Az ősi vas megmutatja, hogyan formálták át a hegyek és a növények a Földet

A kőzetekben és tengeri üledékekben megőrzött vasat a geológusok régóta használják arra, hogy rekonstruálják a Föld ősi óceánjainak és légkörének oxigénszintjét. Egy új kutatás azonban azt mutatja, hogy ezek a több százmillió éves vasnyomok jóval több információt rejtenek: a kontinensek átalakulását, hatalmas hegységek felemelkedését és a szárazföldi növényzet elterjedését is megőrizték.

A Hamburgi Egyetem, az ETH Zürich és a Michigan State University kutatói 1,2 milliárd év földtörténeti adatait elemezték. Eredményeik szerint a Föld vaskörforgását nem csupán az óceánok oxigénszintje alakította. Az elmúlt nagyjából félmilliárd évben a kontinensek mállása, a hegységképződés és a szárazföldi növények megjelenése is alapvetően meghatározta, mennyi reaktív vas jutott a tengerekbe.

Több mint egymilliárd év történetét vizsgálták

A kutatáshoz mintegy 10 000 mérési adatot elemeztek. Ezek jelentős része a Sedimentary Geochemistry and Paleoenvironments adatbázisból származott, amely ősi tengeri üledékek geokémiai tulajdonságait gyűjti össze.

A kutatók azt vizsgálták, hogyan változott a tengeri üledékekben található úgynevezett reaktív vas aránya az elmúlt 1,2 milliárd évben.

Az eredmények alapján a mezoproterozoikumtól egészen a kambriumig viszonylag alacsony volt a reaktív vas aránya. A paleozoikum középső és késői szakaszában azonban jelentős növekedés következett be, amelyet a késő kainozoikumban ismét csökkenés váltott fel.

Ez a minta önmagában az óceánok oxigénviszonyainak változásával nem magyarázható.

A hegyek nyomot hagytak az óceánokban

A kutatás egyik legérdekesebb eredménye, hogy az elmúlt mintegy 500 millió év vaskészletének nagyobb kiugrásai egybeesnek jelentős hegységképződési eseményekkel.

Különösen jól látható ez a variszkuszi hegységképződés időszakában, amely nagyjából 370–290 millió évvel ezelőtt zajlott, és összefüggött a Pangea szuperkontinens kialakulásával.

Amikor új hegységek emelkednek ki, az erózió és a kémiai mállás folyamatosan bontani kezdi a felszínre került kőzeteket. A folyamat során vas szabadul fel, amelyet a folyók és az üledékek végül az óceánokba szállíthatnak.

A tengeri üledékek vastartalma így közvetett módon akár olyan hegységképződési események lenyomatát is megőrizheti, amelyek több százmillió évvel ezelőtt teljesen átalakították a kontinenseket.

A növények is megváltoztatták a bolygó kémiáját

A történet azonban nem áll meg a hegyeknél. A kutatók szerint a szárazföldi növényzet elterjedése szintén jelentős változást idézett elő a vaskörforgásban.

A növények gyökerei olyan kémiai folyamatokat segítenek elő, amelyek gyorsítják a kőzetek és ásványok mállását. Ezzel több vas válhat szabaddá a talajban és az üledékekben.

A gyökérzet emellett stabilizálja a talajt és a folyómedrek üledékeit. Emiatt a vasnak több ideje lehet reakcióba lépni az oxigénnel és vas-oxidokká alakulni, mielőtt végül a vízrendszereken keresztül eljutna az óceánba.

A szárazföld növényekkel való benépesülése tehát nem egyszerűen biológiai evolúciós esemény volt: a bolygó felszínének geokémiai működését is átalakította.