Η ανακύκλωση των ευγενών αερίων

Ορυκτά από την Παπούα Νέα Γουινέα κρατάνε το μυστικό για την ανακύκλωση των ευγενών αερίων.

Τα ευγενή ή αδρανή ή σπάνια αέρια είναι μια ομάδα με πολύ παρόμοιες ιδιότητες, άοσμα και άχρωμα . Η ονομασία αυτής της ομάδας δεν είναι σωστή αφού ούτε τελείως αδρανή είναι, ανίκανα δηλαδή για να λάβουν μέρος σε χημική αντίδραση, ούτε καν σπάνια, τουλάχιστον ορισμένα εξ αυτών (π.χ. το αργό υπάρχει σε ποσοστό 1% στην ατμόσφαιρα της Γης). 

Τα φυσικά ευγενή αέρια είναι τα εξής: το Ήλιο ,το Νέον ,το Αργό , το Κρυπτό ,το Ξένο και το Ραδόνιο που είναι και ραδιενεργό.

Με κάθε ανάσα που παίρνουμε, εισπνέουμε οξυγόνο όχι μόνο, αλλά και ένα μείγμα αερίων. Αυτό το μίγμα περιλαμβάνει το διοξείδιο του άνθρακα και του αζώτου, αλλά και ένα αέριο που ονομάζεται αργό. Το νέον, το αέριο που φωτίζει τις νυχτερινές πινακίδες των καταστημάτων, είναι επίσης στο μίγμα.

Οι  πνεύμονες μας ανακυκλώνουν ατμοσφαιρικό αργό και το νέο, μέσα και έξω με κάθε ανάσα, αλλά οι πνεύμονες δεν είναι μόνοι τους στο παιχνίδι της ανακύκλωσης. 

Η Γη, η ίδια, ανακυκλώνει τα ατμοσφαιρικά αέρια βαθιά μέσα της και τα μεταφέρει πίσω πάλι προς την επιφάνεια, αλλά σε πολύ μεγαλύτερο χρονικό διάστημα.

Μια νέα μελέτη φέρνει στο φως  για το πώς τα ατμοσφαιρικά  ευγενή αέρια, ιδίως το αργόν και το νέον, κυκλοφορούν από την επιφάνεια στον μανδύα της Γης, ​​και πίσω πάλι προς την επιφάνεια. 

Η μελέτη τους, δόθηκε στη δημοσιότητα στην έκδοση του Proceedings of the National Academy of Sciences.

Το αργό και το νέο είναι ευγενή αέρια υπάρχουν γύρω από το ηλιακό μας σύστημα από τότε που σχηματίστηκε πριν 4,6 δισεκατομμύρια χρόνια, από ένα τεράστιο νέφος αερίου και σκόνης. Η Γη σχηματίστηκε από μια συσσώρευση του αερίου, σκόνης, και τα μικρά πλανητικά συντρίμμια. Επειδή τα ευγενή αέρια είναι χημικά αδρανή υπό συνθήκες κατάλληλες για διαδικασίες στη Γη, δεν αντιδρούν με άλλα στοιχεία.

«Το γεγονός ότι τα ευγενή αέρια δεν αντιδρούν με άλλα στοιχεία τα κάνει εξαιρετικούς ιχνηθέτες για την κατανόηση της γεωχημικής εξέλιξης της Γης και της ατμόσφαιρας", λέει η ερευνήτρια Suzanne Baldwin.

Ελαφρώς διαφορετικές μορφές, ή ισότοπα από, νέον και αργόν υπάρχουν στη Γη και την ατμόσφαιρα. «Η μέτρηση της ισοτοπικής σύνθεσης και οι συγκεντρώσεις των στο αργό και το νέο παγιδεύονται σε νέα ορυκτά που έχουν σχηματιστεί στα βάθη του μανδύα και μπορεί να μας βοηθήσουν να κατανοήσουμε από που αυτά τα ευγενή αέρια προέρχονται. Όταν τα ορυκτά κρυσταλλώνονται στο μανδύα, παγιδεύονται άτομα από αργό και το νέο στο εσωτερικό τους.» λέει η Baldwin.

Η Γη, η ίδια, έχει πολλά επίπεδα. Το εξωτερικό στρώμα είναι η κρούστα, η οποία, μαζί με τον ανώτερο μανδύα κάτω από αυτή, περιλαμβάνει τις λιθοσφαιρικές πλάκες. Αυτές οι πλάκες κινούνται αργά, η μία σε σχέση με την άλλη, και συγκλίνουν στα όρια πλακών, μία πλάκα μπορεί να ωθηθεί κάτω από την άλλη. Πάνω από μεγάλες χρονικές περιόδους (σκεφτείτε εκατομμύρια χρόνια), η κρούστα καταβυθίζεται βαθιά μέσα στο μανδύα. Ενώ στο μανδύα, τα ορυκτά αλλάζουν συνθέσεις και τη δομή τους, και στη συνέχεια μπορεί να εκταφούν στην επιφάνεια με τα εν λόγω νέα ορυκτά που έχουν σχηματιστεί κατά τη διάρκεια του χρόνου στο μανδύα της Γης.

Η ομάδα της Baldwin ανακάλυψε σε μια περιοχή στην Παπούα Νέα Γουινέα, ακριβώς ένα τέτοιο κύκλο καταβύθισης και την εκταφή που έχουν περάσει τα ορυκτά. Διαπίστωσαν ότι οι βράχοι της ανατολικής Παπούα Νέας Γουινέας προήλθαν από τις λιθοσφαιρικές πλάκες της Αυστραλίας. Κατόρθωσαν να τεκμηριώσουν ότι ορισμένα από τα ορυκτά, τώρα που βρέθηκαν στην επιφάνεια, σχηματίστηκαν σε υπερ-υψηλή πίεση, πριν περίπου 8 εκατομμύρια χρόνια, σε βάθη μεγαλύτερα από 90 χιλιόμετρα, ή σχεδόν όση η απόσταση από τη Νέα Υόρκη στη Φιλαδέλφεια.

Όπως αποδεικνύεται,ο  Baldwin και η ομάδα της ανακάλυψε τα νεαρότερα παραδείγματα εκταφέντων βράχων υπερ-υψηλής πίεσης του είδους τους.

Με την ανάλυση της σύνθεσης και των συγκεντρώσεων των ισοτόπων του αργού και του νέου που είχαν παγιδευτεί μέσα στα ορυκτά που συλλέχτηκαν από τη σύγχρονη Παπούα Νέα Γουινέα, οι ερευνητές εντόπισαν την πηγή του ορυκτού-που δέσμευσε τα  αέρια. "Έχουμε τεκμηριώσει ότι το ατμοσφαιρικό αργόν και νέον ήταν διαθέσιμα στα βάθη μανδύα, όταν τα μέταλλα κρυσταλλώνονταν βαθιά μέσα στη Γη," λέει ο Baldwin.

Εξηγεί ότι η παρουσία του ατμοσφαιρικού αργού και νέου ταυτόχρονα παγιδευμένα σε αυτά τα ανόργανα στοιχεία δείχνουν ότι τα ατμοσφαιρικά αέρια είχαν καταβυθιστεί στο μανδύα και ήταν διαθέσιμα για να παγιδευτούν σε ορυκτά που κρυσταλλώνονταν  σε υπερ-υψηλές πιέσεις. Όταν τα ορυκτά επέστρεψαν στην επιφάνεια των ζωνών καταβύθισης, μπορεί να διασπάστηκαν κατά τη διάρκεια εκατομμυρίων ετών, απελευθερώνοντας τα αέρια πίσω στην ατμόσφαιρα και πάλι.

«Βρήκαμε ότι το ατμοσφαιρικό αργόν και νέον ήταν, στην πραγματικότητα, παγιδευμένα σε αυτά τα ανόργανα στοιχεία.» ανέφεραν οι επιστήμονες.

 

Γεωδίφης

Πηγές

​

1. Πανεπιστήμιο Syracuse

2.Proceedings of the National Academy of Sciences

3.Βικιπαίδεια