Din atmosfera Pământului lipsesc cantități uriașe de xenon, și nu se știe cu adevărat unde a dispărut

Atmosfera noastră mai are aproximativ 10% din cantitatea de xenon pe care ar trebui să o aibă. Aşadar, din atmosfera Pământului lipsesc cantități uriașe de xenon. Unde este această cantitate uriaşă şi de ce a dispărut?

Meteoriții care au lovit planeta noastră de-a lungul anilor au adus cu ei un mister: din atmosfera Pământului lipsesc cantități uriașe de xenon.

Cum s-a constatat că lipsesc cantități uriașe de xenon din atmosfera Pământului

Meteoriții, dintre care unii sunt mai vechi decât Pământul, ne oferă informații despre sistemul solar timpuriu și despre propria noastră planetă. Planetele solide s-au format din aceste corpuri mai mici care s-au adunat împreună, așa că ar trebui să ne ofere indicii despre compoziția chimică a planetei noastre timpurii.

De aceea, a fost ciudat să constatăm că în condritele carbonice – meteoriți vechi, bogați în carbon – oamenii de știință au descoperit că nivelurile de xenon erau mult mai ridicate decât ne așteptam, în proporție cu alte gaze. Deoarece rocile ne spun despre proporțiile de gaze din sistemul solar timpuriu, ne spune că cantitatea de xenon din atmosfera noastră actuală este de aproximativ 10% din ceea ce ar fi trebuit să fie. Acest lucru este deosebit de derutant, în special din cauza cât de puțin reacționează xenonul cu alte elemente.

„Xenonul face parte dintr-o familie de șapte elemente numite gaze nobile, dintre care unele, cum ar fi heliul și neonul, sunt nume familiare. Numele lor provine de la un fel de distanțare chimică. În mod normal, ele nu se combină, sau reacționează, cu alte elemente.”, a explicat Elissaios Stavrou, autorul principal al unei lucrări din anul 2018 care a investigat lipsa xenonului, într-o declarație de la acea vreme.^[sursa]

Colegii xenonului din categoria gazelor nobile, respectiv argonul și kriptonul se află în atmosfera noastră și în proporțiile la care cercetătorii se aşteptau. Așadar, unde a dispărut xenonul? Au existat sugestii că xenonul s-ar putea ascunde în minerale, în miezul Pământului sau chiar în ghețari.

Echipa din spatele studiului ştiinţific din anul 2018 a descoperit că, sub presiune extremă, xenonul ar putea forma compuși cu alte elemente.

„Studiul nostru oferă prima dovadă experimentală a existenței unor compuși de fier și xenon, teoretizate anterior, în condițiile găsite în miezul Pământului. Cu toate acestea, este puțin probabil ca astfel de compuși să fi putut fi creați la începutul istoriei Pământului, în timp ce nucleul era încă în formare, iar presiunile din interiorul planetei nu erau la fel de mari ca în prezent.”, a explicat coautorul Alexander Goncharov.

Posibile explicaţii pentru lipsa xenonului

S-ar putea ca anumite procese să se fi combinat pentru a reține xenon în mantaua terestră înainte de a fi încorporat în nucleu, dar acest lucru rămâne de văzut. Deși, ca toate gazele nobile, xenonul este inert din punct de vedere chimic, între atomii acestuia și atomii altor elemente chimice pot exista reacții chimice, cum ar fi reacția de formare a hexafluoroplatinatul de xenon. Acesta a fost primul compus sintetizat al unui gaz nobil.

O altă idee este că xenonul lipsă a părăsit atmosfera Pământului cu mult timp în urmă prin degazare, fiind dus în spațiu atunci când meteoriții au bombardat Pământul și au trimis atmosfera noastră primordială în aer. Deoarece alte gaze grele, precum argonul și kriptonul, nu au dispărut din atmosfera noastră, dacă această ipoteză este corectă, ar trebui să se explice de ce numai xenonul a fost dus în spațiu în timp ce atmosfera Pământului era subțire.

O echipă, printre care se numără și cercetătorul Elissaios Stavrou, a găsit dovezi care să susțină această idee. În cadrul studiului lor, echipa a încercat să dizolve xenon și argon în perovskită la temperaturi și presiuni similare cu cele găsite în mantaua Pământului. Ideea a fost că poate xenonul ar putea fi ascuns în perovskitul de silicat de magneziu care constituie o mare parte din manta.

„Eram destul de sigur că trebuie să fie posibil să înghesuim gaze nobile în perovskit. Am bănuit că xenonul ar putea fi acolo.”, a declarat coautorul studiului Hans Keppler pentru revista Nature.^[sursa]

Cu toate acestea, cercetătorii au descoperit că, în timp ce argonul a fost capabil să se dizolve în perovskit, xenonul s-a dizolvat doar în cantități infime. Acest lucru le-a dat cercetătorilor ideea că o mare cantitate de xenon a fost transportată în spațiu, în timp ce alte gaze nobile au rămas pe Pământ, ascunse în siguranță în perovskit.

„Acest lucru este complet diferit de ceea ce spun toți ceilalți. Ei spun că xenonul este aici, dar se ascunde undeva. Noi spunem că nu este aici, deoarece foarte devreme în istoria Pământului nu a avut unde să se ascundă.”, a mai explicat Hans Keppler.

Echipa a adăugat că abundența relativă a xenonului, kriptonului și argonului în atmosfera noastră este aproximativ legată de cât de solubile sunt aceste elemente în perovskit. Cu toate acestea, există însă și întrebări legate de această idee.

Dacă acesta este mecanismul prin care Pământul și-a epuizat xenonul, ar trebui să se aplice și pe Marte. Marte are cantități mici de xenon în atmosfera sa subțire. Cu toate acestea, rămâne întrebarea dacă Marte are suficientă perovskită pentru a capta suficient xenon, astfel în cât să se explice acest lucru. În caz contrar, s-ar putea să fie nevoie ca cercetătorii să caute din nou acel xenon lipsă.