Учёные давно пытаются разгадать загадку чрезвычайно малого количества ксенона
в атмосфере Земли и Марса. При нормальных условиях тысяча кубометров
воздуха содержит всего около 87 кубических сантиметров ксенона.
Аналогичное количество этого благородного газа содержится и в атмосфере
Красной планеты.
Многие геофизики считают, что относительное содержание в земной атмосфере благородных газов
(гелия, неона, аргона, криптона, ксенона) должно быть приблизительно
таким же, как в древнейших метеоритах. Они образовались в период
формирования Земли и путешествуют по Солнечной системе сегодня.
Большинство исследований в данной
области подтверждает эту версию, с одним "но": содержание ксенона в
земной коре и атмосфере чрезвычайно малó и носит следовый характер. По
каким-то неведомым пока причинам процент ксенона в метеоритах
значительно выше, чем в атмосфере Земли.
Некоторые специалисты предполагают, что
"пропавший без вести" ксенон скрывается в минералах земной коры, внутри
ледников и даже в земном ядре.
Исследователи из университета Байрейта в Баварии (Universität Bayreuth) начали поиски "неуловимого" благородного газа в перовските — минерале, который составляет большую часть нижней мантии Земли.
Ганс Кеплер (Hans Keppler) и Святослав Щека (Svyatoslav Shcheka)
воссоздали условия, в которых происходило формирование земной коры
четыре миллиарда лет назад. В серии экспериментов исследователи
попытались растворить аргон, криптон и ксенон в перовските. Минерал и
благородные газы подвергали экстремальному воздействию температур более
1600 °С и давлению, превышающему атмосферное в 250 тысяч раз.
В итоге, аргон и криптон оказались
запертыми в минерале, тогда как ксенон остался по большей части на его
поверхности и был позднее обнаружен в перовските лишь в следовых
количествах.
На основе полученных данных, описанных в статье
в журнале Nature, геофизики выдвинули смелое предположение. Они
заявили, что ксенон никогда не скрывался в недрах нашей планеты, а
просто мог улететь из земной атмосферы на ранних стадиях её
формирования.
Большая часть ксенона молодой Земли,
скорее всего, располагалась вблизи поверхности планеты. Тогда Земля
подвергалась многочисленным атакам метеоритов, в результате чего со
временем её атмосфера значительно сократилась и не смогла удержать
тяжёлый ксенон. А вот другие благородные газы, такие как аргон или
криптон, оказались в ловушке перовскита. Уже после её остывания они
просочились в атмосферу Земли, там же оказались и следовые количества
ксенона.
Исследователи полагают, что аналогичным образом можно объяснить малое содержание ксенона и в марсианской атмосфере.
Однако в научном сообществе редко встречается единодушие в принятии той или иной гипотезы. Нашлись оппоненты и на этот раз.
В частности геофизик Кристель Санлу (Chrystele Sanloup) из университета Пьера и Марии Кюри (UPMC)
высказала сомнения, что на Марсе достаточно перовскита, чтобы
обеспечить существующее содержание ксенона в его атмосфере. К тому же
представленная теория, по мнению специалиста, не объясняет
дополнительные объёмы ксенона, поступающие в атмосферу Земли вследствие
радиоактивного распада урана и плутония в горных породах.