Yıllar boyunca gezegenimize çarpan meteorların ardından Dünya’mızda ilginç bir gizem oluştu. Görünene göre, gezegenimizin atmosferinde büyük miktarda ksenon (Xenon) kayıp. Peki ama bu ne anlama geliyor?
Bazıları Dünya’dan daha yaşlı olan meteorlar bize Güneş Sistemi’nin erken dönemleri ve kendi gezegenimiz hakkında fikir veriyor. Kayalık gezegenler bu küçük cisimlerin bir araya toplanmasından oluşmuştur, dolayısıyla bize kendi erken gezegenimizin kimyasal yapısı hakkında ipuçları verebilirler.
Bu nedenle, bilim insanlarının karbonlu kondritlerde (eski, karbon açısından zengin göktaşları) ksenon seviyelerinin diğer gazlara oranla beklediğimizden çok daha yüksek olduğunu bulmaları oldukça şaşırtıcı oldu. Bu kayalar, Güneş Sistemi’nin ilk dönemlerindeki gaz oranları hakkında bilgi verdiğinden dolayı, mevcut atmosferimizdeki ksenon miktarının beklentilerin yüzde 10’u civarında olduğunu gösteriyor. Ksenonun diğer elementlerle çok zor bir şekilde reaksiyona girmesi, bu durumu daha da kafa karıştırıcı bir hale getiriyor.
Kayıp ksenonu araştıran 2018 tarihli bir makalenin başyazarı Elissaios Stavrou, o dönemde yaptığı bir açıklamada “Ksenon, soygazlar olarak adlandırılan yedi elementten oluşan bir ailenin üyesidir; bunlardan bazıları, helyum ve neon gibi, herkesin bildiği isimlerdir” diyor ve devam ediyordu: “İsimleri kimyasal uzaklıklarından geliyor; normalde diğer elementlerle birleşmezler veya reaksiyona girmezler.”
Dünya'nın çekirdeğinde veya buzullarda mı gizleniyor?
Argon ve kripton gibi diğer soygazlar atmosferimizde ve beklediğimiz oranlarda bulunuyor. Kayıp ksenon'un nereye gittiği ise bilinmiyor. Ancak ksenonun minerallerde, Dünya’nın çekirdeğinde ve hatta buzullarda saklanabileceğine dair öneriler var.
2018 tarihli makalenin ekibi, ksenonun aşırı basınç altında diğer elementlerle bileşikler oluşturabildiğini buldu. Ortak yazar Alexander Goncharov, “Çalışmamız, Dünya’nın çekirdeğinde bulunan koşullar altında var olan daha önce teorileştirilmiş demir ve ksenon bileşiklerinin ilk deneysel kanıtını sağlıyor” dedi ve devam etti: “Ancak, bu tür bileşiklerin Dünya tarihinin erken dönemlerinde, çekirdek hala oluşuyorken ve gezegenin iç kısmındaki baskılar şu anki kadar büyük olmadığında oluşmuş olması pek olası 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. Ancak, eğer bu doğruysa, diğer ağır gazlar argon ve kripton atmosferimizden kaybolmazken, Dünya’nın atmosferi zayıfken neden yalnızca ksenonun uzaya sürüklendiğinin açıklanması gerekir.
Stavrou’nun da aralarında bulunduğu bir ekip bu fikri destekleyen kanıtlar buldu. Ekip, çalışmalarında, Dünya’nın mantosunda bulunanlara benzer sıcaklık ve basınçlarda ksenon ve argonu perovskit içinde çözmeyi denedi. Buradaki fikir, ksenonun mantonun çoğunu oluşturan magnezyum silikat perovskitin içinde gizlenmiş olabileceğiydi.
Araştırmanın ortak yazarlarından Hans Keppler Nature ile yaptığı görüşmede “Soygazları perovskite doldurmanın mümkün olabileceğinden oldukça emindim” dedi ve ekledi: “Orada ksenon olabileceğinden şüpheleniyordum.”
Ancak araştırmacılar, argonun perovskit içerisinde çözünebildiğini, ksenonun ise yalnızca eser seviyelerde çözündüğünü buldu. Bu, araştırmacılara büyük miktarda ksenonun uzaya taşındığı, diğer soy gazların ise perovskitin içinde güvenli 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 çünkü Dünya tarihinin çok erken dönemlerinde saklanacak bir yeri yoktu.”
Ekip, atmosferimizdeki ksenona göre kripton ve argonun göreceli bolluğunun kabaca bu elementlerin perovskitte ne kadar çözünür olduğuyla ilgili olduğunu ekledi. Ancak bu fikirle ilgili sorular da bulunuyor.
Eğer Dünya'nın ksenonunu tüketen mekanizma buysa, bunun Mars için de geçerli olması gerekir. Mars’ın ince atmosferinde az miktarda ksenon bulunuyor. Ancak Mars’ın bunu açıklamaya yetecek kadar ksenonu yakalayabilecek perovskite sahip olup olmadığı sorusu hala cevaplanmış değil.