Ist das fehlende Xenon der Erde im Kern verborgen?

Das Xenon der Erde fehlt. Aber ein neues Experiment legt nahe, dass es die ganze Zeit unter unseren Füßen gelegen haben könnte.

Die Erdatmosphäre enthält weniger Xenon, als es sollte, zumindest basierend auf Studien einiger der ältesten Weltraumgesteine ​​im Sonnensystem. Kohlenstoffhaltige Chondrite enthalten die primitivsten Materialien, die in diesem Planetensystem bekannt sind. Sie bestehen aus dem gleichen Material, das schließlich koagulierte, um den Planeten Erde zu machen. Da kommt das Rätsel auf: Kohlenstoffhaltige Chondrite enthalten weit mehr Xenon als die Erde und ihre Atmosphäre.

Xenon ist ein Edelgas. Und Edelgase reagieren nicht sehr gut mit anderen Elementen, so dass das fehlende Xenon der Erde in chemischen Reaktionen über die Äonen nicht verbraucht worden sein sollte, sagte der Physiker Elissaios Stavrou vom Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) in einer Erklärung.

Der Fall des fehlenden Xenons

Stavrou und seine Kollegen versuchten herauszufinden, wo es hingelaufen war, und testeten die Hypothese, dass das fehlende Gas im Erdkern kampieren könnte. [6 Visionen des Erdkerns]

"Wenn Xenon durch extreme Drücke gequetscht wird, werden seine chemischen Eigenschaften verändert, so dass es Verbindungen mit anderen Elementen bilden kann", sagte der Forscher Sergey Lobanov von der Stony Brook University. Auf diese Weise könnte es in diesen anderen Verbindungen verborgen bleiben.

Aber könnte Xenon auch unter Druck mit den Metallen im Erdkern reagieren? Lobanov, Stavrou und ihr Team versuchten, das Edelgas mit Nickel und Eisen, zwei Metallen, die einen großen Teil des Kerns ausmachen, bei einem 2 Millionenfachen Druck der Erdoberfläche und bei Temperaturen über 2.000 Kelvin (1.727 Grad Fahrenheit oder 1.727 Grad Celsius) zu reagieren Grad Celsius). Sie verwendeten Röntgenbeugung und Raman-Spektroskopie - zwei Techniken, die Röntgenstrahlen und Laserlicht verwenden, um den chemischen Aufbau einer Verbindung zu bestimmen - um zu bestimmen, ob das Edelgas und die Metalle reagierten. Sie sind.

"Trotz unserer Absichten waren Elis [Stavrou] und ich platt, als an der Röntgenstrahllinie eine deutliche Signatur einer Reaktion zwischen Eisen und Nickel mit Xenon durch das Beugungsmuster angezeigt wurde", so Co-Autor Joe Zaug , ein physischer Chemiker am LLNL, sagte in einer Aussage.

Extreme Reaktionen

Die Studie ist die erste Demonstration eines Edelgases, das mit einem Metall reagiert, sagte Stavrou. Unter extremem Druck und Hitze fand das Team heraus, dass Eisen und Nickel sehr elektronegativ werden, was bedeutet, dass sie eine starke Affinität dafür hatten, irgendwelche Elektronen zu fangen, die in ihre Umlaufbahn strömen sollten. Ihre Elektronegativität war so stark, dass sie sogar Elektronen aus einem so stabilen Gas wie Xenon packte. [Die 8 größten Mysterien der Erde]

So faszinierend es auch ist, neue Extreme chemischer Reaktionen zu entdecken, die Forscher können sich nicht ganz sicher sein, ob sie das Xenon-Rätsel gelöst haben. Der Kern der Erde war nicht unter solch hohem Druck, als der Planet zuerst aus verstreutem Weltraummaterial entstand, wie Co-Autor Alexander Goncharov von der Carnegie Institution for Science in Washington, D.C., in einer Erklärung sagte.

Es ist jedoch möglich, dass das verlorene Xenon irgendwie im Kern gefangen wurde und später reagierte, als der Druck stieg.

"Es gibt viele weitere Systeme und Paradoxa, die es zu lösen gilt", sagte Stavrou. "Wir freuen uns darauf, neue Kapitel über extreme physikalisch-chemische Phänomene zu schreiben."

Anmerkung der Redaktion: Dieser Artikel wurde aktualisiert, um die Zugehörigkeit von Alexander Goncharov zu korrigieren.

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