Ученые обнаружили способность магмы накапливать избыточный кислород — ScienceDaily
Группа исследователей установила, что расплавленная горная порода под высоким давлением способна накапливать дополнительный кислород сверх количества, предусмотренного ее обычным химическим составом. Как сообщает ScienceDaily, это может указывать на ранее недооцененную связь между недрами Земли, вулканизмом и формированием богатой кислородом атмосферы.
Исследование возглавили Яньхао Линь и Хо-Кван Мао из Центра передовых исследований науки и технологий высокого давления совместно с Хайяном Ню из Северо-Западного политехнического университета и Вимом ван Вестрененом из Свободного университета Амстердама. Результаты опубликованы в журнале National Science Review.
Эксперименты под высоким давлением
Ученые нагревали синтетический аналог базальта срединно-океанических хребтов при температуре от 1200 до 1800 °C и давлении до 7 гигапаскалей — примерно в 69 тысяч раз выше атмосферного. Для создания среды с высоким содержанием кислорода в образцы добавляли оксид платины.
После быстрого охлаждения расплава исследователи проанализировали состав образовавшегося стекла, в частности содержание воды и углекислого газа. Они рассчитали количество кислорода, необходимое для баланса других элементов, и определили долю кислорода, которая оставалась неучтенной. Ее назвали избыточным кислородом.
Больше актуальных новостей — в Telegram-канале UA.News Telegram.
При нормальном атмосферном давлении избыточного кислорода в стекле почти не было. При давлении 7 гигапаскалей его доля превысила 5% массы образца. В контрольных опытах без добавленного оксида платины этот показатель составлял от 0,2% до 0,5% массы.
Возможный путь кислорода к поверхности
Рамановская спектроскопия не выявила в стекле сигнала молекулярного кислорода, что, по выводу авторов, свидетельствует о встраивании избыточного кислорода в структуру материала, а не о его сохранении в виде газовых пузырьков. Компьютерное моделирование также показало, что с ростом давления способность расплава растворять дополнительный кислород усиливается.
Исследователи предполагают, что магма в окисленных участках мантии могла поглощать кислород на большой глубине, а при подъеме к поверхности высвобождать его из-за падения давления. Они подчеркивают, что это не доказывает вклад древнего вулканизма в современный объем атмосферного кислорода. В то же время предварительная оценка показала: если бы магма высвободила избыточный кислород в объеме 0,27% своей массы, его теоретически могло бы хватить на количество кислорода, которое сейчас содержится в атмосфере Земли.
