地球大气中的氙之谜

林之森

氙气是一种惰性气体，在空气中的含量仅为0.0087%。可是，就这么一种不起眼的东西，身上却曾经围绕着好几个谜团。好在这些谜总算都一一破解了。

第一个谜涉及氙在大气中的含量。很久以来，科学家通过对陨石的分析，就觉得地球上的氙比起陨石中的要少了很多。氙在大气中的含量仅及在陨石中的5%。考虑到这些陨石都來自离地球不远的宇宙空间，与地球有着相同的起源，按理，两者的组分，包括氙的含量，也该大致相近。

谜底直到前几年才被我国科学家揭开：原来地球上其余的氙都被吸到地核里去了，留在大气中的只是少数。在地心300万标准大气压和6000℃高温的条件下，氙与铁、镍——组成地核的两种主要元素——发生反应，形成了稳定的化合物。

第二个谜涉及地球大气中氙的同位素“配方”。氙有9个稳定的同位素，其中氙-132占氙总量的26.9%，其次为氙-129，占26.4%、再就是氙-131，占21.2%、以及氙-134，占10.4%，还有氙-136，占8.86%，其余皆在5%以下。但这个“配方”跟陨石中氙同位素的“配方”比较，重同位素所占的百分比偏高了。

这个谜底直到最近才被破解。

2014年，欧洲航天局的“罗塞塔”号探测器在低空飞掠一颗叫“67P/丘留莫夫—格拉西缅科”的彗星时，从彗星蒸发的气体中进行了取样。取样分析表明，彗星中氙同位素的“配方”中，重同位素所占比例明显要比地球大气的高。

既然地球大气中氙的重同位素所占比例介于陨石和彗星之间，那么把两者按适当比例混合，会不会就能“调配”出地球大气中的氙呢？科学家这么猜测。

“鸡尾酒”果然被调配出来了：只要假定地球大气中22%的氙来自彗星，就能完满地解开了上述谜团。

前面提到，地球大气中的一部分氙被吸入了地球内部。但调查发现，存在于彗星中的氙的某些同位素，在地球地幔中并不存在。由此可以推测，这些彗星必定是在地幔停止“吸气”之后才抵达地球的。这一时间应该发生在距今45亿到35亿年前。