Low-phosphorus concentrations and important ferric hydroxide scavenging in Archean seawater

Autor(es)

Rego, Eric Siciliano ; Busigny, Vincent ; Lalonde, Stefan V. ; Rossignol, Camille ; Babinski, Marly ; Philippot, Pascal

• Tipo de documento: Artigo Científico
• Fonte: PNAS NEXUS; v. 2, n. 3, p. 7-pg., 2023-03-01.

Resumo

The availability of nutrients in seawater, such as dissolved phosphorus (P), is thought to have regulated the evolution and activity of microbial life in Earth's early oceans. Marine concentrations of bioavailable phosphorus spanning the Archean Eon remain a topic of debate, with variable estimates indicating either low (0.04 to 0.13 mu M P) or high (10 to 100 mu M P) dissolved P in seawater. The large uncertainty on these estimates reflects in part a lack of clear proxy signals recorded in sedimentary rocks. Contrary to some recent views, we show here that iron formations (IFs) are reliable recorders of past phosphorus concentrations and preserved a primary seawater signature. Using measured P and iron (Fe) contents in Neoarchean IF from Carajas (Brazil), we demonstrate for the first time a clear partitioning coefficient relationship in the P-Fe systematics of this IF, which, in combination with experimental and Archean literature data, permits us to constrain Archean seawater to a mean value of 0.063 +/- 0.05 mu M dissolved phosphorus. Our data set suggests that low-phosphorus conditions prevailed throughout the first half of Earth's history, likely as the result of limited continental emergence and marine P removal by iron oxyhydroxide precipitation, supporting prior suggestions that changes in ancient marine P availability at the end of the Archean modulated marine productivity, and ultimately, the redox state of Earth's early oceans and atmosphere. (AU)

• Processo FAPESP: 15/16235-2 - Evolução da vida e oxigenação da Terra primitiva: uma perspectiva a partir da América do Sul
• Beneficiário: Pascal Andre Marie Philippot
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Programa SPEC
• Processo FAPESP: 19/16271-0 - Geoquímica elementar e isotópica de formações ferríticas, carbonatos e folhelhos negros: condições paleoredox durante o Neoarqueano, Paleo- e Neoproterozóico no Brasil
• Beneficiário: Eric Siciliano Rego
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Doutorado
• Processo FAPESP: 19/16066-7 - Caracterização multi-isotópica (O, S, Sr) do Grande Evento de Oxidação no início do Paleoproterozoico em baritas do Supergrupo Minas, Bacia de Minas, Brasil
• Beneficiário: Camille Yann Rossignol
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Pós-Doutorado
• Processo FAPESP: 18/05892-0 - Geoquímica elementar e isotópica das formações ferríferas e folhelhos negros: novas evidências de condições paleoredox durante o Paleo- e Neoproterozóico no Norte e Centro-Oeste do Brazil
• Beneficiário: Eric Siciliano Rego
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Processo FAPESP: 18/02645-2 - Cronestratigrafia e rastreamento isotópico do Supergrupo Minas, Paleoproterozóico
• Beneficiário: Camille Yann Rossignol
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado