Banded Iron Bed

Questa foto mostra un blocco roccioso vecchio di 2,1 miliardi di anni, contenente orizzonti ferriferi a bande, pesa circa 8,5 tonnellate. Approssimatamente il blocco è alto due metri, largo tre e spesso un metro, fu trovato in Nord America e appartiene al Museo Nazionale di Mineralogia e Geologia a Dresda, in Germania. La roccia è situata a latitudine +51°2'34.84" N e longitudine +13°45'26.67" E.

I banded iron bed (letteralmente "orizzonti ferriferi a bande") sono un tipo di roccia sedimentaria caratteristico di sedimenti estremamente antichi risalenti al Precambriano. 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 ferrifera 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.

Formazioni BIF ora parte del letto di un fiume.

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 (acqua) + O2 (acqua) → 2Fe2O3 (solido)

Banded Iron Formation specimen from Upper Michigan.

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. 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.

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

Il Sideriano - La catastrofe dell'ossigeno - Storia della Terra

Il Sideriano (dal Greco sideros, "ferro") è il primo periodo dell'era Paleoproterozoica. Si estende da 2500 milioni a 2300 milioni di anni fa.
Anziché essere basate sulla stratigrafia, queste date sono definite cronologicamente.
In questo periodo si manifestarono delle formazioni di bande di ferro (note come BIF, dall'inglese "banded iron formations"). Le BIF furono causate da alghe azzurre anaerobiche che producevano ossigeno come scarto del loro metabolismo; l'ossigeno si combinò con il Ferro presente per formare la magnetite (Fe3O4, un ossido di ferro).

Questo processo ripulì gli oceani dal ferro prima di allora presente in abbondanza, schiarendo così il colore verdastro delle acque per portarlo verso il colore attuale. In seguito la continua produzione di ossigeno, non più combinato, portò al suo accumularsi nell'aria dando inizio alla formazione dell'attuale atmosfera ricca di ossigeno. Questa atmosfera risultò tuttavia letale per le specie anaerobiche che non riuscirono a sopravvivere in questo ambiente per loro tossico, dando così luogo alla grande estinzione nota come "catastrofe dell'ossigeno", che fu seguita poco dopo dalla glaciazione uroniana. La glaciazione uroniana iniziò a metà Sideriano (2400 milioni di anni fa) e si concluse nel Rhyaciano (2100 milioni di anni fa).

Con il termine catastrofe dell'ossigeno ci si riferisce alla grande estinzione di massa delle primitive forme di vita anaerobica della Terra causata dall'accumulo di letale ossigeno nell'atmosfera terrestre.
Questo importante evento, noto anche come Crisi dell'Ossigeno, Grande Ossidazione o Grande Evento Ossidativo, avvenne circa 2.450 milioni di anni fa all'inizio del Sideriano, il primo periodo del Proterozoico.