Nanoparticelle di apatite e grenalite in depositi di condotti idrotermali più antichi e ben conservati

Gli antichi ichpliti vengono utilizzati per tracciare la chimica e il fototrofismo dell’antico oceano perché contengono ematite che è stato interpretato come formata dopo l’ossidazione biologica del ferro (II) derivato dallo sfiato e del P-scavenging dell’acqua di mare.

Tuttavia, studi recenti hanno suscitato polemiche sui depositi di ferro e fosforo nell’antica acqua di mare. Qui, riportiamo nanoparticelle di grenalite e fluorapatite (FAP) nelle più antiche rocce di gaspelite ben conservate della formazione Dresser, risalente a circa 3,5 miliardi di anni fa, nel cratone Pilbara in Australia.

Vediamo che entrambe le fasi sono particelle di pennacchio di sfiato, mentre l’ematite presente è associata all’ossidazione secondaria. La modellazione geochimica prevede che l’alterazione idrotermale del basalto del fondale marino da parte dell’acqua di mare anossica e priva di solfati rilasci Fe (II) e P che precipitano simultaneamente come greenalite e FAP durante lo sfiato.

La formazione, il trasporto e la conservazione delle nanoparticelle FAP indicano che le concentrazioni di P nell’acqua di mare erano da 1 a 2 ordini di grandezza superiori rispetto alle moderne acque profonde.

Ci aspettiamo che le sorgenti del fondale marino dell’Archeano fossero “fabbriche” di nanoparticelle che, sulla Terra prebiotica, producevano una miriade di modelli ricchi di ferro (II) e fosforo disponibili per la catalisi e la biosintesi.

Mappa dell’area e colonna stratigrafica, Arctic Dome. (a) Mappa geologica semplificata della regione della Cupola Artica. PDP, progetto di perforazione Pilbara. (b) Una mappa del lato orientale della cupola che mostra la posizione delle sezioni e dei campioni stratigrafici. (c) Colonna stratigrafica semplificata. FM, formazione. (d) Colonne stratigrafiche delle Sezioni H e J di Buick (20) che mostrano la posizione delle selci ittiolitiche (UWA100624 e UWA100625) e delle selci laminate sottili (UWA100641). – Progresso della scienza

Immagini al microscopio ottico ed elettronico della jaspelite della Dresser Formation (UWA100625). (A) Campione manuale di jaspilite dalla sezione J. (B) Sezione sottile lucida di jaspilite che mostra selce ricca di ematite e selce povera di ematite. (C) Immagine PPL di selce jaspilitica con motivo poligonale. (D) Immagine PPL che mostra la posizione di un pozzo di fascio ionico focalizzato (FIB) di selce gaspelitica. (E) Immagine elettronica sparsa della selce di Yaspelian che mostra abbondanti particelle fini, comprese fette piatte (cerchiate). Alta tensione, alta tensione. (F) Immagine TEM (STEM) con scansione in campo scuro anulare ad alto angolo (HAADF) di scaglie FIB (D) che mostrano abbondanti fette di greenalite (gre) e di ematite equivalente (bianca) nel cemento selce. (g) Mappa degli elementi in ferro STEM-EDS. Mag, zoom. (H) Immagine TEM in campo chiaro di nanoparticelle verdi (gre) in selce da scaglie tagliate da FIB. (I) Immagine TEM ad alta risoluzione di particelle di greenalite con profili strutturali caratteristici. (J) Spettri TEM-EDS di nanoparticelle verdi in scaglie FIB di selce ricca di grenalite. – Progresso della scienza

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