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 16.09.2019

Хороскоп за Овен

Овен
Имате известни претенции днес относно работата на околните и това може да не се хареса на много от хората около вас. Това обаче едва ли е в състояние да ви попречи да реализирате намеренията си. Ще останете приятно изненадани от благоприятната ситуация в която попадате към края на деня. Промяна в личен план ще ви подейства освежаващо, не се лишавайте от нея.
16.09.2019

Хороскоп за Телец

Телец
Отворете душата си за романтиката около вас и ще се изненадате от нагласата си за всякакви авантюри. Ще се окажете спокойна спирка и доверен приятел. Ще изживеете мечтани часове с любимия човек. Ще ви занимават имотни въпроси, за които приятели ще ви помогнат да осъществите замисленото.
16.09.2019

Хороскоп за Близнаци

Близнаци
Позволете си да се откъснете за малко от напрежението в службата и дома. Заредете се позитивно с неща, които ви радват и ви помагат да се отморите. Имате нужда от глътка свеж въздух. Променете еднообразието, което преживявате с интимния партньор. Не преценявайте човека до вас по способността му да сервилничи, а по начина му да взима решения.
16.09.2019

Хороскоп за Рак

Рак
Настроени сте за повече удоволствия и развлечения, но бъдете и бдителни. Не всичко сега ви е позволено, и ако нарушите нормите ще страдате. Вашата любвеобилност навлиза в нов етап и се пазете да не прекалите с чувствата си. През този период са възможни хронични ставни и други оплаквания.
16.09.2019

Хороскоп за Лъв

Лъв
Днес предприемете пътуване само ако е добре обмислено и добре организирано за да не ви изненада неприятно. Денят ще ви предложи много забавления и едва ли ще скучаете. Не се впускайте прибързано във вихрени авантюри.
16.09.2019

Хороскоп за Дева

Дева
Времето на открито, извън дома не е загубено. Ако имате нужда от спокойствие, природата е добрата алтернатива. С подходяща компания часовете ще минат приятно. Но при някои се налага да се посветят на учене или да използват деня за наваксване на пропуснатото.
16.09.2019

Хороскоп за Везни

Везни
Част от вас ще пристъпят към изпълнение на планираните си задачи, в които влизат и домашните задължения. Други ще използват деня за отмора или просто на разходка, но ще ви бъде приятно. За повечето от вас съдбата е подготвила приятни изненади, придобивки и положителни емоции.
16.09.2019

Хороскоп за Скорпион

Скорпион
Нежеланието ви да се съобразявате с проблемите на приятелите си ще влоши отношенията ви. Мислете за времето, когато ще имате нужда от тях, защото е сигурно, че такова ще дойде. Работата, която намирате за привлекателно ще ви отегчи с непредсказуемите си препятствия. Не се отказвайте лесно.
16.09.2019

Хороскоп за Стрелец

Стрелец
Ако има нещо, което тревожи мислите ви не се колебайте да го споделите. Ще намерите по-бързо решението и ще ви олекне. Добре е да не се ангажирате с прекалено много задачи. Постепенно ще навлезете във форма, но до тогава се щадете повече. Така можете да постигнете резултатите, които очаквате.
16.09.2019

Хороскоп за Козирог

Козирог
Мерете думите си, рискувате да засегнете чувствата на близък човек, оставайки неразбрани. Очакванията ви са големи, а обстоятелствата няма да ви поднесат изненади. Нужно е още да поработите за да стигнете до тях. Желанието ви е голямо, но не е достатъчно. Романтична закачка с приятен представител на другия пол.
16.09.2019

Хороскоп за Водолей

Водолей
Затрупани сте с домашни задължения и няма да може да отделите много време за себе си, а имате нужда. Преценете дали работата по дома е толкова важна и дали ще можете да се справите с упреците на близките си, ако решите да я пренебрегнете. Финансови постъпления може да ви помогнат да се справите по-лесно с броженията у дома.
16.09.2019

Хороскоп за Риби

Риби
За да ви бъде приятно и уютно още от сутринта си помислете как да прекарате деня. Не се поддавайте на негативни мисли и не позволявайте нечие лошо настроение да развали вашето. Ще получите обаждания, които ще ви зарадват и ще дадат простор на мечтите ви. Очаква ви един весел ден в компанията на приятни хора.
16.09.2019
Последни новини