En un estudio publicado en Science Advances , los científicos han utilizado un nuevo isótopo de litio (δ 7 Li) datos que muestran que la exportación de arcilla continental promovió el entierro de carbono orgánico y, por tanto, la oxigenación atmosférica durante el período Cámbrico.
Los animales dependen del oxígeno para respirar. Por lo tanto, la aparición y proliferación de los primeros animales desde finales del Neoproterozoico hasta principios del Paleozoico (hace ~600 a 500 millones de años o millones de años) se ha atribuido tradicionalmente a un aumento significativo en los niveles de oxígeno marino. Sin embargo, los trazadores geoquímicos y los modelos numéricos sugieren que los niveles de oxígeno tanto atmosférico como marino durante el Neoproterozoico tardío y el Paleozoico temprano fueron significativamente más bajos que los actuales, con estados redox marinos muy variables.
Durante este período, la oxigenación marina se produjo en condiciones de bajo oxígeno atmosférico, atribuido a una bomba biológica marina mejorada. Sin embargo, el papel de otros factores, como la bomba de carbón mineral que promueve el entierro de materia orgánica mediante la protección de minerales, no se ha explorado a fondo en esta época.
Para abordar esta brecha, el Prof. Wei Guangyi de la Universidad de Nanjing y el Prof. Zhao Mingyu del Instituto de Geología y Geofísica de la Academia China de Ciencias (IGGCAS), junto con sus colaboradores, desarrollaron δ 7 Li en sedimentos siliciclásticos marinos, como lutitas, para rastrear las proporciones de arcillas de origen continental conservadas en sedimentos de la plataforma continental.
Durante la meteorización química, el litio isotópicamente ligero es absorbido preferentemente por minerales de silicato secundarios (es decir, arcillas), lo que da como resultado un δ 7 más negativo. Valores de Li en productos altamente degradados. Por el contrario, los minerales de silicato primario y los productos débilmente degradados (por ejemplo, feldespato y mica) exhiben una δ 7 más alta. Firmas de Li similares a las de la corteza continental superior promedio.
Además, las arcillas autigénicas marinas formadas por meteorización inversa marina generalmente exhiben un δ 7 más alto. Valores de Li debidos al litio derivado del agua de mar. Por lo tanto, el δ 7 Los valores de Li de las lutitas marinas sirven como indicadores potencialmente confiables de las proporciones de diferentes tipos de minerales de silicato conservados en sedimentos antiguos de la plataforma continental.
Los investigadores recolectaron alrededor de 600 muestras de lutitas que abarcan desde finales del Neoproterozoico hasta mediados del Cámbrico (~660–500 millones de años) y analizaron sus composiciones de isótopos de litio junto con las proporciones de potasio en relación con aluminio (K/Al) para rastrear los cambios en la erosión de los silicatos continentales y la composición mineral de arcilla. durante este intervalo. Disminuciones significativas en δ 7 Las proporciones de Li y K/Al de las lutitas marinas después del Cámbrico temprano (~525 millones de años) indican una mayor erosión de silicatos continentales y preservación de minerales arcillosos en los sedimentos marinos.
Además, la nueva lutita δ 7 La base de datos de Li se comparó con los contenidos de fósforo (P), carbono orgánico total (TOC) y uranio (U) en sedimentos siliciclásticos marinos de las compilaciones del Proyecto de Geoquímica Sedimentaria y Paleoambientes. Apariciones sincrónicas de disminución de δ 7 El Li y el aumento de P, TOC y U en los sedimentos marinos proporcionan evidencia convincente de las correlaciones entre la formación de arcilla continental, los reservorios marinos de P, el flujo de entierro de carbono orgánico y los niveles de oxigenación marina.
Los resultados de un modelo biogeoquímico global sugieren que el aumento de la afluencia de arcilla continental a los sedimentos marinos ha provocado un aumento de los niveles de oxígeno atmosférico y marino profundo, particularmente en condiciones iniciales de bajo oxígeno atmosférico.
Más información: Guang-Yi Wei et al, Limitaciones isotópicas de litio en la evolución de la fábrica de minerales arcillosos continentales y la oxigenación marina en la era Paleozoica temprana, Avances científicos (2024). DOI:10.1126/sciadv.adk2152
Información de la revista: Avances científicos
Proporcionado por la Academia China de Ciencias
