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科學家們終於弄清楚了,地球一些神秘的氙氣來自哪裡?

神秘的稀有氣體氙氣,幾十年來一直在給科學家們帶來困惑不解的謎團,包括它是如何到達地球的,然後自從到達地球以後就明顯消失了。但是,地球化學家可能終於弄清楚了,地球大氣中的一些氙氣可能起源於哪裡,而並不是來自地球。

除了解決關於稀有氣體起源的長期謎團之外,新的發現可以幫助科學家了解彗星如何將其他材料(如水)交付給我們的星球。法國洛林大學的地球化學家Bernard Marty說:「氙同位素組成與原始大氣成分相符。現今的地球大氣中含有22%的彗星氙氣。」

很像氦和氬,氙氣是無臭,無色的惰性氣體,大部分是不活潑的,儘管它的一些化合物可能是高度爆炸性的。在地球的大氣中,氙氣是一種微量氣體。

雖然很少見,但你可能經常會遇到汽車前燈、數字電影放映機和等離子屏幕電視都是用氙氣。

氙氣也是最重的穩定的惰性氣體,比空氣重約四倍。它有九個穩定的同位素,它可以用來講述我們的太陽系是如何形成的「砝碼」。

但是,氙氣的奇怪之處在於,與其較為常見的惰性氣體相比,它的行為不應該如此。

首先,預計超過90%的氙氣在地球大氣層中神秘失蹤。關於這顆失蹤的氙氣可能藏在哪裡,有很多爭論,有科學家認為它們深藏在地球的核心。

而謎團並不止於此。科學家們幾十年來一直試圖解決的另一個謎團是,在我們的大氣層中發現的氙的一部分是從一開始就存在的。問題是,目前的模型表明,至少有一些在地球上發現的氙氣的來源是未知的,迄今尚未確定。

羅塞塔探測器首先在2004年開始調查彗星67P/丘留莫瓦-格拉西梅。作為其任務的一部分,羅塞塔探測器圍繞彗星,了解冰中氙氣的同位素特徵,揭示地球大氣氙氣來源地可能的線索。在分析了航天器收集的光譜數據後,Marty和他的團隊發現,彗星的冰氙氣已經在太陽系誕生之前就在那裡。

此外,彗星氙氣的奇怪同位素特徵與未知來源的地球大氣中的氙相匹配。彗星惰性氣體集中在冰中,氙氣出現在太陽系形成之前意味著彗星的冰的出現也早於太陽系形成之前。

來自羅塞塔探測器的新結果顯示,我們大氣中發現的氙氣的四分之一可能來自彗星。

研究小組探索了其他可能的解釋,來說明這種奇特的氙可能是如何產於地球上的。他們調查了彗星67P/丘留莫瓦-格拉西梅時發現的獨特氙氣是否可以歸因於其他過程,如彗星的冰融化或與太陽風的相互作用。

但結果表明,彗星氙的同位素特徵與太陽系中氙氣的典型特徵不同,表明它是原始的起源。

排除了其他解釋後,Marty確信地球的一些氙是由彗星帶到這裡的。

該團隊在他們的論文中寫道:「67P/丘留莫瓦-格拉西梅獨特的氙同位素組成,提供了彗星對地球大氣貢獻的證據。」

我們的地球的氙氣的起源已被揭開,但它引出了更廣泛的問題:在我們的行星早期,彗星還帶了什麼到地球上?

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