从微小铁粒看海洋碳的演变：十亿年的历史揭示

来自 实验室仪器网

科学家们通过读取微小的铁ooids解开了地球古老的碳循环，揭示了塑造气候和生命进化的海洋碳的数十亿年变化。

海洋储存着大量的溶解有机碳（DOC），这是调节地球气候和为海洋生态系统提供燃料的关键水库。但是，到目前为止，科学家们还缺乏一种直接的方法来追踪地球过去深处的DOC水平。

最近发表在《自然》杂志上，一个团队刚刚通过开发一种追踪DOC水平的方法来回答这个问题，使用微小的球形氧化铁来研究数十亿年的有机碳信息。当它们形成时，这些颗粒将有机碳掺入其结构中，许多年后现在正在对其进行分析。

该研究的核心是Fe-OC特征：微量有机碳与针铁矿等氧化铁结合。为了了解氧化物中DOC的掺入，科学家们首先在实验室中重新创建了ooid生长作为比较标准。他们通过将铁盐溶解在模仿自然海洋条件的精心控制的溶液中来合成谷物。它们改变了几个参数，包括温度、pH值、二氧化硅含量和DOC浓度。

在从接近冰点到几乎沸腾的实验中，从酸性到碱性水，合成矿物可靠地捕获了DOC。傅里叶变换红外光谱证实了这些合成ooids中碳的存在和纯度，而荧光光谱则揭示了与天然样品一致的分子指纹。

不同的分析技术共同帮助创建了一条校准曲线，然后可以将其应用于从26个海洋构造中收集的化石，跨越15亿年的地球历史。

将化石分析物与校准ooids进行交叉引用，揭示了一幅引人注目的画面。DOC水平在古元古代早期被发现很高，然后在新元古代（海洋中氧气上升的时期）急剧下降，后来在寒武纪反弹。

与海洋氧合同时发生的下降表明了一个根本性的转变：氧气使有机物更容易受到微生物的分解，从而减少了DOC的长期储存。这反过来又可能影响了碳循环和大气中的一氧化碳2，塑造了气候稳定和复杂生命的兴起。

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