Почему аргон вместо другого благородного газа?

Я заметил, что в атмосфере Земли и Марса есть немного аргона (от 1% до 2%). Я также проверил Венеру, у которой 0,007% аргона, но это все же больше, чем у любого другого благородного газа в атмосфере Венеры.

Я проверил 4 внешние газовые планеты, а также лунный Титан, и по большей части не смог найти Аргон, включенный в их состав атмосферы. В списке Юпитера содержится очень небольшое количество следа аргона, который трудно интерпретировать, поскольку он перечисляет его как относительно гелия, а затем относительно Юпитера / Солнца, что бы это ни значило. Титан Луны указан как имеющий след аргона без указания каких-либо чисел. Другие не упомянули Аргон.

Так почему на каменистых планетах, как правило, есть аргон, а на газообразных - нет?

Почему именно аргон? Предположительно, гелий слишком легкий, и он всплывает наверх и уносится солнечным ветром. Однако между гелием и аргоном существует один благородный газ, а именно неон. Так почему же в атмосфере нет неона, а не аргона?

Edit: Может быть , внешние планеты действительно имеют Аргон, но все опускались на дно и , таким образом , мы не обнаружить его? Мне также любопытно, где Аргон находится в «пищевой цепи» ядерного синтеза для средней звезды, такой как наше Солнце. Мне трудно понять, как Аргон-40 будет более густонаселенным, чем Неон-20.

Если немного почитать об этом, у меня может быть ответ, хотя заслуга в том, что кредит заслуживает, ответ на самом деле не мой:

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

Когда планеты объединились, вероятно, было очень мало льдов / газа вокруг внутренних планет, когда они сформировались, а также атмосферы и воды Земли (CH4, NH3, CO2 и H20 являются 4 наиболее распространенными за пределами ледяных линий льда ). Скорее всего, они произошли от астероидов и метеоров, которые образовались за пределами линии замерзания, а затем рухнули на землю.

Неон является 5-м наиболее распространенным элементом в Млечном Пути, но, поскольку все благородные газы имеют очень низкие точки замерзания, он, вероятно, не будет распространен даже на кометах или метеорах по той же причине, по которой вода или CO2 не распространены в пределах морозной линии Неон и другие благородные газы, вероятно, остаются свободными и не накапливаются на кометах или метеорах в больших количествах. (Я посмотрел, но не смог найти статью, чтобы проверить это).

Но если кометы имеют низкое содержание благородного газа, то мы должны искать альтернативный источник. Имея это в виду и возвращаясь к первому звену, аргон образуется в результате радиоактивного распада калия 40, и это объясняет его относительное содержание по сравнению с более распространенным благородным газом, неоном. Гелий (альфа-частицы) также вырабатывается внутри Земли, а радон тоже в небольших количествах, но радон также разлагается - это не связано с вашим вопросом.

Если аргон на планетах происходит в основном из калия 40, вы должны ожидать, что количество аргона будет примерно таким же, как и количество калия на планете, а не процентным содержанием атмосферы. Второй фактор, то, сколько вылетает с планеты в течение длительных периодов времени, также является фактором. Венера должна быть в состоянии удерживать большую часть своего аргона, основываясь на атомном весе (40), аналогичном СО2 (44), но если со временем она потеряет даже крошечный процент своего аргона, это тоже будет фактором.

Теперь, чтобы увидеть, возможно ли это, мне нужно набрать несколько цифр, но я предупреждаю вас, моя математика может быть немного ржавой.

Калий в 7 - й самый распространенный элемент в литосфере Земли около 0,26% и около 0,0117% от этого Калий Калий 40. Использование очень грубую оценку в тонн для земной коры, около или 6,7 триллионов тонн калия 40 в настоящее время в земной коре. (Вероятно, в мантии немного больше, поэтому эти цифры приблизительны)$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}$

С периодом полураспадаиз примерно 1,248 миллиардов лет, это достаточное время для более чем трех периодов полураспада, если мы начнем после поздней тяжелой бомбардировки, которая предполагает, что чуть более 7/8 от первоначального калия 40 в земной коре разложилось на аргон 40, поэтому должно быть Учитывая возраст Земли и изобилие калия 40, чуть более чем в 7 раз больше 6,7 триллиона тонн, или, скажем так, приблизительный пример и скажем, чуть более 50 триллионов тонн аргона, который образовался на земле в результате распада калия. (Я игнорирую все, что могло быть произведено до поздней тяжелой бомбардировки, потому что я предполагаю, что это могло привести к тому, что часть атмосферы сдулась бы с Земли или нагрелась бы настолько, чтобы Солнце могло ее сдувать). Кроме того, проведя небольшое исследование, только 11% калия 40 распадается на аргон 40, 89% подвергается бета-распаду на кальций 40, так что для этого,

Масса атмосферы составляет около 5140 триллионов тонн, и 1,288% от этого (по массе, а не по объему) = около 66 триллионов тонн, поэтому аргон, который мы должны ожидать от распада калия 40, и количество аргона в атмосфере довольно близко , Некоторое количество аргонового газа могло бы уйти, а некоторые все еще должны быть пойманы в ловушку внутри Земли, но цифры достаточно близки, чтобы работать, и я думаю, что это, скорее всего, ответ. Это также говорит о том, что Земля потеряла относительно мало аргона в космосе, что также соответствует статье об атмосферном побеге.

Второй способ взглянуть на это состоит в том, что Argon 40 составляет 99,6% аргона в атмосфере, и звездный нуклеоз, вероятно, не будет учитывать соотношение где-либо близко к этому (не типичная звездная связь, но Википедия говорит, что Argon 36 является наиболее общий изотоп). Распад калия 40 объясняет соотношение аргон40 к 99,6%.

Если мы применим аналогичную оценку к Венере с атмосферой Венеры, примерно в 94 раза превышающей массу Земли, и предположим, что в коре Венеры вырабатывается аналогичное количество аргона-40, то можно ожидать примерно 1,28% / 60 или около 0,02% аргона к массы в атмосфере Венеры или, возможно, если Земля потеряла довольно большую долю своих более легких элементов земной коры после гигантского удара, мы можем ожидать немного больше, чем на Венере, возможно, 0,03% или 0,04%, по приблизительным оценкам. Используя ваше число 0,007%, это меньше, чем я рассчитываю, но Венера могла бы потерять более высокую долю аргона, чем Земля, и выпускать захваченный газ внутри своей коры могло бы быть медленнее, чем у Земли, потому что она не имеет тектоника плит, поэтому номер для Венеры тоже выглядит «примерно правильно». Это калий 40 в коре. Я'

Интересный вопрос. Я узнал кое-что, исследуя это.

почему именно аргон?

И гелий, и неон довольно легкие, имеют тенденцию легко испаряться даже при низких температурах и химически инертны. По всем этим причинам они, как правило, не попадают в ловушку при формировании планет - а когда они попадают в ловушку, они легко просачиваются.

Аргон достаточно тяжелый, чтобы нелегко вылететь в космос, поэтому некоторая его часть может оставаться в атмосфере в течение более длительного времени.