Dünya atmosferinde büyük ölçüde Ksenon eksik ve nereye gittiğini kimse bilmiyor

Yıllar boyunca gezegenimize çarpan meteorların akabinde Dünya’mızda farklı bir gizem oluştu. Görünene göre, gezegenimizin atmosferinde büyük ölçüde ksenon (Xenon) kayıp. Pekibu ne manaya geliyor?

Bazıları Dünya’dan daha yaşlı olan meteorlar bize Güneş Sistemi’nin erken periyotları ve kendi gezegenimiz hakkında fikir veriyor. Kayalık gezegenler bu küçük cisimlerin bir araya toplanmasından oluşmuştur, bundan ötürü bize kendi erken gezegenimizin kimyasal yapısı hakkında ipuçları verebilirler.

Bu nedenle, bilim insanlarının karbonlu kondritlerde (eski, karbon açısından güçlü göktaşları) ksenon düzeylerinin diğer gazlara oranla beklediğimizden çok daha yüksek olduğunu bulmaları hayli şaşırtan oldu. Bu kayalar, Güneş Sistemi’nin ilk devirlerindeki gaz oranları hakkında bilgi verdiğinden ötürü, mevcut atmosferimizdeki ksenon ölçüsünün beklentilerin yüzde 10’u civarında olduğunu gösteriyor. Ksenonun diğer elementlerle çok zor bir şekilde tepkiye girmesi, bu durumu daha da baş karıştırıcı bir hale getiriyor.

Kayıp ksenonu araştıran 2018 tarihli bir makalenin başyazarı Elissaios Stavrou, o devirde yaptığı bir açıklamada “Ksenon, soygazlar olarak isimlendirilen yedi elementten oluşan bir ailenin üyesidir; bunlardan kimileri, helyum ve neon gibi, herkesin bildiği isimlerdir” diyor ve devam ediyordu: “İsimleri kimyasal uzaklıklarından geliyor; olağanda diğer elementlerle birleşmezler ya da tepkiye girmezler.”

Dünya’nın çekirdeğinde ya da buzullarda mı gizleniyor?

Argon ve kripton diğer soygazlar atmosferimizde ve beklediğimiz oranlarda bulunuyor. Kayıp ksenon’un nereye gittiği ise bilinmiyor. Lakin ksenonun minerallerde, Dünya’nın çekirdeğinde ve hatta buzullarda saklanabileceğine dair teklifler var.

2018 tarihli makalenin ekibi, ksenonun aşırı basınç altında diğer elementlerle bileşikler oluşturabildiğini buldu. Ortak muharrir Alexander Goncharov, “Çalışmamız, Dünya’nın çekirdeğinde bulunan şartlar altında var olan daha önce teorileştirilmiş demir ve ksenon bileşiklerinin ilk deneysel ispatını sağlıyor” dedi ve devam etti: “Ancak, buna bileşiklerin Dünya tarihinin erken devirlerinde, çekirdek hala oluşuyorken ve gezegenin iç kısmındaki baskılar şu anki kadar büyük olmadığında oluşmuş olması pek mümkün değil.”

Diğer bir fikir ise, kayıp ksenonun, göktaşlarının Dünya’yı bombalaması ve ilkel atmosferimizi uçurması nedeniyle uzaya taşınarak, gaz kaybı yoluyla Dünya atmosferini uzun zaman önce terk ettiği. Fakat, şayet bu doğruysa, diğer ağır gazlar argon ve kripton atmosferimizden kaybolmazken, Dünya’nın atmosferi zayıfken neden sadece ksenonun uzaya sürüklendiğinin açıklanması gerekir.

Stavrou’nun da aralarında bulunduğu bir ekip bu fikri destekleyen deliller buldu. Ekip, çalışmalarında, Dünya’nın mantosunda bulunanlara sıcaklık ve basınçlarda ksenon ve argonu perovskit içinde çözmeyi denedi. Buradaki fikir, ksenonun mantonun birçoklarını oluşturan magnezyum silikat perovskitin içinde gizlenmiş olabileceğiydi.

Araştırmanın ortak müelliflerinden Hans Keppler Nature ile yaptığı görüşmede “Soygazları perovskite doldurmanın mümkün olabileceğinden epeyce emindim” dedi ve ekledi: “Orada ksenon olabileceğinden şüpheleniyordum.”

Ancak araştırmacılar, argonun perovskit içerisinde çözünebildiğini, ksenonun ise sırf eser düzeylerde çözündüğünü buldu. Bu, araştırmacılara büyük ölçüde ksenonun uzaya taşındığı, diğer soy gazların ise perovskitin içinde inançlı bir şekilde saklanarak Dünya’da kaldığı fikrini verdi.

Keppler, “Bu herkesin söylediğinden tamamen farklı. Ksenonun burada olduğunu ama bir yerlerde saklandığını söylüyorlar” diye açıklıyor ve devam ediyor: “Burada olmadığını söylüyoruz zira Dünya tarihinin çok erken devirlerinde saklanacak bir yeri yoktu.”

Ekip, atmosferimizdeki ksenona göre kripton ve argonun izafî bolluğunun kabaca bu elementlerin perovskitte ne kadar çözünür olduğuyla ilgili olduğunu ekledi. Fakat bu fikirle ilgili sorular da bulunuyor.

Eğer Dünya’nın ksenonunu tüketen düzenek buysa, bunun Mars için de geçerli olması gerekir. Mars’ın ince atmosferinde az ölçüde ksenon bulunuyor. Lakin Mars’ın bunu açıklamaya yetecek kadar ksenonu yakalayabilecek perovskite sahip olup olmadığı sorusu hala cevaplanmış değil.