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 08.07.2020

Хороскоп за Овен

Овен
Този ден ще бъде сравнително добър, но в случай че съумеете да не изразходвате енергията си за незначителни неща. Възможно е да чуете новина, която ще ви накара да се почувствате добре. Вечерта се заемете с нещо, което ще ви раздвижи.
08 юли 2020

Хороскоп за Телец

Телец
През по-голямата част от деня ще се занимавате със съществени неща, такива, с които да подобрите живота си. Деловите ви начинания ще продължат да ви държат в кондиция, отговорни и пробудени за всичко, от което бихте могли да спечелите. Подписаните споразумения ще ви осигурят добри печалби за в бъдеще.
08 юли 2020

Хороскоп за Близнаци

Близнаци
По делови въпроси ще търсите контакти с хора, чиято сфера на интереси съвпада с вашата. Ще срещнете разбиране сред близките си, за голяма част от доходите в семейството заслугата е ваша. С логичните си анализи ще привлечете вниманието на важен за вас човек. Последващото развитие на събитията ще бъде във ваша полза.
08 юли 2020

Хороскоп за Рак

Рак
Имате планове, които ще подтикнат към конкретни действия. При някои от вас те ще са насочени в професионалната сфера, други ще търсят подходящи партньори или нова работа. Във всички случаи няма да ви бъде непосилно трудно, подготвени сте за по-сложни ситуации. Най-важно е да запазите присъствие на духа и в спокойна обстановка да вземате решенията си.
08 юли 2020

Хороскоп за Лъв

Лъв
Имате планове за разширяване на дейността си, но е по-добре да ги оставите за по-късен етап. Бъдете търпеливи, ще дойде и вашето време. Концентрирайте се върху друго, също интересно занимание. Подготвени сте и бихте могли да се разгърнете пълноценно на това ви поприще. Материални придобивки.
08 юли 2020

Хороскоп за Дева

Дева
Деловите срещи ще преминат успешно и ще можете да защитите в голяма степен интересите си. Заложете на уменията си да убеждавате и тактично насочвайте разговора в изгодната за вас посока. Ще напредвате, стига да не се колебаете дълго. Предстоящо пътуване, преместване или друго организирано мероприятие ще ви ангажира с организацията по него.
08 юли 2020

Хороскоп за Везни

Везни
Работата ще ви спори и ще ви носи удоволствие. С пораснали финансови възможности ще се погрижите и за развлеченията на близките си. Имате добър тонус, но нещо дълбоко в душата ви кара да тъгувате. Бъдете искрени пред себе си и дайте предимство на скритите си желания. Удовлетворявайки ги ще се почувствате щастливи.
08 юли 2020

Хороскоп за Скорпион

Скорпион
На работното място ще се чувствате в свои води, изненадите няма да ви стресират и с рутина ще отх-върляте задачите си. Финансовите ви възможности ще по-раснат и с желание ще се погрижите за удобството на близките си. Не ви липсва настроение, но нещо дълбоко в душата ви кара да тъгувате. Бъдете искрени пред себе си.
08 юли 2020

Хороскоп за Стрелец

Стрелец
Не прекалявайте в старанието си да обяснявате на околните личните си проблеми. Каквито и да са те, всеки има нужда от малко спокойствие. Още повече, че повечето от вашите са въображаеми, затова не се учудвайте, ако не ви разбират. Можете да си бъдете взаимно полезни с човек, който е близък до вас, но с активни действия.
08 юли 2020

Хороскоп за Козирог

Козирог
Делови разговори и нова информация по развитието на конкретни проекти ще повишат интереса ви към тях. Занимаващите се с бизнес ще постигнат споразумение, с което ще ускорят финансова сделка или придвижат напред друга договореност. Дайте подкрепата си за някой, чиито проблем е от областта, в която сте силни.
08 юли 2020

Хороскоп за Водолей

Водолей
Ще получите сили и ще се измъкнете от една ситуация, като направите правилния избор. Отдайте заслуженото и на хората, които ви подкрепят и насърчават. Ако желаете да запазите вниманието на човека до себе си му покажете, че го уважавате и цените. Вътрешното ви усещане за нещата ще ви подскаже как да се справите с несигурността си.
08 юли 2020

Хороскоп за Риби

Риби
Гледайте на промените, като на добра възможност да се справите със затрудненията си. Правете го за доброто на всички онези, които обичате. С позитивното си присъствие ще подобрите климата в семейството. Не обвързаните ще постигнат съгласие с партньора си и ще направят сериозна крачка към общото си бъдеще.
08 юли 2020
Последни новини