| Isotope | Masse atomique (Da) | Abondance isotopique (fraction de quantité) |
|---|---|---|
| 36Ar/td> | 35.967 5451(2) | 38Ar | 37.962 732(2) |
| 40Ar | 39.962 383 12(2) |
Le poids atomique de l’argon est basé sur des analyses d’argon séparé de l’air. En 1961, la Commission a modifié la valeur recommandée de l’Ar(Ar) de 39,944, basée sur les mesures de la densité du gaz, à 39,948, basée sur les mesures spectrométriques de masse étalonnées rapportées par Nier.En 1979, la Commission a examiné la littérature disponible et a recommandé Ar(Ar) = 39,948(1). Cette valeur de Ar(Ar) était l’un des paramètres critiques pour déterminer la valeur de la constante universelle des gaz R par des méthodes acoustiques.
En 2007, la Commission a recommandé la valeur du rapport isotope-masse de n(40Ar)/n(36Ar) dans l’air, qui estd’importance en géochronologie et en géochimie, soit 298,56(31).
La composition isotopique et la masse atomique de l’argon sont variables dans les matériaux terrestres. Ces variations sont une source d’incertitude dans l’attribution des propriétés standard de l’argon, mais elles fournissent des informations utiles dans de nombreux domaines scientifiques. Les variations de la composition isotopique stable et du poids atomique de l’argon sont causées par plusieurs processus différents, notamment
(1) la production d’isotopes à partir d’autres éléments par désintégration radioactive (isotopes radiogènes) ou d’autres transformations nucléaires (ex, isotopes nucléogéniques), et
(2) le fractionnement isotopique par des processus physico-chimiques tels que la diffusion ou les équilibres de phase.
Les processus physico-chimiques provoquent des variations corrélées dépendantes de la masse dans les rapports isotope-matière de l’argon (40Ar/36Ar et 38Ar/36Ar), tandis que les processus de transformation nucléaire provoquent des variations indépendantes de la masse. Bien que l’argon atmosphérique puisse servir de référence isotopique abondante et homogène, les écarts par rapport aux rapports isotopiques atmosphériques dans d’autres occurrences d’argon limitent la précision avec laquelle un poids atomique standard peut être donné pour l’argon. Les données publiées indiquent une variation des poids atomiques de l’argon dans les matériaux terrestres normaux entre 39,792 et 39,963. La limite supérieure de cet intervalle est donnée par la masse atomique de 40Ar, car certains échantillons contiennent de l’argon-40 radiogénique presque pur. La limite inférieure est dérivée d’analyses de pechblende (minéral d’uranium) contenant de grandes quantités de 36Ar et 38Ar nucléogéniques. Dans cet intervalle, les mesures de différents rapports isotopiques (40Ar/36Ar ou 38Ar/36Ar) à différents niveaux de précision sont largement utilisées pour des études en géochronologie, en interaction eau-roche, en évolution atmosphérique et dans d’autres domaines.
L’argon 40 radiogénique est produit (avec le 40Ca) par la désintégration d’un isotope mineur du potassium (40K), dont la demi-vie totale est de 1,26(1) Ga. En raison de cette radioactivité, de nombreux échantillons géologiques contiennent des quantités anormales de 40Ar et c’est la base des méthodes de datation K-Ar et Ar-Ar utilisées en géochronologie. En raison de la large distribution du potassium, même les principales sources d’Ar telles que certains gisements de gaz naturel et réservoirs géothermiques peuvent avoir des concentrations de 40Ar suffisamment élevées.
En revanche, il est beaucoup plus rare que les échantillons naturels aient des rapports n(40Ar)/n(36Ar) nettement inférieurs à celui de l’air. Le 36Ar radiogénique peut s’accumuler par désintégration du 36Cl (demi-vie = 0,301(2) Ma), qui à son tour est produit à partir du 35Cl par capture de neutrons associée aux interactions des rayons cosmiques dans l’atmosphère et à la désintégration de l’U et du Th dans la terre solide. De même, le 38Ar peut s’accumuler à la suite de réactions telles que le 37Cl(n,γ)38Cl ou le 35Cl(α,p)38Cl. Certains échantillons d’argon extraits d’inclusions microscopiques contenant du Cl dans des minéraux ont été signalés comme ayant des concentrations anormalement élevées de 36Ar et 38Ar qui peuvent être attribuables à la nucléogenèse.
Les 37Ar et 39Ar radioactifs se forment continuellement dans l’atmosphère comme produits de réactions de rayons cosmiques, et ils sont des composants de la poussière cosmique entrant dans l’atmosphère terrestre. Les deux isotopes sont également formés par des réactions nucléaires sur et sous la surface de la terre. À l’heure actuelle, la plupart des nouveaux 39Ar introduits dans l’atmosphère chaque année proviennent des réacteurs nucléaires. Le 39Ar se désintègre en 39K avec une demi-vie de 269 a, tandis que le 37Ar se désintègre en 37Cl avec une demi-vie de 35 jours. Les quantités de 37Ar et 39Ar dans les échantillons normaux sont variables et peuvent être utiles dans les études environnementales, mais elles sont de plusieurs ordres de grandeur trop faibles pour affecter le poids atomique standard de l’argon à son niveau actuel d’incertitude déclarée.