Чому аргон замість іншого благородного газу?

Я помітив, що в атмосферах Землі та Марса є трохи аргону в них (1% до 2%). Я перевірив також Венеру, яка містить 0,007% аргону, але це все-таки більше, ніж будь-який інший благородний газ в атмосфері Венери.

Я перевірив 4 зовнішні газові планети, плюс Місяць Титан, і здебільшого не міг знайти Аргон, занесений до їх атмосферного складу. Юпітер перерахований як такий, що містить дуже маленьку кількість аргону, що важко інтерпретувати, оскільки він перераховує його відносно гелію, а потім відносно Юпітера / Сонця, що б це не означало. Місячний Титан вказаний як такий, що містить слідовий аргон, не вказуючи жодних чисел. Інші не згадували про Аргона.

Так чому у скелястих планет, як правило, є аргон, а газоподібні планети - ні?

Чому саме аргон? Імовірно, гелій занадто легкий і буде випливати на вершину і вибиватися сонячним вітром. Однак між гелієм та аргоном є один благородний газ, а саме - неон. То чому б ми не маємо неону в нашій атмосфері замість аргону?

Edit: Може бути , зовнішні планети дійсно мають Аргон, але все опускалися на дно і , таким чином , ми не виявити його? Мені також цікаво, де Аргон лежить у "ланцюзі харчування" ядерного синтезу для середньої зірки, як наше Сонце. Мені важко бачити, як Аргон-40 буде більш населеним, ніж Неон-20.

Трохи прочитавши це питання, я можу відповісти, хоча кредит, де належить кредит, відповідь насправді не моя:

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

Коли планети зрослися, ймовірно, що навколо їх внутрішніх планет було дуже мало льодів / газу, а атмосфера та вода Землі (CH4, NH3, CO2 та H20 - 4 найпоширеніші поза льодом лінії морозу ). Вони, ймовірно, походили від астероїдів і метеорів, які утворилися за межами лінії морозу і згодом врізалися на землю.

Неон - це 5-й найпоширеніший елемент на молочному шляху, але оскільки всі благородні гази мають дуже низькі точки замерзання, це, мабуть, не дуже часто навіть на кометах або метеорах з тієї ж причини, що вода або СО2 не є звичайними у морозній лінії , Неон та інші благородні гази, ймовірно, залишаються вільними і не збираються на комети або метеори у великих кількостях. (Я подивився, але не зміг знайти статтю, щоб підтвердити це).

Але якщо комети мають низький вміст благородного газу, то нам доведеться шукати альтернативне джерело. Зважаючи на це, і повертаючись до першого посилання, Аргон виробляється радіоактивним розпадом калію 40, що пояснює його відносне достаток порівняно з більш поширеним благородним газом Neon. Гелій (альфа-частинки) також виробляється всередині землі, а Радон занадто малий, але Радон також розпадається - це, однак, не пов'язане з вашим питанням.

Якщо аргон на планетах походить в основному з калію 40, то слід очікувати, що кількість аргону має приблизно подібне співвідношення до кількості калію на планеті і не буде відносно відсотка атмосфери. Другий фактор, скільки вибухає планети протягом довгих періодів часу, також є фактором. В цілому Венера повинна мати можливість зберегти велику частину свого Аргону на основі атомної ваги (40), подібної до СО2 (44), але якщо вона втратить навіть невеликий відсоток свого Аргону з часом, це теж буде фактором.

Тепер, щоб побачити, чи це можливо, я повинен запустити деякі цифри, але попереджаю вас, моя математика може бути трохи іржавою.

Калій - це 7-й найпоширеніший елемент у літосфері Землі, що становить приблизно 0,26% і приблизно 0,0117% цього калію - калій 40. Використовуючи дуже приблизну оцінку в земній корі в т, приблизно або 6,7 трильйона тонн калію 40 в даний час в земній корі. (Напевно, у мантії є трохи більше, тому ці цифри є приблизними) ( 2,3 × 10 19 ) × ( 2,5 × 10 - 3 ) × ( 1,17 × 10 - 4 ) = 6,7 × 10 $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}$

З половиною життяприблизно 1,224 мільярда років, це достатньо часу для більш ніж 3 половини життя, якщо ми почнемо після пізнього важкого обстрілу, який говорить про те, що трохи більше 7/8-ї частини первісного калію 40 в земній корі розпалося на аргон 40, тому повинно бути , враховуючи вік Землі та достаток Калію 40, трохи більше 7 разів 6,7 трлн тонн, або, давайте змогу сказати трохи більше 50 трлн тонн аргону, який утворився на землі внаслідок розпаду Калію. (Я ігнорую будь-яке, що могло бути вироблено до пізнього важкого обстрілу, тому що я припускаю, що могло б підірвати частину атмосфери з землі або нагріти атмосферу достатньо, щоб сонце здувало частину). Крім того, зробивши невеликі дослідження, лише 11% калію 40 розпадається на аргон 40, 89% зазнає бета-розпаду в кальцій 40, так що для цього можна працювати,

Маса атмосфери становить близько 5140 трлн тонн, і 1,228% від цього (за масою, а не за обсягом) = близько 66 трлн тонн, тому Аргон, який слід очікувати від розпаду калію 40, а кількість аргону в атмосфері досить близький . Деякий газ аргону, можливо, втік, а деякі все-таки повинні потрапити в землю, але цифри є досить близькими для роботи, і я думаю, що це дуже вірогідна відповідь. Це також говорить про те, що Земля втратила аргон відносно мало в космосі, що також відповідає статті Атмосферні втечі.

Другий спосіб поглянути на це - аргон 40 складає 99,6% аргону в атмосфері, а зоряний нуклеоз, швидше за все, не міг би бути співвідношенням, близьким до цього (не типове зоряне посилання, але Вікіпедія говорить, що Аргон 36 - це найбільше загальний ізотоп). Розпад калію 40 пояснює співвідношення 99,6% аргону40.

Якщо ми застосуємо аналогічну оцінку до Венери, коли атмосфера Венери приблизно в 94 рази перевищує масу Землі, і ми припускаємо, що аналогічна кількість аргону-40 виробляється в корі Венери, ми могли б приблизно очікувати 1,28% / 60 або приблизно 0,02% аргону на маси в атмосфері Венери або, можливо, якщо Земля втратила досить велику частку легших елементів кори після гігантського удару, ми можемо очікувати трохи більше, ніж на Венері, можливо, 0,03% або 0,04% як приблизна оцінка. Використовуючи ваше число 0,007%, це менше, ніж я порахував, що має бути, але Венера могла втратити більшу частку аргону, ніж Земля, і, можливо, повільніше випускати захоплений газ всередині своєї кори, ніж Земля, оскільки його немає тектоніка плит, тому число для Венери виглядає і "приблизно правильно". Це Калій 40 в корі. Я '

Цікаве запитання. Я дізнався щось, досліджуючи це.

чому саме Аргон?

І гелій, і неон досить легкі, мають тенденцію до легкого випаровування навіть при низьких температурах і хімічно інертні. З усіх цих причин вони, як правило, не потрапляють у пастку, коли утворюються планети - і коли вони потрапляють у пастку, вони легко витікають.

Аргон просто досить важкий, щоб легко не втекти в космос, тому деяка його частина може довше затримуватися в атмосфері.