Все о геологии :: на главную страницу! Геовикипедия 
wiki.web.ru 
Поиск  
  Rambler's Top100 Service
 Главная страница  Конференции: Календарь / Материалы  Каталог ссылок    Словарь       Форумы        В помощь студенту     Последние поступления
   Геология >> Геохимические науки >> Геохимия | Популярные статьи
 Обсудить в форуме  Добавить новое сообщение

АНОМАЛЬНЫЙ КСЕНОН ЗЕМЛИ

Ю. А. Шуколюков. Московский Государственный Университет
Опубликовано в Соросовском Образовательном Журнале, N9, 1997, cтр.63-70

Оглавление


НОВЫЙ ВЗГЛЯД НА ДРЕВНИЙ КСЕНОН

    Избыточный 129Xe был найден не только в породах, происходящих из глубинных слоев Земли - из мантии, но и совершенно неожиданно в некоторых природных газах, выделяющихся из пород земной коры. Это был первый подводный камень, на который неожиданно натолкнулись сторонники представления о происхождении 129Xe из первичного 129I. Но обнаружился и второй: в глубинных породах, там, где есть избыток изотопа 129Xe, почти всегда есть и избыточный 136Xe [4]. Между относительными концентрациями этих изотопов, как сообщалось [4], есть корреляция (рис. 2). Для объяснения этой непонятной связи был предложен такой выход: если 129Xe происходит из вымершего первичного 129I, то и избыток 136Xe обязан тоже вымершему изотопу плутония 244Pu.   

Избыток 129Xe и других изотопов ксенона в породах мантии Земли
Рис. 2. Избыток 129Xe и других изотопов ксенона в породах мантии Земли. На верхней диаграмме - корреляция относительной распространенности 129Xe и 136Xe для ограниченного числа образцов. На нижних диаграммах нанесены все опубликованные данные. Видно, что ксенон представляет собой смесь трех компонентов: первичного ксенона, компонента деления тяжелых ядер (нижний луч) и третьего неизвестного компонента (верхний луч)

    Среднее время жизни атомов 244Pu для alfa.gif (86 bytes)-распада - 122 млн лет. Но этот изотоп одновременно распадается и путем спонтанного, самопроизвольного деления с образованием 136Xe. В мантии Земли образуются 129Xe и 136Xe, затем они смешиваются с атмосферным ксеноном в той или иной пропорции в разных образцах: вот и появляется их линейная корреляция. Это представление многим казалось, да и сейчас кажется достаточно убедительным. На его базе было предложено несколько геохимических моделей для совершенствования теории рождения и развития атмосферы Земли [3-5]. В них одновременно использовали две изотопные пары: вымерший радиоактивный изотоп (129I, 244Pu) и его потомок, радиогенный стабильный изотоп ксенона (129Xe или 136Xe соответственно).
    Но удивительно, что авторы всех этих моделей, основанных на корреляционной зависимости для ограниченного числа проб (верхняя часть диаграммы рис. 2), почему-то совершенно игнорировали остальные, помимо 136Xe, изотопы ксенона, которые тоже непременно образуются при спонтанном делении 244Pu в соотношениях: 134Xe / 136Xe = 0,939, 132Xe / 136Xe = 0,885, 131Xe / 136Xe = 0,246, 129Xe / 136Xe = = 0,05. Их тоже нужно учитывать.
    Когда я нанес на график данные для изотопных отношений 134Xe / 136Xe, 132Xe / 136Xe и 131Xe / 136Xe, вместо линейной корреляции получились области, заполненные экспериментальными точками [6]. Да и для пары изотопных отношений 136Xe / 130Xe и 129Xe / 130Xe, если использовать все опубликованные в литературе данные, получается такое же поле точек, а не линейная зависимость. В этом поле расположена и точка атмосферного ксенона. Точки находятся в пределах угловой области, образуемой двумя лучами, исходящими из общего начала. Это может означать, что в породах, природных газах и в атмосфере Земли присутствуют по крайней мере три типа ксенона. Координаты начальной точки (Xe0) - это изотопные отношения в первичном ксеноне. Нижний луч - это линия смешения первичного ксенона (Xe0) и ксенона деления урана-плутония: ведь в ксеноне деления нет изотопа 130Xe, а изотопы 136Xe, 134Xe, 132Xe и 131Xe при делении ядер образуются в определенном соотношении. Добавление к первичному ксенону, например, изотопа 136Xe обязательно сопровождается прибавкой пропорционального количества другого продукта деления, скажем 132Xe. Поэтому при добавлении разных порций ксенона деления к Xe0 получается прямая линия, тангенс угла наклона которой и есть соотношение пары изотопов - продуктов деления.
    Все получалось вроде бы красиво, да вот незадача: что за третий компонент ксенона должен был добавиться к первичному ксенону, чтобы получился верхний луч на графике? Если рассчитать его изотопный состав, то он выглядит очень необычно:

134Xe / 136Xe = 1,58; 132Xe / 136Xe = 4,52;
131Xe / 136Xe = 9,1; 129Xe / 136Xe = 25,1.

    Ни один среди известных тяжелых химических элементов не может дать такой изотопный состав продуктов деления. Это оставалось загадкой. Решение этой загадки пришло в результате исследований на первый взгляд абсолютно разнородных объектов: урановой руды из месторождения Окло в Африке - природного ядерного реактора, метеорита Алленде, сплавленной почвы из эпицентра испытательного атомного взрыва в пустыне Аламогордо (США), очень тонкозернистого уранового минерала и искусственно облученных в реакторе образцов [7].

Назад |Следующая страница


Проект осуществляется при поддержке:
Геологического факультета МГУ,
РФФИ
   

TopList Rambler's Top100