Eksperiment kaster nyt lys over forhistoriske havforhold

Et nyt eksperiment af Iowa State University's Elizabeth Swanner, der evaluerer reduktionen af ​​jern i forhistoriske oceaner, kan genfortolke de forhold, hvorunder jernrig sedimentær bjergart dannes.

Swanner, en assisterende professor i geologiske og atmosfæriske videnskaber, var en del af et internationalt forskerhold med forskere fra universitetet i Tuebingen i Tyskland og det kinesiske videnskabsakademi i Beijing. Holdet modellerede det forhistoriske hav, svarende til den for den arkæiske æra for 2,5 milliarder år siden inden for en gradueret cylinder.

"Vi ville egentlig kun simulere det i den lodrette dimension, så vi brugte en gradueret cylinder og ændrede den, " sagde Swanner.

I et tidligere eksperiment, forskerne havde modificeret cylinderen til at simulere et arkæisk hav med store mængder jern og ingen ilt bortset fra det, der blev lavet af cyanobakterier. Porte langs cylinderens side gav mulighed for prøveudtagning på forskellige niveauer.

"Vi undersøgte cyanobakterier, fordi det er de organismer, som vi tror, ​​at satte al ilten i atmosfæren oprindeligt, " hun sagde.

Forskningen, for nylig udgivet af Videnskabelige rapporter , viste, at på trods af iltningen fra cyanobakterierne, meget af jernet forblev ikke oxideret, men blev reduceret igen til sin opløste form.

Dette uventede resultat kan forklares med et enzym på cyanobakterier, som reducerer jern. I det moderne hav, som indeholder mindst 1, 000 gange mindre jern, cyanobakterier reducerer en lille mængde jern, men eksperimentet viste en større mængde jernreduktion, end forskerne forventede. En anden mulig forklaring er, at jernet reduceres af en fotokemisk reaktion, der opstår, når jernet rammes af lys.

Implikationerne af dette fund kunne ændre de forhold, hvorunder jernrige sedimentære bjergarter menes at blive dannet fra de gamle oceaner.

"Hvis du traditionelt ser jern beriget i sedimenter fra havet, har du en tendens til at tro, at det blev aflejret under anoxiske forhold, " sagde Swanner. "Men potentielt har vi en måde at stadig afsætte en masse jern på, men få det til at blive deponeret under fuldt iltede forhold."

De første resultater i laboratoriet stiller nye spørgsmål til Swanner, herunder om hun vil finde beviser for denne proces i de midtvestlige søer, som hendes forskergruppe nu studerer. Disse søer har jern i bunden og ilt kun i toppen af ​​vandsøjlen, og indeholder også cyanobakterier.