Vanligaste mineralet ger syre ur jordens inre

Under den tunna jordskorpan på 40 km sträcker sig manteln ner till kärnan på 2900 km djup. I denna heta miljö rör sig material i riktning mot skorpan medan annat sjunker ner mot kärnan. Detta kretslopp beskrivs av en forskargrupp under ledning av Catherine Mc Cammon vid bayerska geoinstitutet vid universitetet i Bayreuth i Nature Geoscience. Material som skiljer sig beroende på täthet, vikt och syrehalt.

Forskarna utgick från högtrycksexperiment med bridgmanit, ett mineral som utgör mer än hälften av volymen i manteln.  Bridgmanit är en magnesiumrik silikatperovskit som fick sitt namn så sent som i juni 2014, och namnet kommer från Nobelpristagaren i fysik 1946, Percy Bridgman, som fick priset för sin forskning om högtrycksfysik. Mineralen bedöms vara den vanligast förekommande på jorden sett till volym.

Men eftersom mineralen endast existerar under extremt högt tryck är det få utanför kretsen av specialiserade geologer som har kunskap om den.

Bridgmanit som bildas i en syrerik miljö är en oxiderad mineral som binder syre. Omvänt är bridgmanit som bildas i syrefattig miljö en reducerad mineral. Den senare har högre täthet än den syrerika.

- Skillnaden är endast 1 till 1,5 procent och är en tredjedel av skillnaden i täthet mellan vatten och mjölk, förklarar Catherine Mc Cammon.

Genom datorsimuleringar baserade på högtrycksexperimenten har forskarna räknat fram att i begynnelsen av vår planets existens rådde jämvikt mellan de båda tillstånden för bridgmanit. Men efter 800 miljoner år började på grund av den så kallade mantelkonvektionen det lättare syresatta mineralet röra sig mot jordskorpan. Via vulkaner frigjordes då syre till atmosfären.

Detta syre kan ha bidragit till att jorden blev en planet som möjliggjorde liv, menar forskarna. Denna geologiska delning av mineralerna fortsätter tack vare mantelkonvektionen än idag.

Forskningsarbetet har gjorts i internationell form genom ett samarbete mellan universitetet i Bayreuth samt Yale och Arizona state university.