Loading

Дело о таинственном исчезновении благородного газа

Создано 16.10.2012 10:00
Автор: Евгений

Дело о таинственном исчезновении благородного газа

Доказательства в каждом вдохе, но причины не так-то легко установить. Ксенон, второй по тяжести химически инертный благородный газ, пропал. В нашей атмосфере содержится гораздо меньше ксенона относительно более легких благородных газов, чем в метеоритах с такой же скальной породой, что формировала Землю.

Загадка пропавшего ксенона – одна из самых значительных детективных историй современной науки. Исследователи предполагают, что элемент скрывается в ледниках, минералах или, кроме прочих мест, в коре Земли.

«Ученые твердят, что ксенон на самом деле не пропал. Он не в атмосфере, а где-то прячется», - рассказывает следователь, простите, профессор Ганс Кепплер, геофизик из Байротского университета в Германии. Он и его коллега Святослав Щека представили самое последнее расследование этого дела.

Элементарно, Ватсон

В поисках ответа они обратились к минералам. Силикат-перовскит – это основной компонент нижней мантии Земли, слой расплавленной породы между корой и ядром, на который приходится половина массы планеты. Ученые-сыщики решили выяснить, не мог ли пропавший ксенон отложиться в полостях этого минерала. «Я был полностью уверен, что благородный газ можно поместить в перовскит, - отмечает Кепплер. – Я подозревал, что ксенон именно там».

Исследователи попытались растворить ксенон и аргон в перовските при температуре, превышающей 1600 градусов Цельсия, и давлении примерно в 250 раз больше, чем на уровне моря. В этих экстремальных условиях, похожих на те, что имеются в нижней мантии, минерал впитал аргон, но для ксенона места не нашлось.

Такие результаты могут казаться разочаровывающими, но они подтолкнули ученых к новой идее. А что если ксенон вовсе и не прячется?

Более 4 миллиардов лет назад Земля была в полужидком состоянии. Метеориты сыпались на планету, что вызвало утерю почти всей первичной атмосферы. Кепплер и Щека предположили, что аргон и другие благородные газы отложились в перовските, но большая часть ксенона, не имея возможности раствориться в минерале, исчезла в космосе.Дело о таинственном исчезновении благородного газа

«Это совершенно отличается от общего мнения. Считается, что ксенон присутствует на Земле, но где-то прячется. Мы же говорим, что его тут нет, потому что в очень ранней истории Земли не было места, где он мог бы спрятаться», - утверждает Кепплер.

Когда Земля охладилась, аргон и другие благородные газы начали вытекать из перовскита и заполнять атмосферу. Ксенон же, растворенный в минерале только в незначительных объемах, смог появиться в атмосфере только в ничтожно малых количествах.

В качестве дополнительных доказательств своей гипотезы ученые указывают, что соотношения трех благородных газов ксенона, криптона и аргона в атмосфере грубо соответствуют их растворимости в перовските.

Теория может также объяснить, почему в атмосфере еще меньше легких изотопов ксенона, чем тяжелых. «Никто не может этого понять», - отмечает Кепплер. Ученые предполагают, что более миллиарда лет назад, когда ксенон улетучивался в космос, с большей вероятностью пропадали именно легкие изотопы.

Дело закрыто?

Неблагородный газ

Геофизик из Университета Пьера и Марии Кюри в Париже Кристель Санлуп считает, что это открытие не касается пропавшего ксенона. По ее мнению, теория не объясняет излишки тяжелого ксенона в атмосфере, а также дополнительные объемы этого газа, вырабатываемые вследствие радиоактивного распада урана и плутония в скалах.

Кроме того, любое объяснение для пропавшего на Земле ксенона должно быть применимо и к Марсу, в атмосфере которого также наблюдается недостаток благородного газа. Кепплер и Щека считают, что там древний ксенон также улетучился в космос, так как слабое гравитационное поле планеты не смогло удержать газ. В результате весь ксенон, в настоящее время присутствующий на Марсе, – это та малость, что смогла раствориться в перовските.

Но Кристель Санлуп сомневается, что на Марсе достаточно (если вообще есть) перовскита, чтобы объяснить присутствие ксенона в атмосфере. По ее словам, до того, как решится загадка пропавшего марсианского ксенона, этот вопрос еще следует выяснить с земным газом.

Источник: Nature

Комментарии: