A szakértők régóta tisztában vannak azzal, hogy bolygónk légköre sokkal kevesebb xenont tartalmaz, mint a Föld anyagához hasonló összetételű meteoritok. A második legnehezebb nemesgáz hiánya a tudomány nagy rejtélyei közé tartozik, német kutatók azonban most úgy vélik, hogy magyarázatot találtak a problémára.

„A tudósok többsége úgy véli, hogy a xenon igazából nem tűnt el, csak éppen nem a légkörben van, hanem valahol másutt rejtőzik” ‒ mondja Hans Keppler, a Bayreuthi Egyetem geofizikusa, aki kutatótársaival egyetemben úgy döntött, hogy megkeresi, hol lehet ez a titokzatos búvóhely. Először az ásványok között kezdtek kutakodni.

A bolygónk tömegének felét kitevő köpenynek legfőbb alapanyaga az úgynevezett perovszkit kristályszerkezetű magnézium-szilikát, így az ebben az ásványban képződő üregek tűntek a legvalószínűbb jelölteknek a hiányzó xenon helyére. Keppler elmondása szerint meglehetősen biztosak voltak abban, hogy a perovszkit-szerkezet képes nemesgázokat tárolni, és ezt megpróbálták kísérletileg is igazolni.

1600 ˚C fölötti hőmérsékleten és 250 ezerszeres atmoszferikus nyomáson, vagyis az alsó köpenyhez hasonló körülményeket teremtve igyekeztek xenont és argont feloldani az ásványban, és míg a perovszkit gond nélkül felszívta az argont, a xenonnal nem nagyon boldogult. A csalódást keltő eredmény érdekes ötletet adott a kutatóknak. Mi van akkor, ha a xenon nem is rejtőzik?

Több mint 4 milliárd évvel ezelőtt a Föld olvadt kőzetekből állt. Meteoritok bombázták a felszínt, és ez az eredeti légkör csaknem teljes elvesztéséhez vezetett. Kepplerék elmélete szerint, míg az argon és az egyéb nemesgázok képesek voltak beleoldódni az olvadt kőzetekbe, a légkörben található xenon erre képtelen révén elszökött az űrbe.

Ahogy a felszín hűlni kezdett, a kőzetekbe oldott gázok lassan visszaszivárogtak az atmoszférába. A xenon csak nyomokban volt képes az oldódásra, éppen ezért nagyon kis mennyiségben őrződött meg, és ezért olyan alacsony légköri koncentrációja. Az elméletet az is alátámasztja, hogy a xenon, a kripton és az argon egymáshoz viszonyított légköri mennyisége durván megfelel a perovszkitban való oldhatóságuk között mutatkozó eltéréseknek.

Ez a teória egyben magyarázatot nyújt arra is, hogy miért hiányoznak a xenon könnyebb izotópjai nehezebbeknél nagyobb arányban a légkörből: az atmoszféra nagymértékű szivárgásának idején ezek a könnyebb izotópok szivárogtak ki elsőként az űrbe.

Az elmélet tehát kétségkívül számos dologra magyarázatot ad, akadnak azonban további kérdések is. Például, hogy mi történt a Marson, amelynek légköréből szintén hiányzik a xenon, argon viszont akad bőven, a bolygó anyaga azonban a jelek szerint alig tartalmaz perovszkit szerkezetű kőzeteket. Ilyen körülmények között kérdéses, hogy a teória gondolatmenetét követve, hogyan maradhatott meg az argon a vörös bolygó hasonlóan viharos múltú légkörében. Talán ha a marsi nemesgázok rejtélye megoldódik, egy lépéssel közelebb kerülhetünk a földi kérdések megválaszolásához is.