Вчені виявили високий рівень окислення заліза в первісній магмі

Розуміння атмосферних умов і умов поверхні ранньої Землі, особливо до появи життя, має вирішальне значення для розуміння здатності Землі підтримувати життя. Вважається, що атмосфера планет земної групи була створена в результаті виділення летючих речовин з надр планети, і її склад в основному контролюється ступенем окислення мантії.

Щоб зрозуміти ступінь окислення мантії, кількість двовалентного (Fe²⁺) і тривалентного (Fe³⁺) заліза в мантії є ключовим, оскільки ступінь окислення мантії змінюється залежно від відносної кількості цих двох оксидів заліза.

Університет Ехіме провів експериментальне дослідження, яке показало, що ефективність утворення Fe³⁺  через окисно-відновну диспропорційність Fe²⁺  у насиченій металами магмі під високим тиском, що відповідає глибині нижньої мантії, є вищою, ніж вважалося раніше. У цій реакції Fe ³⁺  і металеве залізо (Fe⁰) утворюються з 2Fe²⁺, а сегрегація Fe ⁰  в ядрі збільшує вміст Fe ³⁺  у залишковій магмі та ступінь її окислення.

Яскрава область у центрі зображення показує загартований металевий розплав, а навколишня сіра зона вказує на загартований силікатний розплав. Зразок був інкапсульований у графітову капсулу, яка під час експериментів з нагріванням перетворюється на алмаз. Авторство: Дослідницький центр геодинаміки, Університет Ехіме

Результати експериментів показують, що вміст Fe³⁺ в магматичному океані Землі під час формування ядра був приблизно на один порядок вище, ніж у нинішній верхній частині мантії. Це свідчить про те, що після утворення ядра магматичний океан був набагато більш окисним, ніж нинішня мантія Землі, і атмосфера, утворена дегазацією летючих речовин з такої високоокислюючої магми, була б багата CO2_і SO₂.

Яскрава область у центрі зображення показує загартований металевий розплав, а навколишня сіра зона вказує на загартований силікатний розплав. Зразок був інкапсульований у графітову капсулу, яка під час експериментів з нагріванням перетворюється на алмаз. Авторство: Дослідницький центр геодинаміки, Університет Ехіме

Результати експериментів показують, що вміст Fe³⁺ в магматичному океані Землі під час формування ядра був приблизно на один порядок вище, ніж у нинішній верхній частині мантії. Це свідчить про те, що після утворення ядра магматичний океан був набагато більш окисним, ніж нинішня мантія Землі, і атмосфера, утворена дегазацією летючих речовин з такої високоокислюючої магми, була б багата CO 2 _і SO₂. Джерело