Utilizando técnicas de laboratorio para imitar las condiciones que se encuentran en las profundidades de la Tierra, un equipo de científicos de Carnegie dirigido por Ho-Kwang "Dave" Mao ha identificado una forma de óxido de hierro que creen que podría explicar las firmas sísmicas y geotérmicas en el manto profundo.el trabajo se publica en Naturaleza .
El hierro y el oxígeno son dos de los elementos más importantes geoquímicamente en la Tierra. El núcleo es rico en hierro y la atmósfera es rica en oxígeno, y entre ellos se encuentra todo el rango de presiones y temperaturas en el planeta.
"Las interacciones entre el oxígeno y el hierro dictan la formación, diferenciación de la Tierra, o la separación del núcleo y el manto, y la evolución de nuestra atmósfera, por lo que naturalmente teníamos curiosidad por investigar cómo cambiarían esas reacciones en condiciones de alta presiónde la Tierra profunda ", dijo Mao.
El equipo de investigación - Qingyang Hu, Duck Young Kim, Wenge Yang, Liuxiang Yang, Yue Meng, Li Zhang, y Ho-Kwang Mao - pusieron óxido común, o FeOOH, bajo aproximadamente 900,000 veces la presión atmosférica normal y aproximadamente3200 grados Fahrenheit y pudieron sintetizar una forma de óxido de hierro, FeO2, que estructuralmente se asemeja a la pirita, también conocida como oro de tontos. La reacción emitió hidrógeno en forma de H2.
FeOOH se encuentra en depósitos de mineral de hierro que existen en los pantanos, por lo que podría moverse fácilmente hacia la Tierra profunda en los límites de las placas tectónicas, al igual que las muestras de óxido férrico, Fe2O3, que junto con el agua también formarán el óxido de hierro tipo piritabajo condiciones de manto inferior profundo.
¿Por qué interesa esto a los investigadores? Por un lado, este tipo de reacción podría haber comenzado en la infancia de la Tierra, y comprenderlo podría informar las teorías de la evolución de nuestro propio planeta, así como su geoquímica actual.
Además, el H2 liberado en esta reacción funcionaría hacia arriba, posiblemente reaccionando con otros materiales en su camino. Mientras tanto, el óxido de hierro asentaría las profundidades del planeta y formaría depósitos de oxígeno allí, particularmente si uno de estos parches de óxido de hierrose movió hacia arriba a lo largo del gradiente de presión hasta la parte media del manto y se separó en hierro y O2.
"Las piscinas de oxígeno libre en estas condiciones podrían crear muchas reacciones y fases químicas, que podrían ser responsables de las firmas sísmicas y geoquímicas de la Tierra profunda", explicó Mao.
"Nuestros experimentos que imitan las condiciones del manto demuestran que se necesita más investigación sobre esta fase de óxido de hierro similar a la pirita", agregó Hu.
El equipo de investigación cree que sus hallazgos podrían incluso ofrecer una explicación alternativa para el Gran Evento de Oxigenación que cambió la atmósfera de la Tierra entre 2 y 2.500 millones de años atrás. El aumento de bacterias que realizan la fotosíntesis, que libera oxígeno como subproducto, a menudo se considera la fuentedel rápido aumento del oxígeno atmosférico, que anteriormente había sido escaso. Pero las liberaciones de oxígeno de la corriente ascendente de los parches de FeO2 del manto profundo podrían proporcionar una explicación abiótica del fenómeno, dicen.
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Materiales proporcionado por Institución Carnegie para la Ciencia . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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