Dünya’nın Ksenon Kayıpları: Gizemli Bir Durum
Yüzyıllar boyunca gezegenimize çarpan meteorlar, Dünya üzerinde ilginç bir gizemin ortaya çıkmasına neden oldu. Görünene göre, gezegenimizin atmosferinde büyük miktarda ksenon (Xenon) kaybolmuş durumda. Peki, bu durum ne anlama geliyor? Bazı araştırmalar, Dünya’dan daha eski olan meteorların, Güneş Sistemi’nin erken dönemleri ve kendi gezegenimiz hakkında önemli bilgiler sunduğunu göstermektedir. Kayalık gezegenler, bu küçük gök cisimlerinin bir araya gelmesiyle oluştuğu için, bu durum bize gezegenimizin kimyasal yapısı hakkında ipuçları verebilir.
Bu nedenle, bilim insanlarının karbonlu kondritlerde (eski, karbon açısından zengin göktaşları) ksenon seviyelerinin diğer gazlara oranla beklediğimizden çok daha yüksek olduğunu keşfetmeleri oldukça dikkat çekici oldu. Bu göktaşları, Güneş Sistemi’nin ilk dönemlerindeki gaz oranları hakkında bilgi verdiklerinden, mevcut atmosferimizdeki ksenon miktarının beklenenden yalnızca yüzde 10 civarında olduğunu gösteriyor. Ksenonun diğer elementlerle zor bir şekilde reaksiyona girmesi ise durumu daha da karmaşık 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” diyerek devam etti: “İsimleri kimyasal uzaklıklarından geliyor; normalde diğer elementlerle birleşmezler veya reaksiyona girmezler.”
Dünya’nın Çekirdeğinde veya Buzullarda mı Gizli?
Argon ve kripton gibi diğer soygazlar, atmosferimizde beklenen oranlarda bulunuyor. Ancak kaybolan ksenonun nereye gittiği hala bir muamma. Ksenonun minerallerde, Dünya’nın çekirdeğinde ya da hatta buzullarda saklanabileceğine dair bazı teoriler mevcut. 2018 tarihli makalenin ekibi, ksenonun aşırı basınç altında diğer elementlerle bileşikler oluşturabileceğini ortaya koydu. Ortak yazar Alexander Goncharov, “Çalışmamız, Dünya’nın çekirdeğinde bulunan koşullar altında var olan daha önce teorileştirilmiş demir ve ksenon bileşiklerinin ilk deneysel kanıtını sağlıyor.” açıklamasında bulundu ve ekledi: “Ancak, bu tür bileşiklerin, Dünya tarihinin erken dönemlerinde, çekirdek hala oluşurken ve gezegenin iç kısmındaki baskılar şu anki kadar büyük olmadığında oluşmuş olması pek olası değil.”
Diğer bir olasılık ise kaybolan ksenonun, göktaşlarının Dünya’yı bombalaması ve ilkel atmosferimizi uçurması sonucu uzaya taşınmış olabileceği. Eğer bu doğruysa, diğer ağır gazlar argon ve kripton atmosferimizden kaybolmazken, Dünya’nın atmosferi zayıfken neden yalnızca ksenonun uzaya sürüklendiği sorusunun açıklanması gerekiyor. Stavrou’nun da dahil olduğu bir ekip, bu fikri destekleyen bazı bulgular elde etti. Ekip, çalışmalarında, Dünya’nın mantosunda bulunan sıcaklık ve basınç koşullarında 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 bir 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 çözünebildiğini keşfetti. Bu durum, araştırmacılara büyük miktarda ksenonun uzaya taşındığı, diğer soygazların 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” diyerek, “Burada olmadığını söylüyoruz çünkü Dünya tarihinin çok erken dönemlerinde saklanacak bir yeri yoktu.” şeklinde açıkladı.
Ekip, atmosferimizdeki ksenona göre kripton ve argonun göreceli bolluğunun, kabaca bu elementlerin perovskitte ne kadar çözündüğü ile ilgili olduğunu belirtti. Ancak bu teorinin de bazı soruları beraberinde getirdiği ortaya çıkıyor. Eğer Dünya’nın ksenonunu tüketen mekanizma buysa, bu durumun Mars için de geçerli olması gerektiği düşünülüyor. Mars’ın ince atmosferinde az miktarda ksenon bulunmasına rağmen, Mars’ın bu durumu açıklayacak kadar ksenonu yakalayabilecek perovskite sahip olup olmadığı ise hala belirsizliğini koruyor.
