El curioso caso del Xenón desaparecido

En la tabla periódica existe un grupo de elementos químicos llamados gases nobles. Se llaman así porque no son capaces de realizar casi ninguna reacción química, siendo prácticamente inertes. Estos gases son el Helio, Neón, Argón, Kriptón, Xenón y Radón. Excepto el Radón, que tiene un periodo de vida corto por ser radiactivo, el resto son estables y están presentes en la atmosfera a una concentración muy baja, aproximadamente un 1% del aire que respiramos está compuesto por gases nobles.

Hay un detalle que inquieta a los científicos y que aun no tiene explicación. Si miramos la concentración de gases nobles en la atmósfera tenemos:

• Helio (0,000524 %)
• Neón (0,00182 %)
• Argón (0,93 %)
• Kriptón (0,000114 %)
• Xenón (0,00000005 %)

Los gases nobles son prácticamente inertes y al no participar en reacciones químicas permanecen en su forma de gas noble a lo largo del tiempo. Por lo tanto, esta proporción de gases nobles en el aire debería permanecer constante durante la historia de la Tierra, salvo que suceda algún cataclismo importante. Si medimos la concentración de gases nobles en la atmósfera de otros planetas similares a la Tierra, comprobaremos que tienen una proporción parecida a la nuestra pero con una diferencia esencial: hay una concentración mayor de Xenón.

Nuestra atmósfera tiene una concentración sorprendentemente baja de Xenón, incluso en comparación con el resto de gases nobles. Esto nos indica que tuvo que pasar algo especial en nuestro planeta que provocara su desaparición.

Este misterio ha despertado diferentes teorías en geoquímicos de todo el mundo. La mayoría de científicos piensa que el Xenón realmente no ha desaparecido, que sigue en nuestro planeta pero atrapado en minerales del manto inferior de la Tierra. Aunque los gases nobles no suelan reaccionar químicamente, sí pueden ser disueltos en otros compuestos químicos.

Hace más de cuatro mil millones de años, mientras la Tierra se formaba, la temperatura y presión extremas provocaban que toda la Tierra estuviera “derretida”, lo que en teoría serían las condiciones ideales para que los gases nobles de la atmósfera primitiva se disolvieran en ella. Una vez pasara el tiempo, la Tierra se enfriaría, se formaría la corteza superior (que pisamos actualmente) y se liberarían parte de los gases nobles atrapados, volviendo a la atmósfera. Si esta teoría es correcta, significaría que el Xenón no se libera con tanta facilidad como el resto de compuestos, estando aún atrapado en los minerales del manto inferior.

iSteve

Un equipo de científicos liderados por Hans Keppler y Svyatoslav Shcheka de la Universidad de Bayreuth en Alemania tienen una nueva teoría: ¿Y si el Xenón no está escondido, sino que ha desaparecido del todo?

Para comprobarlo decidieron experimentar con silicatos de perovskita, un silicato de hierro y magnesio abundante en el manto inferior. Probaron a imitar las condiciones de formación de la Tierra (temperaturas superiores a 1600 ºC y presiones de 25000 veces por encima del nivel del mar) y poner en contacto el mineral con distintos gases nobles. Comprobaron que el Xenón no se disolvía en el mineral, en cambio el resto de gases nobles se disolvían en una proporción similar a la de la atmósfera.

Propusieron la siguiente explicación:

“En la formación de la Tierra los minerales del manto absorbieron todos los gases nobles de la atmósfera primitiva, excepto el Xenón. Posteriormente la Tierra sufrió una gran cantidad de choques de meteoritos (debido a la falta de la atmósfera actual que nos protege de los de pequeño tamaño). Estos choques provocaron la desaparición de la poca atmósfera que quedaba, liberando el Xenón al espacio. Una vez la Tierra se enfrió el resto de los gases nobles disueltos vuelven a la atmósfera en la concentración actual.”

Esta nueva teoría concuerda con los resultados, pero aún hay piezas por encajar. Por ejemplo, existen dos isotopos distintos de Xenón (con diferente numero de neutrones). En nuestra atmósfera existe el isotopo pesado en una proporción mucho mayor que el ligero. Esta diferencia de proporción no puede ser explicada con esta teoría, ya que debe existir alguna preferencia para que desaparezca el isotopo ligero frente al pesado.

Aún hay muchos más misterios detrás de la falta de Xenón que hace especial a nuestro planeta.

Fuente | Nature