Бактерий назвали ответственными за большую часть запасов железа

Геохимики из Висконсинского университета в Мадисоне обнаружили, что железистые кварциты (джеспилиты) докембрийской эпохи – главное «хранилище» железа на планете, имеют два источника происхождения, причем важнейшим из них являются бактерии. Большая часть джеспилитов была произведена бактериями путем окисления растворенного в океане железа. Меньшая часть произошла из глубоководных гидротермальных источников. При этом на протяжении длительных геологических периодов вклад бактерий и гидротермальных вод попеременно менялся. Работа опубликована в Proceedings of the National Academy of Sciences.

Ученые исследовали образцы железистых кварцитов, извлеченных с глубины в 150 метров в Национальном парке Кариджини (Австралия). Более трех лет им потребовалось, чтобы при помощи масс-спектрометрии провести идентификацию изотопных подписей каждого из слоев железных минералов. Помимо изотопов железа, дополнительно, геохимики изучали также изотопы неодима, что позволило повысить точность оценки.

Выяснилось, что существует определенная изотопная сигнатура, характерная для железистых кварцитов, чье происхождение, по мнению ученых, связано с  гидротермальными источниками. И другая, отличная от первой, изотопная подпись, свидетельствующая об их континентальном, вероятнее всего бактериальном происхождении. При этом пропорция обеих сигнатур в различных слоях периодически сменялась. Относительное постоянство наблюдалась на участках протяженностью около 1000 лет, а в промежутке между 100 000 и миллионом лет соотношение бактериального и гидротермального железа значительно изменялось в ту или иную сторону (чаще всего преобладало производимое железобактериями).

В докембрии дно мелководного, но очень горячего (50-70 градусов по Цельсию) Мирового океана устилали голубовато-зеленые бактериальные маты. Воды океана изобиловали растворенным неокисленным железом и углекислым газом. Чтобы получить энергию для автотрофной ассимиляции углекислого газа, бактерии окисляли двухвалентное железо до трехвалентного. Получившийся в итоге деятельности миллиардов бактерий ржавый порошок откладывался на дно океана, где перемежался со слоями кварца, приносимого с суши и железом из геотермальных вод. Все вместе они образовывали полосчатые железистые кварциты. Новое исследование показывает, что этот процесс не был линейным, а вклад того или иного источника зависел от общей геологической и океанической динамики.