La ruggine ‘spiega’ le anomalie terrestri

(ASI) – Un particolare tipo di ossido di ferro potrebbe essere la chiave per poter interpretare i fenomeni sismici e geologici che avvengono all’interno del mantello terrestre.

La scoperta è opera di un team di scienziati della Carnegie University guidati da Ho-Kwang “Dave” Mao che ha utilizzato sofisticate tecniche di laboratorio per mimare le condizioni dell’involucro del nostro pianeta.

Il ferro presente nel nucleo e l’ossigeno nell’atmosfera sono tra gli elementi più importanti per la geochimica terrestre ed entrambi giocano un ruolo di primo piano negli equilibri tra pressione e temperatura del pianeta.

“Le interazioni tra ossigeno e ferro influiscono sulla separazione tra nucleo e mantello e sull’evoluzione dell’atmosfera – ha detto Mao – così abbiamo deciso di testare teli reazioni in condizioni simili a quelle riscontrabili nelle profondità della Terra”.

Per poter avvalorare le loro ipotesi, il team di scienziati ha sottoposto la comune ruggine, nota chimicamente come FeOOH, a una pressione superiore circa 900.000 volte a quella atmosferica abbinata a una temperatura intorno ai 3200 gradi Fahrenheit. In questo modo sono stati in grado di sintetizzare una forma di ossido di ferro, FeO2 che ha una struttura chimica analoga alla pirite. La reazione a fine esperimento emanava idrogeno.

Ciò che ha destato l’interesse dei ricercatori è che questo tipo di reazione potrebbe aver avuto luogo quando la Terra era appena formata e uno studio approfondito di queste dinamiche, aumenterebbe la conoscenza dei processi geochimici che hanno contribuito all’evoluzione del pianeta.

Per di più, l’idrogeno rilasciato nella fase finale della reazione, potrebbe essersi fatto strada verso l’alto interagendo nel suo cammino con altri elementi. Nel frattempo l’ossido di ferro si sarebbe stabilito negli strati più profondi del pianeta formando riserve di ossigeno: questa ipotesi si sarebbe verificata soprattutto se una percentuale di ossido di ferro si fosse spostata verso l’alto lungo il gradiente di pressione fino alla parte centrale del mantello, per poi separarsi in forma di ferro e ossigeno.

Queste riserve di ossigeno ‘libero’ potrebbero creare diverse reazioni chimiche forse responsabili di fenomeni sismici e geochimici che avvengono nel cuore della Terra.

I ricercatori ritengono che i loro test di laboratorio possano inoltre offrire una spiegazione alternativa alla Grande Ossidazione – la massiccia estinzione delle prime forme di vita anaerobica della Terra – causata dal rapido accumulo di ossigeno nell’atmosfera, avvenuta da 2 a 2,5 miliardi di anni fa.

Fino ad ora i batteri che effettuano la fotosintesi e rilasciano ossigeno come sottoprodotto erano stati considerati ‘colpevoli’ del vertiginoso aumento di O2. Alla luce di questa nuova scoperta, i responsabili del catastrofico evento potrebbero essere invece le reazioni chimiche originate negli strati più profondi della Terra.

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