왜 다른 고귀한 가스 대신 아르곤이 필요한가?

나는 지구와 화성의 대기가 그들 안에 약간의 아르곤을 가지고 있음을 알아 차 렸습니다 (1 %에서 2 %). 나는 아르곤이 0.007 % 인 비너스도 확인했지만 여전히 비너스 분위기의 다른 고귀한 가스보다 많습니다.

나는 4 개의 외부 가스 행성과 달의 타이탄을 확인했으며 대부분 대기 조성에 나열된 아르곤을 찾을 수 없었습니다. 목성은 매우 작은 미량 의 아르곤을 가진 것으로 표시되는데, 이는 그것이 의미하는 바에 상관없이 헬륨에 대해 그리고 목성 / 일에 대해 나열하기 때문에 해석하기 어렵습니다. 달 타이탄은 숫자를 지정하지 않고 추적 아르곤 이있는 것으로 표시됩니다 . 다른 사람들은 아르곤을 언급하지 않았습니다.

그렇다면 왜 바위 같은 행성에는 아르곤이있는 경향이 있지만 기체 행성에는 없는가?

왜 아르곤인가? 아마도 헬륨이 너무 가벼워서 상단으로 떠서 태양풍에 의해 넘어 질 것입니다. 그러나 헬륨과 아르곤, 즉 네온에는 고귀한 가스가 있습니다. 그렇다면 왜 아르곤 대신 대기에 네온이 없습니까?

편집 : 아마도 외부 행성에 아르곤 이 있을 수 있지만 모두 바닥에 가라 앉았으므로 감지하지 못합니까? 또한 아르곤이 태양과 같은 평균 별을위한 핵융합의 "식품 사슬"에 어디에 있는지 궁금합니다. 그래도 Argon-40이 Neon-20보다 더 인구가 많은 것을 보는 데 어려움을 겪고 있습니다.

이것에 대해 조금만 읽으면 대답이있을 수 있습니다. 신용이 필요한 곳에서는 신용이 있지만 그 대답은 실제로는 아닙니다.

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

행성들이 합쳐 졌을 때, 행성들이 형성되었을 때 내부 행성 주위에는 얼음 / 가스가 거의 없었을 것입니다. 그리고 지구의 대기와 물 (CH4, NH3, CO2 및 H20은 서리 선 얼음 외부에서 가장 흔한 4 개입니다 ). 이것들은 서리 선 바깥에 형성되어 나중에 지구에 추락 한 소행성과 유성에서 나왔을 것입니다.

네온은 은하수에서 다섯 번째로 가장 흔한 요소 이지만 모든 고귀한 가스는 얼어 붙는 점이 매우 낮기 때문에 서리 선 내부에서 물이나 이산화탄소가 일반적이지 않은 것과 같은 이유로 혜성이나 유성에서도 흔하지는 않습니다. , 네온 및 기타 고귀한 가스는 무료로 유지되며 혜성이나 유성에 많은 양을 모으지 않습니다. (나는 보았지만 그것을 확인할 기사를 찾을 수 없었다).

그러나 혜성에 희귀 가스 함량이 낮은 경우 대체 소스를 찾아야합니다. 이를 염두에두고 첫 번째 링크로 돌아 가면 아르곤은 칼륨 40의 방사성 붕괴에 의해 생성되며 이는 일반적인 희가스 인 네온에 비해 상대적 풍부함을 설명합니다. 헬륨 (알파 입자)도 지구 내부에서 생성되며 라돈은 너무 소량이지만 라돈도 부패합니다-그것은 당신의 질문과 관련이 없습니다.

행성의 아르곤이 주로 칼륨 40에서 나온다면, 아르곤의 양은 행성의 칼륨 양과 대략 비슷한 비율을 가질 것이며 대기의 비율에 비례하지 않아야합니다. 두 번째 요인, 오랜 기간 동안 지구에서 얼마나 많이 날아가는 가도 한 가지 요인입니다. 일반적으로 금성은 CO2 (44)와 비슷한 원자량 (40)을 기준으로 많은 아르곤을 보유 할 수 있어야 하지만, 시간이 지남에 따라 아르곤의 작은 비율을 잃어버린 경우에도 마찬가지입니다.

이제 이것이 가능한지 알아보기 위해 몇 가지 숫자를 실행해야하지만 경고합니다. 내 수학은 약간 녹슬 수 있습니다.

칼륨은이다 7 번째로 가장 흔한 0.26에 대한 %로 지구의 지각의 요소를 그 칼륨의 0.0117에 대한 %가 사용 칼륨 (40)이다 매우 거친 추정치 의 , 지각에 대한 톤 약 또는 6.7 조 톤의 칼륨 40 지구의 지각에서. (맨틀에는 약간 더 많을 수 있으므로이 숫자는 대략적입니다)$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}$

A의 반감기약 1 억 2,248 억 년으로, 이는 우리가 늦게 폭격을 겪은 후 시작하면 30 분의 절반 이상의 삶에 충분한 시간입니다. 이는 지구 표면의 원래 칼륨 40의 7/8 이상이 아르곤 40으로 붕괴되었다는 것을 암시합니다. 지구의 나이와 칼륨 40의 풍부함을 감안할 때, 6.7 조 톤의 7 배 이상, 또는 칼륨 붕괴에 의해 지구상에 형성된 50 조 톤 이상의 아르곤을 야구장으로하자. (저는 폭격이 늦기 전에 생산되었을 수도있는 것을 무시하고 있습니다. 지구에서 일부 대기를 날려 버렸거나 태양이 일부를 날려 버릴 수있을 정도로 대기를 가열했을 수 있습니다.) 또한 약간의 연구를 수행하면 칼륨 40의 11 %만이 아르곤 40으로 붕괴하고 89 %는 칼슘 40으로 베타 붕괴를 겪습니다.

대기의 질량은 약 5,140 조 톤이며, 그 부피의 1.288 % (볼륨이 아닌 질량) = 약 66 조 톤이므로, 우리는 칼륨 40 붕괴에서 기대할 수있는 아르곤과 대기의 아르곤 양은 매우 가깝습니다 . 일부 아르곤 가스가 빠져 나왔을 수 있으며 일부는 여전히 지구 내부에 갇혀 있어야하지만 숫자는 작동하기에 충분히 가까우므로 그 답이 될 것 같습니다. 또한 지구가 우주에서 상대적으로 적은 아르곤을 잃어 버렸으며, 이는 대기 탈출 기사와도 일치한다고 제안합니다.

이 봐에 대한 두번째 방법은 아르곤 (40)는 분위기에서 아르곤의 99.6 %를 구성하고 스텔라 Nucleosis 가능성 (즉, 어느 곳에서든지 가까운 비율 아니 전형적인 별의 링크를 설명 할 것이지만이다 위키 백과는 아르곤 (36)가 가장 말한다 일반적인 동위 원소). 칼륨 40의 붕괴는 99.6 %의 Argon40 비율을 설명합니다.

비너스 대기와 함께 지구 질량의 약 94 배인 비슷한 비너스를 적용하고 비너스 크러스트에서 비슷한 양의 아르곤 -40을 생산한다고 가정하면 대략 1.28 % / 60 또는 약 0.02 %의 아르곤을 금성의 대기 질량 또는 아마도 지구가 거대 충격 후 가벼운 지각 요소의 상당 부분을 잃어버린 경우 금성의 경우보다 0.03 % 또는 0.04 % 정도 더 많은 것으로 예상 할 수 있습니다. 0.007 %의 숫자를 사용하면 계산해야 할 것보다 적지 만 금성은 지구보다 아르곤의 비율을 많이 잃을 수 있으며 지구보다 지각에 갇힌 가스를 방출하는 것이 느릴 수 있습니다. 판 구조론, 금성의 숫자도 "오른쪽"으로 보입니다. 빵 껍질에있는 칼륨 40입니다. 나는'

흥미로운 질문입니다. 나는 그것을 연구하는 것을 배웠다.

왜 아르곤인가?

헬륨과 네온은 매우 가벼우 며 저온에서도 쉽게 기화되는 경향이 있으며 화학적으로 비활성입니다. 이 모든 이유가 결합되어 행성이 형성 될 때 갇히지 않는 경향이 있으며, 갇 히면 쉽게 누출됩니다.

아르곤은 우주로 쉽게 빠져 나오지 않을 정도로 무겁기 때문에 일부는 대기 중에 더 오래 붙을 수 있습니다.