Un recente studio rivela che l’oceano di magma della Terra primordiale era significativamente più ossidato, portando a un’atmosfera ricca di CO2 e SO2. Questo avrebbe potuto ostacolare la formazione di biomolecole, suggerendo che l’accrezione tardiva di materiali riducenti fosse fondamentale per l’abitabilità.
Composizione dell’atmosfera terrestre primordiale
Comprendere le condizioni atmosferiche e superficiali della Terra primordiale, specialmente prima dell’origine della vita, è fondamentale per comprendere la capacità della Terra di sostenere la vita. Si ritiene che l’atmosfera dei pianeti terrestri sia stata creata dalla liberazione di sostanze volatili dall’interno del pianeta e la sua composizione è principalmente controllata dallo stato di ossidazione del mantello.
Stato di ossidazione del mantello
Per comprendere lo stato di ossidazione del mantello, l’abbondanza di ferro ferroso (Fe2+) e ferrico (Fe3+) nel mantello sono fondamentali perché lo stato di ossidazione del mantello varia con l’abbondanza relativa di questi due ossidi di ferro.
Studio sperimentale dell’Università di Ehime
L’Università di Ehime ha condotto uno studio sperimentale che mostra che l’efficienza di formazione di Fe3+ attraverso la sproporzione redox di Fe2+ in magma saturo di metallo sotto alte pressioni corrispondenti alla profondità del mantello inferiore è più alta di quanto precedentemente pensato. In questa reazione, Fe3+ e ferro metallico (Fe0) si formano da 2Fe2+, e la segregazione di Fe0 nel nucleo aumenta il contenuto di Fe3+ nel magma residuo e il suo stato di ossidazione.
Implicazioni per l’atmosfera terrestre primordiale
I risultati sperimentali indicano che il contenuto di Fe3+ dell’oceano di magma della Terra durante la formazione del nucleo era circa un ordine di grandezza superiore a quello del mantello superiore attuale. Questo suggerisce che l’oceano di magma era molto più ossidante del mantello terrestre attuale dopo la formazione del nucleo, e l’atmosfera formata dal degassamento di volatili da un magma così fortemente ossidante sarebbe stata ricca di CO2 e SO2.
Stato di ossidazione dell’oceano di magma terrestre
Inoltre, gli autori hanno scoperto che lo stato di ossidazione stimato dell’oceano di magma della Terra può spiegare quello dei magmi Hadean di oltre 4 miliardi di anni fa per inferenza dai record geologici.
Implicazioni per la formazione di biomolecole
Poiché l’efficienza di formazione di biomolecole in un’atmosfera ricca di CO2 è piuttosto bassa, gli autori hanno ipotizzato che l’accrezione tardiva di materiali riducenti dopo la formazione della Terra abbia svolto un ruolo importante nell’approvvigionamento di molecole organiche biologicamente disponibili e nella formazione di un ambiente abitabile.
Conclusione
In sintesi, lo studio suggerisce che l’atmosfera della Terra primordiale era molto più ossidata di quanto si pensasse, il che avrebbe potuto ostacolare la formazione di biomolecole. Questo sottolinea l’importanza dell’accrezione tardiva di materiali riducenti per la creazione di un ambiente abitabile sulla Terra.