La recherche a fourni de nouvelles informations sur l’atmosphère de la Terre primitive, suggérant qu’elle a été formée par le dégazage de substances volatiles provenant d’un océan de magma avec un état d’oxydation plus élevé qu’on ne le pensait auparavant. L’étude a révélé que l’océan magmatique de la Terre primitive avait une teneur en Fe3+ dix fois supérieure à celle du manteau supérieur actuel, ce qui donnait une atmosphère riche en CO2 et SO2.
De nouvelles recherches suggèrent que la Terre primitive possédait un océan de magma hautement oxydé, conduisant à un CO2 et ainsi2-atmosphère riche. L’accumulation ultérieure de matériaux réducteurs était essentielle à la création d’un environnement habitable.
Élucider l’atmosphère et l’environnement de surface de la Terre primitive, en particulier avant l’origine de la vie, est crucial pour comprendre l’habitabilité de la Terre. On pense que l’atmosphère des planètes telluriques est formée par le dégazage de substances volatiles de l’intérieur et que sa composition est principalement contrôlée par l’état d’oxydation du manteau. Pour comprendre l’état d’oxydation du manteau, l’abondance des métaux ferreux (Fe2+) et ferrique (Fe3+) le fer dans le manteau est essentiel car l’état d’oxydation du manteau varie en fonction de l’abondance relative de ces deux oxydes de fer.
La zone claire au centre de l’image montre une fonte métallique trempée et la zone grise environnante indique une fonte silicatée trempée. L’échantillon a été encapsulé dans une capsule de graphite, qui se transforme en diamant lors des expériences de chauffage. Crédit : Centre de recherche en géodynamique, Université d’Ehime
État d’oxydation du manteau et résultats de la recherche
L’Université d’Ehime au Japon a mené une étude expérimentale montrant que l’efficacité de la formation de Fe3+ via dismutation redox de Fe2+ dans le magma saturé de métaux sous des pressions élevées correspondant à la profondeur du manteau inférieur est plus élevée qu’on ne le pensait auparavant. Dans cette réaction, Fe3+ et du fer métallique (Fe0) sont formés à partir de 2Fe2+et la ségrégation de Fe0 dans le noyau augmente la teneur en Fe3+ dans le magma résiduel et son état d’oxydation. Les résultats expérimentaux indiquent que le Fe3+ La teneur en magma de l’océan terrestre lors de la formation du noyau était d’environ un ordre de grandeur supérieure à celle du manteau supérieur actuel.
Implications pour l’océan magmatique de la Terre primitive
Cela suggère que l’océan magmatique était beaucoup plus oxydant que le manteau terrestre actuel après la formation du noyau, et que l’atmosphère formée par le dégazage des substances volatiles d’un magma aussi hautement oxydant aurait été riche en CO.2 et ainsi2.
En outre, les auteurs ont découvert que l’état d’oxydation estimé de l’océan magmatique terrestre peut expliquer celui des magmas hadéens d’il y a plus de 4 milliards d’années par inférence à partir d’enregistrements géologiques. Étant donné que l’efficacité de la formation de biomolécules dans une atmosphère riche en CO2 est assez faible, les auteurs ont émis l’hypothèse que l’accrétion tardive de matériaux réducteurs après la formation de la Terre a joué un rôle important dans la fourniture de molécules organiques biologiquement disponibles et dans la formation d’un environnement habitable.
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