宇宙中氫元素佔了75%,而地球1/3質量來自於鐵元素

2020-11-23 騰訊網

地殼中的元素含量排行是氧、矽、鋁、鐵、鈣、鈉、鉀、鎂、鈦、氫……，然而我們知道，地殼只是整個地球表面很小的一部分，地球半徑大約6400公裡，而地殼最厚處也不過30公裡，地殼只佔整個地球質量的0.8%；地幔主要由各種氧化物組成，地核則主要由鐵和鎳組成，鐵元素佔了整個地球質量的34.6%，其次才是氧元素佔了大約30%。

宇宙中的氫元素

地球表面70%被海水覆蓋，一個水分子含有兩個氫元素和一個氧元素，但地殼中的氫元素質量遠低於氧元素；在整個宇宙中，氫元素質量大約佔了普通物質（不包含暗物質和暗能量）的75%，其次是氦元素佔了24%，剩下的1%才是其他元素。

根據宇宙大爆炸理論，在138億年前的宇宙大爆炸中，大爆炸開始大約10秒後，宇宙溫度降至30億度以下，此時中子和質子形成，而中子和質子非常容易結合成氦元素，剩下沒有結合的自由質子，隨著宇宙的冷卻將極易與自由電子結合為氫元素，自由中子最終也會衰變為自由質子。

宇宙經過一百多億年的演化，氫元素和氦元素在恆星內部通過核聚變反應，源源不斷地向更重的元素轉化，形成了如今的宇宙，現階段氫元素和氦元素還是宇宙的主要成分。

地球上的鐵元素

宇宙元素中氫元素佔了四分之三，地球質量的三分之一是鐵元素，為何兩者相差如此之大？

這是因為氫元素和氦元素容易形成單質氣體氫氣和氦氣，這是密度最小的兩種氣體，地球大氣中的氫氣和氦氣不斷上升，最終徹底脫離地球引力擴散到宇宙空間中去；其中氫元素還能和其他元素形成化合物固定下來，而氦元素屬於惰性氣體，所以氦元素的流失最為嚴重。

所有元素中鐵元素的結合能最大，鐵元素是大質量恆星聚變的終點，大質量恆星在演化末期通過超新星爆發，把鐵元素等物質拋灑出去，最終形成下一代恆星，並在恆星周圍形成地球這樣的固態星球，由於鐵的比重較高，所以鐵元素在星球上主要集中在核心區域。

另外，木星屬於氣體星球，氣體星球擁有巨大的質量，其引力不僅可以束縛氫氣和氦氣的流失，還可以源源不斷地吸引周圍的氣體，然後使自身質量不斷壯大。

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