Екологія
Справа про таємниче зникнення благородного газу
- Опубліковано: Понеділок, 29 червня 2015, 11:11
Докази в кожному вдиху, але причини не так-то легко встановити. Ксенон, другий за тяжкості хімічно інертний благородний газ, пропав. У нашій атмосфері міститься набагато менше ксенону відносно більш легких благородних газів, ніж в метеоритах з такою ж скельної породою, що формувала Землю.
Загадка зниклого ксенону - одна з найзначніших детективних історій сучасної науки. Дослідники припускають, що елемент ховається в льодовиках, мінералах або, крім інших місць, в корі Землі.
«Вчені твердять, що ксенон насправді не пропав. Він не в атмосфері, а десь ховається », - розповідає слідчий, вибачте, професор Ганс Кепплер, геофізик з Байротского університету в Німеччині. Він і його колега Святослав Щека представили саме останнє розслідування цієї справи.
Елементарно, Ватсон
У пошуках відповіді вони звернулися до мінералів. Силікат-перовскит - це основний компонент нижній мантії Землі, шар розплавленої породи між корою і ядром, на який припадає половина маси планети. Вчені-сищики вирішили з'ясувати, чи не міг зниклий ксенон відкластися в порожнинах цього мінералу. «Я був повністю впевнений, що благородний газ можна помістити в перовскит, - зазначає Кепплер. - Я підозрював, що ксенон саме там ».
Дослідники спробували розчинити ксенон і аргон в Перовського при температурі, що перевищує 1600 градусів Цельсія, і тиску приблизно в 250 разів більше, ніж на рівні моря. У цих екстремальних умовах, схожих на ті, що є в нижній мантії, мінерал ввібрав аргон, але для ксенону місця не знайшлося.
Такі результати можуть здаватися розчаровують, але вони підштовхнули вчених до нової ідеї. А що якщо ксенон зовсім і не ховається?
Понад 4 мільярдів років тому Земля була в напіврідкому стані. Метеорити сипалися на планету, що викликало втрату майже всієї первинної атмосфери. Кепплер і Щека припустили, що аргон та інші благородні гази відклалися в Перовської, але більша частина ксенону, не маючи можливості розчинитися в мінералі, зникла в космосі.
«Це абсолютно відрізняється від загальної думки. Вважається, що ксенон присутній на Землі, але десь ховається. Ми ж говоримо, що його тут немає, тому що в дуже ранній історії Землі не було місця, де він міг би сховатися », - стверджує Кепплер.
Коли Земля охолола, аргон та інші благородні гази почали витікати з перовскіту і заповнювати атмосферу. Ксенон же, розчинений у мінералі тільки в незначних обсягах, зміг з'явитися в атмосфері тільки в мізерно малих кількостях.
В якості додаткових доказів своєї гіпотези вчені вказують, що співвідношення трьох благородних газів ксенону, криптону і аргону в атмосфері грубо відповідають їх розчинності в Перовський.
Теорія може також пояснити, чому в атмосфері ще менше легких ізотопів ксенону, ніж важких. «Ніхто не може цього зрозуміти», - зазначає Кепплер. Вчені припускають, що більше мільярда років тому, коли ксенон улетучивался в космос, з більшою ймовірністю пропадали саме легкі ізотопи.
Справу закрито?
Нешляхетний газ
Геофізик з Університету П'єра і Марії Кюрі в Парижі Крістель Санлуп вважає, що це відкриття не стосується зниклого ксенону. На її думку, теорія не пояснює надлишки важкого ксенону в атмосфері, а також додаткові обсяги цього газу, що виробляються внаслідок радіоактивного розпаду урану і плутонію в скелях.
Крім того, будь-яке пояснення для зниклого на Землі ксенону має бути застосовано і до Марса, в атмосфері якого також спостерігається нестача благородного газу. Кепплер і Щека вважають, що там древній ксенон також випарувався в космос, так як слабке гравітаційне поле планети не змогло втримати газ. У результаті весь ксенон, в даний час присутній на Марсі, - це та дещиця, що змогла розчинитися в Перовський.
Але Крістель Санлуп сумнівається, що на Марсі достатньо (якщо взагалі є) перовскіту, щоб пояснити присутність ксенону в атмосфері. За її словами, до того, як вирішиться загадка зниклого марсіанського ксенону, це питання ще слід з'ясувати з земним газом.
