深層シリケートに留まったクセノンのハデウム同位体分化
Igor Rzeplinski1, Chrystèle Sanloup2, Eric Gilabert3
1Sorbonne Université, CNRS, Muséum National d'Histoire Naturelle, Institut de Minéralogie, de Physique des matériaux et de Cosmochimie, UMR7590, Paris, France.
Nature
|June 22, 2022
まとめ
地球と火星の大気中のクセノン (Xe) 枯渇は,重量のXeイソトープを捕まえたマグマの海洋現象によって説明される. その後の地質学的過程で 閉じ込められたXEが放出され 失われたXEの問題は解決されました
科学分野:
- 惑星科学
- 地化学
- 大気科学
背景:
- 高貴なガス,特にクセノン (Xe) は惑星の大気形成を理解するために重要なトレーサーです.
- 惑星科学における重要な謎は,地球と火星で観測された大気のXEとより軽い同位体の枯渇です.
- これまでのモデルは,このXEの枯渇の背後にあるメカニズムを完全に説明できませんでした.
研究 の 目的:
- 惑星形成に関連する高圧,高温の実験条件下でクセノンとクリプトンの振る舞いを調査する.
- 大気中のクセノンの枯渇とその同位体の構成を説明する新しいシナリオを提案する.
- 惑星の大気の形成におけるマグマの海洋段階の役割を明らかにする.
主な方法:
- フィールドスパートとオリビンのサンプルを用いた高圧および高温条件の実験シミュレーション.
- ミネラルサンプルを空気や窒素で薄められたクセノンとクリプトンに曝露する.
- 実験後の鉱物サンプルにおけるクセオンの同位体濃縮とXE/Kr比の分析.
主要な成果:
- フィールドスパートとオリビンの試料は重キセノン同位体で有意に濃縮された (+0. 8から+2. 3‰/AMU).
- サンプルではクセノンがクリプトンよりも濃度が高いことが示され,Xeが優先的に捕らえられていることが示された.
- 観測された重イソトープ濃縮は,より大きな捕獲の可能性のある最小値を示唆しています.
結論:
- 原惑星期の複数のマグマ海洋段階と大気の損失は,Xeの枯渇のための実行可能なメカニズムを提供します.
- これらの出来事は,より重いXE同位体の惑星内部の特権捕獲につながった.
- 大陸の侵食と地殻の再利用により 分割された重型クセノンが 地球の二次大気中に放出される可能性が高い.
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