Новый эксперимент, проведенный Элизабет Суоннер из Университета штата Айова, который оценивает восстановление железа в доисторических океанах, может по-новому интерпретировать условия, при которых формируются богатые железом осадочные породы.
Сваннер, доцент кафедры геологических и атмосферных наук, входил в состав международной исследовательской группы, в которую входили исследователи из Тюбингенского университета в Германии и Китайской академии наук в Пекине. Команда смоделировала доисторический океан, подобный океану архейской эры 2,5 миллиарда лет назад, в градуированном цилиндре.
«На самом деле мы хотели смоделировать это только в вертикальном измерении, поэтому мы использовали градуированный цилиндр и модифицировали его», - сказал Сваннер.
В предыдущем эксперименте исследователи модифицировали цилиндр, чтобы имитировать архейский океан с большим количеством железа и без кислорода, за исключением того, что производится цианобактериями. Порты по бокам цилиндра позволяют брать пробы на разных уровнях.
"Мы изучали цианобактерии, потому что это организмы, которые, как мы думаем, первоначально поглощали весь кислород в атмосфере", - сказала она.
Исследование, недавно опубликованное журналом Scientific Reports, показало, что, несмотря на насыщение кислородом цианобактериями, большая часть железа не остается окисленной, а снова восстанавливается в растворенную форму.
Этот неожиданный результат может быть объяснен ферментом цианобактерий, который восстанавливает железо. В современном океане, который содержит по крайней мере в 1000 раз меньше железа, цианобактерии восстанавливают небольшое количество железа, но эксперимент показал большее восстановление железа, чем предполагали исследователи. Другое возможное объяснение состоит в том, что железо восстанавливается в результате фотохимической реакции, происходящей при попадании на железо света.
Последствия этого открытия могут изменить условия, при которых считается, что богатые железом осадочные породы образовались из древних океанов.
«Традиционно, если вы видите, что железо обогащено отложениями из океана, вы склонны думать, что оно образовалось в бескислородных условиях», - сказал Суоннер. «Но потенциально у нас есть способ по-прежнему откладывать много железа, но в полностью насыщенных кислородом условиях».
Первоначальные результаты в лаборатории вызывают у Суоннер новые вопросы, в том числе, найдет ли она доказательства этого процесса в озерах Среднего Запада, которые сейчас изучает ее исследовательская группа. Эти озера имеют железо на дне и кислород только в верхней части водной толщи, а также содержат цианобактерии.