Ксенона в атмосфере Земли намного меньше, чем других благородных газов. Его меньше, чем в сходных с Землей метеоритах. Куда же он исчез и почему именно он?
Редакция ПМ
Куда исчез ксенон: Дело о пропаже благородного газа

«Загадка пропавшего ксенона» — один из до сих пор необъясненных парадоксов современной науки. То, что в атмосфере Земли этого инертного благородного газа практически нет, очень странно. Может, он связан в ледниках или минералах, ушедших глубоко под поверхность планеты?.. «Ученые полагают, что ксенон никуда не пропадал, просто он ушел из атмосферы и прячется где-то еще», — добавляет немецкий профессор Ганс Кепплер (Hans Keppler), который вместе со своим коллегой Святославом Щекой расследовал эту загадочную историю.

Ответ ученые искали в минералах — точнее говоря, в магниевых силикат-перовскитах, из которых в значительной части состоит нижняя мантия Земли (напомним, что мантия расположена между корой и ядром планеты и составляет до половины ее веса). Геофизики решили проверить, не может ли ксенон «запираться» в полостях этих перовскитов. Для этого они помещали минералы в жуткие условия — температуру выше 1600 ºC и давление более 250 тыс. атмосфер, — какие существуют в нижней мантии. Оказалось, что при этом в них сравнительно легко накапливается аргон, другой благородный газ, а вот ксенон — не слишком.

Казалось бы, можно разочароваться и поставить на этом точку. Однако тут ученым пришла в голову новая мысль: а что если ксенон вообще нигде не «прячется»?

Больше 4 млрд лет назад планета была раскалена и расплавлена. Она переживала интенсивные метеоритные бомбардировки, из-за которых потеряла львиную долю своей первичной атмосферы — в это время, по мнению Кепплера и Щеки, аргон и другие благородные газы перешли в перовскиты. Однако ксенону места не нашлось — и он просто испарился в космос. «Все считают, что ксенон скрыт где-то на Земле. Мы уверены, что он исчез, потому что спрятаться ему было негде», — резюмирует Кепплер.

В дальнейшем, по мнению ученых, ситуация развивалась так. Остывание планеты позволило аргону и другим газам высвободиться из минералов и снова попасть в атмосферу, пускай не в значительных, но в доступных для наблюдения количествах. Ксенон же, практически не попавший в перовскит, высвободился лишь в следовых концентрациях.

Эта версия подтверждается наблюдениями: относительное содержание благородных газов (аргона, ксенона и криптона) в земной атмосфере коррелирует с их растворимостью в перовските. Косвенно подтверждает ее и тот факт, что легких изотопов ксенона в атмосфере намного меньше, чем тяжелых. До сих пор объяснить это не удавалось, но в картине, представленной Кепплером и Щекой, все происходит естественным образом: легкие изотопы легче улетучиваются в космос.

Что же, дело можно считать закрытым? Увы, не все специалисты готовы присоединиться к новой гипотезе. Хотя бы в силу того, что тот же механизм, скорее всего, должен действовать и на Марсе, в атмосфере которого с благородными газами происходит примерно то же самое. Однако количества перовскитов на Красной планете, насколько известно сегодня, для этого никак недостаточно.

По публикации Nature News

Понравилась статья?
Самые интересные новости из мира науки: свежие открытия, фотографии и невероятные факты у вас на почте.
Спасибо.
Мы отправили на ваш email письмо с подтверждением.