Mengapa argon bukannya gas mulia lainnya?

Saya perhatikan bahwa atmosfer Bumi dan Mars memiliki sedikit argon di dalamnya (1% hingga 2%). Saya memeriksa Venus juga, yang memiliki 0,007% argon, tapi itu masih lebih dari gas mulia lainnya di atmosfer Venus.

Saya memeriksa 4 planet gas luar, ditambah bulan Titan, dan sebagian besar tidak dapat menemukan Argon tercantum dalam komposisi atmosfernya. Jupiter terdaftar sebagai memiliki jumlah jejak Argon yang sangat kecil yang sulit untuk ditafsirkan karena terdaftar sebagai relatif terhadap helium dan kemudian relatif terhadap Jupiter / Sun, apa pun artinya. Bulan Titan terdaftar memiliki jejak argon tanpa menyebutkan angka. Yang lain tidak menyebutkan Argon.

Jadi mengapa planet berbatu cenderung memiliki argon, tetapi planet gas tidak?

Mengapa argon khusus? Agaknya helium terlalu ringan dan akan melayang ke atas dan tersingkir oleh angin matahari. Namun, ada satu gas mulia antara helium dan argon, yaitu neon. Jadi mengapa kita tidak memiliki neon di atmosfer kita daripada argon?

Sunting: Mungkin planet - planet luar memiliki Argon, tetapi semuanya tenggelam ke dasar dan dengan demikian kita tidak mendeteksinya? Saya juga ingin tahu tentang di mana Argon terletak di "rantai makanan" fusi nuklir untuk bintang rata-rata seperti Matahari kita. Saya mengalami kesulitan melihat bagaimana Argon-40 akan lebih padat daripada Neon-20 sekalipun.

Melakukan sedikit membaca tentang ini, saya mungkin punya jawaban, meskipun kredit di mana kredit jatuh tempo, jawabannya tidak benar-benar milik saya:

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

Ketika planet-planet bersatu, kemungkinan ada sangat sedikit es / gas di sekitar planet bagian dalam ketika mereka terbentuk dan atmosfer bumi dan air (CH4, NH3, CO2 dan H20 menjadi 4 yang paling umum di luar es garis es). Ini kemungkinan berasal dari asteroid dan meteor yang terbentuk di luar garis es dan kemudian jatuh ke bumi.

Neon adalah elemen ke - 5 yang paling umum di dalam milky-way, tetapi karena semua gas mulia memiliki titik beku yang sangat rendah, kemungkinan tidak terlalu umum bahkan pada komet atau meteor karena alasan yang sama bahwa air atau CO2 tidak umum di dalam garis es , Neon, dan gas mulia lainnya kemungkinan tetap gratis dan tidak mengumpulkan pada komet atau meteor dalam jumlah tinggi. (Saya melihat, tetapi tidak dapat menemukan artikel untuk memverifikasi itu).

Tetapi jika komet memiliki kandungan gas mulia yang rendah, maka kita harus mencari sumber alternatif. Dengan pemikiran itu, dan kembali ke tautan pertama, Argon diproduksi oleh peluruhan radioaktif Kalium 40 dan itu akan menjelaskan kelimpahan relatifnya dibandingkan dengan gas mulia yang lebih umum, Neon. Helium (partikel Alpha) juga diproduksi di dalam bumi dan Radon terlalu sedikit tetapi Radon juga meluruh - itu tidak terkait dengan pertanyaan Anda.

Jika Argon di planet terutama berasal dari Kalium 40, Anda harus memperkirakan jumlah Argon memiliki rasio yang hampir sama dengan jumlah kalium di planet dan tidak relatif terhadap persentase atmosfer. Faktor ke-2, seberapa banyak yang terhempas dari planet ini dalam jangka waktu yang lama juga merupakan faktor. Venus pada umumnya harus mampu mempertahankan sebagian besar Argonnya berdasarkan pada berat atom (40) mirip dengan CO2 (44), tetapi jika ia kehilangan bahkan sebagian kecil dari Argonnya dari waktu ke waktu, itu akan menjadi faktor juga.

Sekarang, untuk melihat apakah ini mungkin, saya harus menjalankan beberapa angka, tetapi saya memperingatkan Anda, matematika saya bisa sedikit berkarat.

$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}$atau 6,7 triliun ton Kalium 40 saat ini berada di kerak bumi. (Mungkin ada sedikit lebih adil di mantel, jadi angka-angka ini kasar)

Dengan setengah kehidupansekitar 1,248 miliar tahun, itu waktu yang cukup untuk lebih dari 3 setengah kehidupan jika kita mulai setelah pemboman berat akhir, yang menunjukkan sedikit lebih dari 7/8 dari Potassium 40 asli di kerak bumi telah membusuk menjadi Argon 40, jadi harus ada , mengingat usia Bumi dan kelimpahan Kalium 40, sedikit lebih dari 7 kali 6,7 triliun ton atau, mari kita kasar dan katakan sedikit lebih dari 50 triliun ton Argon yang terbentuk di bumi oleh peluruhan Kalium. (Saya mengabaikan apa pun yang mungkin telah dihasilkan sebelum pemboman berat akhir, karena saya berasumsi bahwa bisa saja meniupkan sebagian atmosfer dari bumi atau memanaskan atmosfer yang cukup untuk matahari meledakkan sebagian darinya). Juga, melakukan sedikit penelitian, hanya 11% dari Kalium 40 meluruh ke Argon 40, 89% mengalami peluruhan beta menjadi Kalsium 40, jadi agar ini berfungsi,

Massa atmosfer adalah sekitar 5.140 triliun ton, dan 1.288% dari itu (Secara massal, bukan volume) = sekitar 66 triliun ton, jadi Argon yang kita harapkan dari pembusukan Kalium 40 dan jumlah Argon di atmosfer cukup dekat . Beberapa gas Argon mungkin lolos dan sebagian masih harus terjebak di dalam bumi tetapi jumlahnya cukup dekat untuk bekerja dan saya pikir itu kemungkinan besar jawabannya. Ini juga menunjukkan bahwa Bumi telah kehilangan Argon yang relatif sedikit ke luar angkasa, yang juga cocok dengan artikel Atmospheric Escape.

Cara ke-2 untuk melihat ini adalah bahwa Argon 40 membentuk 99,6% Argon di atmosfer dan Stellar Nucleosis kemungkinan tidak akan memperhitungkan rasio di mana pun mendekati itu (bukan tautan bintang yang umum tetapi Wikipedia mengatakan Argon 36 adalah yang paling isotop umum). Pembusukan Kalium 40 tidak menjelaskan rasio Argon40 99,6%.

Jika kita menerapkan perkiraan yang mirip dengan Venus, dengan atmosfer Venus sekitar 94 kali massa Bumi, dan kita mengasumsikan jumlah yang sama dari Argon-40 yang diproduksi di kerak Venus, kita secara kasar dapat memperkirakan 1,28% / 60 atau sekitar 0,02% Argon oleh massa di atmosfer Venus atau mungkin, jika Bumi kehilangan bagian yang cukup tinggi dari elemen kerak yang lebih ringan setelah dampak raksasa, kita mungkin berharap sedikit lebih banyak daripada itu di Venus, mungkin 0,03% atau 0,04% sebagai perkiraan kasar. Dengan menggunakan angka 0,007% Anda, itu lebih rendah dari yang saya hitung, tetapi Venus bisa kehilangan bagian Argon yang lebih tinggi daripada Bumi dan mungkin juga lebih lambat melepaskan gas yang terperangkap di dalam keraknya daripada Bumi karena tidak memiliki lempeng tektonik, sehingga angka untuk Venus terlihat "hampir benar" juga. Ini adalah Kalium 40 dalam kerak. SAYA'

Pertanyaan menarik. Saya belajar sesuatu untuk meneliti itu.

mengapa Argon khusus?

Baik helium dan neon cukup ringan, cenderung mudah menguap bahkan pada suhu rendah, dan secara kimia lembam. Karena semua alasan ini digabungkan, mereka cenderung tidak terjebak ketika planet terbentuk - dan ketika mereka terjebak mereka bocor dengan mudah.

Argon cukup berat untuk tidak mudah keluar ke ruang angkasa, jadi sebagian kecil dari itu mungkin bertahan di atmosfer untuk waktu yang lebih lama.