Une nouvelle étude montre que l’océan de magma de la Terre primitive était beaucoup plus oxydé, conduisant à une atmosphère riche en CO2 et SO2. Cela aurait pu entraver la formation de biomolécules, suggérant que l’accrétion tardive de matériaux réducteurs était cruciale pour l’habitabilité.
Une nouvelle étude met en lumière la composition de la première atmosphère terrestre.
Comprendre les conditions atmosphériques et de surface de la Terre primitive, en particulier avant l’apparition de la vie, est crucial pour comprendre la capacité de la Terre à soutenir la vie. On pense que l’atmosphère des planètes terrestres a été créée par la libération de substances volatiles de l’intérieur de la planète et sa composition est principalement contrôlée par l’état d’oxydation du manteau.
Pour comprendre l’état d’oxydation du manteau, l’abondance de ferreux (Fe2+) et ferrique (Fe3+) le fer dans le manteau est essentiel car l’état d’oxydation du manteau varie avec l’abondance relative de ces deux oxydes de fer.
L’Université d’Ehime a mené une étude expérimentale montrant que l’efficacité de formation de Fe3+ par 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 fer métallique (Fe0) sont formés de 2Fe2+et la ségrégation de Fe0 dans le noyau augmente la teneur en Fe3+ dans le magma résiduel et son état d’oxydation.
La zone claire au centre de l’image montre une fonte métallique trempée et la zone grise environnante indique une fonte de silicate trempée. L’échantillon a été encapsulé dans une capsule de graphite, qui se transforme en diamant lors d’expériences de chauffage. Crédit : Centre de recherche en géodynamique, Université d’Ehime
Les résultats expérimentaux indiquent que le Fe3+ le contenu de l’océan de magma terrestre pendant la formation du noyau était d’environ un ordre de grandeur supérieur à celui du manteau supérieur actuel. Cela suggère que l’océan de magma était beaucoup plus oxydant que le manteau terrestre actuel après la formation du noyau, et l’atmosphère formée par le dégazage des volatils d’un magma aussi hautement oxydant aurait été riche en CO2 et ainsi2.
De plus, les auteurs ont découvert que l’état d’oxydation estimé de l’océan de magma terrestre peut expliquer celui des magmas hadéens d’il y a plus de 4 milliards d’années par inférence à partir d’enregistrements géologiques.
Parce que l’efficacité de formation des 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 l’approvisionnement en molécules organiques biologiquement disponibles et la formation d’un environnement habitable.
L’étude a été financée par la Société japonaise pour la promotion de la science.
