Uma grande bola de ferro metálico foi formada durante o aquecimento e foi cercada por fundidos de silicato temperados. Crédito:Ehime University
É geralmente aceito que as superfícies planetárias foram cobertas com silicato fundido, um "oceano de magma, "durante a formação de planetas terrestres. Em um oceano de magma profundo, o ferro se separaria do silicato, Pia, e eventualmente formar um núcleo metálico. Nesta fase, a partição elementar entre um núcleo metálico e um oceano de magma teria ocorrido e os elementos siderófilos seriam removidos do oceano de magma. Esse oceano de magma quimicamente diferenciado formou o manto da Terra atual. Estudos anteriores investigaram experimentalmente a partição de carbono entre o líquido de ferro e o derretimento de silicato sob condições de alta pressão e descobriram que um oceano de magma terrestre deveria ser mais empobrecido em carbono do que hoje. Assim, como e quando a abundância de carbono no manto da Terra foi estabelecida ainda é pouco compreendido.
Todos os estudos anteriores usaram uma cápsula de grafite, e portanto, a amostra estava saturada com carbono. Contudo, é improvável que a massa da Terra seja saturada com carbono, dada a abundância de carbono nos condritos, que se acredita serem os blocos de construção da Terra. Além disso, sabe-se que o coeficiente de partição varia com a concentração em massa do elemento de interesse, mesmo que as condições experimentais sejam idênticas. A fim de investigar o efeito da concentração de carbono a granel em seu comportamento de partição de silicato de metal líquido, pesquisadores da Ehime University, Universidade de Kyoto, e JAMSTEC conduziram novos experimentos de partição de carbono em condições subsaturadas de carbono usando uma cápsula de nitreto de boro.
O novo resultado experimental mostra que o coeficiente de partição de carbono entre o ferro líquido e o fundido de silicato em condições de subsaturação de carbono é várias vezes menor do que estudos anteriores usando uma cápsula de grafite. Isso sugere que o carbono em um oceano de magma pode não ter sido tão esgotado quanto se pensava anteriormente e exigindo uma nova investigação da partição do carbono no manto do núcleo.