歷史地質學/鈣質軟泥
在本文中，我們將討論碳酸鹽分泌生物形成鈣質軟泥的過程；控制軟泥分佈的機制（如營養供應和碳酸鹽補償深度）；我們將研究軟泥是如何形成岩石的，以及我們如何識別這些岩石。
鈣質軟泥是碳酸鈣泥，由自由漂浮生物體的硬部分（測試）形成。一旦這種泥沉積下來，它可以透過壓實、膠結和重結晶的過程轉化成岩石。
對軟泥的主要貢獻者是顆石藻和有孔蟲。顆石藻是微小的單細胞生物，它們用稱為顆石的微小方解石板覆蓋自身。有孔蟲也是單細胞生物。在某些物種中，單個細胞會生長到幾釐米直徑，但大多數有孔蟲的直徑小於1毫米。雖然有些物種會透過粘合可用沉積物或從海水溶解的二氧化矽中分泌外殼來製造外殼，但大多數會製造方解石外殼。
有孔蟲的沉積通常在今天和大多數地區更為普遍；然而，這在不同的地方和不同的時間是不同的；例如，顆石在今天的地中海海底軟泥中更為常見，在早第三紀的岩石中也更為常見。
除了少數奇特的物種外，這些生物漂浮或游泳在海面附近。當它們死亡時，它們會下沉。也許“下沉”這個詞太強了：它們足夠小，可以像塵埃一樣輕輕地飄落到空氣中，可能需要幾個月才能到達底部。由它們的硬部分組成的軟泥以大約每千年10毫米至50毫米的速度積累，在不同地點有所不同；這聽起來不多，但實際上比其他海洋沉積物（如矽質軟泥或遠洋粘土）的速度更快。
.png)
右側的影像顯示，左側是顆石藻的顯微照片，右側是有孔蟲的顯微照片。
由於鈣質軟泥是由自由漂浮生物體的硬部分形成的，這意味著與鮞粒（近岸沉積物）和礁（需要淺水）不同，鈣質軟泥可以沉積在廣闊的深海海底。
然而，即使表面上充滿了合適的生物，鈣質軟泥也不會在海洋最深處積累。造成這種情況的原因將在本文的下一部分進行討論。
即
熟悉化學的讀者不會驚訝地發現，這是碳酸鈣沉澱的逆過程。哪一個會發生，溶解還是沉澱，取決於存在的鈣離子、碳酸氫根離子、碳酸鈣和二氧化碳的相對丰度。為了簡化化學，我們可以說，在二氧化碳稀缺的地方，會發生沉澱，而當二氧化碳豐富時，碳酸鈣會溶解。
現在，較冷和較深的水比較淺和較暖的水含有更多的二氧化碳。碳酸鹽補償深度（或碳酸鹽補償深度，或 CCD）是二氧化碳濃度足夠高以至於碳酸鈣溶解速度快於沉降速度的深度。
說“CCD”就好像它是海洋中的一個特定深度，這有點誤導：除了深度之外，還有其他因素會影響這個問題。首先，是溫度：冷水比暖水能容納更多的二氧化碳，因此 CCD 在暖水中會更深。其次，是水的肥沃度。因為讀者應該始終記住，碳酸鹽補償深度不是碳酸鈣溶解的深度；而是碳酸鈣溶解速度快於沉積速度的深度。我們還應該注意到，由於文石比方解石更不穩定，因此它更容易溶解，因此沉積的碳酸鈣型別也起著作用，我們應該正確地區分方解石補償深度和文石補償深度。
除了這些注意事項，我們可以說 CCD 大約在 4500 米深處，上下浮動幾百米。
這種形式的化學風化發生的證據已經透過實驗得到證實，科學家們將完美的碳酸鈣球體放在海洋底部不同深度的地方放置了一年。那些在淺水區放置的球體沒有顯示出風化的跡象；那些放在較深水域中的球體被發現由於風化而出現坑窪和腐蝕。（有關更多詳細資訊，請參閱此處。）
CCD 的存在有助於解釋鈣質軟泥在海底的沉積模式，這在右側的地圖中可以看到，那裡以黃色標記了鈣質軟泥佔優勢的區域。要成為主要的沉積物，需要三個條件：首先，必須有足夠的營養物質來促進形成方解石的生物繁衍；其次，海底必須高於碳酸鹽補償深度；第三，必須沒有合適的條件來讓其他沉積物淹沒鈣質軟泥的沉積。
有一點需要強調：CCD 以下的碳酸鈣不會像阿司匹林片在水中嘶嘶作響那樣立即溶解。它的溶解速度相當緩慢。它不需要很快，只需要快於碳酸鈣的沉積速度。當我們在後面的文章中考慮板塊構造的證據時，這一點將非常重要。
我們首先要解決一個關於詞彙的小問題，白堊可以定義為在顯微鏡下，明顯由微生物的測試組成的石頭。它與鈣質軟泥本身的不同之處在於它經歷了壓實和膠結，從而從軟泥轉化為岩石。
根據其成分，它在定義上是石灰石。然而，許多海洋碳酸鹽沉積物專家會區分白堊和他們樂於稱之為“石灰石”的東西，他們指的是經歷了更廣泛的重結晶的岩石，因此其作為測試的起源已被大部分或全部掩蓋。我們將繼續將白堊視為石灰石的一種形式，但任何想要進一步瞭解這個問題的人應該意識到，這種區別可能會被做出。
那麼，如果我們問如何知道海洋石灰石是由鈣質軟泥形成的，這個問題已經解決了一半：我們知道白堊是由鈣質軟泥形成的，因為它是可見的由測試形成的。
然而，在更完全重結晶的石灰石中，這種可見的測試可能很少或很少見。在這種情況下，我們真的有資格說母體材料主要是鈣質軟泥嗎？
答案是肯定的。首先，考慮機制問題：我們預計時間和深埋會導致白堊發生重結晶；我們沒有其他機制可以解釋這種石灰石的形成。
這是一個有點否定的論點。一個更積極的論點是由深海鑽探產生的。地質學家已經獲得了核心樣本，這些樣本從頂部的鬆散鈣質軟泥逐漸過渡到堅硬的壓實軟泥，再到白堊，並伴隨越來越多的溶解、重結晶和孔隙填充，最後到“所有詳細的奈米化石形態在底部附近消失，因為沉積物幾乎完全重結晶”的石灰石。（有關更多詳細資訊，請參閱此處。）
因此，我們可以假設，從石灰石向上過渡到軟泥，要麼代表了沉積過程的逐漸變化，從一個尚未發現的過程過渡到測試的可觀察沉積；要麼沉積過程始終相同，但埋藏更深的沉積物受到已知過程（即壓實、溶解和重結晶）的更大影響。後一種假設更簡潔，顯然更可取。