ระดับความลึกชดเชยคาร์บอเนต ( CCD )คือระดับความลึกในมหาสมุทรที่อัตราการเพิ่มขึ้นของแคลเซียมคาร์บอเนตเท่ากับอัตราการละลายกล่าวคือ การละลายจะ "ชดเชย" การเพิ่มขึ้นของคาร์บอเนต ต่ำกว่าระดับ CCD การละลายจะเร็วขึ้น ทำให้อนุภาคคาร์บอเนตละลายและเปลือกคาร์บอเนต ( เปลือกแข็ง ) ของสัตว์ไม่ได้รับการอนุรักษ์ไว้ อนุภาคคาร์บอเนตไม่สามารถสะสมในตะกอนได้ในบริเวณที่พื้นทะเลอยู่ต่ำกว่าระดับความลึกนี้

แคลไซต์เป็นคาร์บอเนตที่มีความละลายต่ำที่สุด ดังนั้นระดับความลึกชดเชย (CCD) จึงมักเป็นระดับความลึกชดเชยสำหรับแคลไซต์ ส่วนระดับความลึกชดเชยของอาราโกไนต์ ( ACD ) เป็นระดับความลึกชดเชยสำหรับ คาร์บอเนต ที่มีอาราโกไนต์เป็นองค์ประกอบ อาราโกไนต์มีความละลายมากกว่าแคลไซต์ และโดยทั่วไปแล้วระดับความลึกชดเชยของอาราโกไนต์จะตื้นกว่าทั้งระดับความลึกชดเชยของแคลไซต์และระดับความลึกชดเชย (CCD)

ดังแสดงในแผนภาพเปลือกแคลเซียมคาร์บอเนต (CaCO₃ ₎ที่ เกิดจากสิ่งมีชีวิต จะถูกสร้างขึ้นในเขตที่มีแสงส่องถึงของมหาสมุทร (วงกลมสีเขียว) เมื่อสิ่งมีชีวิตตาย เปลือกเหล่านั้นที่รอดพ้นจากการละลายใกล้ผิวน้ำจะตกตะกอนลงมาพร้อมกับวัสดุที่เป็นดินเหนียว ในน้ำทะเล ขอบเขตการละลายจะเกิดขึ้นอันเป็นผลมาจากอุณหภูมิ ความดัน และความลึก และเรียกว่าขอบฟ้าความอิ่มตัว [ ^{3 ] เหนือ}ขอบฟ้าความอิ่มตัวนี้ น้ำจะมีความอิ่มตัวเกิน และเปลือก CaCO₃ _จะถูกเก็บรักษาไว้เป็นส่วนใหญ่ ใต้ขอบฟ้าความอิ่มตัวนี้ น้ำจะมีความอิ่มตัวต่ำกว่า เนื่องจากทั้งความสามารถในการละลายที่เพิ่มขึ้นตามความลึกและการปล่อย CO₂ _จากการสลายตัวของสารอินทรีย์ และ CaCO₃ _จะละลาย ความเร็วในการจมของเศษซากนั้นรวดเร็ว (ลูกศรสีอ่อนกว้าง) ดังนั้นการละลายจึงเกิดขึ้นที่ผิวตะกอนเป็นหลัก

ที่ระดับความลึกชดเชยคาร์บอเนต อัตราการละลายจะตรงกับอัตราการป้อน CaCO3 _จากด้านบนพอดี ที่สภาวะสมดุล ระดับความลึกนี้ CCD จะคล้ายกับเส้นหิมะ (ระดับความลึกแรกที่พบตะกอนที่มีคาร์บอเนตน้อย) ไลโซไคลน์คือช่วงความลึกระหว่างระดับความอิ่มตัวและระดับความลึกชดเชยคาร์บอเนต^{[ 4 ] [ 1 ]}

แคลเซียมคาร์บอเนตแทบจะไม่ละลายในน้ำทะเลผิวดินในปัจจุบัน เปลือกของแพลงก์ตอน ที่มีแคลเซียมเป็นองค์ประกอบซึ่งตายแล้ว และจมลงสู่ทะเลลึกแทบจะไม่เปลี่ยนแปลงเลยจนกว่าจะถึง จุด ไลโซไคลน์ซึ่งเป็นจุดที่ลึกประมาณ 3.5 กิโลเมตร หลังจากนั้นความสามารถในการละลายจะเพิ่มขึ้นอย่างมากตามความลึกและความดัน จุด CCD ถูกกำหนดโดยจุดที่แคลเซียมคาร์บอเนตไม่ปรากฏอยู่ในตะกอนอีกต่อไป โดยละลายไปตามสมการนี้:

${\displaystyle {\ce {CaCO3 + CO2 + H2O <=> Ca^2+ (aq) + 2HCO_3^- (aq)}}}$

แพลงก์ตอนและอนุภาคตะกอนแคลเซียมคาร์บอเนตสามารถพบได้ในมวลน้ำเหนือ CCD หากพื้นทะเลอยู่เหนือ CCD ตะกอน ที่พื้นทะเล อาจประกอบด้วยตะกอนแคลเซียมคาร์บอเนตที่เรียกว่าตะกอนแคลเซียมคาร์บอเนต ซึ่งโดยพื้นฐานแล้วเป็น หินปูนหรือชอล์กชนิดหนึ่งหากพื้นทะเลที่โผล่พ้นน้ำอยู่ต่ำกว่า CCD เปลือกหอย_CaCO₃ขนาด เล็ก จะละลายก่อนที่จะถึงระดับนี้ ป้องกันการสะสมของตะกอนคาร์บอเนต เมื่อพื้นทะเลขยายตัว การทรุดตัวเนื่องจากความร้อนของแผ่นเปลือกโลก ซึ่งมีผลทำให้ความลึก เพิ่มขึ้น อาจทำให้ชั้นคาร์บอเนตอยู่ต่ำกว่า CCD ชั้นคาร์บอเนตอาจถูกป้องกันไม่ให้ทำปฏิกิริยาทางเคมีกับน้ำทะเลโดยตะกอนที่ทับถมอยู่ด้านบน เช่น ชั้นตะกอนซิลิกาหรือ ดิน เหนียวจากก้นทะเลที่สะสมอยู่บนชั้นคาร์บอเนต^{[ 5 ]}

ค่าที่แน่นอนของ CCD ขึ้นอยู่กับความสามารถในการละลายของแคลเซียมคาร์บอเนต ซึ่งกำหนดโดยอุณหภูมิความดันและองค์ประกอบทางเคมีของน้ำ โดยเฉพาะอย่างยิ่งปริมาณCO2 _ที่ ละลาย อยู่ในน้ำ แคลเซียมคาร์บอเนตจะละลายได้ดีกว่าที่อุณหภูมิต่ำและความดันสูง นอกจากนี้ยังละลายได้ดีขึ้นหากความเข้มข้นของ CO2 ที่ละลาย_อยู่สูงขึ้น การเพิ่มสารตั้งต้นลงในสมการเคมีข้างต้นจะผลักสมดุลไปทางขวา ทำให้เกิดผลิตภัณฑ์มากขึ้น ได้แก่Ca2 ⁺และHCO3−และใช้สารตั้งต้น CO2 และแคลเซียมคาร์บอเนตมากขึ้น^ตาม_{หลักการของ}เลอชาเตลิเยร์

ในปัจจุบัน ระดับความลึกของ CCD ในมหาสมุทรแปซิฟิกอยู่ที่ประมาณ 4200–4500 เมตร ยกเว้นบริเวณใต้ เขต น้ำผุดขึ้น ในเขตร้อน ซึ่งระดับ CCD อยู่ที่ประมาณ 5000 เมตร ในมหาสมุทรแอตแลนติกเขตอบอุ่นและเขตร้อน ระดับ CCD อยู่ที่ประมาณ 5000 เมตร ในมหาสมุทรอินเดียระดับ CCD อยู่ระหว่างมหาสมุทรแอตแลนติกและมหาสมุทรแปซิฟิกที่ประมาณ 4300 เมตร ความแปรผันของความลึกของ CCD ส่วนใหญ่เกิดจากระยะเวลาที่น้ำด้านล่างสัมผัสกับผิวน้ำ ซึ่งเรียกว่า "อายุ" ของมวลน้ำการไหลเวียนของกระแสน้ำตามอุณหภูมิและความ เค็มเป็นตัว กำหนดอายุสัมพัทธ์ของน้ำในแอ่งเหล่านี้ เนื่องจากสารอินทรีย์ เช่น มูลของโคพี พอด จมลงจากน้ำผิวดินไปยังน้ำที่ลึกกว่า มวลน้ำลึกจึงมีแนวโน้มที่จะสะสมคาร์บอนไดออกไซด์ที่ละลายอยู่เมื่อมีอายุมากขึ้น มวลน้ำที่เก่าแก่ที่สุดจะมีปริมาณ CO2 สูงที่สุด_และดังนั้นจึงมีระดับ CCD ตื้นที่สุด ระดับความลึก ของชั้น CCD ค่อนข้างตื้นในละติจูด สูง ยกเว้นในมหาสมุทรแอตแลนติกเหนือและบางพื้นที่ของมหาสมุทรใต้ที่ เกิด การไหลลงของน้ำ การไหลลงของน้ำนี้จะนำน้ำผิวดินที่ใหม่กว่าซึ่งมีปริมาณคาร์บอนไดออกไซด์ค่อนข้างต่ำลงสู่มหาสมุทรลึก ทำให้ระดับความลึกของชั้น CCD ลดลง

ในอดีตทางธรณีวิทยาความลึกของ CCD แสดงให้เห็นถึงความแปรผันอย่างมีนัยสำคัญ ในยุคครีเทเชียสจนถึง ยุคอีโอซีน CCD ตื้นกว่าในปัจจุบันมากทั่วโลก เนื่องจากกิจกรรมภูเขาไฟที่รุนแรงในช่วงเวลานี้ ความเข้มข้นของ CO2 ในบรรยากาศจึง_สูงกว่ามาก ความเข้มข้นของ CO2 ที่สูงขึ้น_ส่งผลให้ความดันย่อยของ CO2 _{เหนือ}มหาสมุทรสูงขึ้น ความดัน CO2 ในบรรยากาศที่สูงขึ้นนี้_{ทำให้} CO2 ที่ละลายในชั้นผิวน้ำผสมของมหาสมุทรเพิ่มขึ้น_ผลกระทบนี้ลดลงบ้างเนื่องจากอุณหภูมิที่สูงขึ้นของมหาสมุทรลึกในช่วงเวลานี้^{[ 6 ]} ในช่วงปลายยุคอีโอซีน การเปลี่ยนผ่านจากโลกเรือนกระจกไปสู่โลกยุคน้ำแข็งเกิดขึ้นพร้อมกับความลึกของ CCD ที่เพิ่มมากขึ้น

จอห์น เมอร์เรย์ได้ทำการวิจัยและทดลองเกี่ยวกับการละลายของแคลเซียมคาร์บอเนต และเป็นคนแรกที่ระบุความลึกของการชดเชยคาร์บอเนตในมหาสมุทร^{[ 7 ]}

ความเข้มข้นของ CO2 ในบรรยากาศ_ที่เพิ่มขึ้นจากการเผาไหม้เชื้อเพลิงฟอสซิลทำให้ CCD สูงขึ้น โดยโซนการไหลลงของน้ำจะได้รับผลกระทบก่อน^{[ 8 ]}การเป็นกรดของมหาสมุทรซึ่งเกิดจากความเข้มข้นของคาร์บอนไดออกไซด์ในบรรยากาศที่เพิ่มขึ้นเช่นกัน จะทำให้การละลายดังกล่าวเพิ่มขึ้นและทำให้ความลึกของการชดเชยคาร์บอเนตตื้นขึ้นในระยะเวลาหลายสิบถึงหลายร้อยปี^{[ 9 ]}

บนพื้นทะเลเหนือระดับความลึกชดเชยคาร์บอเนต ตะกอนที่พบได้บ่อยที่สุดคือตะกอนแคลเซียมคาร์บอเนตบนพื้นทะเลใต้ระดับความลึกชดเชยคาร์บอเนต ตะกอนที่พบได้บ่อยที่สุดคือตะกอนซิลิกาโดยตะกอนแคลเซียมคาร์บอเนตส่วนใหญ่ประกอบด้วยไรซาเรีย ในขณะที่ ตะกอนซิลิกาส่วนใหญ่ประกอบด้วยเรดิโอลาเรียและไดอะตอม^{[ 10 ] [ 11 ]}

• ปั๊มคาร์บอเนต
• เข็มขัดแคลไซต์ขนาดใหญ่
• ไลโซคลีน
• ภาวะความเป็นกรดของมหาสมุทร