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Microbes and Other Elemental Cycles01:24

Microbes and Other Elemental Cycles

Microbial activity plays a pivotal role in the biogeochemical cycling of iron and manganese, especially at the redox gradients characteristic of stratified aquatic environments. These cycles are driven by microbial transformations between oxidized and reduced forms of the metals, allowing organisms to exploit them for metabolic energy and structural purposes.Iron Cycling Across Redox GradientsIn neutral, oxygen-rich surface waters, iron is predominantly found in its oxidized, insoluble ferric...
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Metabolism of Chemolithotrophs

Chemolithotrophs are microorganisms that obtain energy by oxidizing inorganic molecules such as hydrogen gas (H₂), ammonia (NH₃), reduced sulfur compounds (H₂S, S²⁻), and ferrous iron (Fe²⁺). Unlike heterotrophic organisms that rely on organic carbon, chemolithotrophs transfer electrons from these inorganic donors to the electron transport chain (ETC), generating a proton motive force (PMF) that drives ATP synthesis through oxidative phosphorylation. However, because inorganic electron donors...
Microbes and the Sulfur Cycle01:29

Microbes and the Sulfur Cycle

Sulfur is a vital element in Earth's biogeochemical systems. It transitions through various inorganic states, including sulfate (SO₄²⁻), elemental sulfur (S⁰), and sulfide (S²⁻). Abiotic and biological mechanisms across oxic and anoxic environments intricately mediate these transformations. Sulfate, the most oxidized form of sulfur, is predominantly stored in rocks, marine sediments, and oceanic waters, acting as a long-term reservoir in the global sulfur cycle.In oxic environments,...
Carbon-dioxide Fixation01:28

Carbon-dioxide Fixation

Carbon dioxide fixation in prokaryotes enables the assimilation of inorganic carbon into organic molecules, supporting biosynthetic pathways, sustaining ecosystems, and contributing to the global carbon cycle. It also has industrial applications in carbon capture and bioproduct synthesis. Autotrophic organisms rely on this process to utilize CO₂ as a carbon source in diverse environments.The Calvin CycleThe Calvin cycle is the most widespread carbon fixation mechanism, primarily used by...
Origin of Photosynthesis01:26

Origin of Photosynthesis

Photosynthesis represents a fundamental biological process that transformed Earth's atmosphere and paved the way for complex life. Emerging roughly 3.4–3.8 billion years ago, the earliest photosynthetic organisms harnessed light energy to produce organic compounds. These anoxygenic phototrophs used electron donors like hydrogen sulfide (H₂S) or ferrous iron (Fe²⁺), rather than water, and did not release molecular oxygen (O₂) as a byproduct. Various groups, including green sulfur and purple...
Microbial Nutrition01:28

Microbial Nutrition

Organisms exhibit remarkable metabolic diversity, categorized based on how they acquire energy and carbon. These strategies enable survival in various ecological niches and are essential for maintaining energy flow and nutrient cycling within ecosystems.Energy and Carbon SourcesOrganisms are classified as phototrophs or chemotrophs based on energy acquisition. Phototrophs use light as their energy source, while chemotrophs rely on oxidizing chemical compounds. Further differentiation arises...

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Sulfur isotopes from the lunar farside reveal global volatile loss following the giant impact.

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Acreción terrestre bajo condiciones oxidantes.

Julien Siebert1, James Badro, Daniele Antonangeli

  • 1Institut de Minéralogie et de Physique des Milieux Condensés, Université Pierre et Marie Curie, UMR CNRS 7590, Institut de Physique du Globe de Paris, 75005 Paris, France. julien.siebert@impmc.upmc.fr

Science (New York, N.Y.)
|January 12, 2013
PubMed
Resumen
Este resumen es generado por máquina.

La formación del núcleo de la Tierra puede haber ocurrido bajo condiciones más oxidantes de lo que se pensaba anteriormente. Esta investigación utilizó experimentos de alta presión para analizar los elementos siderófilos, lo que sugiere un nuevo modelo para la composición de la Tierra temprana y la evolución redox del planeta.

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Área de la Ciencia:

  • La geoquímica es la geoquímica.
  • Ciencias planetarias Ciencias planetarias.
  • Física de los minerales de alta presión Física de los minerales de alta presión

Sus antecedentes:

  • La composición del manto de la Tierra, particularmente la abundancia de elementos siderófilos, proporciona información crucial sobre la historia de la formación del núcleo del planeta.
  • Los modelos anteriores sugirieron que la formación del núcleo se produjo en condiciones relativamente reducidas, lo que influyó en la partición de elementos entre el núcleo y el manto.

Objetivo del estudio:

  • Investigar el comportamiento de partición de los elementos siderófilos (vanadio, cromo, níquel, cobalto) durante la formación del núcleo bajo una gama más amplia de condiciones.
  • Reevaluar el estado redox del océano de magma temprano de la Tierra y los materiales acrecionarios basados en nuevos datos experimentales.

Principales métodos:

  • Experimentos de partición a alta presión y alta temperatura (35-74 GPa, 3100-4400 K) que simulan las condiciones de formación del núcleo.
  • Análisis de los coeficientes de partición metal-silicato para los principales elementos siderófilos.

Principales resultados:

  • Los agotamientos de vanadio y cromo en el manto pueden explicarse por la formación de núcleos en condiciones más oxidantes de lo que se suponía anteriormente.
  • La mayor solubilidad del oxígeno en el núcleo metálico afecta significativamente la partición del vanadio y el cromo.
  • Estos hallazgos desafían las suposiciones anteriores sobre el estado redox de los materiales de acreción de la Tierra.

Conclusiones:

  • La Tierra puede haberse acumulado a partir de materiales tan oxidados como las condritas ordinarias o carbonáceas.
  • La transferencia de oxígeno desde el manto al núcleo ofrece un mecanismo viable para conciliar las concentraciones de vanadio y cromo observadas en el manto con las restricciones geofísicas sobre la composición del núcleo.
  • Este estudio refina nuestra comprensión de la evolución química de la Tierra temprana y la diferenciación entre el núcleo y el manto.