یافته‌ هایی درباره گازهای نجیب

با هر نفسی که می‌کشیم، علاوه بر گازهای اکسیژن، دی اکسید کربن و نیتروژن، گاز آرگون و نیز نئون را نیز وارد ریه‌های خود می‌کنیم.

البته ریه‌های ما می‌تواند دو گاز آرگون و نئون را با بازدم به بیرون بفرستد. اما این چرخه فقط در انحصار سیستم تنفسی ما نیست و زمین نیز در سازوکاری این چنینی، گازهای جوی را به اعماق خود فرستاده و دوباره به سطح می‌آورد. گفتنی است بازه زمانی انجام این چرخه بسیار طولانی است.

آرگون و نئون جزو گازهای نجیب هستند که از زمان شکل گیری منظومه شمسی یعنی حدود 4.6 میلیون سال پیش از توده ای از گاز و غبار شکل گرفتند. گازهای نجیب همچنین با سایر عناصر موجود در طبیعت واکنش نمی‌دهند.

همین مساله که این گازها با سایر عناصر واکنش نمی‌دهند سبب می‌شود که بتوان از آنها به عنوان یک نشانگر برای درک هر چه بهتر نحوه تکامل زمین و اتمسفر استفاده کرد.

در زمین و نیز اتمسفر، شکل‌های مختلفی از نئون و آرگون (یعنی ایزوتوپهای مختلفی) از آنها وجود دارد. بررسی ترکیب ایزوتوپی و نیز غلظت آرگون و نئون به دام افتاده در مواد جدید که در اعماق پوسته به دام افتاده‌اند می‌تواند به درک منشا گازهای نجیب کمک کند.

زمین دارای لایه های مختلفی است. خارجی‌ترین لایه آن پوسته است و سپس به گوشته می‌رسیم که دارای صفحاتی لیتوسفری است. این صفحات به آرامی حرکت کرده و وقتی بهم می‌رسند، یکی از آنها زیر دیگری می‌رود. در طی دوره‌های زمانی طولانی (مثلا چندین میلوین ساله)، پوسته زمین به درون گوشته فرو می‌رود. در این میان، عناصر مختلف موجود در پوسته نیز زیر فشار گوشته تغییر ساختاری یافته و وقتی به سطح زمین می‌آیند، با مواد معدنی جدیدی روبرو می‌شویم.

این تیم پژوهشی به این نتیجه رسید که کشور گینه نو پاپوا این چرخه فرو رفتن پوسته در گوشته و بیرون آمدن را تجربه کرده است. آنها به این نتیجه رسیدند که صخره‌های شرق این منطقه از صفحات لیتوسفری استرالیا ایجاد شده‌اند. آنها همچنین متوجه شدند که برخی از مواد معدنی موجود در این منطقه (که اکنون بر روی سطح زمین قرار دارند) در واقع تحت فشاری بسیار زیاد در حدود 8 میلوین سال پیش در عمقی بیش از 90 کیلومتر شکل گرفته‌ند.

آنها همچنین با مطالعه کم‌سن‌ترین صخره مربوطه و ارزیابی ترکیب و غلظت ایزوتوپ‌های آرگون و نئون در آن به منبع گازهای متصل به مواد معدنی در آن پی بردند.

وجود گازهای نئون و آرگون در این مواد معدنی نشان می‌داد که این گازها در گوشته زمین به دام افتادند و درون مواد معدنی که تحت فشار زیاد به صورت بلور در آمده بودند قرارداشتند. علاوه بر این، مواد معدنی به سطح آمده طی میلیون‌ها سال تجزیه شده و گازهای نجیب را دوباره به اتسمفر وارد می‌کنند.

این پژوهش در نشریه Proceedings of the National Academy of Sciences منتشر شده است. 

No tags for this post.