Perché argon invece di un altro gas nobile?

Ho notato che le atmosfere della Terra e di Marte contengono un po 'di argon (dall'1% al 2%). Ho controllato anche Venere, che ha lo 0,007% di argon, ma è comunque più di qualsiasi altro gas nobile nell'atmosfera venusiana.

Ho controllato i 4 pianeti di gas esterni, più la luna Titano, e per la maggior parte non sono riusciti a trovare Argon elencato nella loro composizione atmosferica. Si dice che Giove abbia una piccolissima traccia di Argon che è difficile da interpretare perché lo elenca come relativo all'elio e quindi rispetto a Giove / Sole, qualunque cosa significhi. La luna Titano è elencata come avente traccia di argon senza specificare alcun numero. Gli altri non hanno menzionato Argon.

Allora perché i pianeti rocciosi tendono ad avere argon, ma i pianeti gassosi no?

Perché argon in particolare? Presumibilmente l'elio è troppo leggero e galleggia verso l'alto e viene spazzato via dal vento solare. Tuttavia, esiste un gas nobile tra elio e argon, vale a dire il neon. Quindi perché non abbiamo neon nella nostra atmosfera invece di argon?

Edit: Forse i pianeti esterni non hanno Argon, ma tutto affondò sul fondo e quindi noi non lo rileva? Sono anche curioso di sapere dove si trova Argon nella "catena alimentare" della fusione nucleare per una stella media come il nostro Sole. Ho difficoltà a vedere come Argon-40 sarebbe più popoloso di Neon-20 però.

Facendo un po 'di lettura su questo, potrei avere una risposta, anche se credito dove è dovuto il credito, la risposta non è davvero mia:

https://www.reddit.com/r/askscience/comments/3wsy99/why_is_neon_so_rare_on_earth/

Quando i pianeti si sono coalizzati, è probabile che ci fossero pochissimi ghiacci / gas attorno ai pianeti interni quando si sono formati e l'atmosfera e l'acqua della Terra (CH4, NH3, CO2 e H20 sono i 4 ghiaccioli più comuni al di fuori della linea di gelo ). Questi probabilmente provenivano da asteroidi e meteore che si formavano al di fuori della linea di gelo e successivamente si schiantarono sulla terra.

Il neon è il quinto elemento più comune nella Via Lattea, ma poiché tutti i gas nobili hanno punti di congelamento molto bassi, probabilmente non è molto comune anche su comete o meteore per lo stesso motivo per cui acqua o CO2 non sono comuni all'interno della linea di gelo , Neon e altri gas nobili probabilmente rimangono liberi e non si accumulano su comete o meteore in quantità elevate. (Ho guardato, ma non sono riuscito a trovare un articolo per verificarlo).

Ma se le comete hanno un basso contenuto di gas nobile, allora dobbiamo cercare una fonte alternativa. Con questo in mente, e tornando al primo collegamento, l'argon è prodotto dal decadimento radioattivo del potassio 40 e ciò spiegherebbe la sua abbondanza relativa rispetto al gas nobile più comune, il neon. Anche l'elio (particelle alfa) viene prodotto all'interno della terra e il radon è troppo piccolo, ma anche il radon decade, ma non è correlato alla tua domanda.

Se l'argon sui pianeti proviene principalmente dal potassio 40, dovresti aspettarti che la quantità di argon abbia un rapporto approssimativamente simile alla quantità di potassio su un pianeta e non sia relativa alla percentuale di atmosfera. Un secondo fattore, anche quanto viene spazzato via dal pianeta per lunghi periodi di tempo. Venere in generale dovrebbe essere in grado di trattenere gran parte del suo Argon in base al peso atomico (40) simile alla CO2 (44), ma se nel tempo perde anche una piccola percentuale del suo Argon, anche questo sarebbe un fattore.

Ora, per vedere se questo è possibile, dovrei eseguire alcuni numeri, ma ti avverto, la mia matematica può essere un po 'arrugginita.

$2.3 \times 10^{19}$$(2.3 \times 10^{19}) \times (2.5 \times 10^{-3}) \times (1.17 \times 10^{-4}) =$$6.7 \times 10^{12}$o 6,7 trilioni di tonnellate di potassio 40 attualmente nella crosta terrestre. (Probabilmente c'è un bel po 'di più nel mantello, quindi questi numeri sono approssimativi)

Con un'emivitadi circa 1.248 miliardi di anni, è tempo sufficiente per oltre 3 emivite se iniziamo dopo il bombardamento tardivo e pesante, il che suggerisce che un po 'più di 7/8 dell'originale Potassium 40 nella crosta terrestre si è decomposto in Argon 40, quindi dovrebbe esserci , data l'età della Terra e l'abbondanza di Potassio 40, un po 'più di 7 volte 6,7 trilioni di tonnellate o, lascia ballpark e dire un po' più di 50 trilioni di tonnellate di Argon che si sono formati sulla terra dal decadimento del Potassio. (Sto ignorando quelli che potrebbero essere stati prodotti prima del bombardamento tardivo e pesante, perché presumo che avrebbe potuto soffiare un po 'dell'atmosfera dalla terra o riscaldare l'atmosfera abbastanza per consentire al sole di soffiarne una parte). Inoltre, facendo un po 'di ricerca, solo l'11% del potassio 40 decade in Argon 40, l'89% subisce il decadimento beta nel calcio 40, quindi per farlo funzionare,

La massa dell'atmosfera è di circa 5.140 trilioni di tonnellate e l'1,288% di ciò (in massa, non in volume) = circa 66 trilioni di tonnellate, quindi l'Argon che dovremmo aspettarci dal decadimento del Potassio 40 e la quantità di Argon nell'atmosfera sono piuttosto vicine . Alcuni gas Argon potrebbero essere sfuggiti e alcuni dovrebbero essere ancora intrappolati all'interno della terra, ma i numeri sono abbastanza vicini per funzionare e penso che sia molto probabile che la risposta. Suggerisce anche che la Terra ha perso relativamente poco Argon nello spazio, il che si adatta anche all'articolo Atcape Escape.

Un secondo modo di vedere questo è che l'Argon 40 costituisce il 99,6% dell'argon nell'atmosfera e la Nucleosi Stellare probabilmente non spiegherebbe un rapporto vicino a quello (non un tipico collegamento stellare ma Wikipedia afferma che l'Argon 36 è il più isotopo comune). Il decadimento del Potassio 40 spiega il rapporto Argon40 del 99,6%.

Se applichiamo una stima simile a Venere, con atmosfera di Venere circa 94 volte la massa della Terra, e ipotizziamo che una quantità simile di Argon-40 sia prodotta nella crosta di Venere, potremmo aspettarci all'incirca l'1,28% / 60 o circa lo 0,02% di Argon di massa nell'atmosfera di Venere o forse, se la Terra perdesse una quota piuttosto elevata dei suoi elementi di crosta più leggeri dopo l'impatto gigantesco, potremmo aspettarci un po 'più di quello su Venere, forse 0,03% o 0,04% come stima approssimativa. Usando il tuo numero dello 0,007%, è inferiore a quello che penso dovrebbe essere, ma Venere avrebbe potuto perdere una quota maggiore di Argon rispetto alla Terra e potrebbe anche essere più lento rilasciare gas intrappolato all'interno della sua crosta rispetto alla Terra perché non ha tettonica a zolle, quindi anche il numero di Venere sembra "giusto". È il Potassio 40 nella crosta. IO'

Domanda interessante. Ho imparato qualcosa ricercandolo.

perché Argon in particolare?

Sia l'elio che il neon sono piuttosto leggeri, tendono a vaporizzare facilmente anche a basse temperature e sono chimicamente inerti. Per tutte queste ragioni combinate, tendono a non rimanere intrappolati quando si formano i pianeti - e quando vengono intrappolati fuoriescono facilmente.

L'argon è abbastanza pesante da non sfuggire facilmente nello spazio, quindi una parte di esso può rimanere in atmosfera per un tempo più lungo.