O magma nas profundezas da Terra pode armazenar mais oxigênio do que previam os modelos científicos tradicionais. A conclusão de um estudo publicado na revista National Science Review sugere um mecanismo capaz de conectar o interior do planeta às transformações de sua superfície e atmosfera.

A pesquisa reuniu experimentos de alta pressão e simulações computacionais, com participação de cientistas do Centro de Pesquisa Avançada em Ciência e Tecnologia de Alta Pressão (HPSTAR), na China.

O resultado não representa a descoberta de um depósito subterrâneo de gás respirável. O que os pesquisadores identificaram foi a capacidade de a rocha fundida incorporar oxigênio adicional à sua estrutura.

Como o oxigênio foi identificado no magma?

Para reproduzir condições do interior terrestre, os cientistas submeteram amostras de basalto sintético a temperaturas entre 1.200 °C e 1.800 °C e pressões de até 7 gigapascais.

Os testes utilizaram óxido de platina como fonte de oxigênio. Após o resfriamento, a equipe analisou o material para medir quanto do elemento havia sido incorporado além da quantidade prevista por sua composição química.

Amostras armazenaram mais de 5% de oxigênio extra

A capacidade de retenção aumentou com a pressão. Nas condições próximas à pressão atmosférica, praticamente não houve excesso de oxigênio. Sob pressões elevadas, o conteúdo adicional ultrapassou 5% da massa das amostras.

Nos testes sem adição de óxido de platina, os valores ficaram entre 0,2% e 0,5%. A diferença mostra a importância das condições químicas do ambiente para o armazenamento.

A equipe também utilizou espectroscopia Raman para investigar se o oxigênio estava incorporado ao material ou preso em pequenas bolhas. As análises não detectaram sinais de gás oxigênio nas amostras, indicando sua presença na estrutura do vidro formado pelo resfriamento.

Simulações ajudam a explicar o armazenamento

Os pesquisadores empregaram simulações com redes neurais profundas para representar as interações entre magnésio, silício e oxigênio.

Os modelos reproduziram a tendência observada em laboratório: o aumento da pressão favoreceu a incorporação do elemento. Também foram identificadas mudanças nas cargas elétricas dos átomos e algumas ligações semelhantes às presentes em peróxidos.

Esses mecanismos ajudam a explicar como o magma pode reter oxigênio além dos limites considerados nos modelos convencionais.

Vulcões podem ter influenciado a atmosfera terrestre?

A hipótese é que magmas formados em regiões oxidadas do manto consigam transportar oxigênio adicional. Durante a subida à superfície, a redução da pressão diminuiria a capacidade de retenção, favorecendo sua liberação.

Esse processo poderia contribuir para reações químicas no manto superior, na crosta e, potencialmente, na atmosfera.

Os autores relacionam essa possibilidade ao período entre 2,5 bilhões e 2 bilhões de anos atrás, marcado por aumentos do oxigênio atmosférico e pela formação de grandes províncias ígneas, associadas a episódios intensos de atividade magmática.

Um cálculo preliminar indica que a liberação de oxigênio equivalente a 0,27% da massa do magma daquele período poderia, teoricamente, corresponder à quantidade presente na atmosfera atual.

A estimativa demonstra a possível escala do mecanismo. Não comprova que vulcões tenham fornecido esse volume de oxigênio à atmosfera.

O que falta descobrir?

Ainda será necessário determinar quanto oxigênio os magmas naturais conseguem transportar e qual parcela poderia efetivamente alcançar a atmosfera.

Os resultados também podem contribuir para modelos sobre a evolução de planetas rochosos, incluindo a interação entre antigos oceanos de magma, a superfície e a formação de atmosferas.

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