地壳中的元素含量排行是氧、硅、铝、铁、钙、钠、钾、镁、钛、氢……,然而我们知道,地壳只是整个地球表面很小的一部分,地球半径大约6400公里,而地壳最厚处也不过30公里,地壳只占整个地球质量的0.8%;地幔主要由各种氧化物组成,地核则主要由铁和镍组成,铁元素占了整个地球质量的34.6%,其次才是氧元素占了大约30%。
宇宙中的氢元素
地球表面70%被海水覆盖,一个水分子含有两个氢元素和一个氧元素,但地壳中的氢元素质量远低于氧元素;在整个宇宙中,氢元素质量大约占了普通物质(不包含暗物质和暗能量)的75%,其次是氦元素占了24%,剩下的1%才是其他元素。
根据宇宙大爆炸理论,在138亿年前的宇宙大爆炸中,大爆炸开始大约10秒后,宇宙温度降至30亿度以下,此时中子和质子形成,而中子和质子非常容易结合成氦元素,剩下没有结合的自由质子,随着宇宙的冷却将极易与自由电子结合为氢元素,自由中子最终也会衰变为自由质子。
宇宙经过一百多亿年的演化,氢元素和氦元素在恒星内部通过核聚变反应,源源不断地向更重的元素转化,形成了如今的宇宙,现阶段氢元素和氦元素还是宇宙的主要成分。
地球上的铁元素
宇宙元素中氢元素占了四分之三,地球质量的三分之一是铁元素,为何两者相差如此之大?
这是因为氢元素和氦元素容易形成单质气体氢气和氦气,这是密度最小的两种气体,地球大气中的氢气和氦气不断上升,最终彻底脱离地球引力扩散到宇宙空间中去;其中氢元素还能和其他元素形成化合物固定下来,而氦元素属于惰性气体,所以氦元素的流失最为严重。
所有元素中铁元素的结合能最大,铁元素是大质量恒星聚变的终点,大质量恒星在演化末期通过超新星爆发,把铁元素等物质抛洒出去,最终形成下一代恒星,并在恒星周围形成地球这样的固态星球,由于铁的比重较高,所以铁元素在星球上主要集中在核心区域。
另外,木星属于气体星球,气体星球拥有巨大的质量,其引力不仅可以束缚氢气和氦气的流失,还可以源源不断地吸引周围的气体,然后使自身质量不断壮大。
地壳中含量最多的元素(地壳中含量最多的元素是啥?非金属元素又是啥?)
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