I resti di microscopiche fioriture di plancton negli ambienti oceanici vicino alla costa affondano lentamente sul fondo del mare, innescando processi che alterano per sempre un'importante testimonianza della storia della Terra, secondo una ricerca di geoscienziati, compreso David Fike alla Washington University di St. Louis.

Fike è coautore di un nuovo studio pubblicato il 20 luglio in Comunicazioni sulla natura .

"Il nostro lavoro precedente ha identificato il ruolo che il cambiamento dei tassi di sedimentazione ha avuto sui controlli locali rispetto a quelli globali sulle firme geochimiche che usiamo per ricostruire il cambiamento ambientale, " ha detto Fike, professore di scienze della terra e planetarie e direttore di studi ambientali in Arts &Sciences.

"In questo studio, abbiamo studiato il carico di carbonio organico, o quanta materia organica, che guida la successiva attività microbica nei sedimenti, viene rilasciata sul fondo marino, " ha detto Fike. "Siamo in grado di dimostrare che questo, pure, svolge un ruolo critico nella regolazione dei tipi di segnali che vengono conservati nei sedimenti.

"Dobbiamo essere consapevoli di questo quando si cerca di estrarre le registrazioni del passato cambiamento ambientale 'globale', " Egli ha detto.

Gli scienziati hanno utilizzato a lungo le informazioni dai sedimenti sul fondo dell'oceano - strati di roccia e letame microbiche - per ricostruire le condizioni negli oceani del passato.

Una sfida fondamentale nella comprensione dell'evoluzione della superficie terrestre è la differenziazione tra i segnali conservati nella documentazione sedimentaria che riflettono i processi globali, come l'evoluzione della chimica oceanica, e quelli locali, che rappresentano l'ambiente deposizionale e la storia di sepoltura dei sedimenti.

Il nuovo studio si basa sull'analisi di un minerale chiamato pirite (FeS ₂ ) che si forma nei sedimenti marini influenzati dall'attività batterica. Gli scienziati hanno esaminato le concentrazioni di carbonio, azoto e zolfo e isotopi stabili di sedimenti glaciali-interglaciali sul fondo marino lungo il margine continentale al largo dell'odierno Perù.

Tassi variabili di attività metabolica microbica, regolato dalle variazioni oceanografiche regionali della disponibilità di ossigeno e dal flusso di materia organica che affonda, sembrano aver guidato la variabilità dello zolfo di pirite osservata sul margine peruviano, gli scienziati hanno scoperto.

Lo studio è stato condotto da Virgil Pasquier, un borsista post-dottorato presso il Weizmann Institute of Sciences in Israele, e co-autore di Itay Halevy, anche dell'Istituto Weizmann. Pasquier ha precedentemente lavorato con Fike alla Washington University. Insieme, i collaboratori hanno sollevato preoccupazioni sull'uso comune degli isotopi di pirite e zolfo per ricostruire lo stato di ossidazione in evoluzione della Terra.

"Cerchiamo di capire come l'ambiente della superficie terrestre è cambiato nel tempo, " ha detto Fike, che è anche direttore dell'International Center for Energy della Washington University, Ambiente e Sostenibilità. "Per fare questo, è fondamentale comprendere i tipi di processi che possono influenzare i record che utilizziamo per queste ricostruzioni".

"In questo studio, abbiamo identificato un fattore importante - la consegna di carbonio organico locale al fondo marino - che modifica le firme geochimiche conservate nelle registrazioni di pirite sedimentaria, " ha detto. "Sovrastampa i potenziali record del ciclo biogeochimico globale con informazioni sui cambiamenti nell'ambiente locale.

"Questa osservazione fornisce una nuova finestra per ricostruire le condizioni ambientali locali passate, che è piuttosto eccitante, " ha detto Fike.