De Lava a Vida: El Antiguo Océano de Magma Altamente Oxidado de la Tierra Temprana

La investigación ha proporcionado nuevas ideas sobre la atmósfera de la Tierra primitiva, sugiriendo que se formó a partir de la desgasificación de volátiles de un océano de magma con un estado de oxidación más alto de lo que se creía anteriormente. El estudio encontró que el océano de magma de la Tierra primitiva tenía diez veces más contenido de Fe3+ que el manto superior de hoy en día, lo que resulta en una atmósfera rica en CO2 y SO2.

Nuevas investigaciones sugieren que la Tierra primitiva tenía un océano de magma altamente oxidado, lo que llevó a una atmósfera rica en CO2 y SO2. La posterior acreción de materiales reductores fue crucial para crear un ambiente habitable.

Elucidar la atmósfera y el entorno superficiale de la Tierra primitiva, especialmente antes del origen de la vida, es crucial para comprender la habitabilidad de la Tierra. Se ha pensado que la atmósfera de los planetas terrestres se forma a partir de la desgasificación de volátiles del interior y su composición está controlada principalmente por el estado de oxidación del manto. Para comprender el estado de oxidación del manto, la abundancia de hierro ferroso (Fe2+) y férrico (Fe3+) en el manto son clave porque el estado de oxidación del manto varía con la abundancia relativa de estos dos óxidos de hierro.

La zona brillante en el centro de la imagen muestra un fundido metálico enfriado y el área gris circundante indica un fundido silicatado enfriado. La muestra se encapsuló en una cápsula de grafito, que se transforma en diamante durante los experimentos de calentamiento. Crédito: Centro de Investigación de Geodinámica, Universidad Ehime

La Universidad Ehime en Japón dirigió un estudio experimental que muestra que la eficiencia de formación de Fe3+ a través de la desproporcionación redox de Fe2+ en un magma saturado de metal bajo altas presiones correspondientes a la profundidad del manto inferior es mayor de lo que se pensaba anteriormente. En esta reacción, se forman Fe3+ y hierro metálico (Fe0) a partir de 2Fe2+, y la segregación de Fe0 en el núcleo aumenta el contenido de Fe3+ en el magma residual y su estado de oxidación. Los resultados experimentales indican que el contenido de Fe3+ en el océano de magma de la Tierra durante la formación del núcleo fue aproximadamente una orden de magnitud más alto que el manto superior actual.

Esto sugiere que el océano de magma era mucho más oxidante que el manto actual de la Tierra después de la formación del núcleo, y la atmósfera formada por la desgasificación de volátiles de un magma tan altamente oxidante habría sido rica en CO2 y SO2.

Además, los autores encontraron que el estado de oxidación estimado del océano de magma de la Tierra puede explicar el de los magmas hadeanos de hace más de 4 mil millones de años mediante inferencia de registros geológicos. Debido a que la eficiencia de formación de biomoléculas en una atmósfera rica en CO2 es bastante baja, los autores especularon que la acreción tardía de materiales reductores después de la formación de la Tierra jugó un papel importante en suministrar moléculas orgánicas biológicamente disponibles y en la formación de un entorno habitable.

Financiamiento: Sociedad Japonesa para la Promoción de la Ciencia