Yeni bir araştırma, Dünya’nın erken dönem magma okyanusunun önemli ölçüde daha fazla oksitlendiğini ve bunun da CO2 ve SO2 açısından zengin bir atmosfere yol açtığını gösteriyor. Bu, biyomoleküllerin oluşumunu engellemiş olabilir, bu da indirgeyici malzemelerin geç birikmesinin yaşanabilirlik için çok önemli olduğunu düşündürür.
Yeni çalışma, Dünya’nın en eski atmosferinin bileşimine ışık tutuyor.
Erken Dünya’nın, özellikle yaşam ortaya çıkmadan önceki atmosferik ve yüzey koşulları, Dünya’nın yaşamı destekleme yeteneğini anlamak için çok önemlidir. Karasal gezegenlerin atmosferinin, gezegenin iç kısmından uçucu maddelerin salınmasıyla yaratıldığına inanılıyor ve bileşimi esas olarak mantonun oksidasyon durumu tarafından kontrol ediliyor.
Mantonun oksidasyon durumunu anlamak için, bolluk Mantodaki ferro (Fe2+) ve ferrik (Fe3+) demir, mantonun oksidasyon durumu bu iki demir oksidin göreli bolluğuna göre değiştiği için anahtardır.
Ehime Üniversitesi, oluşum verimliliğini gösteren deneysel bir çalışmaya öncülük etmiştir. alt mantonun derinliğine tekabül eden yüksek basınçlar altında metal doymuş magmada Fe2+’nın redoks orantısızlaştırması yoluyla Fe3+’nın elde edilmesi önceden düşünülenden daha yüksektir. Bu reaksiyonda, 2Fe2+’dan Fe3+ ve metalik demir (Fe0) oluşur ve Fe0’un çekirdeğe ayrılması, artık magmadaki Fe3+ içeriğini ve oksidasyon durumunu artırır.
Görüntünün ortasındaki parlak alan söndürülmüş metalik eriyiği gösterir ve çevreleyen gri alan söndürülmüş silikat eriyiği gösterir. Numune, ısıtma deneyleri sırasında elmasa dönüşen bir grafit kapsül içine yerleştirildi. Kredi: Jeodinamik Araştırma Merkezi, Ehime Üniversitesi
Deneysel sonuçlar, çekirdek oluşumu sırasında Dünya’nın magma okyanusunun Fe3+ içeriğinin mevcut üst mantodan yaklaşık bir mertebe daha yüksek olduğunu göstermektedir. Bu, magma okyanusunun çekirdek oluşumundan sonra mevcut Dünya’nın mantosundan çok daha fazla oksitleyici olduğunu ve bu kadar yüksek derecede oksitleyici bir magmadan uçucu maddelerin gazının alınmasıyla oluşan atmosferin CO2 ve SO2 açısından zengin olacağını düşündürür.
Ayrıca yazarlar, jeolojik kayıtlardan çıkarım yaparak, Dünya’nın magma okyanusunun tahmini oksidasyon durumunun 4 milyar yıldan daha eski Hadean magmalarınınkini açıklayabildiğini buldular.
Çünkü biyomoleküllerin bir CO2 içindeki oluşum verimliliği -zengin atmosfer oldukça düşük, yazarlar, Dünya’nın oluşumundan sonra indirgeyici maddelerin geç birikiminin, biyolojik olarak kullanılabilir organik moleküllerin sağlanmasında ve yaşanabilir bir ortamın oluşumunda önemli bir rol oynadığını tahmin ettiler.
Referans: ” Hadean manto oksidasyonu, peridotitin alt manto koşulları altında erimesinden çıkarsanmıştır”, Hideharu Kuwahara, Ryoichi Nakada, Shintaro Kadoya, Takashi Yoshino ve Tetsuo Irifune, 4 Mayıs 2023, Nature Geoscience.
DOI: 10.1038/s41561-023 -01169-4
Çalışma, Japonya Bilimi Teşvik Derneği tarafından finanse edildi.