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新实验再现了史前海洋状况

时间：2022-01-29 10:25:05 来源：

海洋的量筒模型。绿色表示蓝细菌，而棕色表示氧化铁。

伊丽莎白·斯旺纳（Elizabeth Swanner）的一项新实验评估了史前海洋中铁的还原，可能会重新解释富铁沉积岩形成的条件。

地质与大气科学助理教授Swanner是一个国际合作研究团队的成员，该团队包括来自德国图宾根大学和中国科学院的研究人员。该团队在一个有刻度的圆柱体内模拟了史前海洋，类似于25亿年前的太古时代。

“我们真的只想在垂直方向上对其进行仿真，因此我们使用了带刻度的圆柱体并对其进行了修改，” Swanner说。

在先前的实验中，研究人员修改了圆柱体，以模拟含有大量铁且不含氧气的太古代海洋，除了由蓝细菌制造的东西。气瓶侧面的端口允许进行各种级别的采样。

（a）色谱柱的示意性横截面和尺寸。较小的深灰色正方形是光电二极管，在列中标有深度。深灰色的采样口显示了固定针的排列方式，这些固定针用于在柱中心以不同深度采集水性样品。白色的端口显示了介质的泵入位置（底部），泵出的位置（顶部），以及用于冲洗顶部空间的其他端口。（b）覆盖深铁质盆地的前寒武纪大陆边缘的剖面示意图，通过柱实验在一个维度（垂直）上进行了模拟。插图显示，此处描述的氧化铁（III）的还原可在水柱和/或底栖环境中发生，由柱中的玻璃珠模拟.Elizabeth D.Swanner等人，《科学报告》（Scientific Reports），第8卷，文章数字：4238（2018）doi：10.1038 / s41598-018-22694-y

她说：“我们正在研究蓝细菌，因为我们认为这些生物原本会将所有氧气释放到大气中。”

《科学报告》发表的研究表明，尽管蓝细菌进行了氧合，但许多铁并没有保持氧化状态，而是再次还原成其溶解形式。

这种意想不到的结果可以用蓝细菌上的一种还原铁的酶来解释。在现代海洋中，铁含量至少少了1000倍，蓝细菌会减少少量的铁，但是实验表明，铁的减少量比研究人员预期的要大。另一个可能的解释是，铁被光击中时发生的光化学反应会还原铁。

这一发现的含义可能会改变认为古代海洋形成富铁沉积岩的条件。

斯旺纳说：“传统上，如果您看到铁富含海洋中的沉积物，您往往会认为它是在缺氧条件下沉积的。”“但是潜在地，我们有一种方法仍然可以沉积大量的铁，但是要在完全充氧的条件下进行沉积。”

实验室的初步结果给斯旺纳提出了新的问题，包括她是否会在她的研究小组正在研究的中西部湖泊中找到这一过程的证据。这些湖泊在水柱的底部有铁，在水柱的顶部只有氧，并且还含有蓝细菌。

出版物：Elizabeth D. Swanner等人，“减少氧化铁（III）可能在前寒武纪海水的光合带中生成铁（II）”，《科学报告》，第8卷，文章编号：4238（2018）doi：10.1038 / s41598-018-22694-y

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