Впервые получено соединение ксенона с водородом и кислородом

Скорее всего, именно такое соединение в значительных количествах образуется в недрах планет-гигантов Солнечной системы.

Благородный газ ксенон с 1970-х озадачивает планетологов своей низкой концентрацией в земной атмосфере: расчёты показывают, что его должно быть вдесятеро больше. Это значит, что все возможные методы потери и изоляции ксенона — утечка в космос, связывание в подземных отложениях и ледяных шапках — не объясняют его «недостачу». Более того, последующие наблюдения за Марсом и Юпитером показали, что сходная нехватка наблюдается и там.

И лишь на метеоритах количество ксенона было нормальным — совпадающим с предсказанным.

Постепенно стала вызревать такая мысль: при сверхвысоких температурах и давлениях ксенон, при всей своей инертности, возможно, всё-таки вступает в реакции с другими элементами. В 1997 году была предпринята попытка получить соединение железа с ксеноном при условиях, теоретически существующих в земных глубинах. Ничего из этого не вышло; провалились и попытки искусственно связать его в кварце. В конце концов, был получен оксид ксенона, но ни условия его формирования, ни стабильность не позволяли чётко заявлять, что именно так был связан весь земной ксенон.

Кроме того, на том же Юпитере необходимые количества свободного кислорода довольно трудно себе представить — а ксенон там всё равно в явном дефиците.

Исследователи из Эдинбургского университета (Шотландия, Великобритания) во главе с Кристель Санлоп (Chrystele Sanloup), ранее получившие оксид ксенона, теперь подвергли его давлению в 50 ГПа и нагреву до 1 500 К в присутствии водного льда. И впервые получили соединение Xe₄O₁₂H₁₂. Для этого образец вещества, размещённый между двумя алмазами, «обстреливался» парой лазеров.

Давление и температура были выбраны не с потолка: таковы, предположительно, реальные условия в недрах планет вроде Урана и Нептуна. Между тем именно атмосферы Урана и Нептуна не имеют пока точной количественной оценки содержания ксенона, поэтому, если их глубины таковы, то, как предсказывают исследователи, обе планеты испытывают тот же дефицит, что и Марс, Земля и Юпитер, а не сравнительное изобилие ксенона, как на метеоритах.

Глава группы подчёркивает: именно скорость распада изотопов ксенона часто используется для датировки тех или иных событий истории Земли, при этом сам ксенон априорно считается инертным. То есть предполагается, что химические процессы не влияют на скорость потери ксенона анализируемым образцом. Поскольку теперь совершенно ясно, что ксенон может образовывать соединения и с кислородом, и с кислородом и водородом, его применение в геохронологии придётся доработать.

Отчёт об исследовании опубликован в журнале Physical Review Letters.

Подготовлено по материалам Physicsworld.Com.