Как древнaтa океанскa магмa е повишилa нивата на кислород на Земята

Ново изследване показва, че древните магмани океани са били важен фактор за увеличаването на кислорода във въздуха, който е така важен за появата на живота на Земята.

Малко след формирането на планетата преди около 4,5 милиарда години, мантията е станала по някакъв начин много по-богата на кислород, отколкото първоначално. Тези скали започват да изпускат молекули като въглероден диоксид и вода в атмосферата, бедна по това време на кислород - което помага да се прескочат стартовите условия, подходящи за живот, около 2 милиарда години преди Голямата кислородна катастрофа, когато количеството на молекулния кислород в атмосферата бележи скок.

Причината за този химичен преход в мантията е загадка. Сега новите лабораторни експерименти предполагат, че химичните реакции, включващи желязо в ранните земни магмeни океани, преобръщат химичния баланс на мантията към по-богати на кислород съединения, съобщава New Scientist.

"Това е нещо повече от любопитство ... Това е изключително важно, защото поставя основата за цялата следваща еволюция на Земята", коментира Джонатан Тъкър (Jonathan Tucker), геохимик от Института за наука в Карнеги, Вашингтон, окръг Колумбия, който не участва в това изследване. "Кислородното състояние на Земята и планетите като цяло е много, много важен фактор, контролиращ обитаемостта".

В своята ранна история Земята е удряна непрестанно от протопланети, които са създадали океани от разтопени скали, останали течни стотици километри дълбоко в мантията. Учените подозират, че интензивното налягане в тези магмени океани принуждава съдържащите кислород съединения на двувалентнo желязо (железен оксид, FeO, +2 степен на окисление) да се разделят на два различни вида: единият е по-богатото на кислород тривалентно желязо (Fe2O3 с желязо с +3 степен на окисление) и безкислородно метално желязо. Тежкото метално желязо потъва към ядрото на Земята, оставяйки в мантията да доминира по-богатият на кислород двужелезен триоксид.

За да проверят тази идея, геохимиците от Университета в Байройт, Германия, провеждат лабораторни експерименти, които симулират условията на около 600 километра дълбочина в магмения океан. Изследователите нагряват материала, наподобяващ земната мантия по това време, до хиляди градуси по Целзий и  разтопените проби подлагат на налягане до повече от 20 гигапаскала.

„Това е еквивалентно да поставите цялата маса на Айфеловата кула върху обект с големина на топка за голф“, пояснява Катрин Армстронг (Katherine Armstrong), водещ автор на проучването.

Армстронг и нейните колеги измерват количествата на дву- и тривалентното желязо в пробите преди и след излагане на тези екстремни условия. Без значение колко двувалентно желязо е имало първоначално в скалата, при най-високо налягане 96 процента от желязото в крайния продукт е богатото на кислород тривалентно желязо.

Тази констатация показва, че дълбоко в магмения океан тривалентното желязо е по-стабилно, обяснява Армстронг. Почти цялото двувалентно желязо на тези дълбочини би могло да се разложи в тривалентно желязо, отделяйки метално желязо, което потъва до ядрото.

Тези резултати са доста убедителни доказателства, че химическото разпадане на двувалентното желязо в магмените океани би могло да помогне за увеличаване на относителното изобилие на кислород в ранната земна мантия, коментира Тъкър. Но все още не е ясно дали този химичен процес е единственият, който допринася за повишаване на кислорода в ранната земна атмосфера, добавя той.

Справка:

K. Armstrong et al. Deep magma ocean formation set the oxidation state of Earth’s mantle. Science. Vol. 365, August 30, 2019, p. 903. doi:10.1126/science.aax8376.

Източник: nauka.offnews

Коментари в сайта

Хороскоп за 28.01.2020

Хороскоп за Овен

Овен
Успехи на деловия фронт очакват мнозина от вас днес. Прогнозите ви се потвърждават и това е съпроводено със съответните парични постъпления. Проявете повече въображение при интимните си забежки и ще се получи.
28 яну 2020

Хороскоп за Телец

Телец
Партньорското доверие, което сте изградили ви дава повече свобода в действията, което не означава, че трябва да пренебрегвате мнението на колегите си. Ако се чувствате повече изнервени потърсете подходящо място, където да релаксирате, далече от шума и празнословието около вас.
28 яну 2020

Хороскоп за Близнаци

Близнаци
Имате големи изисквания най-напред към себе си и след това към другите и това(последното) може да ви въведе в пререкания с доста хора. Прецизността е чудесно качество и си струва да го отстоявате, дори това да не се харесва на мнозина.
28 яну 2020

Хороскоп за Рак

Рак
Чувствате в себе си желание за промяна и това от известно време доста ви вълнува. Неудовлетворението не е добър съветник и в никакъв случай не трябва да се поддавате на влиянието му. Затова заемете се с нещо, което може да ви е необходимо - например учете език.
28 яну 2020

Хороскоп за Лъв

Лъв
Днес истински ще жадувате за малко свобода от ежедневните грижи. Направете нещо, което ви действа разтоварващо, без то да нарушава работния ви ритъм. Ще се почувствате ободрени от приятна вест. Ваши близки може би имат интересно предложение за вас. Нов проект може да ангажира вниманието ви.
28 яну 2020

Хороскоп за Дева

Дева
С увереността и приветливото си излъчване внушавате добри усещания в околните. Имате енергия и сила, която ще ви стигне да се справите с всяка непредвидена ситуация. Работата от миналата седмица ще ви донесе успехи в делови план. Ще започнете действия, свързани с предстоящи промени в бита ви.
28 яну 2020

Хороскоп за Везни

Везни
Ще изпитвате необходимост от промяна, която ще насочите към нова дейност. Събитията ще благоприятстват амбициите ви, затова не се притеснявайте, а действайте. Постигнатото ще надхвърли очакванията ви. Бъдете постоянни и така напред.
28 яну 2020

Хороскоп за Скорпион

Скорпион
Ще засилите вниманието си към въпрос или задача, от която може да извлечете ползи за себе си. Имате нюх за всичко, което би ви донесло изгода и бързи печалби. Спазвайте законите и реда, очевидно сте податливи на провокации днес. Някои от вас ще започнат нова работа, други ще пътуват служебно.
28 яну 2020

Хороскоп за Стрелец

Стрелец
Няма да останете безучастни към събитие, което привлича със значимостта си повече хора. Ще се включите в него и заради желанието си за изява, изпитвате необходимост да съветвате, показвате и насърчавате. В живота на някои от вас ще се появи нов човек, чиято роля ще бъде неоценима.
28 яну 2020

Хороскоп за Козирог

Козирог
Влечението ви към някого или нещо ще ви постави в зависимост и ще ви изправи пред избор. Това необичайно състояние за вас ще създаде затруднения в общуването и в тази връзка са възможни конфликти. Старанието ви ще бъде най-вече да не разочаровате себе си, но мислете и за онези, които милеят за вас.
28 яну 2020

Хороскоп за Водолей

Водолей
Натоварен, но и ползотворен ден.Особено за онези, които са ангажирани в деловата сфера. Заложете на добре обмислено и мащабно настъпление. Вслушайте се в съветите на експертите и не пропускайте нито една подробност, която може да ви е полезна.Не се поддавайте на съмнения за интимния партньор.
28 яну 2020

Хороскоп за Риби

Риби
Давайки предимство на важните неща за деня, ще пристъпите към изпълнението им, без да пренебрегвате текущите. Светски изяви ще поддържат тонуса на други, заразявайки ги със суетата на известните. Договореностите ви ще са успешни, пропорционални на вложената в тях енергия.
28 яну 2020
Последни новини