Reservatórios de ferro rico em oxigênio entre o núcleo da Terra e o manto podem ter desempenhado um papel importante na história da Terra, incluindo a separação de supercontinentes, mudanças drásticas na composição atmosférica da Terra, e a criação da vida, de acordo com o trabalho recente de uma equipe de pesquisa internacional publicado em National Science Review .

A equipe, que inclui cientistas de Carnegie, Universidade de Stanford, o Centro de Pesquisa Avançada de Ciência e Tecnologia de Alta Pressão na China, e a Universidade de Chicago - investigou a química do ferro e da água sob as temperaturas e pressões extremas do limite núcleo-manto da Terra.

Quando a ação das placas tectônicas puxa minerais contendo água fundo o suficiente para encontrar o núcleo de ferro da Terra, as condições extremas fazem com que o ferro pegue átomos de oxigênio das moléculas de água e libere os átomos de hidrogênio. O hidrogênio escapa para a superfície, mas o oxigênio fica preso no dióxido de ferro cristalino, que só pode existir sob tais pressões e temperaturas intensas.

Usando cálculos teóricos, bem como experimentos de laboratório para recriar o ambiente da fronteira manto-núcleo, a equipe determinou que o dióxido de ferro pode ser criado usando uma célula de bigorna de diamante aquecida a laser para colocar materiais sob cerca de 950 a 1 milhão de vezes a pressão atmosférica normal e mais de 3, 500 graus Fahrenheit.

"Com base em nosso conhecimento da composição química das placas que são atraídas para o interior profundo da Terra por placas tectônicas, pensamos que 300 milhões de toneladas de água poderiam ser carregadas para baixo para encontrar o ferro no núcleo e gerar enormes rochas de dióxido de ferro a cada ano, "disse o autor principal Ho-kwang" Dave "Mao.

Essas rochas sólidas extremamente ricas em oxigênio podem se acumular de forma constante ano a ano acima do núcleo, tornando-se gigantesco, tamanhos de continente. Um evento geológico que aqueceu essas rochas de dióxido de ferro pode causar uma erupção massiva, de repente, liberando uma grande quantidade de oxigênio para a superfície.

Os autores levantam a hipótese de que tal explosão de oxigênio poderia colocar uma quantidade enorme de gás na atmosfera da Terra - o suficiente para causar o chamado Grande Evento de Oxigenação, que ocorreu cerca de 2,5 bilhões de anos atrás e criou nossa atmosfera rica em oxigênio, condições que impulsionaram o aumento da vida dependente de oxigênio como a conhecemos.

"Esta recém-descoberta reação de divisão da água de alta temperatura e intensa pressão afeta a geoquímica do interior profundo para a atmosfera", disse Mao. "Muitas teorias anteriores precisam ser reexaminadas agora.