serpentinization of mafic rocks on terrestrial planets, nils holm, geokemi, stockholms universitet,...

Serpentinisering av mafiska bergarter på terrestra planeter(hydrering – dehydrering)Nils G. HolmInstitutionen för geologiska vetenskaperStockholms universitet

Betydelsefulla komponenter i systemet Jorden

IODPInitialSciencePlan

Två olika typer av mantelkonvektion

Infångande av havsvatten och hydrering av en ‘tidig’ platta under en ocean Från: Plate tectonics and planetary habitability: current status and future challenges

Annals of the New York Academy of SciencesVolume 1260, Issue 1, pages 87-94, 18 JAN 2012 DOI: 10.1111/j.1749-6632.2011.06276.xhttp://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/j.1749-6632.2011.06276.x/full#f2

Oceanisk litosfär sträcker sig från spridnings- centrum till subduktionszonerna

’Black smoker – svartrökare’ på East PacificRise i Stilla havet

Global distribution av kända hydrotermala områden i oceanerna

Havsbottenspridning med fastlåsta fria konvektionsceller

Fehn&Cathles,Tectonophysics 125,1986

Hydrering av oceanbottenskorpa sker i flera steg...

Degens,1989

Flödesregimer i djuphavs-bottnarna

Edwards, Bach, and McCollom, 2005

Förkastning (och hydrering) av oceanisk litosfär vid subduktion

Järnmagnesiummineral

Olivin (Mg,Fe)2SiO4

Pyroxener Ca(Mg,Fe)Si2O6 augit

(Mg,Fe)SiO3 hypersten

Amfibol Ca2(Mg,Fe)5Si8O22(OH)2

hornblände

Dessa mineral är också vanliga i kosmiskt damm

Serpentinisering av mineralet olivin

2Mg1.8Fe0.2SiO4 + 3H2O = olivinMg2.85 Fe0.15 Si2O5(OH)4 + Mg 0.75 Fe0.25 (OH)2

serpentin ferrobrucit (intermediär)

Innehållet av Fe(OH)2 ökar med minskande temp under ca 300ºC.

12Mg0.75Fe0.25(OH)2=Fe3O4+9Mg(OH)2+H2+2H20 ferrobrucit magnetit brucit

Reaktionen karaktäriseras av högt pH(modifierad från Bach et al., 2006)

Den vätgasdrivna djupbiofären

Pedersen, 2000

Fischer-TropschsyntesDen industriella processen:CO + H2 organiska ämnenI närvaro av katalysatorer såsomFe eller ZnO +/- Fe2O3, Fe3O4, Cr2O3

ZnO+Cr2O3 raka alkoholerZnO+ Fe2O3 raka kolväten

I naturliga miljöer reduceras CO2 till CO i närvaro av elementärt Fe och Ni (som bildas under serpentinisering)

Subduktionszonen i Marianergraven i västra Stilla havet

Schematiskt tvärsnitt genom ’lervulkaner’ i Marianergravens subduktionszon

Fluider från Conical Seamounthar pH på 12.6 ochinnehåller C1-C4kolväten ochkarboxylsyroroch är anrikadepå bor (x10) och ammonium(Fryer et al., 1999)

Oliviner vid foten av Syrtis Major-vulkanen på planeten Mars

Hoefen et al.,2003

Var bildas metan på Mars?

Olympus Mons – största vulkanen i vårt solsystem

Ett par slutsatser

Processer i hela havsbotten har stor geokemisk betydelse på Jorden (och har sannolikt haft det på andra terrestra planeter såsom Mars)

Platt-tektonik är kanske avgörande för uppkomsten av avancerat liv på terrestra planeter