Studiu - Xenonul, care ar fi trebuit să se găseasă în atmosferă, se află de fapt în nucleul Pământului

În mod misterios, marea parte din xenonul care ar fi trebuit să se găsească în atmosfera terestră lipseşte, iar o echipă de cercetători a venit cu un răspuns care să explice unde se află, de fapt acest gaz nobil: în nucleul terestru, conform unui material publicat de LiveScience.

Acest gaz nobil care nu formează de obicei legături cu alt tip de atomi, ar putea reacţiona chimic cu fierul şi nichelul din nucleul terestru, unde ar fi rămas reţinut.

Xenonul este un gaz nobil şi, la fel ca şi alte gaze nobile, aşa cum este argonul, heliul sau neonul, este în mare parte inert din punct de vedere chimic. Oamenii de ştiinţă analizează de mai mult timp xenonul pentru a afla mai multe despre evoluţia Pământului şi a atmosferei sale.

În mod bizar, nivelul de xenon din atmosfera terestră este cu aproximativ 90% mai mic decât s-ar fi aşteptat oamenii de ştiinţă, pornind de la volumul altor gaze nobile, aşa cum este argonul sau kriptonul.

'Paradoxul xenonul care lipseşte din atmosfera terestră reprezintă de mult timp un mister pentru ştiinţă', susţine autorul acestui studiu, Yanming Ma, fizician şi chimist la Universitatea Jilin din Changchun, China.

Deşi unii oameni de ştiinţă au avansat ipoteza că xenonul lipsă ar fi evadat din atmosfera terestră şi ar fi ajuns în spaţiu, majoritatea cercetătorilor sunt de părere că acest gaz nobil este 'ascuns' în interiorul Pământului. Ei nu au reuşit însă să explice care ar fi fost mecanismul care ar fi permis încorporarea acestui gaz în alţi compuşi stabili din punct de vedere chimic - spre exemplu, gheaţa sau straturile de sedimente nu pot reţine xenonul, care ar fi trebuit să ajungă din nou în atmosferă.

Au existat şi alte studii care au încercat să demonstreze că xenonul se află în nucleul Pământului, însă ele nu au reuşit să explice cum a fost posibil acest lucru, conform omului de ştiinţă chinez.

Nucleul Pământului, care reprezintă aproximativ o treime din masa planetei, este compus din fier şi nichel. În 1997 oamenii de ştiinţă au raportat o serie de experimente care sugerau că xenonul nu reacţionează cu fierul.

'Dar, printr-o analiză atentă a acestor experimente am descoperit că ele au fost desfăşurate la o presiune ce nu depăşea 150 de gigapascali, o presiune mult mai mică decât cea din nucleul planetei, care este de aproximativ 360 de gigapascali', conform lui Ma. Un gigapascal reprezintă o presiune de 9 ori mai mare decât cea din Groapa Marianelor, cel mai adânc punct din oceanul planetar.

Acelaşi studiu ajungea teoretic la o extrapolare care prezenta ce s-ar întâmpla dacă xenonul ar fi prins în condiţiile de presiune imensă din interiorul Pământului şi ajungea la concluzia că acest gaz nobil nu ar intra în reacţie cu fierul. În consecinţă cercetătorii au presupus că xenonul ar forma aşa-numite 'legături hexagonale strâns alăturate' - în esenţă o moleculă formată din atomi între care se formează legături corespunzătoare unei substanţe în stare de agregare solidă, cu partea superioară şi cea inferioară dispuse sub forma unor hexagoane, iar cu părţile laterale reprezentate de dreptunghiuri. Această presupunere a fost formulată pentru că, în mod normal fierul formează astfel de structuri cu alţi atomi de fier.

Însă Yanming Ma şi colegii săi au lansat ipoteza că, dacă structurile de fier-xenon ar fi diferite, ele ar putea forma un nou compus chimic. Calculele lor sugerează că, în condiţiile de temperatură şi presiune extreme din interiorul Pământului, xenonul ar putea forma legături chimice atât cu fierul cât şi cu nichelul. Cei mai stabili astfel de compuşi sunt cei formaţi dintr-un atom de xenon şi trei atomi de fier - XeFe3 - sau un atom de xenon şi trei de nichel - XeNi3. XeFe3 formează nişte molecule cubice, în timp ce XeNi3 formează molecule ale căror părţi superioare şi inferioare sunt reprezentate de hexagoane, iar feţele laterale sunt triunghiuri.

Aceste ipoteze indică faptul că nucleul Pământului ar putea ascunde volumul de xenon care nu se regăseşte în atmosfera terestră. 'Sperăm că viitoarele experimente care vor fi desfăşurate în condiţii de înaltă presiune vor confirma predicţiile noastre', susţine Ma. Experimental, astfel de presiuni uriaşe, de ordinul celor din centrul Pământului, pot fi obţinute prin zdrobirea unor obiecte între diamante.

Concomitent cu aceste presiuni, trebuie folosită în experimente şi o temperatură de peste 5.727 grade Celsius, o temperatură care ar putea duce la dezintegrarea diamantelor între care se încearcă generarea presiunii necesare experimentului. 'Aceasta este principala problemă pe care trebuie să o rezolvăm pentru a putea realiza acest experiment', susţine Ma.

Echipa de cercetători chinezi îşi prezintă pe larg concluziile studiului în ultimul număr al revistei Nature Chemistry.

Citește pe Antena3.ro

Scandal după moartea lui Prigoană. Bahmuțeanu îi cere ajutorul lui Ciolacu pentru a-și recupera copiii: „Vă implor să luați măsuri”