อัปเดตวันอังคารที่ 22 เมษายนเวลา 13:34 น. ET-
ซีนอนก๊าซส่วนใหญ่ที่นักวิทยาศาสตร์คาดว่าจะพบในชั้นบรรยากาศของโลกหายไป ตอนนี้นักวิจัยบอกว่าพวกเขาอาจมีคำตอบสำหรับปริศนานี้: ก๊าซอันสูงส่งนี้ซึ่งมักจะไม่ผูกพันกับอะตอมอื่น ๆ อาจทำปฏิกิริยาทางเคมีกับเหล็กและนิกเกิลในแกนกลางของโลก
ซีนอนคือก๊าซขุนนางเช่นเดียวกับก๊าซขุนนางอื่น ๆ เช่นฮีเลียมและนีออนส่วนใหญ่เป็นสารเคมีเฉื่อย นักวิทยาศาสตร์วิเคราะห์มานานแล้วซีนอนเพื่อศึกษาวิวัฒนาการของโลกและบรรยากาศ
น่าแปลกที่ระดับบรรยากาศของซีนอนมีน้อยกว่า 90 เปอร์เซ็นต์ที่นักวิทยาศาสตร์คาดการณ์ตามระดับของก๊าซขุนนางอื่น ๆ เช่นอาร์กอนและคริปทอน- -8 องค์ประกอบทางเคมีที่คุณไม่เคยได้ยิน-
"The Missing Xenon Paradox เป็นคำถามที่ยาวนาน" ผู้เขียนการศึกษา Yanming Ma นักฟิสิกส์การคำนวณและนักเคมีที่มหาวิทยาลัย Jilin ใน Changchun กล่าวจีน-
แม้ว่านักวิจัยบางคนแนะนำซีนอนนี้อาจหนีออกจากชั้นบรรยากาศไปสู่อวกาศนักวิทยาศาสตร์ส่วนใหญ่คิดว่ามันถูกซ่อนอยู่ในการตกแต่งภายในของโลก อย่างไรก็ตามผู้ตรวจสอบล้มเหลวในการหาวิธีที่โลกอาจรวมก๊าซนี้เข้ากับสารประกอบที่มีความเสถียรทางเคมี - ตัวอย่างเช่นไม่มีวิธีที่ทราบกันดีว่าน้ำแข็งหรือตะกอนในการจับซีนอนบนโลกซึ่งหมายความว่าควรหลบหนีเข้าไปในชั้นบรรยากาศ
การวิจัยที่ผ่านมาได้แนะนำแกนกลางของโลกอาจมีซีนอน อย่างไรก็ตาม "ความพยายามก่อนหน้านี้ทั้งหมดที่จะเกี่ยวข้องกับการจับซีนอนในแกนกลางของโลกล้มเหลว" Ma กล่าว
แกนกลางของโลกซึ่งมีมวลประมาณหนึ่งในสามของโลกทำจากเหล็กและนิกเกิล ในปี 1997 นักวิทยาศาสตร์รายงานการทดลองที่แนะนำซีนอนจะไม่ทำปฏิกิริยากับเหล็ก
“ จากการวิเคราะห์งานของพวกเขาอย่างรอบคอบอย่างไรก็ตามเราพบว่าการทดลองได้ดำเนินการเพียง 150 gigapascals ซึ่งเป็นแรงกดดันที่ห่างไกลจากแรงกดดันด้านในของโลกที่ 360 Gigapascals” Ma กล่าว (ในการเปรียบเทียบ 1 gigapascal มากกว่าเก้าเท่ามากกว่าความดันที่ด้านล่างของร่องลึกของมาเรียนาส่วนที่ลึกที่สุดของมหาสมุทร)
การวิจัยที่ผ่านมานี้ยังคาดการณ์สิ่งที่อาจเกิดขึ้นในทางทฤษฎีหากซีนอนถูกขังอยู่ที่แรงกดดันสูงที่พบในแกนภายในของโลกและสรุปว่าซีนอนจะไม่ผูกพันกับเหล็ก อย่างไรก็ตามการศึกษาก่อนหน้านี้สันนิษฐานว่าซีนอนจะก่อให้เกิด "ตาข่ายที่เต็มไปด้วยหกเหลี่ยม" โดยพื้นฐานแล้วตาข่ายของอะตอมคล้ายกับของแข็งที่มีใบหน้าด้านล่างและด้านบนเป็นรูปหกเหลี่ยมและใบหน้าด้านข้างเป็นรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้า สมมติฐานนี้เกิดขึ้นเพราะอะตอมเหล็กโดยปกติจะสร้างโครงสร้างประเภทนี้ด้วยอะตอมเหล็กอื่น ๆ
อย่างไรก็ตามแม่และเพื่อนร่วมงานของเขาให้เหตุผลว่าหากโครงสร้างของสารประกอบเหล็ก-xenon แตกต่างกันพวกเขาสามารถสร้างสารประกอบได้ การคำนวณของพวกเขาตอนนี้ชี้ให้เห็นว่าที่อุณหภูมิและแรงกดดันที่พบในระดับสูงหลักของโลกซีนอนสามารถผูกพันกับเหล็กและนิกเกิล โมเลกุลที่เสถียรที่สุดเหล่านี้คือหนึ่งที่มีอะตอมซีนอนหนึ่งอะตอมและอะตอมเหล็กสามอะตอม - Xefe3 - หรือหนึ่งอะตอมซีนอนและอะตอมนิกเกิลสามอะตอม - Xeni3 Xefe3 สร้างลูกบาศก์โปรตีนในขณะที่ Xeni3 สร้างขัดแตะซึ่งใบหน้าด้านบนและด้านล่างเป็น hexagons และใบหน้าด้านข้างเป็นรูปสามเหลี่ยม
การค้นพบนี้ชี้ให้เห็นว่าแกนกลางของโลกอาจเก็บซีนอนที่หายไปทั้งหมด “ เราหวังว่าการทดลองแรงดันสูงในอนาคตสามารถดำเนินการเพื่อยืนยันการคาดการณ์ของเรา” Ma กล่าว แรงกดดันสูงดังกล่าวสามารถทำได้โดยการบีบวัตถุระหว่างเพชร
อย่างไรก็ตามสำหรับการทดลองแรงดันสูงเหล่านั้น "อุณหภูมิสูงกว่า 6,000 เคลวิน (10,340 องศาฟาเรนไฮต์หรือ 5,727 องศาเซลเซียส) จะต้องใช้อุณหภูมิสูงหากไม่ได้ควบคุมอย่างเหมาะสม
มันยังคงไม่แน่ใจว่ามีผลกระทบอะไรบ้างถ้ามีสารประกอบซีนอนเหล่านี้อาจมีต่อวิวัฒนาการของแกนกลางของโลก “ สิ่งนี้จะต้องมีการวิเคราะห์อย่างลึกซึ้งยิ่งขึ้น” Ma กล่าว
นักวิทยาศาสตร์ให้รายละเอียดการค้นพบของพวกเขาทางออนไลน์ในวันที่ 20 เมษายนในวารสาร Nature Chemistry
หมายเหตุบรรณาธิการ:บทความนี้ได้รับการปรับปรุงเพื่อแก้ไขถ้อยคำแปลก ๆ ที่เกิดขึ้นระหว่างกระบวนการแก้ไข
ติดตามเรา@livescience-Facebook-Google+- บทความต้นฉบับเกี่ยวกับวิทยาศาสตร์สด-
