Microbial iron reduction in the formation of iron ore caves

铁矿洞形成中的微生物铁还原

基本信息

  • 批准号:
    1645180
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 40万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Standard Grant
  • 财政年份:
    2017
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2017-08-15 至 2023-03-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Traditionally, it was thought that caves formed only through the dissolution of rock by groundwater; however, the unusual chemistry of sulfuric acid caves suggested that microorganisms could also play an important role in cave formation. By studying this biogeochemistry, researchers discovered that caves could form through microbial oxidation of hydrogen sulfide gas, which accounted for as much as 25% of cave formation worldwide. They have hypothesized a new potential mechanism for microbially-driven cave formation, based on microbial respiration of iron(III) minerals in iron-rich rocks (known as banded iron formations; BIF). The identification of cave forming processes in BIF is significant as it dramatically expands the environments in which caves can form, which provide critical subterranean habitats for many rare and endangered animal species. There is also a strong correlation between the location of these BIF caves and the presence of iron ores of global economic significance, providing the source material for the production of steel. This correlation suggests that the cave forming processes may be linked to the creation of these important iron ore deposits. By gaining a better understanding of the microbial processes that form caves, it may be possible to selectively identify the processes that lead to ore formation. This may allow for more precisely targeted identification and mining of iron ore deposits, limiting the environmental impact that prospecting for such ores often generates. Investigators' preliminary research has demonstrated the presence of active Fe(III) reducing microbial communities within BIF caves, abundant dissolved Fe(II) in pore fluids, and textural evidence of reductive dissolution of Fe(III) phases. Together, these observations suggest that microbial Fe(III) reduction may be responsible for driving mass separation, while groundwater flow may be responsible for Fe(II) removal to create the cave voids. Investigators will therefore test the hypothesis that the activities of Fe(III) reducing microorganisms are responsible for the formation of iron ore caves. To test this hypothesis they will use an approach that integrates biogeochemistry, environmental microbiology, laboratory microcosms, kinetic studies of Fe(III) bioreduction, and field-scale empirical data. Models of Fe(III) reduction rates and Fe(II) transport will be used to integrate this empirical data with potential cave forming processes across a range of scales, from microscopic to regional. Together these data should allow them to constrain the mechanisms and rates of iron cave formation and determine the role that microbes play in iron cave speleogenesis.
传统上,人们认为洞穴只能通过地下水溶解岩石而形成;然而,硫酸洞穴的不寻常化学表明微生物也可能在洞穴形成中发挥重要作用。 通过研究这种生物地球化学,研究人员发现洞穴可以通过硫化氢气体的微生物氧化形成,这占全球洞穴形成的25%。 他们假设了微生物驱动洞穴形成的一种新的潜在机制,基于富铁岩石(称为带状铁地层; BIF)中铁(III)矿物的微生物呼吸。 在BIF洞穴形成过程的识别是重要的,因为它大大扩展了洞穴形成的环境,为许多稀有和濒危动物物种提供了重要的地下栖息地。 这些BIF洞穴的位置与具有全球经济意义的铁矿石的存在之间也有很强的相关性,为钢铁生产提供了原材料。 这种相关性表明,洞穴形成过程可能与这些重要铁矿床的形成有关。 通过更好地了解形成洞穴的微生物过程,有可能选择性地识别导致矿石形成的过程。 这可能有助于更准确地有针对性地识别和开采铁矿床,限制勘探此类矿石往往产生的环境影响。研究人员的初步研究表明,BIF洞穴内存在活性Fe(III)还原微生物群落,孔隙流体中存在丰富的溶解Fe(II),以及Fe(III)相还原溶解的纹理证据。总之,这些观察结果表明,微生物Fe(III)的减少可能是负责驱动质量分离,而地下水流可能是负责Fe(II)的去除,以创建洞穴空隙。 因此,研究人员将测试这一假设,即Fe(III)还原微生物的活动是铁矿石洞穴形成的原因。 为了验证这一假设,他们将使用一种方法,整合了地球化学,环境微生物学,实验室微观,Fe(III)生物还原的动力学研究,以及现场规模的经验数据。 模型的Fe(III)还原率和Fe(II)运输将被用来整合这一经验数据与潜在的洞穴形成过程在一个范围内的规模,从微观到区域。 这些数据将使他们能够限制铁洞形成的机制和速率,并确定微生物在铁洞洞穴形成中的作用。

项目成果

期刊论文数量(3)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Silica and iron mobilization, cave development and landscape evolution in iron formations in Brazil
  • DOI:
    10.1016/j.geomorph.2021.108068
  • 发表时间:
    2022-02-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
    3.9
  • 作者:
    Auler, Augusto S.;Barton, Hazel A.;Davis, Reed
  • 通讯作者:
    Davis, Reed
{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

Hazel Barton其他文献

Hazel Barton的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('Hazel Barton', 18)}}的其他基金

PFI-RP: The development of a novel calcium carbonate, sourced from atmospheric carbon dioxide, as a green alternative for use in consumer and industrial products.
PFI-RP:开发一种源自大气二氧化碳的新型碳酸钙,作为消费品和工业产品的绿色替代品。
  • 批准号:
    2122799
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 40万
  • 项目类别:
    Standard Grant
I-Corps: Microbially-derived, Precipitated Calcium Carbonates for Industrial Applications
I-Corps:用于工业应用的微生物衍生沉淀碳酸钙
  • 批准号:
    2113742
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 40万
  • 项目类别:
    Standard Grant
CAREER: The Metabolic and Mutualistic Activities of Microbial Subsistence in Oligotrophic Cave Environments.
职业:寡营养洞穴环境中微生物生存的代谢和互利活动。
  • 批准号:
    1215978
  • 财政年份:
    2011
  • 资助金额:
    $ 40万
  • 项目类别:
    Standard Grant
CAREER: The Metabolic and Mutualistic Activities of Microbial Subsistence in Oligotrophic Cave Environments.
职业:寡营养洞穴环境中微生物生存的代谢和互利活动。
  • 批准号:
    0643462
  • 财政年份:
    2008
  • 资助金额:
    $ 40万
  • 项目类别:
    Standard Grant

相似国自然基金

锆酸铅基反铁电体畴动力学及其调控机理研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2025
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
载铁生物炭对土壤镉污染的吸附固定及微生物协同作用机制研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2025
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
白腐菌耦合纳米零价铁强化治理蓝藻水华机理及生物毒理特性研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2025
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
METTL3/GPX4/YTHDF1信号轴通过抑制铁死亡介导结直肠癌奥沙利铂耐药的机制研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2025
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
济生乌梅片通过HIF-1/HOMX1轴介导巨噬细胞铁死亡干预结直肠腺瘤作用机制研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2025
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
CISD2调控肌卫星细胞铁死亡参与肌肉减少症的机制研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2025
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
肿瘤细胞膜修饰PD-1抗体纳米粒抑制中性粒铁死亡抗胶质母细胞瘤研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2025
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
甘草次酸通过铁死亡途径缓解AFB1致雏鸭肝损伤的作用机制
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2025
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
激光选区熔化增材制造铁基软磁非晶合金的结构与性能研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2025
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
可注射磁性Xc-T转运体抑制剂介导铁死亡协同TAT增敏自噬共同崩解“肿瘤抗氧化效应”治疗TNBC
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2025
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目

相似海外基金

Nitrosative stress and NO detoxifying reaction mechanisms in microbial nonheme diiron proteins
微生物非血红素二铁蛋白的亚硝化应激和NO解毒反应机制
  • 批准号:
    10656107
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 40万
  • 项目类别:
A missing link of the subseafloor carbon and energy dynamics: Microbial metabolism responsible for crystalline iron(III) oxide reduction
海底碳和能量动态的缺失环节:负责结晶氧化铁(III)还原的微生物代谢
  • 批准号:
    19H04244
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 40万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
Spatial characterization of microbial communities in the cystic fibrosis lung
囊性纤维化肺微生物群落的空间特征
  • 批准号:
    8722016
  • 财政年份:
    2013
  • 资助金额:
    $ 40万
  • 项目类别:
Effect of Low Concentrations of Arsenic on Microbial Iron Reduction
低浓度砷对微生物铁还原的影响
  • 批准号:
    1325098
  • 财政年份:
    2013
  • 资助金额:
    $ 40万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Spatial characterization of microbial communities in the cystic fibrosis lung
囊性纤维化肺微生物群落的空间特征
  • 批准号:
    8699293
  • 财政年份:
    2013
  • 资助金额:
    $ 40万
  • 项目类别:
Spatial characterization of microbial communities in the cystic fibrosis lung
囊性纤维化肺微生物群落的空间特征
  • 批准号:
    8879195
  • 财政年份:
    2013
  • 资助金额:
    $ 40万
  • 项目类别:
Spatial characterization of microbial communities in the cystic fibrosis lung
囊性纤维化肺微生物群落的空间特征
  • 批准号:
    8353669
  • 财政年份:
    2012
  • 资助金额:
    $ 40万
  • 项目类别:
DEFINING THE IMPACT OF ION SUBSTITUTION ON MICROBIAL REDUCTION CAPACITY
定义离子替代对微生物还原能力的影响
  • 批准号:
    7954432
  • 财政年份:
    2009
  • 资助金额:
    $ 40万
  • 项目类别:
DEFINING THE IMPACT OF ION SUBSTITUTION ON MICROBIAL REDUCTION CAPACITY
定义离子替代对微生物还原能力的影响
  • 批准号:
    7722123
  • 财政年份:
    2008
  • 资助金额:
    $ 40万
  • 项目类别:
Microbial Iron Reduction: Rates, Mechanisms and Influence on Trace Element Mobility in Sediments
微生物铁还原:速率、机制及其对沉积物中微量元素迁移率的影响
  • 批准号:
    328378-2005
  • 财政年份:
    2007
  • 资助金额:
    $ 40万
  • 项目类别:
    Industrial Postgraduate Scholarships
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了