Kokolitok: definíció, előfordulás és szerep a kréta képződésében
Kokolitok: mikroszkopikus algák kalcium-karbonát lemezei — eredet, előfordulás és kulcsszerep a kréta képződésében és az óceáni karbonátciklusban.
A kokolitok a krétát alkotó mikroszkopikus lemezek. Az egyik legfontosabb eukarióta fitoplankton készíti őket. Ezek egysejtű protiszták, amelyek teljes neve coccolithophoridák vagy coccolithophorák. A kokcolitok gömb alakú váza a kokkoszféra.
A kréta alkotja a felső kréta időszak tengeri rétegeinek nagy részét, és 95-99%-ban kokcolitokból, azaz a kokcolithophoridák által termelt kalcium-karbonát (CaCO3) lemezekből áll.
A kokolitokat először Cristian Gottfried Ehrenberg (1795-1875) vizsgálta, aki szerint szervetlen termékekről van szó. Thomas Henry Huxley nevezte el és azonosította őket, mint élő szervezetek által létrehozottakat, aki felismerte, hogy a kőzet, amelyet krétának nevezünk, jelentős részét képezik. A történetet, hogy az apró sejt hogyan állítja elő a kokoszféráját, Westbroek meséli el:
"A parányi kokcolitot termelő alga... geológiai dinamit, egy félelmetes erő, amely hatalmas kalcium- és karbonát-áramlásokat segít az óceánfenék felé terelni".
A mélytengeri üledékek karbonátjának jelentős részét a kokcolitofórák alkotják. Az Atlanti-óceán északkeleti részén az utolsó glaciális-interglaciális ciklus (jégkorszak) során a kokcolitok a meleg időszakokban az összes karbonát 70-80%-át, a jégkorszakokban pedig kevesebbet tettek ki.
A kokolitok először a triász időszak végén, 200 millió évvel ezelőtt jelentek meg. Érdekes, hogy az apró algák egy másik csoportja, a diatómák szinte ugyanebben az időben kerülnek be a fosszíliák közé. A kokolitok mindenkori csúcspontja a kréta időszak meleg szárazföldi és kontinentális talapzatú tengereiben volt. Még mindig hatalmas ökológiai és geológiai jelentőséggel bírnak.
Szerkezet és képződés
A kokolitok mikroméretű, gyakran több tíz–hundred nanométeres vastagságú, lemezszerű kristályokból állnak, amelyek főként kalcium-karbonát (aragonit vagy vaterit/kalcit formában) felépítésűek. A lemezeket a coccolithophorida sejtek a sejten belül, vezikulákban állítják elő, majd a sejt felszínére juttatják és ott rendeződnek gömbhéjként, a kokkoszféra kialakítására. A lemezek alakja és díszítettsége fajonként nagyon változó lehet, és ezért taxonómiai és paleobiológiai munkákhoz is gyakran használják.
Ökológiai szerep és a globális szénkörforgás
A kokcolithophoridák kettős szerepet töltenek be a tengerbiológiai és geokémiai folyamatokban:
- Primer termelés: fotoszintetizáló organizmusokként szerves anyagot állítanak elő, ezáltal tápláléklánc alapját képezik a mikroalga fogyasztóinak.
- Karbonát-képződés: CaCO3 lemezeik csapódásával hozzájárulnak a tengeri karbonát üledékek képződéséhez, és ezzel részt vesznek a hosszú távú szénelvonásban.
Amikor a kokolitok és a sejttörmelék lesüllyed a mélybe, nagy mennyiségű szénátvivő anyagot visznek az óceán fenekére. Ez a folyamat köti le a légkörből származó CO2 egy részét, bár a karbonát-képződés során helyben CO2 is felszabadulhat, ami bonyolítja a nettó hatást a légköri CO2-re.
Fosszilis jelentőség és rétegtani alkalmazások
A kokolitok gazdag fosszilis rekordot hagytak hátra, és kiváló korreferencia-anyagok a mikrofosszília-alapú rétegtani (biostratigráfiai) vizsgálatokban. Fajösszetételük, elterjedésük és rétegekben való változásuk segít:
- időskálák kialakításában és rétegtani korrelációban,
- óceáni környezeti feltételek (hőmérséklet, tápanyag-ellátás) rekonstruálásában,
- paleoökológiai és paleoklíma kutatásokban.
Vizsgálati módszerek
A kokolitok tanulmányozása több módszert kombinál:
- optikai és elektronmikroszkópia – morfológiai leírás és fajazonosítás,
- kémiai elemzés (például izotópos vizsgálatok) – környezeti paraméterek feltárása,
- üledékmag-vizsgálatok – hosszú távú változások követése,
- laboratóriumi tenyészetek – növekedési feltételek és mészképződési mechanizmusok kísérleti feltárása.
Kutatási és gyakorlati alkalmazások
A kokcolithophoridák és a kokolitok kutatása nem csak alapkutatás–i érdeklődés: fontos szerepük van a paleoklímában, a tengerüledékek ipari célú feltárásában (például olajkutatásban a rétegtani korreláció miatt), valamint a biogeokémiai modellezésben, amely a klímaváltozás előrejelzéséhez szükséges.
Környezeti hatások és a klímaváltozás
A tengerek savasodása és a hőmérsékletváltozás befolyásolhatja a kokcolithophoridák mészképzését és elterjedését. Egyes fajok alkalmazkodhatnak a megváltozott kémiai viszonyokhoz, míg mások visszaszorulhatnak, ami megváltoztathatja a helyi és globális karbonátképződési arányokat. Ez a visszacsatolás fontos komponense lehet a jövőbeli óceáni szénkörforgást leíró modelleknek.
Összefoglalás
A kokolitok — a coccolithophoridák által termelt mikroszkopikus kalcium-karbonát lemezek — kulcsszereplők a tengeri üledékek képződésében és a földtörténeti idők alatt lezajlott klíma- és ökológiai változások rögzítésében. Fosszilizált maradványaik lehetővé teszik a kutatók számára, hogy rekonstruálják a múlt óceáni környezeteket, miközben élő populációik vizsgálata segít megérteni a jelen és jövő óceáni reakciókat a globális változásokra.
Emiliana huxleyi , a legelterjedtebb koktélkő a mai tengerekben.
Emiliania huxleyi
Az Emiliania huxleyi (röviden Ehux) az egyik legfontosabb planktonikus alga a Földön. A világ óceánjaiban a leggyakoribb kokcolitofóra. Az Atlanti-óceán északkeleti részén, a Csendes-óceán északkeleti részén és a Földközi-tenger keleti részén dominál. Gigantikus algavirágzása jól látható a műholdfelvételeken. Ez a virágzó életmód ~80 000 és 50 000 évvel ezelőtt kezdődött, és a fosszilis feljegyzésekben az úgynevezett Ehux Acme zóna kezdetét jelzi.
Az Ehux csak viszonylag fiatal üledékekben fordul elő, és viszonylag nemrég alakulhatott ki. Az Ehux első megjelenése az üledékben biosztratigráfiai jelzőként szolgál. Ezt a megjelenést ~270 000 évvel ezelőttre datálták. Később Weaver ~242-268 000 évvel ezelőttre datálta.
A világoskék/zöldes színt az Emiliania huxleyi magas koncentrációja okozza.
Kérdések és válaszok
K: Mik azok a kokolitok?
V: A coccolithok mikroszkopikus algák, amelyek krétát alkotnak. Az egyik legfontosabb eukarióta fitoplankton alkotja őket, és gömb alakú vázukat kokkoszférának nevezik.
K: Ki vizsgálta először a kokkoolitokat?
V: Cristian Gottfried Ehrenberg (1795-1875) volt az első, aki a kokkoolitokat vizsgálta.
K: Hogyan azonosították, hogy a coccolitokat élő szervezetek készítették?
V: Thomas Henry Huxley felismerte, hogy ezek a kőzetek az általunk krétának nevezett kőzet jelentős részét képezik, és azonosította őket, mint élő szervezetek által létrehozottakat.
K: A kréta hány százalékát teszik ki a kokolitok?
V: A kréta 95-99%-ban kokolitokból áll.
K: Mikor hozta létre a parányi sejt az első kokkoszférát?
V: Az apró sejt a triász időszak végén, 200 millió évvel ezelőtt hozta létre az első kokkoszféráját.
K: Az apró algák mely másik csoportja kerül be a fosszilis feljegyzésekbe ez idő tájt?
V: Ugyanebben az időben egy másik apró algákból álló csoport, a diatómák is bekerülnek a fosszilis feljegyzésekbe.
K: Az Atlanti-óceán északkeleti részén a jégkorszakok idején a mélytengeri üledékekben a kokolitok milyen mértékben járulnak hozzá a karbonáthoz?
V: Az Atlanti-óceán északkeleti részén a jégkorszakok idején a coccolithophorák kevesebb mint 70-80%-kal járulnak hozzá a mélytengeri üledékek összes karbonátjához.
Keres