Мы знаем, что в ранних океанах было растворенное железо — убедительный признак того, что концентрация свободного кислорода на Земле была чрезвычайно низкой. В противном случае железо реагировало бы с кислородом с образованием оксидов железа, которые представляют собой ржавые красные отложения, знакомые каждому, кто оставил велосипед под дождем.
Сегодня, говорит доктор Халеви, железо доставляется с суши в океаны в виде небольших нерастворимых частиц оксида в реках. Но этот способ осаждения возник только в результате накопления свободного кислорода в атмосфере Земли около 2,5 миллиарда лет назад. Почти не обладая кислородом, океаны были богаты железом, но это не означало, что железо оставалось растворенным в морской воде на неопределенный срок: в конечном итоге оно образовывало нерастворимые соединения с другими элементами и оседало на морское дно, давая начало полосчатым образованиям железа.
Идея о том, что одним из этих нерастворимых соединений может быть ржаво-зеленый минерал, пришла ему в голову во время его докторских исследований, говорит доктор Халеви, когда он пытался воссоздать условия на раннем Марсе, включая его ржаво-красные отложения железа. «У меня появилось какое-то зеленое вещество, которое я сначала не узнал, которое быстро стало оранжевым, когда я выставил его на воздухе. При более тщательном экспериментировании я обнаружил, что это был минерал, называемый зеленой ржавчиной, который сегодня крайне редко встречается на Земле. из-за его сродства к кислороду ". Сегодня зеленая ржавчина быстро трансформируется в знакомую красную ржавчину, но при небольшом количестве свободного кислорода, рассуждал доктор Халеви, это могло быть важным способом для растворенного железа образовывать твердые соединения и оседать на морском дне.Поддержка этих идей исходит из Сулавеси, Индонезия, где сегодня зеленый ржавчина образуется в богатом железом и бедном кислородом озере Матано, которое, как считается, похоже на морскую воду, существовавшую в течение длительных периодов ранней истории Земли.
Чтобы детально проверить свои идеи и изучить их значение, доктор Халеви поставил эксперименты, в которых он и его команда воссоздали, насколько это возможно, условия древнего бескислородного докембрийского океана. Они обнаружили, что грин раст не только образуется в этих условиях, но и при старении превращается в минералы, обнаруженные в докембрийских железных образованиях — комбинацию железосодержащих оксидов, карбонатов и силикатов.Может ли зеленая ржавчина быть основным средством осаждения железа из морской воды?
Доктор Халеви и его команда разработали модели для изображения цикла железа в ранних океанах Земли, включая возможность образования зеленой ржавчины и конкуренции с другими минералами, перемещающими железо на морское дно. Их результаты позволяют предположить, что зеленая ржавчина, вероятно, была основным игроком в круговороте железа.
Железо в грин расте позже превратилось в минералы, которые мы теперь можем наблюдать в геологической летописи. «Конечно, это было бы одним из нескольких способов осаждения железа, точно так же, как сегодня в химическом осаждении в океанах участвует ряд различных процессов», — говорит д-р Халеви. «Но насколько мы можем судить, грин раст должен был доставить значительную часть железа в самые ранние океанические отложения».