ปฏิกิริยาเคมีที่เกี่ยวข้องกับธาตุเหล็กอาจทำให้สารประกอบที่อุดมด้วยออกซิเจนเพิ่มขึ้นในเสื้อคลุม เราอาจมีมหาสมุทรแมกมาโบราณเพื่อขอบคุณสำหรับอากาศที่ระบายอากาศได้ของโลก
ไม่นานหลังจากการก่อตัวของโลกเมื่อประมาณ 4.5 พันล้านปีก่อน เสื้อคลุมก็มีออกซิเจนมากขึ้นกว่าเดิมมาก หินนั้นเริ่มรั่วไหลของโมเลกุลเช่นคาร์บอนไดออกไซด์และน้ำสู่บรรยากาศที่มีออกซิเจนต่ำ – ช่วยให้สภาวะการสตาร์ทที่เหมาะสมกับชีวิตประมาณ 2 พันล้านปีก่อนเกิดGreat Oxidation Eventเมื่อปริมาณของโมเลกุลออกซิเจนในบรรยากาศพุ่งสูงขึ้น ( SN: 2 /6/17 ).
สาเหตุของการเปลี่ยนแปลงทางเคมีในเสื้อคลุมนั้นเป็นเรื่องลึกลับ
ในปัจจุบัน การทดลองในห้องปฏิบัติการใหม่แนะนำว่าปฏิกิริยาเคมีที่เกี่ยวข้องกับธาตุเหล็กในมหาสมุทรแมกมาในยุคแรกๆ ของโลก ได้ทำให้สมดุลทางเคมีของเสื้อคลุมนั้นเกิดปฏิกิริยากับสารประกอบที่อุดมด้วยออกซิเจนมากขึ้น นักวิจัยรายงานในรายงาน วิทยาศาสตร์ วัน ที่30 สิงหาคม
Jonathan Tucker นักธรณีเคมีแห่ง Carnegie Institution for Science ในกรุงวอชิงตัน ดี.ซี. ผู้ซึ่งไม่ได้เกี่ยวข้องกับ งาน. “สถานะออกซิเดชันของโลกและดาวเคราะห์โดยทั่วไป เป็นปัจจัยที่สำคัญมากในการควบคุมความสามารถในการอยู่อาศัย”
ในช่วงต้นของประวัติศาสตร์โลก ดาวเคราะห์ดวงนี้ถูกกระแทกโดยกลุ่มดาวเคราะห์ ซึ่งอาจสร้างมหาสมุทรของหินหลอมเหลวที่จุ่มลงไปในเสื้อคลุมลึกหลายร้อยกิโลเมตร นักวิทยาศาสตร์สงสัยว่าแรงดันที่รุนแรงในมหาสมุทรแมกมาดังกล่าวบังคับให้เหล็กที่มีออกซิเจนเป็นองค์ประกอบแยกออกเป็นสองชนิดของธาตุเหล็ก: ธาตุเหล็กที่อุดมด้วยออกซิเจนเรียกว่าเหล็กเฟอริกและเหล็กโลหะที่ปราศจากออกซิเจน เหล็กโลหะหนักนี้จะจมลงไปในแกนโลก ปล่อยให้เสื้อคลุมถูกครอบงำด้วยเหล็กเฟอร์ริกที่อุดมด้วยออกซิเจนมากขึ้น
เพื่อทดสอบแนวคิดนั้น นักธรณีเคมีแห่งมหาวิทยาลัยไบรอยท์ในเยอรมนีได้ทำการทดลองในห้องปฏิบัติการซึ่งจำลองสภาพความลึก 600 กิโลเมตรภายในมหาสมุทรแมกมา ในขณะที่ให้ความร้อนแก่วัสดุปกคลุมสังเคราะห์ถึงหลายพันองศาเซลเซียส นักวิจัยได้ใช้ทั่งบดตัวอย่างที่หลอมเหลวด้วยแรงดันมากกว่า 20 กิกะปาสกาล
Katherine Armstrong ซึ่งปัจจุบันอยู่ที่ University of California, Davis กล่าวว่า “นั่นเทียบเท่ากับการวางมวลทั้งหมดของหอไอเฟลไว้บนวัตถุที่มีขนาดเท่ากับลูกกอล์ฟ”
อาร์มสตรองและเพื่อนร่วมงานตรวจวัดปริมาณธาตุเหล็กและเฟอร์ริกในตัวอย่างก่อนและหลังสัมผัสกับสภาวะสุดขั้วเหล่านี้ ไม่ว่าเหล็กจะมีธาตุเหล็กอยู่ในหินมากแค่ไหน ที่ความดันสูงสุด 96 เปอร์เซ็นต์ของเหล็กในผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายก็คือเหล็กเฟอริกที่อุดมด้วยออกซิเจน
การค้นพบดังกล่าวบ่งชี้ว่าลึกลงไปในมหาสมุทรแมกมา
เหล็กเฟอร์ริกมีความเสถียรมากกว่า อาร์มสตรองอธิบาย เหล็กเหล็กใดๆ ที่ระดับความลึกเหล่านั้นจะสลายตัวเป็นเหล็กเฟอริก ซึ่งจะทำให้เหล็กที่เป็นโลหะหลุดออกมาซึ่งจะจมลงสู่แกนกลาง
ผลลัพธ์เหล่านี้เป็นหลักฐานที่ “ค่อนข้างน่าเชื่อ” ว่าการสลายทางเคมีของธาตุเหล็กในมหาสมุทรแมกมา อาจช่วยเพิ่มปริมาณออกซิเจนสัมพัทธ์ในชั้นปกคลุมของโลกยุคแรกๆ ได้ Tucker กล่าว แต่ยังไม่เป็นที่แน่ชัดว่ากระบวนการทางเคมีนี้เป็นกระบวนการเดียวที่มีส่วนในการเพิ่มออกซิเจนในชั้นบรรยากาศของโลกยุคแรกหรือไม่ เขากล่าวเสริม
อาฟู ลิน นักฟิสิกส์แร่แห่งมหาวิทยาลัยเท็กซัสในออสติน ซึ่งไม่ได้มีส่วนร่วมในงานนี้ ในทำนองเดียวกันพบว่าการสลายตัวของธาตุเหล็กเป็นคำอธิบายที่สมเหตุสมผลสำหรับบรรยากาศที่อุดมด้วยออกซิเจนของโลก นักวิจัยสามารถช่วยตรวจสอบบัญชีนี้ได้ เขากล่าวโดยการค้นหาลายเซ็นทางเคมีของกระบวนการในหิน Earth ยุคแรกและเพชร superdeepจากเสื้อคลุม ( SN: 8/15/19 )
“ถ้าฉันปลูกต้นไม้ที่ต้องใช้เวลาหลายปีกว่าจะเติบโต และฉันไม่รับประกันความเป็นเจ้าของต้นไม้หรือที่ดินนั้น แรงจูงใจของฉันในการลงทุนคืออะไร” ชอมบาถาม “ความพยายามในการฟื้นฟูจะต้องควบคู่ไปกับการรับรองสิทธิในที่ดิน”
วนเกษตรไม่ใช่กระสุนเงินในการจัดการกับการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ วิกฤตความหลากหลายทางชีวภาพ หรือความไม่มั่นคงด้านอาหาร Wolz กล่าว แต่เมื่อนำไปใช้กับสถานที่และผู้คน เขาบอกว่ามันเป็นมีด Swiss Army ได้
Kerry Emanuel นักวิทยาศาสตร์ด้านบรรยากาศของ MIT กล่าวว่าแนวคิดที่ว่าจำนวนพายุไม่เพิ่มขึ้นนั้นไม่น่าแปลกใจ เนื่องจากความไม่แน่นอนที่มีมาช้านานว่าภาวะโลกร้อนจะเปลี่ยนแปลงได้อย่างไร แต่ “ข้อสงวนข้อหนึ่งที่ฉันมีเกี่ยวกับบทความฉบับใหม่นี้มีความหมายว่าไม่มีแนวโน้มที่สำคัญในการวัดพายุเฮอริเคนในมหาสมุทรแอตแลนติก [ย้อนกลับไปที่ พ.ศ. 1851] บอกเป็นนัยว่าไม่มีผลกระทบของภาวะโลกร้อนต่อพายุเหล่านี้” เขากล่าว การค้นหาแนวโน้มในระยะยาวดังกล่าวไม่ได้มีความหมายมากนัก เนื่องจากนักวิทยาศาสตร์ไม่คาดหวังว่าจะได้เห็นแนวโน้มของพายุเฮอริเคนที่เกี่ยวข้องกับภาวะโลกร้อนจะปรากฏให้เห็นชัดเจนจนถึงช่วงทศวรรษ 1970 เนื่องจากภาวะโลกร้อนได้เพิ่มสูงขึ้น
