Xenon isotope geochemistry
ઝેનોન આઇસોટોપ ભૂ-રસાયણશાસ્ત્ર ઝેનોન (Xe) આઇસોટોપ અને કુલ ઝેનોનની વિપુલતાનો ઉપયોગ કરે છે કે કેવી રીતે ગ્રહોની પ્રણાલીઓમાં Xe ઉત્પન્ન, પરિવહન, અપૂર્ણાંક અને વિતરણ કરવામાં આવ્યું છે. Xe પાસે નવ સ્થિર અથવા ખૂબ લાંબા સમય સુધી ટકી રહેલા આઇસોટોપ છે. રેડિયોજેનિક 129Xe અને ફિસિયોજેનિક 131,132,134,136Xe આઇસોટોપ ભૂ-રાસાયણિક સંશોધનમાં વિશેષ રસ ધરાવે છે. રેડિયોજેનિક અને ફિસિયોજેનિક ગુણધર્મોનો ઉપયોગ પૃથ્વીના પ્રારંભિક ઘટનાક્રમને સમજવામાં થઈ શકે છે. વાતાવરણમાં એલિમેન્ટલ Xe ક્ષીણ થાય છે અને અંદાજિત સૌર વિપુલતાના પ્રમાણમાં ભારે આઇસોટોપ્સમાં આઇસોટોપિક રીતે સમૃદ્ધ થાય છે. અવક્ષય અને ભારે સમસ્થાનિક સંવર્ધનને પૃથ્વીના પ્રારંભિક વાતાવરણમાં થયેલા અવકાશમાં હાઇડ્રોડાયનેમિક એસ્કેપ દ્વારા સમજાવી શકાય છે. ઊંડા આવરણ (ઓશન આઇલેન્ડ બેસાલ્ટ્સ અથવા OIBs માંથી), છીછરા મધ્ય-મહાસાગર રિજ બેસાલ્ટ્સ (MORBs) અને વાતાવરણ વચ્ચેના Xe આઇસોટોપ વિતરણમાં તફાવતો પૃથ્વીની રચના અને ઘન પૃથ્વીના સ્તરોમાં તફાવતનો ઇતિહાસ જાણવા માટે વાપરી શકાય છે. પૃષ્ઠભૂમિ Xe એ પૃથ્વીના વાતાવરણમાં સૌથી ભારે ઉમદા ગેસ છે. તેમાં સાત સ્થિર સમસ્થાનિકો (126Xe, 128Xe, 129Xe, 130Xe, 131Xe, 132Xe, 134Xe) અને બે સમસ્થાનિકો (124Xe, 136Xe) લાંબા અર્ધ-જીવન સાથે છે. Xe પાસે ચાર કૃત્રિમ રેડિયોઆઇસોટોપ છે જે ખૂબ જ ટૂંકા અર્ધ-જીવન સાથે હોય છે, જે સામાન્ય રીતે એક મહિના કરતાં પણ ઓછા હોય છે. ઝેનોન-129 નો ઉપયોગ પૃથ્વીના પ્રારંભિક ઇતિહાસની તપાસ કરવા માટે થઈ શકે છે. 129Xe આયોડિન, આયોડિન-129 અથવા 129I (15.7 લાખ વર્ષ અથવા માયરના અર્ધ-જીવન સાથે) ના લુપ્ત ન્યુક્લિડમાંથી મેળવવામાં આવ્યું હતું, જેનો ઉપયોગ આયોડિન-ઝેનોન (I-Xe) ડેટિંગમાં થઈ શકે છે. સૌરમંડળની શરૂઆત પછી 129Xe નું ઉત્પાદન લગભગ 100 માયરની અંદર બંધ થઈ ગયું કારણ કે 129I લુપ્ત થઈ ગયું હતું. આધુનિક વાતાવરણમાં, વાતાવરણીય 129Xe નો લગભગ 6.8% હિસ્સો સૌરમંડળના ઇતિહાસના પ્રથમ ~ 100 માયરમાં 129I ના ક્ષયમાંથી ઉદ્ભવ્યો છે, એટલે કે, પૃથ્વીના સંવર્ધન દરમિયાન અને તેના પછી તરત જ. ફિસિયોજેનિક Xe આઇસોટોપ મુખ્યત્વે લુપ્ત થયેલા ન્યુક્લાઇડ, પ્લુટોનિયમ-244 અથવા 244Pu (80 માયરનું અર્ધ-જીવન), અને વર્તમાન ન્યુક્લાઇડ, યુરેનિયમ-238 અથવા 238U (4468 માયરનું અર્ધ-જીવન) માંથી ઉત્પન્ન થયા હતા. 238યુનું સ્વયંસ્ફુરિત વિખંડન 244પીયુ જેટલું ~ 5 ટકા જેટલું ફિસિયોજેનિક Xe પેદા કરે છે. પુ અને યુ વિખંડન ચાર ફિસિયોજેનિક આઇસોટોપ, 136Xe, 134Xe, 132Xe અને 131Xe અલગ પ્રમાણમાં ઉત્પન્ન કરે છે. એક જળાશય કે જે પૃથ્વીના ઇતિહાસમાં સંપૂર્ણપણે બંધ પ્રણાલી રહે છે, તેનો ગુણોત્તર પુ-થી યુ-વ્યુત્પન્ન ફિસિયોજેનિક Xe ~ 27 સુધી પહોંચે છે. તદનુસાર, બંધ-પ્રણાલી જળાશય માટે ફિસિયોજેનિક Xe ની સમસ્થાનિક રચના મોટે ભાગે શુદ્ધ 244Pu વિખંડનમાંથી ઉત્પન્ન થતી રચના જેવી જ હશે. 244Pu લુપ્ત થયા પછી જળાશયમાંથી Xeનું નુકસાન (500 માયર) ફિસિયોજેનિક Xeમાં 238U વિખંડનનું વધુ યોગદાન તરફ દોરી જશે. સંકેતો કુદરતી નમૂનાઓમાં આઇસોટોપની વિપુલતામાં તફાવત અત્યંત નાનો હોય છે (લગભગ હંમેશા 0.1 ટકાથી નીચે અથવા 1 મિલી દીઠ). તેમ છતાં, આ ખૂબ જ નાના તફાવતો અર્થપૂર્ણ ભૌગોલિક પ્રક્રિયાઓને રેકોર્ડ કરી શકે છે. આ નાના પરંતુ અર્થપૂર્ણ તફાવતોની તુલના કરવા માટે, કુદરતી પદાર્થોમાં આઇસોટોપની વિપુલતા ઘણીવાર ડેલ્ટા (δ) નોટેશન સાથે નિયુક્ત ધોરણોમાં આઇસોટોપની વિપુલતાને સંબંધિત હોવાનું નોંધવામાં આવે છે. Xe આઇસોટોપના નિરપેક્ષ મૂલ્યો વાતાવરણીય 130Xe માં સામાન્યીકૃત થાય છે. જ્યાં i = 124,126,128,129,131,132,134,136 વ્યાખ્યાયિત કરો. એપ્લિકેશન્સ પૃથ્વી આયોડિન-129 ની ઉંમર 15.7 Ma ના અર્ધ-જીવન સાથે 129Xe માં ક્ષીણ થાય છે, જેના પરિણામે આદિમ Xe આઇસોટોપિક રચનાઓના સંબંધમાં આદિમ ઉલ્કાઓમાં 129Xe થી વધુ થાય છે. 129I ના ગુણધર્મનો ઉપયોગ રેડિયોમેટ્રિક ઘટનાક્રમમાં થઈ શકે છે. જો કે, નીચે વિગતવાર જણાવ્યા મુજબ, પૃથ્વીની રચનાની ઉંમર I-Xe ડેટિંગથી સીધી રીતે અનુમાન કરી શકાતી નથી. મુખ્ય સમસ્યા Xe બંધ થવાનો સમય અથવા તે સમય છે જ્યારે પ્રારંભિક પૃથ્વી પ્રણાલીએ અવકાશમાંથી નોંધપાત્ર નવી સામગ્રી મેળવવાનું બંધ કરી દીધું હતું. જ્યારે પૃથ્વી I-Xe પ્રણાલી માટે બંધ થઈ ગઈ, ત્યારે Xe આઇસોટોપ ઉત્ક્રાંતિએ નીચે બતાવ્યા પ્રમાણે એક સરળ કિરણોત્સર્ગી ક્ષય કાયદાનું પાલન કરવાનું શરૂ કર્યું અને તે અનુમાનિત બની ગયું. રેડિયોજેનિક કાલક્રમનો સિદ્ધાંત એ છે કે, જો સમય t1 પર રેડિયોઆઇસોટોપનું પ્રમાણ P1 હોય, જ્યારે અગાઉના કોઈ સમયે આ પ્રમાણ P0 હતું, તો t1 અને t0 વચ્ચેનું અંતરાલ કિરણોત્સર્ગી ક્ષયના નિયમ દ્વારા આપવામાં આવે છે કારણ કે અહીં રેડિયોઆઇસોટોપનો ક્ષય અચળાંક છે, જે એકમ સમય દીઠ કેન્દ્રક દીઠ ક્ષયની સંભાવના છે. ક્ષય સ્થિરાંક અર્ધ જીવન t1/2 સાથે સંબંધિત છે, t1/2 = ln (2)/ગણતરીઓ દ્વારા I-Xe પ્રણાલી સૌપ્રથમ 1975માં પૃથ્વીની ઉંમરનો અંદાજ કાઢવા માટે લાગુ કરવામાં આવી હતી. તમામ Xe આઇસોટોપ્સ માટે, પૃથ્વીમાં આયોડિનની પ્રારંભિક આઇસોટોપ રચના પૃથ્વીની રચના સમયે આયોડિનનો આઇસોટોપિક ગુણોત્તર ક્યાં છે તેના દ્વારા આપવામાં આવે છે, તે તારાઓના ન્યુક્લિયોસિંથેસિસના અંતે આયોડિનનો આઇસોટોપિક ગુણોત્તર છે, અને તે તારાઓના ન્યુક્લિયોસિંથેસિસના અંત અને પૃથ્વીની રચના વચ્ચેનો સમય અંતરાલ છે. બલ્ક સિલિકેટ અર્થ (બીએસઈ) (= ક્રસ્ટ + મેન્ટલ એવરેજ) માં આયોડિન-127ની અંદાજિત સાંદ્રતા દળ દ્વારા 7 થી 10 ભાગ પ્રતિ અબજ (પીપીબી) સુધીની હોય છે. જો બી. એસ. ઈ. પૃથ્વીની રાસાયણિક રચનાનું પ્રતિનિધિત્વ કરે છે, તો બી. એસ. ઈ. માં કુલ 127I ની શ્રેણી 2.26 × 1017 થી 3.23 × 1017 મોલ્સ સુધીની છે. પ્રારંભિક 129I/127I ગુણોત્તર 1.1 × 10−4 સાથે ઉલ્કાપિંડ બ્યુરબોલે 4.56 અબજ વર્ષ જૂનું છે, તેથી પૃથ્વીની રચના અને ઉલ્કાપિંડ બ્યુરબોલેની રચના વચ્ચેનું અંતરાલ ક્યાં છે તે રીતે સમીકરણ મેળવી શકાય છે. 15. 7 માયરના 129I ના અર્ધાયુષ્યને જોતાં, અને એમ ધારીને કે તમામ પ્રારંભિક 129I 129Xe સુધી ક્ષીણ થઈ ગયું છે, નીચેનું સમીકરણ મેળવી શકાય છેઃ આધુનિક વાતાવરણમાં 129Xe એ 3.63 × 1013 ગ્રામ છે. બીએસઈ માટે આયોડિનનું પ્રમાણ દળ દ્વારા 10 થી 12 પીપીબીની વચ્ચે હોય છે. પરિણામે, 108 માયર હોવું જોઈએ, એટલે કે, Xe-બંધ કરવાની ઉંમર ઉલ્કાપિંડ બ્યુરબોલેની ઉંમર કરતાં 108 માયર નાની છે. અંદાજિત Xe બંધ થવાનો સમય 4.5 અબજ વર્ષો પહેલા હતો જ્યારે વધતી જતી પૃથ્વીએ તેના વાતાવરણમાં Xe ને જાળવી રાખવાનું શરૂ કર્યું હતું, જે અન્ય ભૂસ્તરશાસ્ત્ર ડેટિંગ પદ્ધતિઓમાંથી મેળવેલા યુગ સાથે સુસંગત છે. Xe બંધ થવાની વયની સમસ્યા Xe બંધ થવાના સમયનો અંદાજ કાઢવા માટે I-Xe ડેટિંગનો ઉપયોગ કરવા અંગે કેટલાક વિવાદો છે. પ્રથમ, પ્રારંભિક સૌરમંડળમાં, ગ્રહો ટકરાયા અને મોટા પદાર્થોમાં વિકસ્યા જે પૃથ્વીની રચના કરવા માટે સંચિત થયા. પરંતુ પૃથ્વીના આંતરિક અને બાહ્ય પ્રદેશો વચ્ચે Xe બંધ સમયમાં 107 થી 108 વર્ષનું અંતર હોઈ શકે છે. કેટલાક સંશોધન આધાર 4.45 Ga કદાચ તે સમયને રજૂ કરે છે જ્યારે છેલ્લો વિશાળ પ્રભાવક (મંગળ-કદ) પૃથ્વી પર અથડાયો હતો, પરંતુ કેટલાક તેને કોર-મેન્ટલ તફાવતનો સમય માને છે. બીજી સમસ્યા એ છે કે પૃથ્વી પર 129Xe ની કુલ યાદી વાતાવરણ કરતાં મોટી હોઈ શકે છે કારણ કે નીચલા આવરણ સંપૂર્ણપણે મિશ્રિત ન હતું, જે ગણતરીમાં 129Xe ને ઓછો અંદાજ આપી શકે છે. છેલ્લું પરંતુ ઓછામાં ઓછું નહીં, જો પ્રારંભિક પૃથ્વીના ઇતિહાસના લાંબા અંતરાલ દરમિયાન વાતાવરણમાંથી Xe ગેસ ખોવાઈ ન ગયો હોય, તો 129I-129Xe પર આધારિત ઘટનાક્રમમાં સુધારો કરવાની જરૂર પડશે કારણ કે 129Xe અને 127Xe માં મોટા પ્રમાણમાં ફેરફાર થઈ શકે છે. પૃથ્વીના પ્રારંભિક વાતાવરણની ખોટ સૌર ઝેનોનની તુલનામાં, પૃથ્વીના વાતાવરણીય Xe અણુ સમૂહ એકમ (એ. એમ. યુ.) દીઠ 3 થી 4 ટકા ભારે આઇસોટોપ્સથી સમૃદ્ધ છે. જો કે, ઝેનોન ગેસની કુલ વિપુલતા અન્ય ઉમદા વાયુઓની સરખામણીમાં તીવ્રતાના એક ક્રમથી ઘટી જાય છે. ભારે આઇસોટોપ્સમાં સાપેક્ષ સંવર્ધન કરતી વખતે મૂળભૂત અવક્ષયને "ઝેનોન વિરોધાભાસ" કહેવામાં આવે છે. સંભવિત સમજૂતી એ છે કે કેટલીક પ્રક્રિયાઓ અન્ય હળવા ઉમદા વાયુઓને બદલે ઝેનોનને ખાસ કરીને ઘટાડી શકે છે (દા. ત. ક્રિપ્ટોન) અને પ્રાધાન્યમાં હળવા Xe આઇસોટોપ્સને દૂર કરો. છેલ્લા 2 દાયકામાં, ઝેનોન વિરોધાભાસને ઉકેલવા માટે બે શ્રેણીના નમૂનાઓની દરખાસ્ત કરવામાં આવી છે. પ્રથમ ધારે છે કે પૃથ્વી છિદ્રાળુ ગ્રહોમાંથી પ્રવેશી છે, અને ગુરુત્વાકર્ષણીય વિભાજનને કારણે આઇસોટોપ અપૂર્ણાંક થયું છે. જો કે, આ મોડેલ વાતાવરણમાં પ્રકાશ ઉમદા વાયુઓની વિપુલતા અને સમસ્થાનિક રચનાનું પુનઃઉત્પાદન કરી શકતું નથી. બીજી શ્રેણી ધારે છે કે ભારે અસર ભારે વાયુઓ પર એરોડાયનેમિક ખેંચાણમાં પરિણમી છે. વાયુગતિકીય ખેંચાણ અને નીચે તરફની ગુરુત્વાકર્ષણીય અસર બંને Xe વાયુઓના દળ-આધારિત નુકસાન તરફ દોરી જાય છે. પરંતુ પછીના સંશોધનોએ સૂચવ્યું કે Xe આઇસોટોપ માસ ફ્રેક્શનશન એક ઝડપી, એકલ ઘટના ન હોવી જોઈએ. આર્કિયન (3.5-3.0 Ga જૂના) નમૂનાઓમાં સંરક્ષિત ઉમદા વાયુઓ પર 2018 થી પ્રકાશિત સંશોધન Xe વિરોધાભાસનો ઉકેલ પ્રદાન કરી શકે છે. આર્કિયન બેરાઇટ અને હાઇડ્રોથર્મલ ક્વાર્ટઝમાં પ્રાચીન દરિયાઈ પાણીના નાના સમાવેશમાં આઇસોટોપિક રીતે સામૂહિક અપૂર્ણાંક Xe જોવા મળે છે. Xe આઇસોટોપ્સનું વિતરણ આદિકાળનાં સૌર અને આધુનિક વાતાવરણીય Xe આઇસોટોપ પેટર્ન વચ્ચે આવેલું છે. જેમ જેમ પૃથ્વી તેના પ્રથમ 2 અબજ વર્ષોમાં વિકસિત થાય છે તેમ તેમ સૌર વિતરણની તુલનામાં સમસ્થાનિક અપૂર્ણાંક ધીમે ધીમે વધે છે. Xe અપૂર્ણાંક વિકસાવવાનો આ બે અબજ વર્ષનો ઇતિહાસ પ્રારંભિક સૌર મંડળની પરિસ્થિતિઓ સાથે સુસંગત છે જેમાં ઉચ્ચ સૌર આત્યંતિક અલ્ટ્રાવાયોલેટ (EUV) કિરણોત્સર્ગ અને મોટી અસરો કે જે ઝેનોનને બહાર કાઢવા માટે પૂરતા મોટા હાઇડ્રોજનના અવકાશમાં ભાગી જવાના મોટા દરને સક્રિય કરી શકે છે. જો કે, તટસ્થ ઝેનોન પરમાણુઓ બહાર નીકળવાના નમૂનાઓ એ સમસ્યાનું સમાધાન કરી શકતા નથી કે અન્ય હળવા ઉમદા વાયુ તત્વો અવક્ષય અથવા દળ-આધારિત અપૂર્ણાંકનો સંકેત દર્શાવતા નથી. ઉદાહરણ તરીકે, કારણ કે Kr એ Xe કરતા હળવા હોય છે, તેથી Kr પણ તટસ્થ પવનમાં બચી ગયો હોવો જોઈએ. તેમ છતાં પૃથ્વી પર વાતાવરણીય Krનું સમસ્થાનિક વિતરણ વાતાવરણીય Xe કરતાં નોંધપાત્ર રીતે ઓછું અપૂર્ણાંક છે. વર્તમાન સમજૂતી એ છે કે હાઇડ્રોડાયનેમિક એસ્કેપ પ્રાધાન્યમાં હળવા વાતાવરણીય પ્રજાતિઓ અને Xe ના હળવા આઇસોટોપ્સને તટસ્થ અણુઓને બદલે ચાર્જ કરેલા આયનોના સ્વરૂપમાં દૂર કરી શકે છે. પ્રારંભિક પૃથ્વીના વાતાવરણમાં ફોટોલિસિસ દ્વારા હાઇડ્રોજન હાઇડ્રોજન ધરાવતા વાયુઓ (H2 અથવા CH4) થી મુક્ત થાય છે. હાઇડ્રોજન હળવું હોય છે અને વાતાવરણની ટોચ પર વિપુલ પ્રમાણમાં હોઈ શકે છે અને બહાર નીકળી શકે છે. ધ્રુવીય પ્રદેશોમાં જ્યાં ખુલ્લી ચુંબકીય ક્ષેત્રની રેખાઓ હોય છે, ત્યાં હાઇડ્રોજન આયન આયનીકૃત Xe ને વાતાવરણમાંથી અવકાશમાં ખેંચી શકે છે, ભલે તટસ્થ Xe છટકી ન શકે. પદ્ધતિનો સારાંશ નીચે મુજબ આપવામાં આવ્યો છે. Xe ને યુવી કિરણોત્સર્ગ દ્વારા સીધી રીતે ફોટો-આયનીકરણ કરી શકાય છે અથવા Xe ને H2 અને CO2 સાથે પરિવર્તન વિનિમય દ્વારા આયનીકરણ કરી શકાય છે જ્યાંથી H + અને CO2 + EUV વિયોજનમાંથી આવી શકે છે. Xe + એ H, H2 અથવા CO2 વાતાવરણમાં રાસાયણિક રીતે નિષ્ક્રિય છે. પરિણામે, Xe + ચાલુ રહેવાનું વલણ ધરાવે છે. આ આયનો કૂલમ્બ બળ દ્વારા એકબીજા સાથે મજબૂત રીતે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે અને છેવટે મજબૂત પ્રાચીન ધ્રુવીય પવન દ્વારા દૂર ખેંચાય છે. આઇસોટોપ માસ ફ્રેક્શનશન એકઠા થાય છે કારણ કે Xe + ના હળવા આઇસોટોપ પ્રાધાન્યમાં પૃથ્વીમાંથી છટકી જાય છે. પ્રારંભિક મોડેલ સૂચવે છે કે જો વાતાવરણમાં> 1 ટકા H2 અથવા> 0.5 ટકા મિથેન હોય તો Xe આર્કિયનમાં છટકી શકે છે. જ્યારે વાતાવરણમાં O2નું સ્તર વધ્યું, ત્યારે Xe + એ O2 સાથે હકારાત્મક ચાર્જની આપ-લે કરી શકે છે, જોકે આ પ્રતિક્રિયામાંથી, જ્યારે વાતાવરણ O2માં સમૃદ્ધ બન્યું ત્યારે Xe એસ્કેપ બંધ થઈ ગયું. પરિણામે, Xe આઇસોટોપ અપૂર્ણાંક હાઇડ્રોજન એસ્કેપના લાંબા ઇતિહાસમાં આંતરદૃષ્ટિ પ્રદાન કરી શકે છે જે ગ્રેટ ઓક્સિડેશન ઇવેન્ટ (જીઓઈ) સાથે સમાપ્ત થાય છે. ઝે આઇસોટોપ્સને સમજવું એ હાઇડ્રોજન અથવા મિથેનથી બચવાના ઇતિહાસનું પુનઃનિર્માણ કરવાનું વચન આપે છે જેણે પૃથ્વીને અપરિવર્તનીય રીતે ઓક્સિડાઇઝ કરી હતી અને એરોબિક ઇકોલોજીકલ સિસ્ટમો તરફ જૈવિક ઉત્ક્રાંતિને આગળ ધપાવી હતી. અન્ય પરિબળો, જેમ કે હાઇડ્રોજન (અથવા મિથેન) ની સાંદ્રતા ખૂબ ઓછી થવી અથવા વૃદ્ધ સૂર્યના ખૂબ નબળા બનવાથી ઇ. યુ. વી. કિરણોત્સર્ગ પણ Xe ના હાઇડ્રોડાયનેમિક એસ્કેપને અટકાવી શકે છે, પરંતુ તે પરસ્પર વિશિષ્ટ નથી. આર્કિયન પૃથ્વી પર કાર્બનિક ધુમ્મસ પણ આઇસોટોપિક રીતે ભારે Xe ને દૂર કરી શકે છે. આયોનાઇઝ્ડ Xe ને રાસાયણિક રીતે કાર્બનિક પદાર્થોમાં સમાવી શકાય છે, જે સપાટી પરના પાર્થિવ હવામાન ચક્રમાંથી પસાર થાય છે. ફસાયેલા Xe ભારે આઇસોટોપ્સમાં લગભગ 1 ટકા પ્રતિ એમયુ દ્વારા વિભાજિત થાય છે પરંતુ તેઓ ફરીથી મુક્ત થઈ શકે છે અને મૂળ અનફ્રેક્શનેટેડ રચનાને પુનઃપ્રાપ્ત કરી શકે છે, જેનાથી તેઓ Xe વિરોધાભાસને સંપૂર્ણપણે ઉકેલવા માટે પૂરતા નથી. વાતાવરણમાં Kr અને Xe વચ્ચેની સરખામણી અવલોકન કરેલ વાતાવરણીય Xe એ Kr ની સરખામણીમાં 4 થી 20 ના પરિબળ દ્વારા ચૉન્ડ્રિટિક ઉલ્કાના પ્રમાણમાં ક્ષીણ થાય છે. તેનાથી વિપરીત, Kr ના સ્થિર આઇસોટોપ ભાગ્યે જ અપૂર્ણાંકિત હોય છે. આ પદ્ધતિ Xe માટે અનન્ય છે કારણ કે Kr + આયનો ઝડપથી તટસ્થ થાય છે તેથી, Kr ઝડપથી તટસ્થ થઈ શકે છે અને ધ્રુવીય પ્રદેશમાં ચાર્જ કરેલા આયન પવન દ્વારા તેને દૂર ખેંચવામાં નહીં આવે. તેથી Kr વાતાવરણમાં જાળવી રાખવામાં આવે છે. સલ્ફર આઇસોટોપ્સના માસ ઇન્ડિપેન્ડન્ટ ફ્રેક્શન (એમ. આઈ. એફ.-એસ.) સાથેનો સંબંધ સલ્ફર આઇસોટોપ્સના માસ-ઇન્ડિપેન્ડન્ટ ફ્રેક્શનશનનો સંકેત, જે એમ. આઈ. એફ.-એસ. તરીકે ઓળખાય છે, તે એક્સ. ઈ. આઇસોટોપ ફ્રેક્શનશનના અંત સાથે સંબંધિત છે. ગ્રેટ ઓક્સિડેશન ઇવેન્ટ (જી. ઓ. ઈ.) દરમિયાન, ઓઝોન સ્તરની રચના ત્યારે થાય છે જ્યારે ઓ2 વધે છે, જે એમ. આઈ. એફ.-એસ. હસ્તાક્ષરના અંત માટે જવાબદાર છે. એમ. આઈ. એફ.-એસ. સિગ્નલના અદ્રશ્ય થવાને પૃથ્વીની સપાટીના જળાશયોના રેડૉક્સ ગુણોત્તરમાં ફેરફાર તરીકે ગણવામાં આવે છે. જો કે, ઓક્સિડેટીવ હવામાનને કારણે એમ. આઈ. એફ.-એસ. ની સંભવિત મેમરી અસરો જી. ઓ. ઈ. ની પ્રક્રિયા અને ઘટનાક્રમ પર મોટી અનિશ્ચિતતા તરફ દોરી શકે છે. એમ. આઈ. એફ.-એસ. સંકેતોની સરખામણીમાં, Xeનું હાઇડ્રોડાયનેમિક એસ્કેપ ઓઝોનની રચનાથી પ્રભાવિત થતું નથી અને તે O2ની ઉપલબ્ધતા પ્રત્યે વધુ સંવેદનશીલ હોઈ શકે છે, જે પૃથ્વીના ઓક્સિડેશન ઇતિહાસ વિશે વધુ વિગતો પ્રદાન કરવાનું વચન આપે છે. મેન્ટલ ટ્રેસર તરીકે Xe આઇસોટોપ પૃથ્વીની ઉત્ક્રાંતિમાં મેન્ટલ ગતિશીલતાને શોધવામાં પણ આશાસ્પદ છે. પાર્થિવ નમૂનાઓમાં બિન-વાતાવરણીય Xe ની પ્રથમ સ્પષ્ટ ઓળખ ન્યૂ મેક્સિકોમાં CO2-કૂવા ગેસના વિશ્લેષણમાંથી મળી હતી, જેમાં 129I-વ્યુત્પન્ન અથવા આદિમ સ્રોત 129Xe ની અધિકતા અને 238U ના ક્ષયને કારણે 131-136 Xe માં ઉચ્ચ સામગ્રી દર્શાવવામાં આવી હતી. હાલમાં, 129Xe અને 131-136 Xe ની અધિકતા મધ્ય-મહાસાગર રિજ બેસાલ્ટ (MORBs) અને ઓશનિક આઇલેન્ડ બેસાલ્ટ (OIBs) માં વ્યાપકપણે જોવા મળી છે. કારણ કે 136Xe અન્ય ભારે Xe આઇસોટોપ્સ કરતાં વધુ ફિસિયોજેનિક યોગદાન મેળવે છે, 129Xe (129I નો ક્ષય) અને 136Xe સામાન્ય રીતે વિવિધ આવરણ સ્રોતોના Xe આઇસોટોપ વલણોની ચર્ચા કરતી વખતે 130Xe સુધી સામાન્ય બને છે. એમ. ઓ. આર. બી. ના 129Xe/130Xe અને 136Xe/130Xe ગુણોત્તર વાતાવરણીય ગુણોત્તરથી ઉચ્ચ મૂલ્યો તરફના વલણ પર આધારિત છે અને હવા દ્વારા દૂષિત હોવાનું જણાય છે. ઓશનિક આઇલેન્ડ બેસાલ્ટ (ઓ. આઇ. બી.) નો ડેટા એમ. ઓ. આર. બી. ની સરખામણીમાં ઓછો છે, જે ઓ. આઇ. બી. અને એમ. ઓ. આર. બી. માટે વિવિધ એક્સ. ઈ. સ્રોત સૂચવે છે. હવા અને એમ. ઓ. આર. બી. વચ્ચેના 129Xe/130Xe ગુણોત્તરમાં વિચલનો દર્શાવે છે કે 129I લુપ્ત થાય તે પહેલાં મેન્ટલ ડીગેસિંગ થયું હતું, નહીં તો હવામાં 129Xe/130Xe મેન્ટલ જેટલું જ હશે. એમ. ઓ. આર. બી. અને ઓ. આઇ. બી. વચ્ચેના 129Xe/130Xe ગુણોત્તરમાં તફાવત સૂચવી શકે છે કે મેન્ટલ જળાશયો હજુ પણ સંપૂર્ણ રીતે મિશ્રિત નથી. ઓ. આઇ. બી. અને એમ. ઓ. આર. બી. વચ્ચેના રાસાયણિક તફાવતો હજુ પણ શોધની રાહ જોઈ રહ્યા છે. મેન્ટલ Xe આઇસોટોપ ગુણોત્તર મેળવવા માટે, વાતાવરણીય Xe દ્વારા દૂષિતતાને દૂર કરવી જરૂરી છે, જે 25 કરોડ વર્ષ પહેલાં શરૂ થઈ શકે છે. સૈદ્ધાંતિક રીતે, જો હવા અને આવરણ વચ્ચે થોડો તફાવત ચોક્કસપણે માપી શકાય તો વાતાવરણીય દૂષણ માટે ઘણા બિન-રેડીયોજેનિક આઇસોટોપિક ગુણોત્તર (124Xe/130Xe, 126Xe/130Xe, અને 128Xe/130Xe) નો ચોક્કસપણે ઉપયોગ કરી શકાય છે. તેમ છતાં, આપણે વર્તમાન તકનીકો સાથે આવી ચોકસાઇ સુધી પહોંચી શકતા નથી. મંગળ પરના અન્ય ગ્રહોમાં Xe, વર્તમાન વાતાવરણમાં Xe આઇસોટોપ ગેલ ક્રેટર, મંગળ ખાતે ક્યુરિયોસિટી રોવરના મૂળ સ્થાને માપમાંથી તેમની આદિકાળની રચનાની તુલનામાં સામૂહિક અપૂર્ણાંક છે. મંગળના રેગોલિથ બ્રેસીયા એનડબલ્યુએ 11220 માં ફસાયેલા પેલિયો-વાતાવરણીય એક્સઇ એ સૌર એક્સઇની તુલનામાં ~ 16.2 દ્વારા સામૂહિક રીતે અપૂર્ણાંકિત છે. વિભાજનની હદ મંગળ અને પૃથ્વી માટે તુલનાત્મક છે, જે મંગળના ઇતિહાસમાં પણ હાઇડ્રોડાયનેમિક એસ્કેપ થયું હોવાના આકર્ષક પુરાવા હોઈ શકે છે. રેગોલિથ બ્રેસીયા એનડબલ્યુએ7084 અને> 4 જીએ ઓર્થોપાયરોક્સિન એએલએચ84001 મંગળના ઉલ્કાઓ પ્રાચીન મંગળના વાતાવરણીય વાયુઓને આધુનિક મંગળના વાતાવરણીય એક્સઇની તુલનામાં કોઈ પણ એક્સઇ આઇસોટોપિક અપૂર્ણાંક સાથે ફસાવતા હોય છે. મંગળ માટેના વૈકલ્પિક નમૂનાઓ માને છે કે મંગળના વાતાવરણીય Xe નું સમસ્થાનિક વિભાજન અને પલાયન ગ્રહના ઇતિહાસમાં ખૂબ જ શરૂઆતમાં થયું હતું અને તેના ઉત્ક્રાંતિ ઇતિહાસ દરમિયાન ચાલુ રહેવાને બદલે ગ્રહોની રચનાના થોડા સો મિલિયન વર્ષો પછી બંધ થઈ ગયું હતું. 132Xe વોલ્યુમ દ્વારા પ્રતિ અબજ 10 ભાગોની ઉપલી મર્યાદા ધરાવે છે. Xe ની વિપુલતા પર માહિતીની ગેરહાજરી આપણને મૂલ્યાંકન કરવાથી અટકાવે છે કે શું Xe ની વિપુલતા સૌર મૂલ્યોની નજીક છે અથવા શુક્ર પર Xe વિરોધાભાસ છે. અભાવ આપણને એ તપાસવાથી પણ અટકાવે છે કે શું સમસ્થાનિક રચના પૃથ્વી અને મંગળની જેમ દળ આધારિત રીતે વિભાજિત કરવામાં આવી છે કે કેમ. ગુરુના વાતાવરણમાં ઝેનોન માટે સૌર વિપુલતાના મૂલ્યો કરતાં 2.5 ± 0.5 ગણા અને તે જ રીતે ઉન્નત આર્ગોન અને ક્રિપ્ટોન (2,1 ± 0.5 અને 2.7 ± 0.5 ગણા સૌર મૂલ્યો અલગથી) છે. સંવર્ધનના આ સંકેતો ગુરુ ગ્રહ પર ખૂબ જ ઠંડા (T <30K) બરફીલા ગ્રહોમાં આવતા આ તત્વોને કારણે છે. આ પણ જુઓ જિયોક્રોનોલોજી ઝેનોન સંદર્ભોના આઇસોટોપ્સ ઝેનોન આઇસોટોપ્સ ભૂ-રસાયણશાસ્ત્ર