來自Nature雜誌
證據就在每一次呼吸的空氣中，但答案卻難以獲得。 氙氣，化學惰性惰性氣體中第二重的氣體，已經失蹤了。 相對於較輕的惰性氣體，我們的大氣層中氙氣的含量遠低於類似於形成地球的岩石物質的隕石。
氙氣失蹤之謎是科學界最偉大的懸案之一。 研究人員假設該元素潛伏在冰川、礦物或地核等其他地方。
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“科學家們總是說氙氣並沒有真正失蹤。 它不在大氣中，但它藏在某個地方，”偵探（抱歉，教授）漢斯·開普勒說，他是德國拜羅伊特大學的地球物理學家。 他和他的同事斯維亞託斯拉夫·謝卡是最新的地球科學家來處理這個案例，並在今天發表在Nature雜誌上的一份報告中。
福爾摩斯，我親愛的華生
他們去礦物中尋找答案。 鎂矽酸鹽鈣鈦礦是地球下地幔的主要成分——地殼和地核之間的熔融岩石層，佔地球質量的一半。 偵探科學家們想知道，失蹤的氙氣是否可能藏匿在這種礦物中的口袋裡。“我非常肯定可以將惰性氣體塞進鈣鈦礦中，”開普勒說。“我懷疑氙氣可能在那裡。”
研究人員嘗試在超過 1,600 攝氏度的溫度和大約海平面 250 倍的壓力下，將氙氣和氬氣溶解在鈣鈦礦中。 在這些極端條件下——類似於下地幔中的條件——該礦物吸收了氬氣，但幾乎沒有為氙氣留下空間。
這些結果聽起來可能令人失望，但它們給了開普勒和謝卡一個想法。 如果氙氣根本沒有隱藏呢？
在 40 多億年前，地球是熔融狀態的。 隕石轟擊地球，導致地球失去了大部分原始大氣層。 開普勒和謝卡認為，氬氣和其他惰性氣體藏在鈣鈦礦中，但大多數氙氣無法溶解在礦物中，並消失在太空。
“這與其他人所說的情況完全不同。 他們說氙氣在這裡，但它藏在某個地方。 我們說它不在這裡，因為在地球歷史的早期，它無處可藏，”開普勒說。
當地球冷卻時，氬氣和其他惰性氣體開始從鈣鈦礦中滲出並充滿大氣層。 氙氣僅以痕量水平溶解在礦物中，反過來也只能構成大氣層的痕量。
為了進一步支援他們的假設，科學家們指出，大氣中三種惰性氣體——氙氣、氪氣和氬氣——的相對比例大致與其在鈣鈦礦中的溶解度相對應。
該理論還可以解釋為什麼較輕的氙同位素比更重的同位素從大氣中消耗得更多。“沒有人能夠解釋這一點，”開普勒說。 他和謝卡認為，在數十億年的時間裡，當氙氣滲入太空時，較輕的同位素最有可能逃逸。
結案了嗎？
不光彩的氣體
巴黎皮埃爾和瑪麗·居里大學的地球科學家克里斯泰爾·桑盧普說：“沒那麼快，我不認為這個發現解釋了失蹤的氙氣。” 她指出，該理論並沒有完全解釋大氣中所有過量的重氙，也沒有解釋岩石中鈾和鈽放射性衰變產生的額外氙。
此外，任何對地球失蹤氙氣的解釋也應適用於火星，火星的大氣層也缺乏這種惰性氣體。 開普勒和謝卡認為，火星上的古代氙氣也逃逸到了太空：這顆行星微弱的引力場阻止了它 удерживать 這種氣體。 因此，目前在火星上發現的所有氙氣都是少量溶解在鈣鈦礦中的氙氣。
但桑盧普懷疑火星是否有足夠的（如果有的話）鈣鈦礦來解釋其大氣中的氙氣。 她說，在火星失蹤氙氣之謎得到解決之前，關於地球氙氣去向的陪審團仍在評議中。