Numerosos impactores condríticos e oceano de magma oxidado definem o esgotamento volátil da Terra

Desenho dos processos de particionamento de elementos durante o acúmulo da Terra de acordo com nosso modelo. Os planetesimais que se acumulam e os impactadores gigantes fornecem voláteis e, simultaneamente, formam uma pluma de vapor que erode a atmosfera. a: Modelo para o estágio de acreção principal (10% a 99,5% da massa da Terra). O equilíbrio entre o oceano de magma (fusão de silicato), as gotículas de metal líquido que transitam para o núcleo e a atmosfera subjacente são alcançados de acordo com cada coeficiente de partição metal-silicato e solubilidade. b: Modelo para o estágio de acreção tardia após a solidificação do oceano de magma (os últimos 0,5%). Consideramos que os oceanos de água líquida e o ciclo carbonato-silicato são impulsionados por placas tectônicas na superfície. Nesse estágio, a maior parte do H e C da Terra são armazenados nos oceanos e nas rochas carbonáticas, respectivamente. Numerosos impactadores podem erodir N. seletivamente

O ambiente da superfície da Terra é amplamente influenciado por seu orçamento dos principais elementos voláteis: carbono (C), nitrogênio (N) e hidrogênio (H).

Embora se acredite que os voláteis na Terra tenham sido entregues por materiais condríticos, a composição elementar da massa de silicato da Terra (BSE) mostra esgotamento na ordem de N, C e H. Estudos anteriores concluíram que materiais não condríticos são necessários para este padrão de esgotamento. Aqui, modelamos a evolução das abundâncias voláteis na atmosfera, oceanos, crosta, manto e núcleo através da história de acreção, considerando a partição elementar e a erosão por impacto.

Mostramos que o padrão de esgotamento BSE pode ser reproduzido a partir do acúmulo contínuo de corpos condríticos pela partição de C no núcleo e armazenamento de H no oceano de magma no estágio de acreção principal e erosão atmosférica de N no estágio de acreção tardio. Este cenário requer um oceano de magma relativamente oxidado (log10fO2 – IW-2, onde fO2 é a fugacidade do oxigênio, IW é log10fIWO2 e fIWO2 é fO2 no buffer de ferro-wüstita), a dominância de pequenos impactadores na acreção tardia, e armazenamento de H e C na água oceânica e carbonatos no estágio final de acreção, todos os quais são naturalmente esperados da formação de um planeta do tamanho da Terra na zona habitável.

Publicado em 27/10/2021 12h46

Artigo original:

http://astrobiology.com/2021/10/numerous-chondritic-impactors-and-oxidized-magma-ocean-set-earths-volatile-depletion.html

Estudo original:

https://arxiv.org/abs/2110.12195