Banded iron bed

Formazione BIF nel Michigan; la scala è di 5 mm.

Formazioni BIF ora parte del letto di un fiume.

I banded iron bed (letteralmente "orizzonti ferriferi a bande") sono un tipo di roccia sedimentaria caratteristico di sedimenti estremamente antichi risalenti al Precambriano.^[1] Queste rocce sono costituite da alternanze di orizzonti ricchi in ferro ossidato, magnetite (Fe₃O₄) o ematite (Fe₂O₃), alternati a letti di selce e argilla. L'industria siderurgica ha iniziato ad interessarsi a queste rocce per l'estrazione del ferro durante la seconda guerra mondiale. Queste rocce sono chiamate taconiti dagli ingegneri minerari.

Il nome è anche distintivo di una formazione ubiquitaria nei sedimenti dell'Adeano e dell'Eoarcheano, denominata banded iron formation ("formazione ferrosa a bande" in inglese), abbreviato in BIF, ma non bisogna confondere la formazione con la roccia: questo tipo di sedimenti si rinviene, seppur con frequenza minore, ben oltre il Mesoproterozoico.^[2]^[3]

Ambiente deposizionale

Si ritiene che queste rocce siano la testimonianza della precipitazione di ossidi ferrosi in seguito al rilascio di ossigeno da parte dei primi cianobatteri fotosintetici: l'acqua, sotto forma di pioggia lisciviò, attraverso processi di alterazione ed erosione, parte del ferro presente nei pirosseni e nell'olivina dei basalti sin dagli inizi della storia della Terra (4,5 miliardi di anni fa). Gli organismi fotosintetici comparvero successivamente e iniziarono ad arricchire l'atmosfera e gli oceani di ossigeno fino al punto di innescare l'abbondante precipitazione di ossidi, secondo la seguente reazione chimica:

4FeO (aq) + O₂ (aq) → 2Fe₂O₃ (s)

L'intercalazione ritmica di selce o argille con l'ematite non è di facile spiegazione: alcune ipotesi propongono una "stagionalità" nella produzione di ossigeno, altre propongono altre ciclicità (orbitali ad esempio) per giustificare la stasi nell'ossidazione.^[4]^[5] Nelle epoche successive al Mesoproterozoico l'atmosfera aveva ormai raggiunto un contenuto di ossigeno simile a quello attuale e pertanto non è facile spiegarne l'esistenza in sedimenti più giovani. Un'ipotesi potrebbe essere che i banded iron beds siano degli indicatori di acque ricche in ferro ma scarsamente ossigenate e solo ad intervalli periodici.^[6]

Curiosità

Si ritiene che l'ossigeno contenuto in questi sedimenti sia pari a venti volte quanto ne sia presente oggi disciolto nell'atmosfera.

Note

^ Rosing, M. T.; Rose, N. M.; Bridgwater, D.; Thomsen, H. S. (1996). "Earliest part of Earth's stratigraphic record: A reappraisal of the >3.7 Ga Isua (Greenland) supracrustal sequence". Geology 24: 43. doi:10.1130/0091-7613(1996)024<0043:EPOESS>2.3.CO;2.
^ Lyons, T. W.; Reinhard (2009). "Early Earth: Oxygen for heavy-metal fans". Nature 461 (7261): 179. doi:10.1038/461179a. PMID 19741692.
^ Hoffman, P. F.; Kaufman, A. J.; Halverson, G. P.; Schrag, D. P. (1998). "A Neoproterozoic Snowball Earth". Science 281 (5381): 1342–1346. doi:10.1126/science.281.5381.1342. http://marine.rutgers.edu/ebme/HistoryEarthSystems/HistEarthSystems_Fall2008/Week6a/Hoffman_et_al_Science_1998.pdf.
^ Cesare Emiliani, Plant Earth 1992:407f
^ Tjeerd van Andel, New Views on an Old Planet 2nd ed. 1994:303-05.
^ Kirschvink, Joseph (1992). "Late Proterozoic low-latitude global glaciation: the Snowball Earth", in J. W. Schopf; C. Klein: The Proterozoic Biosphere: A Multidisciplinary Study. Cambridge University Press.

Bibliografia

Jelte P. Harnmeijer, 2003, Banded Iron-Formation: A Continuing Enigma of Geology, University of Washington Doc format (DOC), su earthweb.ess.washington.edu. URL consultato l'8 settembre 2006 (archiviato dall'url originale l'8 settembre 2006).
Klein, Cornelis, 2005, Some Precambrian banded iron-formations (BIFs) from around the world: Their age, geologic setting, mineralogy, metamorphism, geochemistry, and origins, American Mineralogist; October 2005; v. 90; no. 10; p. 1473-1499; DOI: 10.2138/am.2005.1871 http://ammin.geoscienceworld.org/cgi/content/short/90/10/1473 abstract.
Andreas Kappler, et al., 2005, Deposition of banded iron formations by anoxygenic phototrophic Fe(II)-oxidizing bacteria, Geology; November 2005; v. 33; no. 11; p. 865–868; doi: 10.1130/G21658.1 https://web.archive.org/web/20081216220556/http://www.gps.caltech.edu/~claudia/papers/kappleretal_GEO2005.pdf

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[1] Rosing, M. T.; Rose, N. M.; Bridgwater, D.; Thomsen, H. S. (1996). "Earliest part of Earth's stratigraphic record: A reappraisal of the >3.7 Ga Isua (Greenland) supracrustal sequence". Geology 24: 43. doi:10.1130/0091-7613(1996)024<0043:EPOESS>2.3.CO;2.

[Lyons2009-2] Lyons, T. W.; Reinhard (2009). "Early Earth: Oxygen for heavy-metal fans". Nature 461 (7261): 179. doi:10.1038/461179a. PMID 19741692.

[Hoffman1999-3] Hoffman, P. F.; Kaufman, A. J.; Halverson, G. P.; Schrag, D. P. (1998). "A Neoproterozoic Snowball Earth". Science 281 (5381): 1342–1346. doi:10.1126/science.281.5381.1342. http://marine.rutgers.edu/ebme/HistoryEarthSystems/HistEarthSystems_Fall2008/Week6a/Hoffman_et_al_Science_1998.pdf.

[4] Cesare Emiliani, Plant Earth 1992:407f

[5] Tjeerd van Andel, New Views on an Old Planet 2nd ed. 1994:303-05.

[6] Kirschvink, Joseph (1992). "Late Proterozoic low-latitude global glaciation: the Snowball Earth", in J. W. Schopf; C. Klein: The Proterozoic Biosphere: A Multidisciplinary Study. Cambridge University Press.

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