Tại sao argon thay vì một loại khí cao quý khác?

Tôi nhận thấy rằng bầu khí quyển của Trái đất và Sao Hỏa có một ít argon trong đó (1% đến 2%). Tôi cũng đã kiểm tra Sao Kim, có 0,007% argon, nhưng nó vẫn nhiều hơn bất kỳ loại khí cao quý nào khác trong bầu khí quyển Sao Kim.

Tôi đã kiểm tra 4 hành tinh khí bên ngoài, cộng với Titan mặt trăng và phần lớn không thể tìm thấy Argon được liệt kê trong thành phần khí quyển của chúng. Sao Mộc được liệt kê là có một lượng nhỏ Argon rất khó diễn giải bởi vì nó liệt kê nó có liên quan đến helium và sau đó liên quan đến Sao Mộc / Mặt trời, bất kể điều đó có nghĩa là gì. Titan mặt trăng được liệt kê là có dấu vết argon mà không chỉ định bất kỳ số nào. Những người khác đã không đề cập đến Argon.

Vậy tại sao các hành tinh đá có xu hướng có argon, nhưng các hành tinh khí thì không?

Tại sao argon cụ thể? Có lẽ helium quá nhẹ và sẽ nổi lên trên đỉnh và bị gió mặt trời đánh bật đi. Tuy nhiên, có một loại khí cao quý giữa helium và argon, cụ thể là neon. Vậy tại sao chúng ta không có neon trong bầu khí quyển thay vì argon?

Chỉnh sửa: Có lẽ hành tinh bên ngoài làm có Argon, nhưng tất cả chìm xuống đáy và do đó chúng tôi không phát hiện ra nó? Tôi cũng tò mò về nơi Argon nằm trong "chuỗi thức ăn" hợp hạch hạt nhân cho một ngôi sao trung bình như Mặt trời của chúng ta. Tôi có một thời gian khó khăn để xem làm thế nào Argon-40 sẽ đông dân hơn so với neon-20.

Đọc một chút về điều này, tôi có thể có câu trả lời, mặc dù tín dụng đáo hạn tín dụng, câu trả lời không thực sự thuộc về tôi:

https://www.reddit.com/r/ taskcience / com / 3wsy99 / why_is_neon_so_rare_on_earth /

Khi các hành tinh đông lại, có khả năng có rất ít ices / khí xung quanh các hành tinh bên trong khi chúng hình thành và bầu khí quyển và nước của Trái đất (CH4, NH3, CO2 và H20 là 4 phổ biến nhất bên ngoài các dòng băng giá ). Những thứ này có khả năng đến từ các tiểu hành tinh và thiên thạch hình thành bên ngoài đường băng giá và sau đó rơi xuống trái đất.

Neon là nguyên tố phổ biến thứ 5 trong dải ngân hà nhưng vì tất cả các loại khí quý đều có điểm đóng băng rất thấp, nên nó có thể không phổ biến ngay cả trên sao chổi hoặc thiên thạch vì cùng lý do nước hoặc CO2 không phổ biến trong dòng sương , Neon và các loại khí cao quý khác có thể ở lại tự do và không thu thập trên sao chổi hoặc thiên thạch với số lượng lớn. (Tôi đã xem, nhưng không thể tìm thấy một bài viết để xác minh điều đó).

Nhưng nếu sao chổi có hàm lượng khí cao quý thấp, thì chúng ta phải tìm kiếm một nguồn thay thế. Với ý nghĩ đó và quay trở lại liên kết đầu tiên, Argon được tạo ra bởi sự phân rã phóng xạ của Kali 40 và điều đó sẽ giải thích sự phong phú tương đối của nó so với loại khí quý hiếm phổ biến hơn, neon. Helium (hạt Alpha) cũng được sản xuất bên trong trái đất và Radon quá nhỏ nhưng Radon cũng phân rã - điều đó không liên quan đến câu hỏi của bạn.

Nếu Argon trên các hành tinh chủ yếu đến từ Kali 40, bạn nên mong đợi lượng Argon có tỷ lệ gần tương đương với lượng kali trên một hành tinh và không liên quan đến tỷ lệ phần trăm của khí quyển. Một yếu tố thứ 2, bao nhiêu được thổi ra khỏi hành tinh trong thời gian dài cũng là một yếu tố. Nói chung, sao Kim có thể giữ lại phần lớn Argon dựa trên trọng lượng nguyên tử (40) tương tự CO2 (44), nhưng nếu nó mất đi một phần trăm nhỏ của Argon theo thời gian, thì đó cũng là một yếu tố.

Bây giờ, để xem nếu điều này là có thể, tôi nên chạy một số số, nhưng tôi cảnh báo bạn, toán học của tôi có thể hơi gỉ.

$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}$hay 6,7 nghìn tỷ tấn Kali 40 hiện đang ở trong vỏ Trái đất. (Có lẽ có một chút công bằng hơn trong lớp phủ, vì vậy những con số này là thô)

Với một nửa cuộc sốngtrong khoảng 1,248 tỷ năm, đó là khoảng thời gian đủ cho hơn 3 nửa cuộc đời nếu chúng ta bắt đầu sau vụ bắn phá nặng nề muộn, điều này cho thấy một chút 7/8 của Kali 40 ban đầu trong lớp vỏ Trái đất đã phân rã thành Argon 40, vì vậy cần phải có , với tuổi của Trái đất và lượng kali dồi dào, gấp 7 lần 6,7 nghìn tỷ tấn hoặc, cho phép sân bóng và nói hơn 50 nghìn tỷ tấn Argon hình thành trên trái đất do phân rã Kali. (Tôi bỏ qua bất kỳ thứ gì có thể được tạo ra trước vụ bắn phá nặng nề muộn màng, vì tôi cho rằng có thể đã thổi một phần khí quyển ra khỏi trái đất hoặc làm nóng bầu khí quyển đủ để mặt trời thổi bay một phần của nó). Ngoài ra, thực hiện một chút nghiên cứu, chỉ có 11% kali 40 phân rã thành Argon 40, 89% trải qua quá trình phân rã beta thành Canxi 40, để việc này hoạt động,

Khối lượng của khí quyển là khoảng 5.140 nghìn tỷ tấn và 1,288% trong số đó (Theo khối lượng chứ không phải khối lượng) = khoảng 66 nghìn tỷ tấn, do đó, chúng ta nên mong đợi từ sự phân rã Kali 40 và lượng Argon trong khí quyển khá gần . Một số khí Argon có thể đã thoát ra và một số vẫn còn bị mắc kẹt trong trái đất nhưng các con số đủ gần để hoạt động và tôi nghĩ đó rất có thể là câu trả lời. Nó cũng gợi ý rằng Trái đất đã mất tương đối ít Argon vào không gian, điều này cũng phù hợp với bài viết Thoát khí quyển.

Cách thứ 2 để xem xét điều này là Argon 40 chiếm 99,6% lượng Argon trong khí quyển và Stellar Nucleosis có thể sẽ không chiếm tỷ lệ ở bất cứ đâu gần đó (không phải là một liên kết sao điển hình nhưng Wikipedia cho biết Argon 36 là nhiều nhất đồng vị chung). Sự phân rã của Kali 40 không giải thích được tỷ lệ 99,6% Argon40.

Nếu chúng ta áp dụng một ước tính tương tự với Sao Kim, với bầu khí quyển Sao Kim gấp khoảng 94 lần khối lượng Trái đất và chúng ta giả sử một lượng tương tự Argon-40 được tạo ra trong lớp vỏ của Sao Kim, chúng ta có thể mong đợi khoảng 1,28% / 60 hoặc khoảng 0,02% Argon khối lượng trong bầu khí quyển của sao Kim hoặc có lẽ, nếu Trái đất mất một phần khá cao các phần tử vỏ nhẹ hơn sau tác động khổng lồ, chúng ta có thể mong đợi nhiều hơn một chút so với sao Kim, có thể là 0,03% hoặc 0,04% như một ước tính sơ bộ. Sử dụng số 0,007% của bạn, thấp hơn mức tôi nghĩ, nhưng sao Kim có thể mất phần lớn hơn đối với Argon so với Trái đất và cũng có thể giải phóng khí bị kẹt bên trong lớp vỏ của nó so với Trái đất vì nó không có kiến tạo mảng, do đó, con số cho Sao Kim trông cũng "đúng". Đó là Kali 40 trong lớp vỏ. TÔI'

Câu hỏi thú vị. Tôi đã học được một cái gì đó nghiên cứu nó.

Tại sao cụ thể là Argon?

Cả helium và neon đều khá nhẹ, có xu hướng bay hơi dễ dàng ngay cả ở nhiệt độ thấp và trơ về mặt hóa học. Vì tất cả những lý do này kết hợp, chúng có xu hướng không bị mắc kẹt khi các hành tinh được hình thành - và khi chúng bị mắc kẹt, chúng dễ dàng rò rỉ ra ngoài.

Argon chỉ đủ nặng để không dễ dàng thoát ra ngoài không gian, vì vậy một số phần của nó có thể tồn tại trong bầu khí quyển trong một thời gian dài hơn.