Pourquoi l'argon au lieu d'un autre gaz noble?

J'ai remarqué que les atmosphères de la Terre et de Mars contiennent un peu d'argon (1% à 2%). J'ai également vérifié Vénus, qui contient 0,007% d'argon, mais c'est toujours plus que tout autre gaz noble dans l'atmosphère vénusienne.

J'ai vérifié les 4 planètes gazeuses extérieures, plus le Titan lunaire, et pour la plupart, je n'ai pas trouvé d'Argon dans leur composition atmosphérique. Jupiter est répertorié comme ayant une très petite quantité d'argon difficile à interpréter car il le répertorie par rapport à l'hélium, puis par rapport à Jupiter / Soleil, quoi que cela signifie. Le Titan lunaire est répertorié comme ayant de l' argon trace sans spécifier de nombre. Les autres n'ont pas mentionné Argon.

Alors pourquoi les planètes rocheuses ont-elles tendance à avoir de l'argon, mais pas les planètes gazeuses?

Pourquoi l'argon en particulier? Vraisemblablement, l'hélium est trop léger et flottera vers le haut et sera emporté par le vent solaire. Cependant, il existe un gaz noble entre l'hélium et l'argon, à savoir le néon. Alors pourquoi n'avons-nous pas de néon dans notre atmosphère au lieu d'argon?

Edit: Peut - être que les planètes extérieures n'ont Argon, mais tout a coulé au fond et donc on ne détecte pas? Je suis également curieux de savoir où Argon se situe dans la "chaîne alimentaire" de la fusion nucléaire pour une étoile moyenne comme notre Soleil. J'ai du mal à voir comment Argon-40 serait plus peuplé que Neon-20.

En lisant un peu cela, je pourrais avoir une réponse, bien que le crédit soit dû, la réponse n'est pas vraiment la mienne:

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

Lorsque les planètes se sont fusionnées, il est probable qu'il y avait très peu de glaces / gaz autour des planètes internes lors de leur formation et que l'atmosphère et l'eau de la Terre (CH4, NH3, CO2 et H20 sont les 4 plus courantes en dehors des glaces de la ligne de gel ). Ceux-ci provenaient probablement d'astéroïdes et de météores qui se sont formés à l'extérieur de la ligne de gel et se sont ensuite écrasés sur la terre.

Le néon est le 5ème élément le plus courant dans la voie lactée, mais comme tous les gaz nobles ont des points de congélation très bas, ce n'est probablement pas très commun même sur les comètes ou les météores pour la même raison que l'eau ou le CO2 ne sont pas communs à l'intérieur de la ligne de gel , Le néon et d'autres gaz nobles restent probablement libres et ne s'accumulent pas sur les comètes ou les météores en grandes quantités. (J'ai regardé, mais je n'ai pas trouvé d'article pour le vérifier).

Mais si les comètes ont une faible teneur en gaz noble, alors nous devons chercher une autre source. Dans cet esprit, et pour revenir au premier lien, l'argon est produit par désintégration radioactive du potassium 40 et cela expliquerait son abondance relative par rapport au gaz noble le plus courant, le néon. L'hélium (particules alpha) est également produit à l'intérieur de la terre et le radon est trop en petites quantités, mais le radon se désintègre également - ce n'est pas lié à votre question.

Si l'argon sur les planètes provient principalement du potassium 40, vous devez vous attendre à ce que la quantité d'argon ait un rapport à peu près similaire à la quantité de potassium sur une planète et ne soit pas relative au pourcentage de l'atmosphère. Un deuxième facteur, combien est soufflé de la planète sur de longues périodes est également un facteur. Vénus en général devrait être capable de conserver une grande partie de son argon sur la base d'un poids atomique (40) similaire au CO2 (44), mais si elle perd même un petit pourcentage de son argon au fil du temps, ce serait également un facteur.

Maintenant, pour voir si c'est possible, je devrais exécuter quelques chiffres, mais je vous préviens, mes calculs peuvent être un peu rouillés.

Le potassium est le 7e élément le plus courant dans la lithosphère terrestre avec environ 0,26% et environ 0,0117% de ce potassium est le potassium 40. En utilisant une estimation très approximative de $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}$soit 6,7 billions de tonnes de potassium 40 actuellement dans la croûte terrestre. (Il y a probablement un peu plus dans le manteau, donc ces chiffres sont approximatifs)

Avec une demi-vied'environ 1,248 milliard d'années, ce temps est suffisant pour plus de 3 demi-vies si nous commençons après le bombardement lourd tardif, ce qui suggère qu'un peu plus des 7 / 8ème du Potassium 40 original dans la croûte terrestre s'est désintégré en Argon 40, donc il devrait y avoir , compte tenu de l'âge de la Terre et de l'abondance de potassium 40, un peu plus de 7 fois 6,7 billions de tonnes ou, laisse échapper un peu plus de 50 billions de tonnes d'argon qui se sont formées sur terre par décomposition du potassium. (J'ignore tout ce qui pourrait avoir été produit avant le bombardement lourd tardif, car je suppose que cela aurait pu faire sauter une partie de l'atmosphère de la terre ou chauffer l'atmosphère suffisamment pour que le soleil en souffle une partie). De plus, en faisant un peu de recherche, seulement 11% du Potassium 40 se désintègre en Argon 40, 89% subit une désintégration bêta en Calcium 40, donc pour que cela fonctionne,

La masse de l'atmosphère est d'environ 5140 billions de tonnes, et 1,288% de cela (en masse, pas en volume) = environ 66 billions de tonnes, donc l'Argon que nous devrions attendre de la désintégration du potassium 40 et la quantité d'argon dans l'atmosphère sont assez proches. . Un peu de gaz Argon pourrait s'être échappé et certains devraient encore être piégés à l'intérieur de la terre, mais les chiffres sont suffisamment proches pour fonctionner et je pense que c'est très probablement la réponse. Cela suggère également que la Terre a perdu relativement peu d'argon dans l'espace, ce qui correspond également à l'article Escape Atmospheric.

Une deuxième façon de voir les choses est que l'Argon 40 représente 99,6% de l'Argon dans l'atmosphère et que la nucléose stellaire ne représenterait probablement pas un ratio proche de celui-ci (pas un lien stellaire typique mais Wikipedia dit que l'Argon 36 est le plus isotope commun). La désintégration du potassium 40 explique le rapport Argon40 à 99,6%.

Si nous appliquons une estimation similaire à Vénus, avec une atmosphère de Vénus environ 94 fois la masse de la Terre, et nous supposons qu'une quantité similaire d'Argon-40 est produite dans la croûte de Vénus, nous pourrions nous attendre à environ 1,28% / 60 ou environ 0,02% d'Argon par masse dans l'atmosphère de Vénus ou peut-être, si la Terre perdait une part assez élevée de ses éléments de croûte plus légers après l'impact géant, on pourrait s'attendre à un peu plus que cela sur Vénus, peut-être 0,03% ou 0,04% à titre d'estimation approximative. En utilisant votre nombre de 0,007%, c'est inférieur à ce que je calcule, mais Vénus aurait pu perdre une plus grande part de son Argon que la Terre et il pourrait également être plus lent de libérer du gaz piégé à l'intérieur de sa croûte que la Terre parce qu'elle n'a pas tectonique des plaques, de sorte que le nombre de Vénus semble "à peu près juste" aussi. C'est le potassium 40 dans la croûte. JE'

Question interessante. J'ai appris quelque chose en le recherchant.

pourquoi Argon spécifiquement?

L'hélium et le néon sont assez légers, ont tendance à se vaporiser facilement même à basse température et sont chimiquement inertes. Pour toutes ces raisons combinées, elles ont tendance à ne pas être piégées lorsque les planètes sont formées - et lorsqu'elles sont piégées, elles s'échappent facilement.

L'argon est juste assez lourd pour ne pas s'échapper facilement dans l'espace, de sorte qu'une partie de celui-ci peut rester plus longtemps dans l'atmosphère.