Neden başka bir asil gaz yerine argon?

Dünya ve Mars'ın atmosferinde biraz argon bulunduğunu fark ettim (% 1 ila% 2). % 0,007 argonu olan Venüs'ü de kontrol ettim, ama bu hala Venüs atmosferindeki diğer asil gazlardan daha fazla.

4 dış gaz gezegenini, ayrıca Titan ayını kontrol ettim ve çoğunlukla Argon'u atmosferik kompozisyonlarında listelenemedi. Jüpiter, yorumlanması zor olan çok küçük eser miktarda Argon'a sahip olduğu için listelenmiştir, çünkü bu, helyuma göre ve daha sonra ne anlama gelirse Jüpiter / Güneş'e göre listelemektedir. Ay Titan, herhangi bir sayı belirtmeden iz argonuna sahip olarak listelenir . Diğerleri Argon'dan bahsetmedi.

Öyleyse, kayalık gezegenlerin neden argonları var, ama gazlı gezegenler yok?

Neden özellikle argon? Muhtemelen helyum çok hafiftir ve tepeye doğru yüzer ve güneş rüzgarı tarafından vurulur. Bununla birlikte, helyum ve argon arasında bir asil gaz vardır, yani neon. Öyleyse neden atmosferimizde argon yerine neon yok?

Düzenleme: Belki dış gezegen yok Argon var, ama hepsi sulara gömüldü ve böylece biz bunu algılamaması? Ayrıca Argon'un Güneşimiz gibi ortalama bir yıldız için nükleer füzyonun "besin zincirinde" nerede olduğunu merak ediyorum. Argon-40'ın Neon-20'den nasıl daha kalabalık olacağını görmekte zorlanıyorum.

Bu konuda biraz okuma yaparken, bir cevabım olabilir, ancak kredi vadesi gelen kredi, cevap gerçekten benim değil:

https://www.reddit.com/r/askscience/comments/3wsy99/why_is_neon_so_rare_on_earth/

Gezegenler birleştiğinde, oluştuklarında iç gezegenlerin etrafında çok az buz / gaz vardı ve Dünya atmosferi ve suyu (CH4, NH3, CO2 ve H20, donma hattı buzlarının dışında en yaygın 4'tür ). Bunlar muhtemelen don çizgisinin dışında oluşan ve daha sonra yeryüzüne düşen asteroit ve göktaşlarından geldi.

Neon, Samanyolu'ndaki en yaygın 5. elementtir , ancak tüm asil gazların donma noktaları çok düşük olduğu için, su veya CO2'nin donma hattında yaygın olmaması nedeniyle kuyrukluyıldızlarda veya meteorlarda bile çok yaygın değildir. , Neon ve diğer asil gazlar muhtemelen serbest kalır ve kuyrukluyıldızlarda veya göktaşlarında yüksek miktarlarda toplanmaz. (Baktım, ancak bunu doğrulayacak bir makale bulamadım).

Ancak kuyruklu yıldızların düşük asal gaz içeriği varsa, alternatif bir kaynak aramalıyız. Bunu göz önünde bulundurarak ve ilk bağlantıya geri dönen Argon, Potasyum 40'ın radyoaktif bozunmasıyla üretilir ve bu daha yaygın soy gaz olan Neon'a kıyasla göreceli bolluğunu açıklar. Helyum (Alfa parçacıkları) ayrıca dünyanın içinde üretilir ve Radon çok az miktardadır, ancak Radon da bozulur - bu, sorunuzla ilgili değildir.

Gezegenlerdeki Argon öncelikle Potasyum 40'tan geliyorsa, Argon miktarının, bir gezegendeki potasyum miktarına kabaca benzer bir orana sahip olmasını ve atmosfer yüzdesine bağlı olmamasını beklemelisiniz. İkinci bir faktör, gezegenin uzun süreler boyunca ne kadar havaya uçtuğu da bir faktördür. Genel olarak Venüs, Argon'un çoğunu CO2'ye (44) benzer atom ağırlığı (40) temelinde tutabilmelidir , ancak zamanla Argon'un küçük bir yüzdesini bile kaybederse, bu da bir faktör olacaktır.

Şimdi, bunun mümkün olup olmadığını görmek için bazı sayılar çalıştırmalıyım, ama sizi uyarıyorum, matematiğim biraz paslı olabilir.

$2.3 \times 10^{19}$$(2.3 \times 10^{19}) \times (2.5 \times 10^{-3}) \times (1.17 \times 10^{-4}) =$$6.7 \times 10^{12}$veya şu anda Dünya'nın kabuğunda olan 6.7 trilyon ton Potasyum 40. (Muhtemelen mantoda biraz daha fazla var, bu yüzden bu sayılar kaba)

Bir ile yarı ömrüYaklaşık 1.248 milyar yıl, geç ağır bombardımandan sonra başlarsak, 3'üncü yaşam için yeterli zaman, bu da Dünya'nın kabuğundaki orijinal Potasyum 40'ın 7 / 8'inden biraz fazlasının Argon 40'a çürütüldüğünü gösteriyor, bu yüzden , Dünya'nın yaşı ve Potasyum 40'ın bolluğu göz önüne alındığında, 6.7 trilyon tonun 7 katından biraz fazla, ya da basketbol sahası ve yeryüzünde Potasyum çürümesi ile oluşan 50 trilyon tonun biraz üzerinde Argon diyelim. (Geç ağır bombardımandan önce üretilmiş olabilecekleri görmezden geliyorum, çünkü atmosferin bir kısmını dünyadan havaya uçurabilecek veya atmosferi güneşin bir kısmını havaya uçuracak kadar ısıtabileceğini varsayıyorum). Ayrıca, biraz araştırma yaparak, Pogonyum 40'ın sadece% 11'i Argon 40'a bozunur,% 89'u Kalsiyum 40'a beta bozunmasına uğrar, bu yüzden çalışması için,

Atmosferin kütlesi yaklaşık 5.140 trilyon tondur ve bunun% 1.288'i (Kütle olarak, hacimce değil) = yaklaşık 66 trilyon ton, bu nedenle Potasyum 40 çürümesinden beklememiz gereken Argon ve atmosferdeki Argon miktarı oldukça yakın . Bazı Argon gazı kaçmış olabilir ve bazıları hala yeryüzünde hapsolmuş olmalı, ancak sayılar işe yarayacak kadar yakın ve bence bu muhtemelen cevap. Ayrıca, Dünya'nın Atmosferik Kaçış makalesine de uyan nispeten az Argon'u uzaya kaybettiğini gösteriyor.

Buna bakmanın ikinci bir yolu, Argon 40'ın atmosferdeki Argon'un% 99,6'sını oluşturması ve Stellar Nucleosis'in buna yakın bir yerde muhtemelen bir oranı açıklamayacağıdır (tipik bir yıldız bağlantısı değil, Wikipedia Argon 36 en çok ortak izotop). Potasyum 40'ın bozulması,% 99.6 Argon40 oranını açıklar.

Venüs'e benzer bir tahmin uygularsak, Venüs atmosferi Dünya'nın kütlesinin yaklaşık 94 katıdır ve Venüs kabuğunda benzer miktarda Argon-40 üretildiğini varsayarız, yaklaşık% 1.28 / 60 veya yaklaşık% 0.02 Venüs atmosferindeki kütle veya belki de, Dünya dev etkiden sonra hafif kabuk elementlerinden oldukça yüksek bir pay kaybetmişse, Venüs'tekinden biraz daha fazla, belki de kabaca bir tahmin olarak% 0.03 veya% 0.04'ten daha fazlasını bekleyebiliriz. % 0,007 numaranızı kullanarak, olması gerektiğini hesapladığımdan daha düşüktür, ancak Venüs Argon'un Dünya'dan daha yüksek bir payını kaybetmiş olabilir ve aynı zamanda kabuğundaki sıkışmış gazı serbest bırakmak Dünya'dan daha yavaş olabilir. plaka tektoniği, bu yüzden Venüs'ün sayısı da "doğru" görünüyor. Kabuktaki Potasyum 40. BEN'

İlginç soru. Araştırma yapan bir şey öğrendim.

neden özellikle Argon?

Hem helyum hem de neon oldukça hafiftir, düşük sıcaklıklarda bile kolayca buharlaşma eğilimindedir ve kimyasal olarak inerttir. Tüm bu nedenlerden dolayı, gezegenler oluştuğunda sıkışıp kalmama eğilimindedirler ve tuzağa düştüklerinde kolayca dışarı sızarlar.

Argon, uzaya kolayca kaçamayacak kadar ağırdır, bu nedenle bir kısmı daha uzun süre bir atmosferde yapışabilir.