为什么用氩气代替其他稀有气体?


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我注意到地球和火星的大气中都含有少量的氩气(1%至2%)。我也检查了维纳斯,它的氩气含量为0.007%,但仍比维纳斯大气中的任何其他稀有气体都要多。

我检查了4个外部气体行星,再加上月亮土卫六,大部分都找不到在其大气成分中列出的氩气。木星被列出为具有极微量的氩,这很难解释,因为它是相对于氦,然后相对于木星/太阳列出的,无论其含义如何。列出的泰坦月球具有痕量氩气,但未指定任何数字。其他人没有提到氩气。

那么,为什么岩石行星倾向于带有氩气,而气态行星却没有?

为什么要使用氩气?据推测,氦气太轻,会漂浮到顶部并被太阳风吹走。但是,氦气和氩气之间只有一种稀有气体,即氖气。那么为什么我们的气氛中没有氖而不是氩呢?

编辑:也许外行星确实有氩气,但它们都沉到了底部,因此我们没有发现它?我也对氩在我们太阳这样的普通恒星在核聚变的“食物链”中的位置感到好奇。我很难看到Argon-40会比Neon-20人口更多。



@ HDE226868嗯,是的。即便如此,氩被列为比氦稀5个数量级,所以我仍然认为这使外层气体行星有所不同。
DrZ214 '16

实际上,泰坦也是如此
HDE 226868

@ HDE226868我要说的是,内部行星的大气中的氩气明显大于外部行星(以及土卫六)的大气,这使它们有所不同。
DrZ214 '16

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下面是长答案,这里是短答案。AR40的丰度相比氩36和氩38表明,它来自钾40. en.wikipedia.org/wiki/...
userLTK

Answers:


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仔细阅读一下,我可能会有一个答案,尽管应归功于应得的荣誉,但答案并不是我真正的:

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

当行星合并时,形成行星的内部行星周围可能只有很少的冰/气体,并且地球的大气层和水(CH4,NH3,CO2和H20是霜冻线以外最常见的4种)。这些可能来自在霜冻线外形成的小行星和流星,后来坠落到地球上。

霓虹灯是银河系中排名第五的最常见元素,但由于所有稀有气体的凝点都非常低,因此即使在彗星或流星上,霓虹灯也可能不太常见,原因是水或二氧化碳在霜冻线内并不常见,氖气和其他稀有气体可能会保持自由状态,不会大量聚集在彗星或流星上。(我看过,但是找不到文章来验证这一点)。

但是,如果彗星的惰性气体含量较低,那么我们就必须寻找替代来源。考虑到这一点,回到第一个环节,氩是由钾40的放射性衰变产生的,这可以解释说与较常见的稀有气体氖相比,氩是相对丰度的。氦(Alpha粒子)也会在地球内部产生,Rad含量太小,但but也会衰变-但这与您的问题无关。

如果行星上的氩主要来自40号钾,那么您应该期望氩的含量与行星上的钾含量具有大致相似的比率,而不是相对于大气百分比。第二个因素,是长时间内从行星上吹走多少也是一个因素。一般来说,金星应该能够基于原子量(40)保留与二氧化碳(44)相似的大部分氩气,但是如果随着时间的流逝,即使它损失了很小一部分氩气,那也是一个因素。

现在,看看是否有可能,我应该计算一些数字,但是我警告您,我的数学可能有些生疏。

2.3×10192.3×1019×2.5×10-3×1.17×10-4=6.7×1012或目前地壳中的6.7万亿吨40钾 (在地幔中可能还有更多,所以这些数字很粗略)

随着半衰期在大约12.48亿年的时间里,如果我们在后期重磅轰炸之后开始,那将有足够的时间用于超过三分之二的寿命,这表明地壳中原始钾40的7/8分之多已经腐烂成氩40了,所以应该有考虑到地球的年龄和丰富的40钾,是6.7万亿吨的7倍多,或者说,由于钾衰变而在地球上形成的50万亿吨的氩。(我忽略了在后期重磅轰炸之前可能产生的任何物质,因为我认为可能将某些大气层吹离了地球,或者加热了足以使太阳将其吹散掉的大气层)。此外,通过一些研究,钾40的降解只有11%变成了氩40,89%的β降解了到钙40,因此要使其起作用,

大气质量约为5140万亿吨,其中1.288%(按质量而非体积计)=约66万亿吨,因此我们应该从钾40衰变中预期到的氩气和大气中的氩气量非常接近。一些氩气可能已经逸出,有些仍然应该被困在地球内部,但数量足够接近,无法工作,我认为这很可能是答案。这也表明地球在太空中损失的氩气相对较少,这也符合《大气逃逸》的文章。

第二种看待方式是,氩40占大气中氩的99.6%,恒星核病可能不会占比接近这个比例(不是典型的恒星链接,但维基百科说,氩36是最重要的常见同位素)。钾40的衰变确实解释了99.6%的Ar 40比率。

如果我们对金星进行类似的估算,金星大气层的质量约为地球质量的94倍,并且我们假设金星的地壳中产生的Argon-40数量相似,那么我们可以大致预期到1.28%/ 60或约0.02%的Argon金星大气层中的质量,或者,如果在巨大撞击之后地球损失了其轻质地壳元素的很大一部分,我们可能会期望比金星上的高一些,大概是0.03%或0.04%。使用您的0.007%的数字,这比我计算的要低,但是金星可能损失了比地球更多的氩气,而且它释放出的地壳中滞留气体的速度可能比地球还慢,因为它没有板块构造,所以金星的数字也看起来“大约正确”。是地壳中的钾40。一世'

有趣的问题。我学习了一些东西。


因此,也许为了总结一下OP,出于您刚才所说的原因,将Argon用作大气除气指标。这也是地球大气虽然更次级/更三次的原因之一,而在金星上则更为原始,因为不会发生太多的放气/构造。
AtmosphericPrisonEscape

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为什么是氩?

氦气和氖气都非常轻巧,即使在低温下也易于蒸发,并且是化学惰性的。由于所有这些原因,它们在形成行星时往往不会被束缚-当它们被束缚时很容易泄漏出去。

氩气足够重,无法轻易逃逸到太空中,因此其中的一部分可能会在大气中停留更长的时间。

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