Kredit:CC0 Public Domain
Sturtian Snowball Earth-glaciationen (~717-660 miljoner år sedan) representerar det svåraste ishusklimatet i jordens historia. Geologiska bevis tyder på att under denna nedisning, inlandsisar utsträckta till låga breddgrader, och modellsimuleringar tyder på globala frusna hav samt en förlängd avstängning av de hydrologiska cyklerna. Snowball Earth-hypotesen ställer sig att den globala glaciationen i Sturtian är direkt utlöst av intensiv kontinental väderlek som rensar atmosfärisk CO 2 , medan det globala frusna tillståndet avslutas av extremt hög atmosfärisk CO 2 nivåer (~350 gånger nuvarande atmosfärsnivå), som vidmakthålls av synglaciala vulkanutbrott i tiotals miljoner år. Deglaciationen är en abrupt process, varar i hundratals till tusentals år, och den skarpa övergången till ett växthustillstånd åtföljs av extremt höga vittringshastigheter och följs av störningar i den marina svavelcykeln.
Ovanlig störning av den marina svavelcykeln efter Sturtian-glaciationen antyds en världsomspännande nederbörd av isotopiskt supertung sedimentär kis (FeS) 2 ) i de interglaciala sedimenten. I den klassiska svavelcykelramen, pyrit, det dominerande sulfidmineralet i sediment är alltid utarmat 34 S jämfört med havsvattensulfat, eftersom sulfatreducerande mikrober företrädesvis utnyttjar 32 S-berikat sulfat för att generera sulfid. Dock, en sammanställning av pyrit svavelisotopdata visar extremt höga värden (upp till +70 %, uppenbarligen högre än samtidens havsvattensulfatvärden) i efterdyningarna av Sturtian-glaciationen. Även om supertung pyrit också rapporteras i andra geologiska perioder, det kryogeniska interglaciala intervallet efter Sturtian-glaciationen representerar den enda tiden med supertung pyritbildning i global skala under ~10 miljoner år. Den traditionella teoretiska svavelcykelmodellen behandlar inte på ett tillfredsställande sätt den långsiktiga och globala förekomsten av supertung pyrit i det kryogeniska interglaciala intervallet.
Dr Lang och hans kollegor föreslog en ny svavelcykelmodell som innehåller flyktiga organiska svavelföreningar (VOSC) för att tolka den globala förekomsten av supertung pyrit efter Sturtian-glaciationen. De utförde detaljerade petrografiska observationer och parade pyritinnehåll och svavelisotopdata för supertung pyrit från de kryogeniska interglaciala avlagringarna i Datangpo-formationen i södra Kina. Både petrografiska och geokemiska data från södra Kina indikerar att de kryogeniska interglaciala haven huvudsakligen var sulfidiska (anoxiska och H 2 S berikad). Under sulfidiska förhållanden, flyktiga organiska svavelföreningar (VOSC) kan genereras genomgående via sulfidmetylering. Eftersom VOSC alltid har ett lägre svavelisotopvärde i förhållande till havsvattensulfat, kontinuerliga VOSC-utsläpp skulle höja svavelisotopen av kvarvarande svavelpool av sulfidiskt havsvatten, resulterande i en vertikal isotopgradient av havsvatten och utfällning av supertung pyrit nära/vid havsbotten.
Deras resultat visar att supertung pyritbildning kräver både hög mikrobiell sulfatreduktion och VOSC-bildningshastigheter för att upprätthålla en sådan ovanlig störning av marin svavelcykel. Eftersom organiskt material och sulfat är förutsättningar för dessa reaktioner, ~10 miljoner-åriga förekomster av supertung kis kan tyda på kontinuerlig hög primärproduktivitet och intensiv kontinental kemisk vittring efter Sturtian-glaciationen. Dessa fynd förbättrar vår förståelse av Snowball Earth-händelsen och det gamla marina svavelcykeln.