Железо-марганцевые образования повсеместно распространены на дне океанов и озер, а также в почвах. Они встречаются практически во всех тектонических и геоморфологических структурах. В состав железо-марганцевых образований входят марганец, железо, кобальт, никель, медь, цинк и многие другие химические элементы, которые активно используются в различных сферах жизни человека.
Сегодня известно несколько механизмов их образования. Наиболее дискуссионным из них считается биогенный. В его основе лежит сложное геохимическое взаимодействие ионов металлов с живыми организмами. К настоящему времени выделяется два направления получения убедительных доказательств биогенной гипотезы. Первое — благодаря визуально различимым микробам и на основе микроскопических исследований высокого разрешения. Второе направление исследований в этой области — расшифровка ДНК микроорганизмов, обитающих на железо-марганцевых образованиях.
Ученые ЛЭТИ и СПбГУ предложили новый подход, который позволил получить дополнительный аргумент в пользу биогенных причин для возникновения железо-марганцевых образований. Исследования проводились на примере образцов из рифтовой долины Срединно-Атлантического хребта (район подводного вулкана Пюи де Фолль).
«Анализ экспериментальных данных позволил сделать вывод о том, что железосодержащие включения в составе железо-марганцевых образований появились в результате биоминерализации с участием железоокисляющих и железовосстанавливающих бактерий».
– Докторант, доцент кафедры микро- и наноэлектроники СПбГЭТУ «ЛЭТИ» Камиль Газинурович Гареев
Основной акцент делался на выявление особенностей магнитных свойств железо-марганцевых образований. Эти исследования сопровождались изучением выделенных из них органических веществ методом газовой хромато-масс-спектрометрии и полным анализом химического и минералогического состава образцов.
«Глобально такие исследования служат пониманию того, как формировалась поверхность земной коры, как появились залежи тех или иных полезных ископаемых и какую роль в этом процессе играли древние микроорганизмы. В то же время, изучение механизмов образования минералов железа в перспективе может найти применение в области получения магнитных частиц биогенного происхождения. Сегодня их рассматривают в качестве платформ для высокоточной доставки лекарств в организм человека или компонентов для наноэлектроники».
– Доцент кафедры физики Земли СПбГУ Елена Сергиенко
Результаты исследования опубликованы в научном журнале Geosciences. Данная работа является частью большого проекта по исследованию природных, в том числе биогенных, источников наночастиц на основе оксидов железа, которые в будущем могут найти применение в различных сферах жизни.