Naukowcy odkryli zdolność magmy do gromadzenia nadmiarowego tlenu — ScienceDaily
Grupa badaczy ustaliła, że stopiona skała pod wysokim ciśnieniem może gromadzić dodatkowy tlen ponad ilość przewidywaną przez jej zwykły skład chemiczny. Jak informuje ScienceDaily, może to wskazywać na wcześniej niedoceniany związek między wnętrzem Ziemi, wulkanizmem a formowaniem się atmosfery bogatej w tlen.
Badaniem kierowali Yanhao Lin i Ho-Kwang Mao z Center for High Pressure Science and Technology Advanced Research, wspólnie z Haiyangiem Niu z Northwestern Polytechnical University oraz Wimem van Westrenenem z Vrije Universiteit Amsterdam. Wyniki opublikowano w czasopiśmie National Science Review.
Eksperymenty pod wysokim ciśnieniem
Naukowcy ogrzewali syntetyczny odpowiednik bazaltu grzbietów śródoceanicznych w temperaturze od 1200 do 1800 °C i pod ciśnieniem do 7 gigapaskali — około 69 tysięcy razy wyższym od ciśnienia atmosferycznego. Aby stworzyć środowisko o wysokiej zawartości tlenu, do próbek dodawano tlenek platyny.
Po szybkim schłodzeniu stopu badacze przeanalizowali skład powstałego szkła, w tym zawartość wody i dwutlenku węgla. Obliczyli ilość tlenu potrzebną do zbilansowania pozostałych pierwiastków i określili udział tlenu, który pozostawał nieuwzględniony. Nazwali go nadmiarowym tlenem.
Więcej aktualnych wiadomości na kanale UA.News w Telegramie Telegram.
Przy normalnym ciśnieniu atmosferycznym w szkle prawie nie było nadmiarowego tlenu. Przy ciśnieniu 7 gigapaskali jego udział przekroczył 5% masy próbki. W eksperymentach kontrolnych bez dodanego tlenku platyny wskaźnik ten wynosił od 0,2% do 0,5% masy.
Możliwa droga tlenu na powierzchnię
Spektroskopia Ramana nie wykryła w szkle sygnału tlenu cząsteczkowego, co według autorów wskazuje, że nadmiarowy tlen został wbudowany w strukturę materiału, a nie zachowany w postaci pęcherzyków gazu. Modelowanie komputerowe wykazało również, że wraz ze wzrostem ciśnienia rośnie zdolność stopu do rozpuszczania dodatkowego tlenu.
Badacze przypuszczają, że magma w utlenionych obszarach płaszcza mogła pochłaniać tlen na dużej głębokości, a podczas wznoszenia się ku powierzchni uwalniać go wskutek spadku ciśnienia. Podkreślają, że nie dowodzi to wkładu dawnego wulkanizmu w obecną ilość tlenu atmosferycznego. Jednocześnie wstępna ocena wykazała, że gdyby magma uwolniła nadmiarowy tlen w ilości 0,27% swojej masy, teoretycznie mogłoby to wystarczyć do uzyskania ilości tlenu obecnie znajdującej się w atmosferze Ziemi.
