The iron did it What factors controlled the accumulation of atmospheric oxygen gas (O2) early in the history of Earth? Heard et al. used high-precision iron isotopic measurements of Archean-Paleoproterozoic sediments, with ages between 3.8 billion and 2.3 billion years ago, and laboratory data about synthetic pyrites to show that pyrite, or iron sulfide, burial could have resulted in net O2 export. These reactions therefore may have contributed to early episodes of transient oxygenation before the Great Oxidation Event that began about 2.4 billion years ago. Science, this issue p. 446 Pyrite burial could have helped cause episodes of transient atmospheric oxygenation during the Archean. The role that iron played in the oxygenation of Earth’s surface is equivocal. Iron could have consumed molecular oxygen when Fe3+-oxyhydroxides formed in the oceans, or it could have promoted atmospheric oxidation by means of pyrite burial. Through high-precision iron isotopic measurements of Archean-Paleoproterozoic sediments and laboratory grown pyrites, we show that the triple iron isotopic composition of Neoarchean-Paleoproterozoic pyrites requires both extensive marine iron oxidation and sulfide-limited pyritization. Using an isotopic fractionation model informed by these data, we constrain the relative sizes of sedimentary Fe3+-oxyhydroxide and pyrite sinks for Neoarchean marine iron. We show that pyrite burial could have resulted in molecular oxygen export exceeding local Fe2+ oxidation sinks, thereby contributing to early episodes of transient oxygenation of Archean surface environments.

中文翻译：

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三重铁同位素限制海洋铁汇在早期大气氧化中的作用

铁做到了 在地球历史早期，什么因素控制了大气中氧气 (O2) 的积累？赫德等人。使用对 38 亿至 23 亿年前的太古宙-古元古代沉积物进行高精度铁同位素测量，以及关于合成黄铁矿的实验室数据，表明黄铁矿或硫化铁埋藏可能导致 O2 净出口。因此，这些反应可能促成了大约 24 亿年前开始的大氧化事件之前的短暂氧化作用的早期事件。科学，这个问题 p。446 硫铁矿埋葬可能有助于在太古宙期间引起短暂的大气氧化事件。铁在地球表面氧化中所起的作用是模棱两可的。当Fe3+-羟基氧化物在海洋中形成时，铁可能消耗了分子氧，或者它可能通过黄铁矿埋藏促进大气氧化。通过对太古代-古元古代沉积物和实验室生长的黄铁矿进行高精度铁同位素测量，我们表明新太古代-古元古代黄铁矿的三重铁同位素组成需要广泛的海洋铁氧化和硫化物限制的黄铁矿化。使用由这些数据提供的同位素分馏模型，我们限制了新太古代海洋铁的沉积 Fe3+-羟基氧化物和黄铁矿汇的相对大小。我们表明，黄铁矿埋藏可能导致分子氧输出超过局部 Fe2+ 氧化汇，从而导致太古代表面环境瞬态氧化的早期事件。或者它可以通过黄铁矿埋藏促进大气氧化。通过对太古代-古元古代沉积物和实验室生长的黄铁矿进行高精度铁同位素测量，我们表明新太古代-古元古代黄铁矿的三重铁同位素组成需要广泛的海洋铁氧化和硫化物限制的黄铁矿化。使用由这些数据提供的同位素分馏模型，我们限制了新太古代海洋铁的沉积 Fe3+-羟基氧化物和黄铁矿汇的相对大小。我们表明，黄铁矿埋藏可能导致分子氧输出超过局部 Fe2+ 氧化汇，从而导致太古代表面环境瞬态氧化的早期事件。或者它可以通过黄铁矿埋藏促进大气氧化。通过对太古代-古元古代沉积物和实验室生长的黄铁矿进行高精度铁同位素测量，我们表明新太古代-古元古代黄铁矿的三重铁同位素组成需要广泛的海洋铁氧化和硫化物限制的黄铁矿化。使用由这些数据提供的同位素分馏模型，我们限制了新太古代海洋铁的沉积 Fe3+-羟基氧化物和黄铁矿汇的相对大小。我们表明，黄铁矿埋藏可能导致分子氧输出超过局部 Fe2+ 氧化汇，从而导致太古代表面环境瞬态氧化的早期事件。通过对太古代-古元古代沉积物和实验室生长的黄铁矿进行高精度铁同位素测量，我们表明新太古代-古元古代黄铁矿的三重铁同位素组成需要广泛的海洋铁氧化和硫化物限制的黄铁矿化。使用由这些数据提供的同位素分馏模型，我们限制了新太古代海洋铁的沉积 Fe3+-羟基氧化物和黄铁矿汇的相对大小。我们表明，黄铁矿埋藏可能导致分子氧输出超过局部 Fe2+ 氧化汇，从而导致太古代表面环境瞬态氧化的早期事件。通过对太古代-古元古代沉积物和实验室生长的黄铁矿进行高精度铁同位素测量，我们表明新太古代-古元古代黄铁矿的三重铁同位素组成需要广泛的海洋铁氧化和硫化物限制的黄铁矿化。使用由这些数据提供的同位素分馏模型，我们限制了新太古代海洋铁的沉积 Fe3+-羟基氧化物和黄铁矿汇的相对大小。我们表明，黄铁矿埋藏可能导致分子氧输出超过局部 Fe2+ 氧化汇，从而导致太古代表面环境瞬态氧化的早期事件。我们表明新太古代-古元古代黄铁矿的三重铁同位素组成需要广泛的海洋铁氧化和硫化物限制的黄铁矿化。使用由这些数据提供的同位素分馏模型，我们限制了新太古代海洋铁的沉积 Fe3+-羟基氧化物和黄铁矿汇的相对大小。我们表明，黄铁矿埋藏可能导致分子氧输出超过局部 Fe2+ 氧化汇，从而导致太古代表面环境瞬态氧化的早期事件。我们表明新太古代-古元古代黄铁矿的三重铁同位素组成需要广泛的海洋铁氧化和硫化物限制的黄铁矿化。使用由这些数据提供的同位素分馏模型，我们限制了新太古代海洋铁的沉积 Fe3+-羟基氧化物和黄铁矿汇的相对大小。我们表明，黄铁矿埋藏可能导致分子氧输出超过局部 Fe2+ 氧化汇，从而导致太古代表面环境瞬态氧化的早期事件。