O manto altamente oxidado da Terra primitiva poderia ter levado a um ambiente de superfície semelhante ao de Vênus. O estado atual do manto superior pode ter sido influenciado pelo ferro metálico proveniente de materiais adicionados após a formação da Terra.
Como mudou o estado de oxidação da atmosfera e do manto da Terra?
A conexão entre o interior de um planeta e sua superfície desempenha um papel fundamental na compreensão da formação do ambiente da superfície de um planeta. A distribuição de ferrosos (Fe2+) e férrico (Fe3+) o ferro nos mantos dos planetas rochosos determina o estado de oxidação do manto. Isto, por sua vez, influencia a composição dos gases vulcânicos e a capacidade do manto de armazenar voláteis, incluindo elementos críticos e essenciais à vida, como o hidrogénio e o carbono.
Portanto, determinando a distribuição de Fe2+ e Fé3+ no manto imediatamente após a sua formação oferece informações cruciais sobre o ambiente da superfície antes do surgimento da vida e do início dos planetas habitáveis.
A região escura na parte inferior da imagem mostra bridgmanita cristalizada, e a textura dendrítica na parte superior indica fusão extinta. Crédito: Centro de Pesquisa Geodinâmica, Universidade Ehime
Pesquisas Anteriores e Novos Insights
Em pesquisas anteriores, os cientistas mostraram que o oceano de magma da Terra era mais enriquecido em Fe3+ do que o atual manto superior e, portanto, altamente oxidante (Kuwahara et al., 2023, Nat. Geociências.). Surgiu uma questão: como o estado de oxidação do manto superior diminuiu para o que observamos hoje? Para encontrar uma resposta, os cientistas exploraram o potencial do Fe3+ para ser integrado ao manto inferior durante a fase de cristalização do oceano de magma.
Implicações da Cristalização e da Atmosfera
As descobertas revelaram que a cristalização da bridgmanita, o mineral mais dominante do manto inferior, não incorpora preferencialmente Fe3+ em comparação com o magma coexistente. Isto indica que o manto superior da Terra primitiva também era altamente oxidado se o oceano de magma da Terra fosse rico em Fe.3+. A atmosfera formada pela desgaseificação de voláteis de um manto tão altamente oxidante teria sido rica em CO2 e assim2formando assim um Vênus-ambiente de superfície semelhante.
Como o processo de cristalização do oceano de magma não pode reduzir o estado de oxidação do manto superior, os autores propuseram a redução do manto superior pelo ferro metálico contido em materiais de acreção tardia após a formação da Terra. Na verdade, a quantidade de ferro metálico fornecida por materiais de acreção tardia restringidos pela abundância de elementos altamente siderófilos (amantes do ferro) no manto terrestre é comparável à necessária para reduzir o estado de oxidação do manto superior até o presente.
Outras restrições geológicas sobre o estado de oxidação do manto são necessárias para testar esta hipótese.
