Anche se possono sembrare solidi come una roccia, le antiche rocce sedimentarie chiamate formazioni di ferro - la principale fonte economica mondiale di minerale di ferro - un tempo erano disciolte nell'acqua di mare. In che modo quel ferro è passato da uno stato disciolto a formazioni di ferro a bande? Il Dr. Itay Halevy e il suo gruppo del Dipartimento di Scienze della Terra e dei Pianeti del Weizmann Institute of Science suggeriscono che miliardi di anni fa, la "ruggine" che si formò nell'acqua di mare e affondò nel fondo dell'oceano era verde - un minerale a base di ferro che è raro oggi sulla Terra ma potrebbe essere stato un tempo relativamente comune.

Sappiamo che c'era ferro disciolto nei primi oceani, e questa è una forte indicazione che le concentrazioni di ossigeno libero (O2) della Terra erano estremamente basse. Altrimenti, il ferro avrebbe reagito con l'ossigeno per formare ossidi di ferro, che sono i depositi rossi arrugginiti familiari a chiunque abbia lasciato una bicicletta sotto la pioggia. Oggi, dice Halevy, il ferro viene consegnato dalla terra agli oceani come piccole particelle di ossido insolubili nei fiumi. Ma questa modalità di sedimentazione è avvenuta solo quando l'ossigeno libero si è accumulato nell'atmosfera terrestre, circa 2,5 miliardi di anni fa. Quasi senza ossigeno, gli oceani erano ricchi di ferro, ma ciò non significava che il ferro rimanesse disciolto nell'acqua di mare indefinitamente:alla fine formava composti insolubili con altri elementi e si depositava sul fondo del mare per dare origine a formazioni di ferro a bande.

L'idea che uno di quei composti insolubili possa essere un minerale verde arrugginito, dice Halevy, gli venne in mente durante la sua ricerca di dottorato, quando stava cercando di ricreare le condizioni sull'inizio di Marte, compresi i suoi sedimenti di ferro rosso ruggine. "Ho della roba verde che all'inizio non ho riconosciuto, che è diventato rapidamente arancione quando l'ho esposto all'aria. Con una sperimentazione un po' più attenta, Ho scoperto che questo era un minerale chiamato ruggine verde, che è estremamente raro sulla Terra oggi, grazie alla sua affinità per l'ossigeno." Oggi la ruggine verde si trasforma rapidamente nella familiare ruggine rossa, ma con poco ossigeno libero intorno, Halevy ragionato, avrebbe potuto essere un modo importante per il ferro disciolto di formare composti solidi e depositarsi sul fondo del mare.

Il supporto per queste idee viene da Sulawesi, Indonesia, dove la ruggine verde si forma oggi in ricchi di ferro, Lago Matano povero di ossigeno, pensato per essere simile all'acqua di mare che esisteva durante lunghi periodi della prima storia della Terra. Per testare le sue idee in dettaglio ed esplorare il loro significato, Halevy ha organizzato esperimenti in cui lui e il suo team hanno ricreato, il più vicino possibile, le condizioni dell'antico, senza ossigeno, Oceano Precambriano. Hanno scoperto che la ruggine verde non si forma solo in queste condizioni, ma che quando lasciato invecchiare, si trasforma nei minerali che si trovano nelle formazioni di ferro del Precambriano - una combinazione di ossidi di ferro, carbonati e silicati.

La ruggine verde potrebbe essere stata un veicolo principale per la sedimentazione del ferro dall'acqua di mare? Halevy e il suo team hanno sviluppato modelli per rappresentare il ciclo del ferro nei primi oceani della Terra, compresa la possibilità di formazione di ruggine verde e competizione con altre navette minerali di ferro verso il fondo marino. I loro risultati suggeriscono che la ruggine verde era probabilmente un attore importante nel ciclo del ferro. Il ferro nella ruggine verde si è poi trasformato nei minerali che ora possiamo osservare nella documentazione geologica. "Certo, sarebbe stato uno dei tanti mezzi di deposizione del ferro, proprio come oggi nella sedimentazione chimica negli oceani sono coinvolti diversi processi, " dice Halevy. "Ma per quanto possiamo dire, la ruggine verde avrebbe dovuto fornire una proporzione sostanziale di ferro ai primissimi sedimenti oceanici".