生锈的绿色早期海洋？ (2017)

地球上的固体铁矿石矿床是如何形成的？一位研究人员认为，数十亿年前，“绿锈”在海水中形成并沉入海床，成为带状铁形成的原始来源。虽然这只是铁沉积的一种方式，但绿锈似乎已将大部分铁输送到我们早期的海洋中。尽管它们看起来坚如磐石，但被称为铁地层的古老沉积岩——世界上铁矿石的主要经济来源——曾经溶解在海水中。铁是如何从溶解状态变成带状铁层的？魏茨曼科学研究所地球与行星科学系的 Itay Halevy 博士和他的团队认为，数十亿年前，在海水中形成并沉入海床的“铁锈”是绿色的——一种铁基今天在地球上很少见但可能曾经相对常见的矿物。他们的发现发表在《自然地球科学》上。我们知道早期海洋中存在溶解的铁——这有力地表明地球的游离氧浓度极低。否则，铁会与氧气反应形成氧化铁，这是任何将自行车留在雨中的人都熟悉的锈红色沉积物。 Halevy 博士说，如今，铁以河流中的小不溶性氧化物颗粒的形式从陆地输送到海洋。但这种沉积模式只是在大约 25 亿年前地球大气层中积累的游离氧时产生的。由于几乎没有氧气，海洋富含铁，但这并不意味着铁会无限期地溶解在海水中：它最终会与其他元素形成不溶性化合物并沉降到海床中，从而形成带状铁地层。 Halevy 博士说，在他的博士研究期间，他想到这些不溶性化合物之一可能是生锈的绿色矿物，当时他试图在火星早期重建条件，包括其生锈的红色铁沉积物。 “我得到了一些我一开始不认识的绿色东西，当我把它暴露在空气中时，它们很快就变成了橙色。经过更仔细的实验​​，我发现这是一种叫做绿锈的矿物，在今天的地球上极为罕见，由于它对氧气的亲和力。”今天，绿锈迅速转变为熟悉的红锈，但由于周围没有多少游离氧，哈莱维博士推断，这可能是溶解铁形成固体化合物并沉淀到海底的重要途径。对这些想法的支持来自印度尼西亚的苏拉威西岛，那里今天在富含铁、缺氧的马塔诺湖中形成绿锈，被认为类似于地球早期历史较长时期存在的海水。为了详细测试他的想法并探索其意义，Halvy 博士进行了实验，他和他的团队尽可能地重建了古老的、无氧的前寒武纪海洋的条件。他们发现绿锈不仅在这些条件下形成，而且当它老化时，它会转化为在前寒武纪铁地层中发现的矿物质——含铁氧化物、碳酸盐和硅酸盐的组合。绿锈可能是从海水中沉淀铁的主要载体吗？ Halevy 博士和他的团队开发了模型来描绘地球早期海洋中的铁循环，包括绿锈形成的可能性以及与其他铁矿物穿梭到海底的竞争。他们的发现表明，绿锈可能是铁循环中的主要参与者。绿锈中的铁后来转化为我们现在可以在地质记录中观察到的矿物质。 “当然，它本来是铁沉积的几种方式之一，就像今天海洋中的化学沉积涉及许多不同的过程一样，”Halvy 博士说。 “但据我们所知，绿锈应该为非常早期的海洋沉积物输送了大量的铁。”材料由魏茨曼科学研究所提供。注意：内容可以根据样式和长度进行编辑。

I. Halevy、M. Alesker、E. M. Schuster、R. Popovitz-Biro、Y. Feldman。前寒武纪海洋中绿锈病的关键作用和铁形成的起源。自然地球科学，2017； DOI: 10.1038/ngeo2878 ScienceDaily 与 TrendMD 网络中的站点共享链接，并从第三方广告商那里获得收入，如所示。