地球
如果仅仅从元素的角度来看,地球在宇宙中绝对是异类。为什么这么说呢?
在宇宙中,99%以上的元素其实都是氢元素和氦元素,它们是元素周期表最靠前的两个元素。而地球上的氢元素都是来自于此。
氦元素绝大部分来自于此,还有少数来自于放射性α衰变的产物。
但我们要知道的是,在地球上氢和氦的占比并不高,地球上还存在大量其他元素,也就是说,构成地球的主要元素都集中在宇宙中那不到1%的占比的元素当中,地球简直就是一个稀缺的存在。这也是为什么地球不是一个气态星球,而是一个岩石星球的主要原因。也就是说,地球自打形成的那一刻起,就战胜了宇宙99%以上的玩家。
不过在太阳系中不仅仅地球是这样,水星,金星,火星也是如此。那这些重元素是从哪里来的呢?实际上主要有三条路径,分别是:
恒星的核聚变
超新星爆炸
中子星合并
接下来,我们一个个说一下。
恒星核聚变
在宇宙中,铁元素之前,氦元素之后的这些元素的主要来源是恒星的核聚变。一般来说,恒星一开始是氢和氦构成的,并且质量巨大,在引力的作用下,内核温度和压强急剧升高,在隧穿效应的作用下,引发了温和的核聚变反应。这时候的恒星更像是一个元素的炼丹炉,一开始的燃料是氢原子核,炉渣是氦原子核。也就是说,原子序数升了一位。这个过程主要有两个路径,一个叫做碳氮氧循环,一个叫做质子-质子反应链。无论是哪种,本质上都是氢原子核核聚变反应生成氦原子核。
关于地球形成,学者们是这么认为的。星云盘内的物质碰撞吸积演化成原始地球。地球温度逐步降低,内部物质出现分异。密度大的物质逐渐聚集到地球中心,形成地核;密度小的物质向上集中形成地幔和地壳。接下来再聊聊生物的演化。
同样的道理,如果氦原子核烧的差不多时,并且恒星的引力也足够大时,就会继续引发碳原子核的核聚变反应。
就这样,只要质量足够大,就可以继续引发核聚变反应,一直达到铁原子核。你可能要问了,为啥会到铁原子核?
超新星爆炸
实际上,如果我们从原子核的角度来看,铁原子核是最稳定的原子核,没有之一。我们也管这个叫做比结合能最大。说白了,就是掰开或者聚合出一个铁原子核的难度是最大的。
这也使得铁原子核的核聚变反应条件特别苛刻。
一些特大质量的恒星,实际上能够达到铁核聚变的反应条件,但与此同时,整个恒星会变得非常臃肿,由于温度实在太高,各层都会相继进行核聚变反应。在此之前,恒星的核聚变可是一直都在内核进行的。
地球的形成是伴随着太阳系一起形成的。地球最初也只是一块岩石,当沙子或山体大的宇宙碎片降落到它其表面时,它便开始慢慢生长了。(最初,每天落到地球表面的星际物质超过6000万吨,而现在大约为150万吨——其中大部分物质。
上文我们也只是说了恒星的内核的演化,实际上,几乎与此同时,恒星会发生剧烈的超新星爆炸,并且生成大量的原子序数高于铁元素的原子。不仅如此,这些元素会被抛洒到太空当中成为星际物质。
中子星合并
实际上超新星爆炸所产生的高顺位元素也只是一部分而已,像金元素、银元素等稳定的元素,并不完全都是依靠超新星爆炸。依照目前最新的研究结果,科学家发现,这些元素更多的是来自于中子星的合并。
地球形成3亿年左右,由铁、镍等熔化物的重物质形成的核心,周围是岩石,氢、氧等气体则飘散在太空中。后来,地球内部喷出熔岩、水蒸气和二氧化碳。熔岩冷却后组成地壳。水蒸气冷却后成为雨水,下到地上,低洼的地方形成海洋。
中子星的合并在宇宙中是极为罕见的现象,也因此,这类元素的含量占比是极其低的,物以稀为贵,所以说,金子那么贵并不是没有道理的。
地球的形成起源于太阳星云分化物.46亿年来,地球从一个均质的球体演变成现在的"圈层"结构.地壳平均厚度17千米,地幔厚度约3473千米,占地球体积的83.4%,地幔温度为1000~3000摄氏度,地核厚度约3473千米,占地球体积的16.3%。
但这里就会有个问题,那咋没有留下一个黑洞或者中子星呢?
地球膨裂说认为,太阳系是原始太阳爆炸形成的。46亿年前,太阳因内部的核聚变而发生爆炸,飞出许多熔融的火球,这些熔融的火球冷却后形成了行星、小行星、卫星、月亮、慧星和行星带,地球就是其中之一。一些大的火球在冷却的。
目前来看,很有可能是太阳原本并不在银河系内。其实在距今134亿年就银河系初见规模了,但并不像现在这样,现在的银河系是“吃”出来的。说白了就是吞并其他的星系。而太阳有可能是因为被银河系吞并才来银河系内部的,这也就能解释为什么太阳系周围没有留下一个中子星和黑洞。不过,这目前也只是一种猜测,并没有得到证实。