肥宅钓鱼网
当前位置: 首页 钓鱼百科

地球上的元素为什么这么多(地球上那么多元素都是哪来的)

时间:2023-06-07 作者: 小编 阅读量: 1 栏目名: 钓鱼百科

决定元素属类别的是质子数,中子数的不同则表示这种元素的同位素。更高质子数的元素,比如92号以上,都是人工制造的元素,但这些元素是极不稳定的,很快就会衰变成其他元素。因此太阳系在46亿年前诞生于奥尔特云这个假设具有极高的可信度!地壳元素丰度表,诞生在一颗这样的星球上,生命是不是非

其实我们要说的是,首先诞生的是元素,然后才有地球。有没有毁了你的三观?而且更关键的是不管有没有诞生地球,这些元素都将会存在!

首先来了解下元素和元素之间有什么区别,我们都知道元素都是有原子组成的,不同的元素有不同的原子,而原子则是有电子和原子核组成,而原子核内则有中子和质子两种!

介绍元素属性的话,到中子和质子就可以了。决定元素属类别的是质子数,中子数的不同则表示这种元素的同位素。听上去似乎很简单,就像橡皮泥一样将它们粘合在一起就构成了不同的与元素,但其实如果要实现不同的质子数和中子数结合,这堪比登天!当然这对万能的宇宙来说算啥事啊,不过是一次大爆炸的事而已。

宇宙大爆炸能合成的元素

宇宙大爆炸模型是当前比较能贴近观测的宇宙诞生模型,这从微波背景辐射以及宇宙膨胀与宇宙原初元素的丰度获得佐证,在更合适的模型出现之前,我们以此依据展开讨论。

元素诞生之前的事咱就不说了,以下从大爆炸开始说起:

10^-6S时,夸克和胶子在强作用力下结合成质子和中子等重子族

温度逐渐降低,在10亿K时,少数质子与中子结合,形成氢、氦以及锂的原子核(这就是太初聚变过程),此时仍然是原子核,还不能构成原子,而且还与更多的质子(氢原子核)仍然还在等宇宙的温度降低与电子结合形成氢原子。

37.9万年后,宇宙温度下降到电子和和原子核形成氢原子、氦原子与锂原子。宇宙也膨胀到足够大,一锅粥似的的浓汤也逐渐清朗,光子冲破重重迷雾得以在宇宙中欢快的奔跑。当然我们现在还能看到它,而这就是大爆炸的那束光,被宇宙膨胀红移到了微波波段的宇宙微波背景辐射。

大爆炸能产生的元素就是氢元素、氦元素以及少量的锂元素。

恒星能合成的元素

宇宙微波背景辐射在全向分布上是均匀的,但据普朗克卫星观测发现,仍然存在约十万分之一的差异,当然宇宙在大爆发生时如果100%均匀的话,那么我们的宇宙甚至到现在仍然还处在一片黑暗之中,因为均匀分布的宇宙无法诞生恒星!

从大爆炸到宇宙膨胀,再到1989年COBE卫星发射获得的低分辨率微波辐射,再到普朗克的高分辨率微波辐射照片,当然天文学家总是极尽夸张之能事,那是万分之一的差异给渲染得灯红酒绿。

无论如何,恒星诞生了,开始一路生产元素之旅,质子链的反应从氕到氘,再从氘和氕聚变成氦三,再从氦三聚变成氦四,再到碳、氧、氖、镁、硅、硫、钙一路到铁,那么这些元素都是这么变出来的呢?

质子的数量就决定元素的类别,比如两个质子的是氦,三个质子的锂,四个质子的铍,五个质子的硼,六个质子的是碳,7颗质子的是氧.........但元素却不是质子质子数的堆积,因为两个质子要克服库伦势垒的难度极大,因此中子就很有必要了,比如在最初的氕氕聚变时就是一颗质子转变成了中子,变成氘,有了电中性的中子调和,聚变结合能往后就顺畅多了。

看起来这犹如砌砖一样简单的过程,对于人类来说难如登天,但这也不是所有恒星都具备,比如太阳就只能到达碳元素和氧元素级别,而7-10倍太阳质量以上的恒星则可以演化到铁元素,我们从元素的比结合能知道,铁之前的元素聚变是可以释放能量的,但从铁元素之后的聚变,还需要吸收能量,因此在恒星正常燃烧的阶段内是不可能产生了。此时产生重元素的路子还有一条:慢中子俘获(S过程)

此时的恒星内部会有极强的中子辐射,因此这些轻元素的原子核就有可能会俘获到中子,但中子过多会有一个问题,它会发生β衰变,放出一个电子和中微子,变成一个质子,我们会发现这个原子核的质子就有可能一个个累积起来!那么效率如何呢?

中子俘获后又衰变的过程

慢中子俘获的效率极低,因此对于生产新元素来说,慢中子俘获并不是一个有效途径,而是一个聊胜于无的途径,红巨星内核中比铁更重的钴、镍、铜、锌就是这么来的。但此时恒星内核再无能量输出,铁核坍缩即将超新星爆发。

超新星合成的元素

前文说了铁核后面的元素需要吸收能量才能诞生出新的元素,而铁就是分水岭,如下图,这就是元素的比结合能表。

因此这些重元素只能在超新星爆发的巨大能量中产生,而超新星中诞生别铁更重元素的有效手段是:快中子俘获(R过程)

超新星爆发时会产生密度极高的中子流,甚至100万亿亿个/立方厘米/秒,在如此天文上数字般的的中子撞击下,重原子核犹如糯米团掉到了芝麻堆里,而过多的中子又会不稳定快速β衰变,变成如铱、锇、铂、金等贵重金属元素,像生产的流水线一样被大量生产出来。

中子星和并能合成的元素

超新星爆发后恒星重元素所在的内核质量大部分坍缩成了中子星,因此从过程看超新星爆发生产的重元素是比较有限的,而大量的重元素比如金元素等则主要通过中子星合并等极端天文事件产生。

中子星物质被中子星引力束缚是非常稳定的,但在两颗中子星碰撞后将会失去这个稳定性,中子会通过β衰变成质子,并伴随着中微子辐射和γ射线,而在这个过程中,中子星碎块会衰变成各种元素,这取决于衰变到那个质子数时即产生稳定的元素原子核质子数与中子数组合,而这个结果一般就是偏向于重元素,一般认为75号以上的元素大都来自中子星合并,比如放射性元素铀。

黑洞和并

从来没有听说过黑洞合并还能产生元素,一个黑洞一毛不拔,两个黑洞更是一毛不拔,是不可能产生元素的,不过黑洞在合并不过程中的超级伽玛射线暴却有可能促成大气层中生成新的化合物。

伽玛射线暴的的单光子能量超过太阳光的几十万倍,轰击大气高层的臭氧,直接解离臭氧分子,与大气中的氮结合成二氧化氮,一种棕红色刺鼻且有毒的气体,失去臭氧层的地球会遭受波长极短的高能紫外线照射,这是伽玛射线暴对地球影响的第一波,高能的伽玛射线也有可能直达地面破坏生物DNA,这是第二波(影响速度上来看这才是第一波),因此黑洞合并会间接给地球制造出麻烦的化合物,继而影响地球生命。

还有比92号以上更高的元素吗?

更高质子数的元素,比如92号以上,都是人工制造的元素,但这些元素是极不稳定的,很快就会衰变成其他元素。比如U-238)衰变过程U(铀)-238 → Th(钍)-234 → Pa(镤)-234 → U(铀)-234 → Th(钍)-230.....一直到Pb(铅)-206,不过U-238的半衰期高达44.68亿年,而92号以上的比如93号元素的镎的半衰期只有214.5万年,而118号元素的半衰期12毫秒,小于肉眼反应时间。

超铀元素列表,上面的很多字各位会念不?

地球是怎么诞生的?

康德-拉普拉斯星云说在200多年前就解释了太阳系诞生的秘密,而对邻近银河系内金牛座以及猎户座星云的观测也证明这种说法。因此太阳系在46亿年前诞生于奥尔特云这个假设具有极高的可信度!

奥尔特云也许受到一次邻近超新星爆发的影响,导致其满足金斯不稳定性而开始坍缩,从形成博克球状体到内部诞生恒星星核,星云扁平化,在盘面上形成了行星诞生的星核,而中心继续诞生原恒星,当恒星开始发光,将周围的比较轻的分子云驱赶到了小行星带的外围,而比较重的物质则留在了内行星轨道,这也是内行星都是岩石质行星,木星等行星长成气态巨无霸的主要原因。

地球上的元素完全继承于上一次超新星爆发,理论上来看超新星爆发并不会诞生太多的重元素,而地球上的元素结构也大致符合这个规律,假如奥尔特云形成于中子星合并的星云的话,它将不可太可能诞生出恒星,因为氢元素含量太低,而且由于重元素比例过高,即使诞生星系也很难形成生命。所以鱼和熊掌不可兼得哦,黄金和生命只能二选一。

地壳元素丰度表,诞生在一颗这样的星球上,生命是不是非常幸运?

    推荐阅读
  • 菜月昂最后和谁在一起了(菜月昂有怎样的人生经历)

    菜月昂最后和谁在一起了?菜月昴《是从零开始的异世界生活》中的主角,是一个心底善良,并且能在艰难的环境中顽强成长,抵抗苦痛的人。嫉妒魔女在对菜月昂进行传送到异世界的过程当中给予了其强大的能力。并且在不断的帮助她的过程中更加的了解菜月昂的为人,并且愿意帮助她,使她得到更大的能力,并且得当她想要的一切,拥有了无尽的能力。

  • cf新角色娜塔莎属性(详解cf新角色娜塔莎)

    cf新角色娜塔莎属性cf新角色娜塔莎属性:穿越火线的娜塔莎其实属于普通角色,并没有属性。cf娜塔莎,是一个俄罗斯人,亲生父母都是反政府组织的成员。但是在一次行动中被杀害。之后才年仅1岁的娜塔莎就被当时的父母那次行动的队长克里斯抚养。之后长大成人成为了以为最年轻的女性KGB探员。神秘的苏联,精通作战,是白雪当中的死神。

  • 犯罪心理学准确率高(犯罪心理画像的前世今生)

    因为持续作案有16年了,他认为这个人的年龄应该在55岁到65岁之间。根据这些描述,警察顺利就抓获了犯罪人。他们的做法是由富有办案经验的警察接受临床精神分析的培训,成为心理画像师。具体来说,第一,从犯罪现场和行为证据归纳出犯罪行为模式。一种叫犯罪现场重建,第二种是行为证据分析以及英国的侦查心理学犯罪现场重建技术。犯罪标识的出现对于确定犯罪人以及病案串案都是非常重要的线索。

  • 男装品牌排行榜(男装品牌排行榜前十名奢侈品牌)

    1990年6月,七匹狼的2色夹克上市,产品畅销于大江南北,被称为“中国夹克之王”、“夹克专家”。2009年经世界品牌实验室鉴定,品牌价值80.61亿元,居中国纺织服装行业品牌前列。不能否认,现在的卡宾服在中国时尚男装界处于领先地位,在时尚界也写了很多令人吃惊的文章。曼哈顿屈服于来自中国的年轻设计师和原创设计师品牌。是浙江省“五个集团”的重点骨干企业。

  • etf和lof怎么区别呢(一分钟看懂ETF)

    ETF联接基金,是投资于ETF的一种指数基金,顾名思义,ETF联接基金连接起了购买ETF的桥梁。因此,现在很多基金公司发行ETF的时候,都会同时推出ETF联接基金,目的是方便中小投资者进行交易。ETF联接与普通的开放式基金相同,只能在场外进行申购赎回。由于要应付日常的申赎,所以ETF联接基金投资于ETF的仓位一般不会超过95%。其实,ETF联接和LOF的概念并不矛盾。

  • 蜗牛为什么冬眠(蜗牛冬眠的原因)

    我们一起去了解并探讨一下这个问题吧!蜗牛为什么冬眠蜗牛会冬眠是因为在冬天它能吃的食物很少,大部分的蔬菜啥都会被棚子封起来,并且野生的嫩叶也几乎没有。因此,为了能存活下去,它只能冬眠了。另外,它的壳可以感受到外界的温度,当外界的温度达到自己舒适的条件时,它就会慢慢苏醒。若是温度不适宜的话,蜗牛就会一直在壳内沉睡下去。

  • 英语一课一练校本作业八下答案(一课译词定金尾款)

    今年的双十一比以往来得更早一些,十月中旬各大购物网站、品牌网页就开始了预售,很多商家采取了先付“定金”再付“尾款”的方式,付了定金方能享受优惠。“定金”可以翻译为“deposit”,“尾款”可以用“balance”来表达。例句:我们付了100美元的真皮沙发定金。Weputa$100depositdownonaleathersofa.他们定在货到时支付尾款。双十一最初的意思是单身节。随着网络购物的发展,从2009年至今,双十一已成为世界上最大的购物节。

  • 宁波市居民如何参保 宁波居民医保参保条件

    宁波市居民如何参保受理条件(一)劳动年龄段内未在用人单位就业的统筹地户籍城乡灵活就业人员。(二)统筹地无雇工的劳动年龄段内个体工商户。申报材料居民身份证或社保卡办理流程办理地点宁波市社会保障服务大厅2楼综合受理窗口14—24号办理时间工作日上午8:30~11:30下午13:30~17:00;夏季上午8:30~11:30下午14:00~17:30

  • 长安11月份suv销量排行(7月高端SUV销量排行榜出炉)

    ②价格合适:岚图FREEDNA上市8月26日岚图FREEDNA宣布正式上市,增程版车型37.99万元;纯电版车型41.99万元。作为作为性能级智能电动SUV岚图FREE的个性化定制版,新车限量3000台。③官方发布:长安汽车公告减产10万辆8月26日,长安汽车发布公告称,由于8月以来的持续高温,公司在相关部门通知之后对在渝基地实施限电停产,受此影响,公司8月产销目标预计减量约10万辆,对当月产销产生较大影响。

  • 苏州自购房屋办居住需要什么材料(苏州自购房屋办居住需要什么材料证明)

    自购房屋居住证办理需要以下材料:1.房产证原件及复印件;2.户主有效身份证或其他有效身份证明3.本人居民身份证或其他有效身份证明4.不满49周岁的已婚女性应当提供《婚育证明》或《苏州市非户籍人口计划生育管理服务卡》注:如果来不及复印,一定要记得带好原件。派出所或警务室一般提供复印证件的服务。如果时间充足,最好准备齐全。避免排队或者意外情况的发生。