Forscher haben am ESRF Synchrotron-Techniken angewandt, um Apatit-Einschlüsse in Zirkonkristallen zu untersuchen und neue Erkenntnisse über das Große Oxidationsereignis zu gewinnen. Dieses Ereignis fand vor etwa 2,4 Milliarden Jahren statt und führte zu einem bedeutenden Anstieg des Sauerstoffs in der Atmosphäre und prägte die Ökosysteme der Erde. Das Ziel der Wissenschaftler war es, zu verstehen, wie die Atmosphäre und der Erdmantel während dieser Phase des schnellen Wandels miteinander interagierten.
Das Team konzentrierte sich auf Apatit-Einschlüsse in Zirkonkristallen aus Magmen, die in alten Subduktionszonen entstanden sind. Durch die Analyse der Schwefel-Valenzspeziation des Apatits mithilfe von Röntgen-Absorptionskantenstruktur-Techniken (XANES) konnten sie den Oxidationszustand während der Entwicklung der Magmen bewerten.
Sie stellten fest, dass Apatit-Einschlüsse in Zirkonen aus Magmen, die vor dem Großen Oxidationsereignis entstanden, einen relativ reduzierten Schwefel-Redoxzustand aufwiesen. Apatit-Einschlüsse in Zirkonen aus Magmen, welche nach dem Ereignis gebildet wurden, waren jedoch stärker oxidiert. Dies deutet darauf hin, dass von einer zunehmend oxidierten Atmosphäre beeinflusste Sedimente den Mantel veränderten und den Oxidationszustand der Magmen beeinflussten.
Die Studie zeigt, dass die Untersuchung von Apatit-Einschlüssen in Zirkonkristallen mit Synchrotron-Röntgenstrahlen ein leistungsstolles Instrument zur Erforschung der Entwicklung magmatischer Systeme ist. Die Wissenschaftler planen, weitere Magmen aus anderen wichtigen Perioden der Erdgeschichte zu untersuchen, wie das Neoproterozoische Oxidationsereignis und das Auftreten von Sauerstoff in der Archaikum-Periode.
Einführung
Erklärung des Großen Oxidationsereignisses und seiner Bedeutung für die Gestaltung der Ökosysteme der Erde. Die Bedeutung der Untersuchung der Wechselwirkungen zwischen Atmosphäre und Erdmantel während dieser Zeit.
Synchrotron-Techniken am ESRF
Übersicht über Synchrotron-Techniken und ihre Verwendung zur Untersuchung geologischer Proben. Erläuterung, wie Synchrotron-Techniken am European Synchrotron Radiation Facility (ESRF) in dieser Studie verwendet wurden.
Analyse von Apatit-Einschlüssen in Zirkonkristallen
Erklärung, warum sich die Wissenschaftler auf Apatit-Einschlüsse in Zirkonkristallen konzentrierten. Beschreibung der Methode zur Analyse der Schwefel-Valenzspeziation des Apatits mithilfe der Röntgenabsorptions-Nahkantenstruktur (XANES).
Ergebnisse und Befunde
Zusammenfassung der Ergebnisse der Studie.
Apatit-Einschlüsse in Zirkonen vor dem Großen Oxidationsereignis
Erklärung der Ergebnisse im Zusammenhang mit Apatit-Einschlüssen in Zirkonen, die vor dem Großen Oxidationsereignis entstanden sind. Diskussion des relativ reduzierten Schwefel-Redoxzustands, der in diesen Einschlüssen gefunden wurde.
Apatit-Einschlüsse in Zirkonen nach dem Großen Oxidationsereignis
Erklärung der Ergebnisse im Zusammenhang mit Apatit-Einschlüssen in Zirkonen, die nach dem Großen Oxidationsereignis entstanden sind. Diskussion des stärker oxidierten Zustands, der in diesen Einschlüssen gefunden wurde.
Auswirkungen und Bedeutung
Diskussion der Auswirkungen der Ergebnisse und ihrer Bedeutung für das Verständnis der Entwicklung magmatischer Systeme. Erläuterung, wie Sedimente, die von einer zunehmend oxidierenden Atmosphäre beeinflusst wurden, den Oxidationszustand von Magmen beeinflussten.
Zukünftige Forschung
Erklärung der Pläne der Wissenschaftler für zukünftige Forschung. Diskussion des Potenzials zur Untersuchung von Magmen aus anderen wichtigen Perioden in der Geschichte der Erde, wie dem Neoproterozoic Oxidation Event und dem Auftreten von Sauerstoff im Archaikum.
