23:18 2022-01-20
science - citeste alte articole pe aceeasi tema
Comentarii Adauga Comentariu
VIAȚA A GENERAT OXIGENUL DE PE PĂMÂNT. Rocile meteorologice dețin indicii despre Marele Eveniment de Oxidare al Pământului
_ Stâncile de intemperii conțin indicii la Marele Eveniment de Oxidare al Pământului
Cu aproximativ 2,4 miliarde de ani în urmă, atmosfera Pământului a suferit ceea ce se numește Marele Eveniment de Oxidare (GOE). Înainte de GOE, Pământul timpuriu avea mult mai puțin oxigen molecular decât avem astăzi. După GOE, oxigenul molecular a început să crească în abundență, făcând în cele din urmă posibilă viața ca a noastră.
De zeci de ani, cercetătorii au încercat să înțeleagă de ce și cum a apărut GOE.
O echipă de oameni de știință, conduși de James Andrew Leong cu Tucker Ely, ambii și-au obținut diplomele de doctorat de la Școala de Explorare a Pământului și Spațiului de la Arizona State University (ASU) în 2020, și profesorul ASU Everett Shock, au stabilit că rocile meteorologice ar putea avea a contribuit la GOE. Rezultatele lor au fost publicate recent în Nature Communications.
Oxigenul molecular este produs de plante și microbii fotosintetici, dar oxigenul molecular este consumat și de organisme și prin oxidarea fierului, sulfului, carbonului și a altor elemente din roci. Oxigenul molecular poate fi consumat și prin reacția cu gaze reduse, cum ar fi hidrogenul, care se poate forma în timpul intemperiilor rocilor.
Oamenii de știință care studiază Pământul timpuriu presupun că consumul de oxigen a fost poate mai rapid decât producerea de oxigen prin fotosinteză. , așa că oxigenul nu a putut să se acumuleze în atmosferă.
„Este ca și când facturile tale depășesc veniturile, banii nu se pot acumula într-un cont de economii. Se pare că aceasta a fost situația de pe Pământul timpuriu ,” a spus coautorul Shock, de la ASU’s School of Earth and Space Exploration and the School of Molecular Sciences.
Pentru ca GOE să apară sub această ipoteză, consumul de oxigen a trebuit să încetinească în timp, așa că că oxigenul s-ar putea acumula în atmosferă.
Având în vedere acest lucru, Leong și echipa sa și-au propus să determine ce procese ar putea încetini consumul de oxigen pe Pământul timpuriu pentru a produce o creștere a oxigenului.
„Știm că probabil nu este consumul biologic, care face reclamă treaba excelentă de a ține pasul cu producția de oxigen prin fotosinteză”, a spus Shock. „Așa că ne-am gândit că poate viteza cu care oxigenul a fost consumat de intemperii rocilor a creat această schimbare.”
Pentru a-și testa ipoteza, Leong și echipa sa s-au concentrat pe intemperii unui tip de rocă cunoscut sub numele de „ ultramafic”, o rocă magmatică, bogată în magneziu și fier, cu conținut scăzut de silice.
Rocile ultramafice cuprind cea mai mare parte a mantalei superioare a Pământului, unde s-au format la temperaturi ridicate. Când aceste roci sunt aduse la suprafață și intră în contact cu apa, mineralele fără apă care alcătuiesc aceste roci se transformă în minerale care conțin apă. Acest proces se numește serpentinizare, după principalul mineral de înlocuire, serpentina. Procesul transformă, de asemenea, apa subterană care reacţionează într-o apă foarte alcalină cu un conţinut ridicat de gaz; în special, hidrogenul.
Ei au fost inspirați să facă acest lucru de cercetările pe care le-au efectuat anterior asupra fluidelor hiperalcaline și bogate în gaze găsite în munții ultramafici din Omanul actual, care au fost publicate în Jurnalul de Geofizică al AGU. Cercetare în 2021.
„Cercetările noastre anterioare de teren din Oman ne-au determinat să ne întrebăm cum ar fi arăta suprafața și atmosfera timpurie a Pământului atunci când pH-ul ridicat și fluidele bogate în hidrogen erau la fel de comune ca pH-ul aproape neutru de astăzi. ape subterane și râuri”, a spus Leong. „Rocile ultramafice precum cele găsite în Oman sunt rare pe suprafața Pământului în prezent, dar au fost abundente în timpul timpurii mai fierbinți a Pământului.”
Pentru analiza lor, ei au efectuat simulări pe computer, pe baza unui computer. cod pe care l-a dezvoltat co-autorul Ely, pentru a prezice potențialul de generare a hidrogenului a mii de compoziții de roci care au fost comune în timpul Pământului timpuriu. De acolo, ei ar putea stabili apoi conexiuni între compozițiile rocilor și potențialul lor de a genera hidrogen și de a consuma oxigen.
Cu aceste simulări, echipa a reușit apoi să reconstruiască producția globală de hidrogen și ratele consumului de oxigen prin serpentinizare în timpul Pământului timpuriu și să determine că meteorizarea rocilor ultramafice ar fi putut ajuta la facilitarea GOE.
„Am reușit să modelăm modificarea a mii de compoziții de roci care probabil vor fi prezente pe Pământul timpuriu”, a spus Leong. „Calculele noastre arată că multe dintre aceste roci, în special cele care sunt cu adevărat ultramafice ca compoziție sau bogate în magneziu, precum cele găsite astăzi în Oman, au potențiale foarte mari de a genera hidrogen gazos și de a ajuta la prevenirea acumulării de oxigen. Scăderea abundenței. de roci ultramafice de pe suprafața Pământului spre sfârșitul eonului arhean ar fi putut ajuta la facilitarea Marelui Eveniment de Oxidare.”
Comentarii:
Adauga Comentariu