Newswise — CAMBRIDGE, Mass. — Onderzoekers van het Massachusetts Institute of Technology en de Harvard University hebben een mogelijke verklaring gegeven voor hoe de vroege atmosfeer van de aarde in staat was de overvloed aan vrije zuurstof en ijzer in de huidige ijzerertsafzettingen te ondersteunen, ondanks bewijsmateriaal dat erop wees dat de atmosfeer in die tijd verstoken was van ijzererts. van zuurstof.

De resultaten van het team, die zijn gepubliceerd in het tijdschrift Nature Geoscience, suggereren dat de overgrote meerderheid van het ijzer in de vroege oceaan gebonden was aan organische moleculen die door levende organismen werden geproduceerd. Toen deze organismen stierven en naar de oceaanbodem zonken, werd het ijzer dat ze hadden gebonden opgesloten in zuurstofarme lagen sediment, waardoor het niet kon reageren met zuurstof en het uit de atmosfeer kon verwijderen.

Bij hogere niveaus van organische productiviteit en zuurstofbehoefte zou het ijzer echter uit de organische moleculen zijn vrijgekomen, met zuurstof hebben gereageerd en als ijzererts uit de oceaan zijn bezonken, in overeenstemming met de afzettingen van ijzererts die zijn waargenomen in rotsen. uit dit tijdperk.

Het team kon deze omstandigheden in het laboratorium nabootsen door organische moleculen te synthetiseren die vergelijkbaar zijn met de moleculen die waarschijnlijk door vroege organismen werden geproduceerd. Vervolgens stelden ze de organische moleculen bloot aan opgelost ijzer en zuurstof en ontdekten dat het ijzer efficiënt aan de organische moleculen was gebonden en niet met de zuurstof kon reageren.

“Ons werk suggereert dat de hoeveelheid zuurstof geproduceerd door vroege fotosynthetische organismen voldoende was om de precipitatie van ijzerertsafzettingen te ondersteunen, zelfs in een anoxische atmosfeer”, zegt Dustin Trail, de Cecil en Ida Green hoogleraar Earth and Planetary Sciences aan het MIT en senior auteur van het artikel. “Dit levert nieuw bewijs op dat de vroege atmosfeer van de aarde mogelijk meer zuurstof bevatte dan eerder werd gedacht, wat belangrijke implicaties heeft voor ons begrip van de vroege evolutie van de planeet.”

De resultaten van het team zijn ook belangrijk omdat ze suggereren dat de processen die hebben geleid tot de vorming van ijzerertsafzettingen op aarde mogelijk ook hebben plaatsgevonden op andere planeten of manen in het universum, wat een potentiële nieuwe manier biedt om te zoeken naar tekenen van leven buiten de aarde.

“Als we ijzerertsafzettingen op andere planeten vinden, kan dat een indicatie zijn dat daar ooit leven was, ook al is de atmosfeer momenteel verstoken van zuurstof”, zegt Trail.

Het onderzoek van het team werd ondersteund door het NASA Astrobiology Institute.