Ett nytt experiment av Iowa State Universitys Elizabeth Swanner som utvärderar minskningen av järn i förhistoriska oceaner kan tolka omständigheterna under vilka järnrikt sedimentärt berg bildas.

Swanner, en biträdande professor i geologiska och atmosfäriska vetenskaper, var en del av ett internationellt forskargrupp med forskare från universitetet i Tübingen i Tyskland och den kinesiska vetenskapsakademien i Peking. Teamet modellerade det förhistoriska havet, liknande den för arkeiska eran för 2,5 miljarder år sedan inom en graderad cylinder.

"Vi ville egentligen bara simulera det i den vertikala dimensionen, så vi använde en graderad cylinder och modifierade den, "Sa Swanner.

I ett tidigare experiment, forskarna hade modifierat cylindern för att simulera ett arkeiskt hav med stora mängder järn och inget syre förutom det som gjordes av cyanobakterier. Hamnar längs cylinderns sida tillät provtagning på olika nivåer.

"Vi studerade cyanobakterier eftersom det här är de organismer som vi tror satte allt syre i atmosfären ursprungligen, " Hon sa.

Forskningen, nyligen publicerad av Vetenskapliga rapporter , visade att trots syresättningen av cyanobakterierna, mycket av järnet förblev inte oxiderat utan reducerades igen till sin lösta form.

Detta oväntade resultat kan förklaras av ett enzym på cyanobakterier som reducerar järn. I det moderna havet, som innehåller minst 1, 000 gånger mindre järn, cyanobakterier minskar en liten mängd järn, men experimentet visade en större mängd järnreduktion än forskarna förväntade sig. En annan möjlig förklaring är att järnet reduceras av en fotokemisk reaktion som uppstår när järnet träffas av ljus.

Konsekvenserna av detta fynd kan förändra de förhållanden under vilka järnrika sedimentära bergarter tros bildas från de gamla oceanerna.

"Traditionellt om du ser järn berikat i sediment från havet brukar du tro att det deponerades under anoxiska förhållanden, "Swanner sa." Men potentiellt har vi ett sätt att fortfarande avsätta mycket järn men låta det deponeras under fullt syresatta förhållanden. "

De första resultaten i laboratoriet ställer nya frågor till Swanner, inklusive om hon kommer att hitta bevis på denna process i Midwestern sjöarna som hennes forskargrupp nu studerar. Dessa sjöar har järn i botten och syre bara i toppen av vattenspelaren, och innehåller också cyanobakterier.