Геохимическая пара предложила новое объяснение дефициту ксенона в атмосфере Земли

Геохимики Святослав Щека и Ханс Кепплер из Баварского геоинститута Университета Байройта предложили новое объяснение давней загадки: почему в атмосфере Земли содержится значительно меньше ксенона, чем в хондритных метеоритах. В статье, опубликованной в журнале Nature, они выдвигают гипотезу, что этот благородный газ был утерян в космос на ранней стадии формирования планеты.

Считается, что состав атмосферы Земли должен включать те же благородные газы в примерно тех же пропорциях, что и древние метеориты. Это подтверждается для всех газов, кроме ксенона, которого в хондритах гораздо больше. Ранее высказывались предположения, что «недостающий» ксенон скрыт в земной коре или ледниках. Однако Щека и Кепплер утверждают, что ксенон не спрятан, а улетучился. По их теории, ксенон плохо растворяется в перовските — минерале, составляющем большую часть мантии Земли, поэтому он не был захвачен в недрах. Вместо этого газ остался у поверхности и ушёл в космос, когда атмосфера была ещё слишком тонкой, чтобы удержать его. Другие газы, например аргон, растворялись в перовските и затем выделились на поверхность после остывания планеты, попав в атмосферу.

В подтверждение своей теории исследователи провели эксперимент, попытавшись растворить ксенон и аргон в перовските при температурах и давлениях, аналогичных условиям мантии. Эксперимент показал, что аргон захватывается минералом, а ксенон — нет, что указывает на невозможность его длительного удержания в недрах Земли. Учёные также отмечают, что их теория объясняет малую долю ксенона в атмосфере Марса: слабое гравитационное поле планеты было недостаточно сильным, чтобы предотвратить его утечку в космос.