放散虫の殻より溶解しやすい。CaCO₃殻の場合と同様に，SiO₂殻の溶解は生物の種類や大きさなどにより異なる。

　このような現世堆積物中の生物の生態学的知識を堆積岩中に含まれる化石群集に応用すれば，堆積岩の堆積当時の環境が推定でき，ひいては地球発展の歴史を解明するのに役立つ。しかし，堆積岩中の化石が部分的に溶解していれば古堆積環境を推定しにくい。このような意味で現世堆積物中の石灰質殻やケイ質殻の溶解現象が重視され，特に広域・莫大な量に達する炭酸カルシウムの補償深度に関して1952年ころから76年ころまでに多くの論文が発表された。
執筆者：内尾 高保

出典　株式会社平凡社「改訂新版　世界大百科事典」

最新 地学事典

たんさんえんほしょうしんど
炭酸塩補償深度

carbonate compensation depth

海洋で，炭酸塩（主としてCaCO₃）粒子の堆積速度と溶解速度が釣り合った深度を指す。CCDと略される。海洋表層で生物の殻や骨格をつくる炭酸塩は死後，炭酸塩粒子として沈降する。表層海水は炭酸塩に関して過飽和であるが，水深が深くなるにつれ，水温低下，水圧上昇，有機物の分解によるpH低下などにより炭酸塩の溶解度が上昇し，過飽和度は減少。さらに飽和深度より深くなると，その海水は炭酸塩に関して未飽和となり，炭酸塩は溶解する。CCD以深では炭酸塩は溶失して堆積物に含まれない。炭酸塩には，サンゴや翼足類によって形成されるあられ石（アラゴナイト）と，円石藻や有孔虫によって形成される方解石（カルサイト）がある。あられ石は常温において方解石より溶解度が大きいため，海水中の深度が増して水圧が増大すると，方解石より先に溶解する。すなわち，アラゴナイト補償深度はカルサイト補償深度よりも浅い。海洋表層での生物生産量と極域からの深層流によって，補償深度には地域差があり，太平洋においてはアラゴナイト補償深度が数百mであるのに対し，カルサイト補償深度は3,500～4,500m。大西洋においては，アラゴナイト補償深度が2,000～2,500mであるのに対し，カルサイト補償深度は4,500～5,500m。一般に，補償深度は低緯度で深く，高緯度で浅い。溶解躍層（リソクライン）は炭酸塩が大きく溶解し始める水深で，補償深度よりも浅く，飽和深度よりも深くなる。二酸化炭素は水に溶けると弱酸性になるため，化石燃料の燃焼により大気に供給された二酸化炭素が大量に海洋に溶解すると海洋酸性化が起こる。そのため，今世紀末には深海の炭酸塩が酸性化した海水に溶解し始める可能性が高くなると危惧されている。

執筆者：川幡 穂高

出典　平凡社「最新 地学事典」

岩石学辞典

炭酸塩補償深度

海洋で,炭酸塩粒子の供給速度と溶解速度が等しくなる深度．堆積物の中の炭酸カルシウム層がゼロとなるところを補償線と呼んだのが始まりである．海洋表面で生物が作ったCaCO₃の粒子は海底に沈降する．表面水は炭酸カルシウムで過飽和であるが，数100mより深い場所の海水は不飽和となる．3 500～4 500m以深では低温高水圧のためCaCO₃の溶解速度は飛躍的に増加する．CaCO₃粒子の沈降速度が溶解速度に比べて大きいため，深海底では堆積物中のCaCO₃は溶解する［地学団体研究会 : 1996］．

出典　朝倉書店