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「年輕人最強大的因素就是我們無法知道什麼是不可能的。」——亞當·布勞恩
我們知道太陽和地球是誕生在同一塊區域下的，也就是說是由同一片氣體雲塌縮形成的，但是看一看太陽，然後再看一看行星。也許你會認為質量是唯一的區別，但是在細想一下，如果太陽（以及所有的恆星）主要由氫和氦組成，為什麼行星上的物質分布就不一樣呢？也就是說，行星上為什麼都是重元素？
不僅行星上的物質分布不一樣，而且甚至相差甚遠。今天我們就說下巖石行星的元素比例為何和恆星不一樣？
地球上的元素分布情況
當我們環顧周遭，就會發現周圍有各種各樣的元素，在地球上大約有90種左右的元素。氫確實很豐富，但不佔主導地位，尤其是從質量上看，氫的比例很小。我們呼吸的空氣主要是由氮氣和氧氣組成；地球上的海洋質量只有11%的氫（因為每個氧原子的質量是每個氫的16倍）；從巖石到泥土再到植物和動物，有生命的和無生命的固體物質都含有大量的氫，但是在數量上鈉、氧、矽、鋁和許多其他元素遠遠超過了氫的含量。
如果我們深入地球內部，輕元素會更少。當然，我們可以在地下空間中找到更多的氦儲備，但這些氦儲存庫是由數十億年來超重元素的放射性衰變產生的。地球內部也有少量的氫，但越往深處，就會得到越來越重的元素：像鐵、鎳和鈷這樣的金屬，以及超出元素周期表穩定極限的元素。
這是因為隨著我們越往深處走，地球的各個層會變得越來越密集。這不僅僅是由於重力的收縮和壓縮，還有較重的元素會沉到底部。
最後一點非常重要，所以我要再說一遍：當地球非常年輕的時候，存在著各種各樣的元素，但較重的元素會沉到底部，較輕的元素「浮」在頂部，就像密度較小的液體浮在密度較大的液體上面一樣。
所以當我們看地球時，我們實際上看到的是地球表面優先呈現的最輕的元素；但地球上擁有的大部分是更重的元素。所以說到氫和氦，地球的儲量真的很少。
恆星上的元素比例
現在，我們看一下太陽和恆星。在太陽光譜中，我們可以看到有各種各樣的吸收線，其代表了地球上所有的元素，還有一些根本不是自然形成的。
但有一件事非常突出：氫和氦的吸收特性非常強。如果我們了解了恆星是如何運作的，以及溫度、電離和元素豐度之間的關係，我們就會發現，太陽是由大約70%的氫、28%的氦和大約1- 2%的「其他」物質組成的。
然而地球是99%以上的「其他物質」組成的！為什麼會這樣呢？為了理解這個問題，讓我們回到太陽系的誕生之地：恆星形成星雲。星雲是由氣體組成的分子雲，主要是氫氣、大量氦氣和少量其他物質，在自身重力的作用下開始坍縮。
巖石行星上的輕元素都去哪了？
在形成恆星的最初階段，引力是唯一重要的因素。氣體雲不可避免地塌縮成團塊，這些團塊在某些地方會變得越來越密集，密度過大的氣體則會吸引越來越多的物質。由於引力坍縮相對較快，而且這些氣體雲沒有有效的方式將能量輻射出去，所以坍縮會導致團塊的內部升溫。不久，核心的氫達到了足夠的溫度和密度，於是就開始了核聚變。
這些新生的恆星有很多種不同的顏色、溫度和質量。但它們有一個共同之處，那就是它們不是孤立形成的，而是與周圍其他更小的物質「團塊」一起形成。其中那些最大的物質團塊，以及那些最開始在質量上領先的行星，最終會成長為巖石行星、氣體巨星，或者在最極端的情況下，成長為其他恆星。這就是有些恆星系統中存在雙星，甚至是三星的情況。
與此同時，系統中母恆星釋放出的能量被拋向太陽系中所有與之能發生相互作用的物體。這包括太陽風、離子、電子，當然還有光子。問題是，這些高能粒子會遇到什麼？
對於這些能量遇到的每一顆行星或小行星，它們都在撞向行星最外層、最輕的元素，因為這些元素「漂浮」在最重的元素之上，而最重的元素大多都向中心下沉。想一下如果你跑過去用盡全力踢一個足球會發生什麼，而如果你用盡全力踢一個保齡球會發生什麼？不用考慮腳是否受得了，想想球！足球將會得到一個非常快的速度，飛得又快又遠，而保齡球幾乎是原地不動。
為什麼？因為當我們給不同質量的物體相同的能量時，較輕的物體會獲得更快的速度。
氣體的逃逸取決於行星的質量和溫度，以及氣體的質量。圖中「在」行星上方的每一種元素都會逃逸，這就是為什麼沒有一個巖石世界有氫/氦大氣，但所有四顆氣態巨行星都有這兩種輕元素。
在幾乎所有的星球上，太陽風足以將幾乎所有的氫和氦驅逐到星際空間中！恆星釋放出的能量足以給這些輕原子足夠的速度，使它們達到行星逃逸速度，並不再受行星的引力束縛。
只有氣體巨行星（大約是地球質量的兩倍或更多）才有足夠的引力來維繫氫/氦的大氣層。因此星球越龐大，它能捕獲的氫/氦就越「厚」！因此我們認為這些氣態巨行星應該有一個密度大、充滿重元素的固態內核，但只有在穿過以氫為主的大氣層後才會發現它。
總結：
因此行星都是由相同的物質產生的，如果沒有恆星發出的輻射，每一顆行星都會被氫和氦佔據，就像我們的太陽和其他恆星一樣。但是一顆行星非常接近一個能量源意味著每一個元素都會受到恆星風的剝離，就我們所知的所有巖石行星而言，這個能量足以讓巖石行星上幾乎所有的游離氫和氦消失。
只有當行星積累了足夠的質量，並且/或者離母星足夠遠的時候，才能在面對輻射能量時抓住所有元素中最輕的元素。質量越大，抓得越緊！但行星的質量有一個太陽質量8%的極限，一旦達到這個極限，就會開始把氫聚變成氦，變成了一顆恆星！
這就是為什麼地球和太陽的元素組成如此不同的原因。