Barite, een mineraal met een geschiedenis die 3,5 miljard jaar teruggaat, biedt een uniek venster op het verleden en heden van de oceanen van de aarde. De vormingsprocessen van dit mineraal zijn aanzienlijk veranderd, wat de evoluerende geochemie en biologie van onze planeet weerspiegelt.
In de oude oceanen van het Archeïcum, vóór de zuurstofvorming, ontstond barite voornamelijk door de menging van bariumrijke hydrothermale vloeistoffen met sulfaathoudend water. Deze oude afzettingen, afkomstig uit diepe aardbronnen, leveren bewijs van de vroege oceaanomstandigheden en de initiële kringloop van elementen. Wetenschappers hebben ontdekt dat barite in deze vroege perioden van de aardgeschiedenis, zoals in de Dresser-formatie die 3,5 miljard jaar oud is, geassocieerd was met organisch materiaal en mogelijk een biogene oorsprong had, wat wijst op vroege microbiële activiteit.
In de moderne oceanen vormt barite zich binnen microbiële biomassa, zoals diatomeeën en bacteriële biofilms. Dit proces wordt aangedreven door de afbraak van zinkend organisch materiaal, waarbij barium vrijkomt dat neerslaat in micro-omgevingen. Dit onderstreept de cruciale rol van microben in de huidige mariene chemie. Onderzoek suggereert dat bacteriën, zoals Myxococcus xanthus, barite kunnen precipiteren door hun metabolische activiteit, wat wijst op een directe betrokkenheid van micro-organismen bij de bariumcyclus.
De vorming van barite in de waterkolom is nauw verbonden met de vorming van deeltjesrijk organisch materiaal en de afbraak van organisch materiaal in de mesopelagische zone. Als archief van de zeewaterchemie en biologische productiviteit, verheldert de samenstelling van barite in sedimentaire afzettingen belangrijke aardeveranderingen. De studie van barite helpt ons begrip van mariene biogeochemische cycli en de impact van microbiële activiteit op de koolstofcyclus van de oceaan te verdiepen. Barite-accumulatiesnelheden in sedimenten correleren sterk met de koolstofexport naar de diepzee, waardoor het een waardevolle proxy is voor het reconstrueren van de productie in het verleden.
Hoewel zeewater over het algemeen onderverzadigd is met barite, wordt het mineraal toch alomtegenwoordig gevonden, vooral in associatie met zinkend organisch materiaal en biogeen puin. Dit fenomeen, waarbij barite zich vormt in micro-omgevingen rondom organisch materiaal, is cruciaal voor het begrijpen van de mariene bariumcyclus en de rol ervan als indicator voor mariene biologische productiviteit. Barite kan ook worden opgelost onder reducerende omstandigheden, wat aangeeft dat de aanwezigheid ervan in sedimenten kan worden gebruikt om afbraak van organisch materiaal in de waterkolom en sedimentaire redoxcondities te onderzoeken.