Ce n’est pas seulement la planète natale de Superman ; le krypton est l’un des gaz les plus rares sur Terre, ne composant qu’une partie par million de l’atmosphère en volume.
Ce gaz noble est incolore et inodore. Il possède une coquille extérieure complète d’électrons, ce qui le rend largement inerte aux réactions avec d’autres éléments. Contrairement au néon, un autre gaz noble, le krypton produit certains composés. Le plus courant est le difluorure de krypton (KrF2), un solide incolore, selon le Thomas Jefferson National Linear Accelerator Laboratory. Le difluorure de krypton n’est stable qu’en dessous de moins 22 degrés Fahrenheit (moins 30 degrés Celsius), selon Chemicool.
Parce que le krypton est si rare (et donc cher), son utilisation est limitée. Le gaz est injecté dans certaines ampoules à incandescence, car il prolonge la durée de vie du filament de tungstène qui fait briller ces ampoules, selon Universal Industrial Gases Inc, un fournisseur d’équipements de production de gaz industriels et de services connexes. Parce que c’est un gaz très lourd, le krypton est également scellé entre les vitres de certaines fenêtres à double vitrage pour les aider à retenir la chaleur. Mais même à cette fin, le gaz noble argon est généralement utilisé car il est moins cher, selon Universal Industrial Gases.
Les faits
Le gaz caché
La découverte du krypton s’est produite en partie par accident. Le chimiste écossais William Ramsay et le chimiste anglais Morris Travers extrayaient de l’argon pour l’air dans l’espoir de l’évaporer et de trouver un élément chimique plus léger pour combler le vide dans le tableau périodique entre l’argon et l’hélium.
Par inadvertance, cependant, les chercheurs ont surestimé l’évaporation, ne laissant qu’un échantillon de gaz lourd derrière eux, selon Chemicool. Se demandant s’ils pourraient quand même trouver quelque chose, ils ont analysé le spectre lumineux des gaz de l’échantillon et ont trouvé quelque chose d’inconnu – un tout nouvel élément. Ce nouvel élément n’était pas plus léger que l’argon, mais plus lourd. Les chercheurs ont baptisé cette découverte « krypton », du mot grec signifiant « caché », kryptos.
Qui l’aurait su ?
- Lorsqu’il est exposé à un courant électrique sous basse pression, le gaz krypton s’allume comme le néon – mais au lieu d’être rouge-orange, le krypton brille d’un blanc fumeux, selon le Jefferson Lab.
- Le mètre (3,3 pieds) était autrefois officiellement défini par la longueur d’onde du krypton-86, l’isotope stable le plus lourd du krypton. (Aujourd’hui, il est défini par la distance que parcourt la lumière dans le vide en une fraction de seconde). Un peu plus de 1,5 million de longueurs d’onde rouge-orange du krypton-86 équivaut à un mètre, selon la Royal Society of Chemistry.
- OK, parlons de Superman. Le monde d’origine du super-héros a été référencé pour la première fois en 1938. Au début, les bandes dessinées de Superman faisaient référence à tous les résidents de la planète détruite de Krypton comme possédant une super force ; dans les années 1950, cependant, l’histoire a changé. Superman aurait été un Joe moyen sur Krypton, mais la gravité plus légère de la Terre et le soleil jaune lui ont donné ses superpouvoirs.
- Ne confondez pas Krypton et la kryptonite, le célèbre répulsif de Superman. La kryptonite est décrite comme un solide radioactif de couleur variable, du rouge au vert en passant par le noir. Le krypton, comme cela a été établi, est un gaz incolore, inodore et sans saveur. Comme c’est ennuyeux.
- Les découvreurs du krypton (Ramsay et Travers) ont également découvert l’hélium, l’argon, le xénon et le néon. Ramsay a reçu le prix Nobel de chimie en 1904 pour ces découvertes.
Recherches actuelles
Pew ! Pew ! OK, ils ne font pas vraiment ce bruit, mais les lasers à krypton-fluor sont un outil scientifique puissant – et ils sont responsables d’au moins un record mondial Guinness. Ces lasers peuvent produire une impulsion d’énergie 500 fois plus forte que l’ensemble du réseau électrique américain en seulement quatre milliardièmes de seconde, selon Chemicool. En juillet 2014, des chercheurs du laboratoire de recherche navale américain ont célébré leur entrée dans le livre Guinness des records mondiaux pour avoir utilisé un puissant laser à krypton-fluor pour accélérer des feuilles de plastique à des vitesses de 1 000 kilomètres par seconde (plus de 2,2 millions de mph) en moins d’un millimètre de distance. Ces expériences ont été menées en 2009 ; depuis, les chercheurs ont porté la vitesse du laser à 1 180 km/s. Le but, autre que de gagner des records mondiaux, est de faire avancer la recherche sur la fusion nucléaire.
Le krypton a également d’autres superpouvoirs scientifiques. Les isotopes radioactifs du krypton – des versions de l’atome avec un nombre différent de neutrons dans leur noyau – sont produits naturellement lorsque les rayons cosmiques provenant de l’espace frappent les atomes de krypton dans l’atmosphère, a déclaré Christo Buizert, chercheur postdoctoral en géologie et géophysique à l’Université d’État de l’Oregon. Ces isotopes radioactifs sont instables, ce qui signifie qu’ils se désintègrent avec le temps.
Cette désintégration chronométrée crée une « horloge » atomique, qui n’est pas sans rappeler le carbone-14, un élément radioactif dont la demi-vie est d’environ 5 000 ans. Le carbone 14 est idéal pour dater les objets organiques qui remontent à des dizaines de milliers d’années, mais de nombreux éléments de la Terre sont bien plus anciens, a déclaré Buizert.
Il a utilisé avec ses collègues un isotope du krypton, le krypton-81, dont la demi-vie est de 230 000 ans pour dater des carottes de glace dans l’Antarctique jusqu’à 120 000 ans. (La plus ancienne glace de l’Antarctique jamais découverte est tombée sous forme de neige il y a 800 000 ans.) Les bulles dans la glace emprisonnent les gaz atmosphériques tels qu’ils étaient lorsque la neige est tombée, a expliqué Buizert à Live Science. En mesurant les niveaux de krypton-81 et en les comparant à l’atmosphère actuelle, les chercheurs peuvent utiliser le taux connu de désintégration de l’isotope pour déterminer l’âge de la glace.
« Si le krypton-81 est le même que dans l’atmosphère, nous pouvons dire que la glace est jeune et très récente », a déclaré Buizert. « Si elle est plus ancienne, il y a de moins en moins de krypton-81 dans l’échantillon. »
La technique de mesure du krypton-81 n’a qu’une dizaine d’années, a précisé Buizert. Comme le krypton-81 (et le krypton en général) est assez rare dans l’atmosphère, l’utilisation de ce gaz pour la datation nécessite beaucoup de matériel – 100 kilogrammes de glace. (100 kilogrammes) de glace, dans le cas de l’étude de datation de la glace de l’Antarctique que les chercheurs ont publiée en avril 2014 dans la revue Proceedings of the National Academy of Sciences. L’échantillonnage réel de la glace n’a été effectué que deux ans avant la publication de l’article, a précisé M. Buizert. Depuis lors, la technologie s’est tellement améliorée que seulement 44 lb. (20 kg) de glace seraient nécessaires aujourd’hui pour la même étude. Les chercheurs recherchent maintenant de la glace encore plus ancienne en Antarctique, dans l’espoir d’en trouver datant d’au moins 1,5 million d’années. Ces échantillons de glace détiennent des indices sur l’ancien climat et l’atmosphère à l’époque où la neige tombait.
Loin des glaciers de l’Antarctique, le krypton-81 a également été utilisé pour dater des eaux souterraines étonnamment anciennes dans le désert du Sahara. Une étude publiée en 2004 dans la revue Geophysical Research Letters a révélé que dans certaines régions du sud-ouest de l’Égypte, les eaux souterraines qui atteignent la surface n’ont pas vu la lumière du jour depuis 1 million d’années.
Un autre isotope du krypton, le krypton-85, est largement produit comme sous-produit de la fission nucléaire. En mesurant les niveaux de krypton-85 dans l’atmosphère au-dessus de pays secrets comme la Corée du Nord, les chercheurs peuvent localiser les endroits qui pourraient abriter des installations nucléaires cachées. En 2003, par exemple, la BBC a rapporté que des capteurs situés le long de la frontière nord-coréenne avaient relevé des niveaux élevés de krypton-85 qui n’émanaient pas de la principale centrale nucléaire du pays – ce qui laisse supposer l’existence d’une deuxième centrale secrète. La Corée du Nord a testé des bombes nucléaires en 2006, 2009 et 2013, selon l’organisation à but non lucratif Nuclear Threat Initiative.
Follow Live Science @livescience, Facebook & Google+.