La investigación ha proporcionado nuevos conocimientos sobre la atmósfera de la Tierra primitiva, sugiriendo que se formó por la descarga de volátiles de océanos de magma con un estado de oxidación más alto de lo que se pensaba anteriormente. El estudio encontró que el océano de magma en la Tierra primitiva tenía diez veces el contenido de Fe3+ que se encuentra hoy en el manto superior, lo que dio como resultado una atmósfera rica en dióxido de carbono y dióxido de azufre.
Una nueva investigación indica que la Tierra primitiva tenía un océano de magma altamente oxidado, que dio lugar a dióxido de carbono2 Y entonces2Ambiente rico. La posterior acumulación de material reducido fue fundamental para crear un entorno habitable.
Esclarecer la atmósfera y el entorno superficial de la Tierra primitiva, especialmente antes de que surgiera la vida, es fundamental para comprender la habitabilidad de la Tierra. Se cree que la atmósfera de los planetas terrestres está formada por la descarga de volátiles del interior y su composición está controlada principalmente por el estado de oxidación del manto. Para comprender el estado de oxidación del manto, la abundancia de ferrosos (Fe2+) y hierro (Fe3+) el hierro en el manto es clave porque el estado de oxidación del manto varía con la abundancia relativa de estos dos óxidos de hierro.
El área brillante en el centro de la imagen muestra fundidos metálicos apagados y el área gris circundante indica fundidos de silicato apagados. La muestra estaba encerrada en una cápsula de grafito, que se convirtió en diamante durante los experimentos de calentamiento. Crédito: Centro de Investigación Geodinámica, Universidad de Ehime
Estado de oxidación del manto y resultados de la investigación.
La Universidad de Ehime en Japón llevó a cabo un estudio experimental que demuestra que la eficiencia de la formación de hierro3+ Mediante oxidación y reducción desproporcionada del hierro.2+ En magmas saturados de minerales bajo altas presiones correspondientes a una mayor profundidad del manto inferior de lo que se pensaba anteriormente. En esta reacción, Fe3+ hierro metálico (Fe0) se forma a partir de 2Fe2+y separación del hierro0 En el corazón aumenta el contenido de hierro.3+ En el resto del magma y estado de oxidación. Los resultados experimentales indican que Fe3+ El contenido del océano de magma en la Tierra durante la formación del núcleo era aproximadamente un orden de magnitud mayor que el manto superior actual.
Implicaciones para el océano de magma en la Tierra primitiva
Esto indica que el océano de magma estaba mucho más oxidado que el manto actual de la Tierra después de la formación del núcleo, y que la atmósfera formada por el vertido de volátiles de este magma altamente oxidado era rica en dióxido de carbono.2 Y entonces2.
Además, los investigadores descubrieron que el estado de oxidación estimado del océano de magma de la Tierra podría explicar el estado del magma del Hadeano hace más de 4 mil millones de años, infiriendo a partir de registros geológicos. Debido a que la eficiencia de la formación de biomoléculas en una atmósfera rica en dióxido de carbono es muy baja, los investigadores especularon que la acumulación tardía de material reducido después de la formación de la Tierra jugó un papel importante en el suministro de moléculas orgánicas biodisponibles y la creación de un entorno habitable.
Referencia: “Oxidación del manto Hadiani inferida de la fusión de peridotita en condiciones del manto inferior” por Hideharu Kuhara, Ryuichi Nakada, Shintaro Kadoya, Takashi Yoshino y Tetsuo Erifune, 4 de mayo de 2023, Ciencias Naturales de la Tierra.
doi: 10.1038/s41561-023-01169-4
Financiamiento: Asociación Japonesa para la Promoción de la Ciencia
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