L'oxydation de l'atmosphère primitive de la Terre et de l'océan a joué un rôle important dans l'évolution de la vie. La reconstruction des conditions paléo-redox est cruciale pour la compréhension de la coévolution de la vie et de l'environnement. La composition isotopique Cr dans les roches sédimentaires est de plus en plus utilisée comme indicateur paléo-redox émergent. Il est largement basé sur l'hypothèse que lorsque le niveau d'oxygène atmosphérique est relativement élevé, l'oxydation du Cr(III) dans les roches terrestres donnera du Cr(VI) soluble.

Ce processus peut conduire à une composition isotopique de Cr fractionnée positivement de Cr(VI), qui sera finalement transporté vers l'océan et conservé dans les roches sédimentaires. Les carbonates sont des roches sédimentaires largement distribuées et constituent une archive géologique importante. Des études antérieures ont suggéré que le Cr(VI) dans l'eau de mer peut être directement incorporé dans le réseau cristallin de carbonate, et le carbonate marin non squelettique pourrait enregistrer directement la composition isotopique Cr de l'eau de mer contemporaine. Cependant, il n'y a jusqu'à présent aucune preuve directe de la présence de Cr(VI) dans les carbonates sédimentaires.

Pour déterminer si Cr(VI) est présent dans les carbonates sédimentaires, Ziyao Fang et ses collègues ont appliqué les spectres d'absorption des rayons X à proximité de la structure de bord (XANES) basés sur le synchrotron aux études géochimiques. Ils ont examiné les états de valence du Cr et les compositions isotopiques du Cr des carbonates sédimentaires formés au cours de différentes périodes géologiques. Leurs résultats ont montré que le Cr(III) domine dans tous les carbonates marins sédimentaires, même dans ceux qui ont des compositions isotopiques de Cr fractionnées positivement. Ceci est en contraste apparent avec l'hypothèse précédente.

Fang et ses collègues ont proposé deux mécanismes possibles pour l'absence de Cr(VI) dans les carbonates. La première est que le Cr(VI) dans l'eau de mer pourrait avoir été réduit par les microbes ou l'eau interstitielle pendant la précipitation des carbonates ou la diagenèse précoce. Dans ce cas, la réduction de Cr(VI) n'est probablement pas quantitative dans l'environnement de dépôt de carbonate relativement oxique, et comme résultat, la composition isotopique du carbonate serait plus légère que celle de l'eau de mer contemporaine. L'autre mécanisme possible est que les carbonates dirigent préférentiellement l'absorption du Cr(III) dans l'eau de mer, en particulier ceux formés au début des temps géologiques lorsque le niveau d'oxygène est largement considéré comme faible. Le Cr trivalent peut provenir d'un cycle de Cr non redox, et des études récentes suggèrent que la dissolution et l'adsorption du Cr(III) peuvent également provoquer un fractionnement isotopique positif du Cr. Par conséquent, les valeurs isotopiques du Cr légèrement fractionnées positivement enregistrées dans certains carbonates sédimentaires ne correspondent pas nécessairement à la présence d'une altération oxydante du Cr(III) comme suggéré précédemment.