O sepultamento de carbono orgânico assistido por argila induziu a oxigenação atmosférica do início do Paleozóico, mostram dados

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O diagrama esquemático da produção e soterramento de matéria orgânica marinha na plataforma continental oceânica, regulado pela ciclagem de nutrientes marinhos e pela proteção mineral. Crédito:IGGCAS

Em um estudo publicado na Science Advances , os cientistas usaram um novo isótopo de lítio (δ⁷ Li) dados para mostrar que a exportação continental de argila promoveu o sepultamento de carbono orgânico e, portanto, a oxigenação atmosférica durante o período Cambriano.

Os animais dependem de oxigênio para respirar. Assim, o surgimento e a proliferação dos primeiros animais desde o final do Neoproterozóico até o início da era Paleozóica (~600-500 milhões de anos atrás ou milhões de anos atrás) têm sido tradicionalmente atribuídos a um aumento significativo nos níveis de oxigênio marinho. No entanto, traçadores geoquímicos e modelos numéricos sugerem que os níveis de oxigênio atmosférico e marinho durante o Neoproterozóico Superior – Paleozóico Inferior eram significativamente mais baixos do que hoje, com estados redox marinhos altamente variáveis.

Durante este período, a oxigenação marinha ocorreu em condições de baixo teor de oxigênio atmosférico, atribuído a uma bomba biológica marinha aprimorada. No entanto, o papel de outros factores, tais como a promoção da bomba de carbono mineral do sepultamento de matéria orgânica através da protecção mineral, não foi completamente explorado nesta época.

Para preencher esta lacuna, o Prof. Wei Guangyi da Universidade de Nanjing e o Prof. Zhao Mingyu do Instituto de Geologia e Geofísica da Academia Chinesa de Ciências (IGGCAS), juntamente com seus colaboradores, desenvolveram δ⁷ Li em sedimentos siliciclásticos marinhos, como argilitos, para rastrear as proporções de argilas de origem continental preservadas em sedimentos da plataforma continental.

Durante o intemperismo químico, o lítio isotopicamente leve é preferencialmente absorvido por minerais de silicato secundário (isto é, argilas), resultando em δ⁷ mais negativo. Valores de Li em produtos altamente intemperizados. Em contraste, minerais de silicato primários e produtos pouco intemperizados (por exemplo, feldspato e mica) apresentam δ⁷ mais elevados. Assinaturas de Li semelhantes às da crosta continental superior média.

Além disso, argilas autigênicas marinhas formadas por intemperismo marinho geralmente apresentam δ⁷ mais elevados Valores de Li devido ao lítio derivado da água do mar. Portanto, o δ⁷ Os valores de Li dos argilitos marinhos servem como indicadores potencialmente confiáveis das proporções de diferentes tipos de minerais de silicato preservados em antigos sedimentos da plataforma continental.

Os pesquisadores coletaram cerca de 600 amostras de lamito abrangendo o final do Neoproterozóico até meados do Cambriano (~660-500 mya) e analisaram suas composições de isótopos de lítio juntamente com as proporções de potássio em relação ao alumínio (K/Al) para rastrear mudanças no intemperismo do silicato continental e na composição mineral da argila. durante este intervalo. Diminuições significativas em δ⁷ As proporções Li e K / Al de argilitos marinhos após o início do Cambriano (~ 525 mya) indicam aumento do intemperismo do silicato continental e preservação de minerais argilosos em sedimentos marinhos.

Além disso, o novo lamito δ⁷ O banco de dados Li foi comparado com os teores de fósforo (P), carbono orgânico total (TOC) e urânio (U) em sedimentos siliciclásticos marinhos das compilações do Projeto de Geoquímica Sedimentar e Paleoambientes. Ocorrências síncronas de diminuição de δ⁷ O Li e o aumento de P, TOC e U em sedimentos marinhos fornecem evidências convincentes de correlações entre a formação de argila continental, reservatórios de P marinho, fluxo de sepultamento de carbono orgânico e níveis de oxigenação marinha.

Os resultados de um modelo biogeoquímico global sugerem que o aumento do influxo de argila continental nos sedimentos marinhos levou ao aumento dos níveis de oxigénio atmosférico e marinho profundo, particularmente sob condições iniciais de baixo teor de oxigénio atmosférico.

Mais informações: Guang-Yi Wei et al, Restrições isotópicas de lítio na evolução da fábrica de minerais argilosos continentais e na oxigenação marinha no início da Era Paleozóica, Avanços da Ciência (2024). DOI:10.1126/sciadv.adk2152
Informações do diário: Avanços da Ciência

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