Även om de kan verka stenhårda, de gamla sedimentära bergarter som kallas järnformationer - världens främsta ekonomiska källa till järnmalm - löstes en gång i havsvatten. Hur gick det järnet från ett upplöst tillstånd till bandade järnformationer? Dr Itay Halevy och hans grupp vid Weizmann Institute of Science:s avdelning för jord- och planetvetenskap föreslår att för miljarder år sedan, "rosten" som bildades i havsvattnet och sjönk till havsbotten var grön - ett järnbaserat mineral som är sällsynt på jorden idag men som en gång kunde ha varit relativt vanligt.

Vi vet att det fanns upplöst järn i de tidiga haven, och detta är en stark indikation på att jordens koncentrationer av fritt syre (O2) var mycket låga. Annat, järnet skulle ha reagerat med syre för att bilda järnoxider, som är de rostiga röda fyndigheterna som är bekanta för alla som lämnat en cykel ute i regnet. I dag, säger Halevy, järn levereras från landet till haven som små olösliga oxidpartiklar i floder. Men detta sedimentationssätt uppstod bara när fritt syre ackumulerades i jordens atmosfär, för cirka 2,5 miljarder år sedan. Med nästan inget syre, haven var järnrika, men det betydde inte att järn förblev upplöst i havsvatten på obestämd tid:Det bildade slutligen olösliga föreningar med andra grundämnen och satte sig på havsbotten för att ge upphov till bandade järnformationer.

Tanken att en av dessa olösliga föreningar kan vara ett rostigt grönt mineral, säger Halevy, föll honom under doktorandforskningen, när han försökte återskapa förhållandena på tidigt Mars, inklusive dess roströda järnsediment. "Jag fick några gröna saker som jag inte kände igen först, som snabbt blev orange när jag utsatte den för luft. Med lite mer noggranna experiment, Jag fann att detta var ett mineral som kallas grön rost, vilket är extremt sällsynt på jorden idag, på grund av dess affinitet för syre. "Idag förvandlas grön rost snabbt till den välbekanta röda rosten, men med inte mycket fritt syre runt omkring, Halevy resonerade, det kunde ha varit ett viktigt sätt för upplöst järn att bilda fasta föreningar och sätta sig på havsbotten.

Stöd för dessa idéer kommer från Sulawesi, Indonesien, där grön rost bildas idag i järnrika, syrefattig Matano-sjön, tros likna havsvattnet som fanns under längre perioder av jordens tidiga historia. För att testa hans idéer i detalj och utforska deras betydelse, Halevy satte upp experiment där han och hans team återskapade, så nära som möjligt, förhållandena i det gamla, syrefri, Prekambrian hav. De fann att grön rost inte bara bildas under dessa förhållanden, men att när det lämnas till åldern, det omvandlas till mineraler som finns i prekambriska järnformationer - en kombination av järnhaltiga oxider, karbonater och silikater.

Kan grön rost ha varit ett huvudfordon för att sätta järn ur havsvatten? Halevy och hans team utvecklade modeller för att skildra järncykeln i jordens tidiga hav, inklusive möjligheten till grön rostbildning och konkurrens med andra mineraltransport av järn till havsbotten. Deras fynd tyder på att grön rost förmodligen var en viktig aktör i järncykeln. Järnet i den gröna rosten förvandlades senare till de mineraler som vi nu kan observera i den geologiska uppteckningen. "Självklart, det skulle ha varit ett av flera medel för järnavsättning, precis som ett antal olika processer är inblandade i kemisk sedimentation i haven idag, "säger Halevy." Men så långt vi kan se, grön rost borde ha levererat en betydande andel järn till de mycket tidiga havssedimenten. "