新研究表明早期地球有一个高度氧化的岩浆海洋

图像中心的明亮区域表示淬火金属熔体，周围的灰色区域表示淬火硅酸盐熔体。样品被封装在石墨囊中，在加热实验中转变为金刚石。资料来源：爱媛大学地球动力研究中心

（化石网cnfossil.com）据cnBeta：新的研究表明，早期地球有一个高度氧化的岩浆海洋，导致大气中富含二氧化碳和二氧化硫。随后还原物质的增殖对创造宜居环境至关重要。阐明早期地球的大气和地表环境，尤其是生命起源之前的大气和地表环境，对于了解地球的宜居性至关重要。

研究提供了有关早期地球大气层的新见解，表明它是由氧化态比以前认为的更高的岩浆海洋中的脱气挥发物形成的。研究发现，早期地球岩浆海洋的 Fe3+ 含量是今天上地幔的十倍，从而形成了富含二氧化碳和二氧化硫的大气层。

陆地行星的大气层一直被认为是由内部的挥发物脱气形成的，其成分主要受地幔氧化态的控制。要了解地幔氧化态，地幔中亚铁（Fe2+）和铁（Fe3+）的丰度是关键，因为地幔氧化态随这两种铁氧化物的相对丰度而变化。

日本爱媛大学领导的一项实验研究表明，在相当于下地幔深度的高压条件下，金属饱和岩浆中通过Fe2+的氧化还原歧化形成Fe3+的效率比以前想象的要高。在这一反应中，Fe3+和金属铁（Fe0）由2Fe2+生成，Fe0偏析到地核中增加了残余岩浆中Fe3+的含量及其氧化态。实验结果表明，地核形成时地球岩浆海洋中的 Fe3+ 含量比现在的上地幔高出约一个数量级。

这表明岩浆洋在地核形成后的氧化性比现在的地幔强得多，这种高氧化性岩浆的挥发物脱气形成的大气应该富含二氧化碳和二氧化硫。

此外，作者还发现，根据地质记录的推断，估计的地球岩浆海洋氧化态可以解释 40 多亿年前的哈代岩浆的氧化态。由于生物分子在富含二氧化碳的大气中的形成效率相当低，作者推测地球形成后还原物质的后期增殖在提供生物可用有机分子和形成宜居环境方面发挥了重要作用。