O paradoxo do xenônio ausente pode soar como o título do mais recente thriller de aeroporto, mas na verdade é um problema que deixou os geofísicos perplexos por décadas. Novo trabalho de uma equipe internacional, incluindo Alexander Goncharov e Hanyu Liu da Carnegie, e os ex-alunos da Carnegie Elissaios Stavrou e Sergey Lobanov, está perseguindo a solução para este quebra-cabeça de longa data.

O mistério vem de meteoritos, que mantêm um registro dos primeiros dias do nosso Sistema Solar. Um tipo, chamados condritos carbonáceos, contêm algumas das amostras conhecidas mais primitivas de material do Sistema Solar, incluindo muito mais xenônio do que o encontrado na atmosfera do nosso planeta.

"Xenon faz parte de uma família de sete elementos chamados gases nobres, alguns dos quais, como hélio e néon, são nomes familiares, "disse o autor principal Stavrou, agora no Laboratório Nacional Lawrence Livermore, sobre o papel da equipe em Cartas de revisão física . "Seu nome vem de uma espécie de indiferença química; eles normalmente não se combinam, ou reagir, com outros elementos. "

Porque o xenon não funciona bem com os outros, é a deficiência na atmosfera da Terra - mesmo em comparação com outras, gases nobres mais leves, como criptônio e argônio, o que as previsões teóricas nos dizem que deveria ser ainda mais esgotado do que o xenônio - é difícil de explicar.

Isso não significa que muitos não tentaram.

Esta equipe de pesquisa, que também incluiu Yansun Yao, da Universidade de Saskatchewan, Joseph Zaug também do LLNL, e Eran Greenberg, e Vitali Prakapenka da Universidade de Chicago - concentraram sua atenção na ideia de que o xenônio ausente poderia ser encontrado nas profundezas da Terra, especificamente escondido em compostos com níquel e, especialmente, ferro, que forma a maior parte do núcleo do planeta.

Já se sabe há algum tempo que embora o xenônio não forme compostos nas condições ambientais, sob as temperaturas e pressões extremas dos interiores planetários, não é tão indiferente.

"Quando o xenônio é esmagado por pressões extremas, suas propriedades químicas são alteradas, permitindo que ele forme compostos com outros elementos, "Lobanov explicou.

Usando uma célula de bigorna de diamante aquecida a laser, os pesquisadores imitaram as condições encontradas no núcleo da Terra e empregaram ferramentas espectroscópicas avançadas para observar como o xenônio interagia com o níquel e o ferro.

Eles descobriram que o xenônio e o níquel formaram o XeNi3 sob quase 1,5 milhão de vezes a pressão atmosférica normal (150 gigapascais) e em temperaturas acima de cerca de 1, 200 graus Celsius (1, 500 Kelvin). Além disso, em quase 2 milhões de vezes a pressão atmosférica normal (200 gigapascals) e em temperaturas acima de cerca de graus 1, 700 graus Celsius (2000 Kelvin), eles sintetizaram compostos XeFe3 complexos.

"Nosso estudo fornece a primeira evidência experimental de compostos previamente teorizados de ferro e xenônio existentes nas condições encontradas no núcleo da Terra, "Goncharov disse." No entanto, é improvável que tais compostos pudessem ter sido feitos no início da história da Terra, enquanto o núcleo ainda estava se formando, e as pressões do interior do planeta não eram tão grandes como agora. "

Os pesquisadores estão investigando se um processo de formação de dois estágios poderia ter prendido o xenônio no manto primitivo da Terra e, mais tarde, incorporado ao XeFe3 quando o núcleo se separou e a pressão aumentou. Mas ainda há muito trabalho a ser feito.