Oxigênio no interior da Terra: estudo revela que magma retém gás sob pressão e pode explicar atmosfera

Pesquisadores identificaram que o magma nas profundezas da Terra consegue armazenar quantidades de oxigênio muito maiores do que as teorias químicas convencionais previam. O estudo, conduzido por uma equipe internacional ligada ao Centro de Pesquisa Avançada em Ciência e Tecnologia de Alta Pressão, na China, revelou que a rocha derretida sob condições extremas funciona como um reservatório oculto desse elemento químico vital. A descoberta foi publicada na revista científica National Science Review e aponta que a atividade vulcânica antiga exerceu papel direto na composição do ar respirável do planeta.

Para reproduzir o ambiente das camadas profundas do manto terrestre, os cientistas submeteram amostras de basalto sintético a pressões de até 7 gigapascais, patamar equivalente a cerca de 69 mil vezes a pressão atmosférica observada na superfície. O material foi aquecido a temperaturas que variaram entre 1.200 °C e 1.800 °C. Durante os testes laboratoriais com adição de óxido de platina para simular um ambiente saturado, a rocha fundida absorveu mais de 5% de sua massa em oxigênio adicional. Sem o reagente, o ganho de massa oscilou entre 0,2% e 0,5%.

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Simulações mostram formação de ligações químicas sob 7 gigapascais

Análises por espectroscopia Raman demonstraram que o oxigênio extra não se acumulou na forma de bolhas de gás dispersas, mas ficou integrado à estrutura atômica do vidro formado após o resfriamento. Simulações computacionais baseadas em redes neurais profundas mapearam as interações entre os átomos de magnésio, silício e oxigênio. Os modelos matemáticos indicaram que o aumento da pressão força mudanças nas cargas elétricas dos elementos e estimula a criação de ligações químicas similares às observadas em peróxidos.

A capacidade de retenção diminui de maneira drástica conforme o magma ascende e a pressão externa se reduz.

Atividade vulcânica coincide com grandes mudanças há 2 bilhões de anos

A descompressão gradual da rocha líquida em subida para a crosta terrestre permitiu a liberação de expressivas frações do oxigênio estocado, provocando reações no manto superior e na atmosfera primitiva. Os registros geológicos mostram que saltos marcantes nas taxas de oxigênio atmosférico ocorreram entre 2,5 bilhões e 2 bilhões de anos atrás. O intervalo coincidiu com a formação de grandes províncias ígneas, períodos marcados por pulsos maciços de vulcanismo global.

Pelos cálculos apresentados no artigo, a liberação de um volume de oxigênio correspondente a apenas 0,27% da massa magmática gerada naquela época seria equivalente a todo o montante de oxigênio presente no ar atual.

Pesquisa redefine modelos de formação de planetas rochosos habitáveis

O comportamento dinâmico do oxigênio nas profundezas geológicas traz implicações diretas para a astrofísica e o estudo de exoplanetas rochosos. A capacidade do manto de transportar gases independentemente de proporções químicas fixas altera as equações usadas para simular atmosferas em corpos celestes distantes. Especialistas que analisam antigos oceanos de magma buscam entender como diferentes minerais trocam elementos com a superfície ao longo de bilhões de anos.

Equipes científicas trabalham agora em novos experimentos para determinar qual porcentagem exata desse oxigênio retido nos magmas naturais consegue vencer as camadas rochosas e escapar para o ambiente externo.