Da vand mødte jern dybt inde i Jorden, skabte det betingelser for livet?

Reservoarer af iltrigt jern mellem Jordens kerne og kappe kunne have spillet en stor rolle i Jordens historie, herunder opløsningen af ​​superkontinenter, drastiske ændringer i jordens atmosfæriske sammensætning, og skabelsen af ​​liv, ifølge nyligt arbejde fra et internationalt forskerhold offentliggjort i National Science Review .

Holdet - som omfatter forskere fra Carnegie, Stanford University, Center for High Pressure Science and Technology Advanced Research i Kina, og University of Chicago – undersøgte kemien af ​​jern og vand under de ekstreme temperaturer og tryk på Jordens kerne-kappe-grænse.

Når pladetektonikkens virkning trækker vandholdige mineraler dybt nok ned til at møde Jordens jernkerne, de ekstreme forhold får jernet til at fange iltatomer fra vandmolekylerne og sætte brintatomerne fri. Brinten slipper ud til overfladen, men ilten bliver fanget i krystallinsk jerndioxid, som kun kan eksistere under så intense tryk og temperaturer.

Ved at bruge teoretiske beregninger samt laboratorieforsøg til at genskabe miljøet af kerne-kappe-grænsen, holdet fastslog, at jerndioxid kan skabes ved hjælp af en laseropvarmet diamantamboltcelle til at sætte materialer under mellem omkring 950 og 1 million gange normalt atmosfærisk tryk og mere end 3, 500 grader Fahrenheit.

"Baseret på vores viden om den kemiske sammensætning af pladerne, der trækkes ind i jordens dybe indre af pladetektonik, vi tror, ​​at 300 millioner tons vand kan transporteres ned for at møde jern i kernen og generere massive jerndioxidsten hvert år, " sagde hovedforfatteren Ho-kwang "Dave" Mao.

Disse ekstremt iltrige faste bjergarter kan akkumulere støt år for år over kernen, vokser til gigantiske, kontinentlignende størrelser. En geologisk begivenhed, der opvarmede disse jerndioxidklipper, kunne forårsage et massivt udbrud, pludselig frigiver en stor mængde ilt til overfladen.

Forfatterne antager, at en sådan ilteksplosion kan bringe en enorm mængde af gassen ind i Jordens atmosfære - nok til at forårsage den såkaldte Great Oxygenation Event, som fandt sted for omkring 2,5 milliarder år siden og skabte vores iltrige atmosfære, forhold, der kickstartede stigningen iltafhængigt liv, som vi kender det.

"Denne nyopdagede højtemperatur- og intense-tryks-vandspaltningsreaktion påvirker geokemien fra det dybe indre til atmosfæren," sagde Mao. "Mange tidligere teorier skal undersøges igen nu.