A investigação forneceu novos conhecimentos sobre a atmosfera da Terra primitiva, sugerindo que esta foi formada pela desgaseificação de voláteis de um oceano de magma com um estado de oxidação mais elevado do que se acreditava anteriormente. O estudo descobriu que o oceano de magma da Terra primitiva tinha dez vezes o conteúdo de Fe3+ do manto superior atual, resultando numa atmosfera rica em CO2 e SO2.
Novas pesquisas sugerem que a Terra primitiva tinha um oceano de magma altamente oxidado, levando a um CO2 e assim2– atmosfera rica. O acréscimo subsequente de materiais redutores foi fundamental para a criação de um ambiente habitável.
Elucidar a atmosfera e o ambiente superficial da Terra primitiva, especialmente antes da origem da vida, é crucial para a compreensão da habitabilidade da Terra. Acredita-se que a atmosfera dos planetas terrestres seja formada pela desgaseificação de voláteis do interior e sua composição é controlada principalmente pelo estado de oxidação do manto. Para entender o estado de oxidação do manto, a abundância de ferrosos (Fe2+) e férrico (Fe3+) o ferro no manto é fundamental porque o estado de oxidação do manto varia com a abundância relativa desses dois óxidos de ferro.
A área clara no centro da imagem mostra fusão metálica extinta e a área cinza circundante indica fusão de silicato extinta. A amostra foi encapsulada em uma cápsula de grafite, que é transformada em diamante durante experimentos de aquecimento. Crédito: Centro de Pesquisa Geodinâmica, Universidade Ehime
Estado de oxidação do manto e resultados de pesquisas
A Universidade Ehime, no Japão, conduziu um estudo experimental mostrando que a eficiência de formação de Fe3+ via desproporção redox de Fe2+ no magma saturado de metal sob altas pressões correspondentes à profundidade do manto inferior é maior do que se pensava anteriormente. Nesta reação, Fe3+ e ferro metálico (Fe0) são formados a partir de 2Fe2+e a segregação de Fe0 no núcleo aumenta o conteúdo de Fe3+ no magma residual e seu estado de oxidação. Os resultados experimentais indicam que o Fe3+ o conteúdo do oceano de magma da Terra durante a formação do núcleo era cerca de uma ordem de magnitude maior do que o atual manto superior.
Implicações para o oceano de magma da Terra primitiva
Isto sugere que o oceano de magma era muito mais oxidante do que o atual manto da Terra após a formação do núcleo, e a atmosfera formada pela desgaseificação de voláteis de um magma tão altamente oxidante teria sido rica em CO2 e assim2.
Além disso, os autores descobriram que o estado de oxidação estimado do oceano de magma da Terra pode explicar o dos magmas Hadeanos de mais de 4 mil milhões de anos atrás, por inferência a partir de registos geológicos. Como a eficiência de formação de biomoléculas numa atmosfera rica em CO2 é bastante baixa, os autores especularam que a acumulação tardia de materiais redutores após a formação da Terra desempenhou um papel importante no fornecimento de moléculas orgânicas biologicamente disponíveis e na formação de um ambiente habitável.
Financiamento: Sociedade Japonesa para a Promoção da Ciência
