O conteúdo de nitrogênio do manto da Terra é comparável ao encontrado em sua atmosfera rica em nitrogênio.
O nitrogênio do manto foi proposto como primordial ou originado por subducção posterior, mas sua origem não foi elucidada. Aqui modelamos a partição de N durante o estágio oceânico de magma após a formação do planeta e o subsequente ciclo entre a superfície e o manto ao longo da história da Terra usando isótopos de argônio (Ar) e N como traçadores.
O modelo de partição, restrito por Ar, mostra que apenas cerca de 10% do teor total de N pode ser retido no manto solidificado devido à baixa solubilidade do N no magma e aos baixos coeficientes de partição em minerais em condições oxidadas apoiados em estudos geofísicos e geoquímicos.
Uma possível solução para a origem primordial é que a Terra tinha cerca de 10 vezes mais N no momento da solidificação do oceano de magma. Mostramos que o excesso de N pode ser removido por erosão de impacto durante a acreção tardia. O modelo de ciclagem, limitado por isótopos de N, mostra que o N do manto pode se originar de uma subducção eficiente de N, se a taxa de sepultamento de N sedimentar na Terra primitiva for comparável à da Terra moderna.
Uma taxa de encobrimento de N tão alta requer processamento biótico. Finalmente, nosso modelo fornece uma metodologia para distinguir as duas origens possíveis com análise futura do registro isotópico N da superfície e do manto.
Publicado em 02/05/2022 09h39
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