La Tierra fue formada por atmósferas primordiales de hidrógeno
La secuencia de eventos que conducen a la formación de agua, elementos ligeros en el metal y una mayor fugacidad de oxígeno para los embriones progenitores de la Tierra en este trabajo. La etapa 1 es el embrión donde las temperaturas de la superficie son demasiado altas para retener atmósferas de hidrógeno primarias. La etapa 2 es la condición inicial de nuestros cálculos en la que los embriones fusionados acumulan y retienen las atmósferas primarias de H2. Es posible que la diferenciación de silicatos metálicos ya haya comenzado en este punto. La etapa 3 es el resultado del equilibrio químico del silicato y el metal fundido con las atmósferas liberadas. Las anotaciones muestran cambios en la fugacidad de oxígeno y déficits de densidad del metal. Las reacciones que se muestran son simplificaciones del conjunto completo, con fines ilustrativos. Dos o más de estos embriones se combinan para formar la Tierra final. — astro-ph.EP
El agua de la Tierra, el estado de oxidación intrínseco y la densidad del núcleo metálico son características químicas fundamentales de nuestro planeta. Los estudios de exoplanetas proporcionan un contexto útil para dilucidar la fuente de estos rasgos químicos. Los modelos de formación y evolución de planetas demuestran que los exoplanetas rocosos normalmente se formaron con envolturas ricas en hidrógeno que se perdieron con el tiempo.
Estos hallazgos sugieren que la Tierra también puede haberse formado a partir de cuerpos con atmósferas primarias ricas en H2. Aquí usamos un modelo termodinámico autoconsistente para mostrar que el agua de la Tierra, la densidad del núcleo y el estado de oxidación global pueden surgir de un equilibrio entre las atmósferas primarias ricas en H y los océanos magmáticos subyacentes en sus embriones planetarios progenitores.
El agua se produce a partir de materias primas secas que se asemejan a las condritas de enstatita cuando el oxígeno de los océanos de magma reacciona con el hidrógeno. El hidrógeno derivado de la atmósfera ingresa al océano de magma y, finalmente, al núcleo de metal de equilibrio, lo que provoca déficits de densidad de metal que coinciden con los de la Tierra.
La oxidación de rocas de silicato de fugacidades de oxígeno de tipo solar a terrestre también sigue como aleaciones de Si, con H y O, con Fe en los núcleos. La reacción con las atmósferas de hidrógeno y el equilibrio metal-silicato proporciona una explicación directa de las características fundamentales de la geoquímica de la Tierra que es consistente con la formación de planetas rocosos a lo largo de la galaxia.
Edward D. Young, Anat Shahar, Hilke E. Schlichting
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Materias: Astrofísica terrestre y planetaria (astro-ph.EP)
Citar como: arXiv:2304.07845 [astro-ph.EP] (o arXiv:2304.07845v1 [astro-ph.EP] para esta versión)
Referencia de revista: Nature, v. 616 (7956), 306-311 (2023)
DOI relacionado:
https://doi.org/10.1038/s41586-023-05823-0
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Por: Edward Young
[v1] dom 16 de abril de 2023 5:56:53 p. m. UTC (36 069 KB)
https://arxiv.org/abs/2304.07845
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