Resterna av mikroskopiska planktonblommor i havsmiljöer nära stranden sjunker långsamt till havsbotten, sätta igång processer som för alltid förändrar ett viktigt register över jordens historia, enligt forskning från geoforskare, inklusive David Fike vid Washington University i St. Louis.

Fike är medförfattare till en ny studie publicerad 20 juli i Naturkommunikation .

"Vårt tidigare arbete identifierade den roll som förändrade sedimentationshastigheter hade för lokala kontra globala kontroller av geokemiska signaturer som vi använder för att rekonstruera miljöförändringar, sa Fike, professor i jord- och planetvetenskap och chef för miljöstudier inom konst och vetenskap.

"I den här studien, vi undersökte organisk kolbelastning, eller hur mycket organiskt material - som driver efterföljande mikrobiell aktivitet i sedimenten - levereras till havsbotten, "Sa Fike." Vi kan visa att detta, för, spelar en avgörande roll för att reglera de typer av signaler som bevaras i sediment.

"Vi måste vara medvetna om detta när vi försöker extrahera register över tidigare" globala "miljöförändringar, " han sa.

Forskare har länge använt information från sediment i botten av havet - lager av sten och mikrobiell muck - för att rekonstruera förhållandena i tidigare hav.

En kritisk utmaning för att förstå jordens ytutveckling är att skilja mellan signaler som finns kvar i sedimentregistret som återspeglar globala processer, såsom utvecklingen av havskemi, och de som är lokala, representerar avsättningsmiljön och sedimentens begravningshistoria.

Den nya studien är baserad på analyser av ett mineral som kallas pyrit (FeS ₂ ) som bildas i marina sediment som påverkas av bakteriell aktivitet. Forskarna undersökte koncentrationer av kol, kväve och svavel och stabila isotoper av glacial-interglaciala sediment på havsbotten längs den kontinentala marginalen utanför dagens Peru.

Varierande hastigheter för mikrobiell metabolisk aktivitet, regleras av regionala oceanografiska variationer i syretillgänglighet och flödet av sjunkande organiskt material, verkar ha drivit den observerade varianten av pyrit svavel på den peruanska marginalen, forskarna upptäckte.

Studien leds av Virgil Pasquier, en postdoktor vid Weizmann Institute of Sciences i Israel, och medförfattare av Itay Halevy, även från Weizmann -institutet. Pasquier arbetade tidigare med Fike vid Washington University. Tillsammans, medarbetarna har väckt oro över den vanliga användningen av pyrit svavelisotoper för att rekonstruera jordens utvecklande oxidationstillstånd.

"Vi försöker förstå hur jordens ytmiljö har förändrats med tiden, sa Fike, som också fungerar som chef för Washington University International Center for Energy, Miljö och hållbarhet. "För att göra detta, Det är viktigt att förstå vilka processer som kan påverka de poster vi använder för dessa rekonstruktioner. "

"I den här studien, vi har identifierat en viktig faktor - lokal leverans av organiskt kol till havsbotten - som ändrar de geokemiska signaturerna som finns bevarade i sedimentära pyritregistreringar, "sa han." Det övertrycker potentiella register över global biogeokemisk cykling med information om förändringar i den lokala miljön.

"Denna observation ger ett nytt fönster för att rekonstruera tidigare lokala miljöförhållanden, vilket är ganska spännande, Sa Fike.