Na sequência que você descreveu, Wan é um homem idoso que participou do que parecia ser uma batalha campal com Wan como o último sobrevivente.
Para responder à pergunta mais importante:
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Não temos certeza do que matou Avatar Wan. Ele era um homem velho quando o vemos pela última vez. Ele poderia ter sido ferido, ele poderia estar cansado. Ele poderia simplesmente ter morrido de velhice. Ficamos apenas com a cena de sua alma deixando seu corpo se preparando para reencarnar no próximo Avatar.
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Sabemos que o Estado Avatar não faz você invulnerável a ferimentos. Nós vimos Ang e Korra feridos enquanto usavam o Estado Avatar. Mesmo se ele estivesse usando o Estado Avatar, ele ainda pode ter se encontrado em excesso, particularmente em sua idade.
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Sendo um homem velho, o Estado Avatar pode ter sido muito estressante para manter seu corpo ou ele era simplesmente velho demais para dobrar os elementos sem consequências.
Do Avatar Wan Entry
As time passed, Wan tried to maintain the balance in the world, urging the different groups of people to coexist peacefully. However, this proved to be a daunting task, one that he would work at his entire lifetime without ever seeing it come to an end. Years later, an armored and elderly Wan laid resting in the aftermath of a battlefield. Before passing away, Wan apologized to Raava for failing to bring peace to the world. However, the light spirit reassured him that they would always be together through all his lifetimes and would never give up. With that, Wan exhaled his last breath and his spirit left his body to be reincarnated, thus beginning the Avatar Cycle.
Hedrick, Tim (writer) & Graham, Ian (director). (October 18, 2013). "Beginnings, Part 2". The Legend of Korra. Season 1. Episode 20. Nickelodeon.