De overblijfselen van microscopisch kleine planktonbloei in oceaanomgevingen nabij de kust zinken langzaam naar de zeebodem, processen in gang zetten die een belangrijk record van de geschiedenis van de aarde voor altijd veranderen, volgens onderzoek van geowetenschappers, waaronder David Fike aan de Washington University in St. Louis.

Fike is co-auteur van een nieuwe studie gepubliceerd op 20 juli in Natuurcommunicatie .

"Ons eerdere werk identificeerde de rol die veranderende sedimentatiesnelheden hadden op lokale versus wereldwijde controles op geochemische handtekeningen die we gebruiken om veranderingen in het milieu te reconstrueren, " zei Fike, hoogleraar aard- en planeetwetenschappen en directeur milieustudies in Arts &Sciences.

"In dit onderzoek, we onderzochten organische koolstofbelasting, of hoeveel organisch materiaal - dat de daaropvolgende microbiële activiteit in de sedimenten aandrijft - op de zeebodem wordt afgeleverd, " zei Fike. "We kunnen laten zien dat dit, te, speelt een cruciale rol bij het reguleren van de soorten signalen die in sedimenten worden bewaard.

"We moeten ons hiervan bewust zijn wanneer we gegevens proberen te extraheren van eerdere 'wereldwijde' milieuveranderingen, " hij zei.

Wetenschappers gebruiken al lang informatie uit sedimenten op de bodem van de oceaan - gesteentelagen en microbiële modder - om de omstandigheden in oceanen uit het verleden te reconstrueren.

Een cruciale uitdaging bij het begrijpen van de evolutie van het aardoppervlak is het onderscheid maken tussen signalen die in het sedimentaire record zijn bewaard en die mondiale processen weerspiegelen, zoals de evolutie van de oceaanchemie, en degenen die lokaal zijn, die de afzettingsomgeving en de begraafgeschiedenis van de sedimenten vertegenwoordigen.

De nieuwe studie is gebaseerd op analyses van een mineraal genaamd pyriet (FeS ₂ ) dat wordt gevormd in mariene sedimenten die worden beïnvloed door bacteriële activiteit. De wetenschappers onderzochten concentraties van koolstof, stikstof en zwavel en stabiele isotopen van glaciaal-interglaciale sedimenten op de zeebodem langs de continentale rand van het hedendaagse Peru.

Variërende snelheden van microbiële metabolische activiteit, gereguleerd door regionale oceanografische variaties in zuurstofbeschikbaarheid en de flux van zinkend organisch materiaal, lijken de waargenomen variabiliteit van pyrietzwavel aan de Peruaanse rand te hebben veroorzaakt, ontdekten de wetenschappers.

De studie werd geleid door Virgil Pasquier, een postdoctoraal onderzoeker aan het Weizmann Institute of Sciences in Israël, en co-auteur van Itay Halevy, ook van het Weizmann Instituut. Pasquier werkte eerder met Fike aan de Washington University. Samen, de medewerkers hebben hun bezorgdheid geuit over het algemene gebruik van pyrietzwavelisotopen om de evoluerende oxidatietoestand van de aarde te reconstrueren.

"We proberen te begrijpen hoe het aardoppervlak in de loop van de tijd is veranderd, " zei Fike, die ook dienst doet als directeur van het International Center for Energy van de Washington University, Milieu en Duurzaamheid. "Om dit te doen, het is van cruciaal belang om de soorten processen te begrijpen die van invloed kunnen zijn op de records die we voor deze reconstructies gebruiken."

"In dit onderzoek, we hebben een belangrijke factor geïdentificeerd - lokale levering van organische koolstof aan de zeebodem - die de geochemische handtekeningen wijzigt die zijn bewaard in sedimentaire pyrietrecords, " zei hij. "Het overdrukt potentiële records van wereldwijde biogeochemische cycli met informatie over veranderingen in de lokale omgeving.

"Deze observatie biedt een nieuw venster om eerdere lokale omgevingsomstandigheden te reconstrueren, wat best spannend is, ' zei Fike.