2 Ekim 2014 Perşembe

Kayıp ksenon paradoksuna yeni bir çözüm

Kayıp ksenon paradoksuna yeni bir çözüm
Dünya'daki kayıp ksenonun nereye gittiğine dair yeni bir cevap ortaya çıktı – gezegenin atmosferi, beklenen gaz miktarından %10 daha az içeriyor1. Dünya milyarlarca yıl önce oluşmaya başlayınca, atmosferik ksenonun gezegenin çekirdek bölgesinde demir ve nikel bileşikleri şeklinde bulunabileceğine ilişkin hesapsal modeller mevcut. Diğer araştırmacılar çalışmayı tebrik ediyor, ancak Dünya'nın merkezi'ne ksenonu taşımadaki pratik zorluklardan dolayı paradoksu çözme konusunda şüphe ile bakıyor.
Argon ve kripton gibi daha hafif asal gazlara göre, Dünya'daki ksenonun oranı karbonlu kondroitler olarak bilinen meteoritlerde (Dünya'da ham madde olarak kabul edilir) saklı olandan çok daha düşüktür. Bu çapraşıklığı açıklamak için pek çok girişimde bulunulmuştur.
Bazıları, ksenonun Dünya'dan seçimli olarak giderildiği konusunda kuşkularını bildiriyor. Örneğin, Almanya'daki Bayreuth Üniversitesi'nde deneysel jeobilimciler olarak çalışan Svyatoslav Shcheka ve Hans Keppler2002 yılında Nature isimli prestijli bilim dergisinde yayınladıkları bir çalışmada, ilk olarak oluşan magma okyanusunda çözünmüş argon ve kriptonun, çözünmeyen ksenonu meteorit bombardımanı ile uçurduğu görüşünü bildirmiştir2. Magma katılaştığı zaman, argon ve kripton atmosfere geri verilmiş olabilir. Diğerleri, Dünya'da ksenonun hâlâ dağılmış durumda olabileceği çeşitli yollar bulmak yolunda gidiyor. Buna örnek olarak Artem Oganov ve arkadaşları verilebilir, bu grup 2012 yılında Dünya'nın çekirdeğindeki oksitler ve silikatların küçük miktarda ksenon safsızlıkları içerdiğini öne sürdü.
Ksenon-demir yapısının üstten (soldaki resim) ve çokgensel (sağdaki resim) gösterimi. Demir atomları altın, ksenon atomları da mavi renkle gösterilmiştir © NPG.
Hesapsal fizikçi Yanming Ma ve Jilin Üniversitesi'nde (Çin) çalışan arkadaşları kendi elektronik yapı algoritmalarını kullanarak Dünya'nın iç çekirdeğindeki aşırı yüksek basınç ve sıcaklıklar altında ksenonun demir ve nikel ile (çekirdeğin birincil bileşenleridir) çok sayıda kararlı metaller arası bileşikler oluşturabileceğini ortaya çıkardılar. Bunlar arasında en kararlı olanları XeFe3 ve XeNi3'tür. University College London'daki Chris Pickard grubu tarafından geliştirilen alternatif bir algoritma da benzer sonuçlar vermiş. Ma, şöyle diyor: “Ksenon-demir ve ksenon-nikel bileşikleri, ksenon için şu ana kadar Dünya'nın iç kısmında fiziksel ve enerjetik olarak kararlı olan tek bilinen bileşikleridir”. Hesaplarına göre argon ve kripton benzer bileşikler oluşturmamaktadır.
Oganov ve Shcheka bu basit kimyasal sonuçtan etkilenmişler ve Oganov'a göre “kimyada yeni bir dünyayı açan” asal bir gazın “kararlı ve stokiyometrik bir bileşiğinin keşfedilmesi” olayı ile karşı karşıyayız.
İki yazar da henüz bu sonucun kayıp ksenon paradoksunu çözmeye yeteceğini düşünmüyor. Oganov, araştırmacıların kendi verilerine göre ksenon bileşikleri çekirdekteki basınçlar altında kararsız olduğunun ortaya çıktığını belirtiyor ve demir ve nikelin nasıl olup da ksenon ile çekirdekte bileşik oluşturabileceğini soruyor.
Shcheka ise, jeokimyasal delillere göre kayıp ksenonun çok erken dönemde kaybolduğunu söylerken iç çekirdeğin Dünya tarihinin daha sonraki zamanlarında oluştuğunu belirtiyor ve şöyle bir soru soruyor: “Dünya'nın oluşumu ile çekirdek oluşumu arasındaki zaman zarfında ksenon nerede idi?”.

Kaynaklar
L Zhu et alNat. Chem., 2014, DOI: 10.1038/nchem.1925
S S Shcheka and H Keppler, Nature, 2012, 490, 531 (DOI:10.1038/nature11506)
Share:

0 yorum:

Yorum Gönder