地球上的黃金是從哪裡來的?真的是超行星爆炸or中子星碰撞而來?

2020-07-13 科學探索之路

有人曾指出,地球上的黃金有以下兩個來源,其一是在大質量恆星的演化末期,也就是發生超新星爆發之際,此時會有大量的黃金產出,再者是超新星爆發可能會形成中子星,當兩顆中子星發生碰撞並合併時,也可形成大量的黃金,事實上,兩個來源的黃金都會有相當一部分被拋散在宇宙中,隨後與原來就已存在的星際氣體塵埃雲混合,共同構成形成下一代恆星及其行星的原材料,要知道,太陽系和太陽系中的各星球,都是從這樣的星際氣體塵埃雲中的引力凝聚形成的,其中也包括地球。

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所以在地球形成時,星際氣體塵埃雲中的各種元素都會存在於地球中,也包括黃金,這說明正是超新星的爆發,才得以創造了最早的金子,針對這些宇宙中的金元素是如何來到地球上的這一問題,英國的《自然》雜誌上發表的一項研究對此做出以下解答,有科學家指出,地球上的大部分重金屬很可能是從遠離地球的恆星爆炸中噴射出來的,比如說黃金、鉑金這一類重金屬,有80%都是來自恆星爆炸,這個發現推翻了人類之前對重金屬來源的認識。

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以前,人們認為重金屬是中子星互相碰撞或是和黑洞碰撞時產生的,值得一提的是這一次,有科學家發現,有一種恆星在發生爆炸並且形成黑洞的過程中,會噴射出很多重金屬,而且這些重金屬的數量和分布,均與人類在太陽系中觀察到的情況異常相像,因此科學家才得出了這一結論,其實並非所有的恆星爆炸,都能產生重金屬,那麼究竟什麼樣的恆星爆炸,才能產生重金屬?很少有人知道產生這種恆星爆炸的一種名為坍縮星的恆星,你知道嗎?不同質量的恆星,在生命的最後階段會演化成不同的天體,大體來說會有以下四種結果。

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一般來說,質量小於8個太陽質量的恆星,最後都會坍縮變成一顆白矮星,也就是說我們熟悉的太陽,最終也會變成白矮星,第二種情況是質量在8到20個太陽質量之間的恆星,最後會坍縮成中子星,第三種,如果一個恆星的質量超過了20個太陽的質量,那這個恆星最後就很可能會變成一個黑洞,第四種是,一旦一個恆星的質量超過了50個太陽的質量,意味著這個恆星會在它生命的最後階段,直接坍縮成黑洞,實際上,除了前面說到的四種結局,還有一種質量在20到50個太陽質量之間的恆星顯得較為特殊,它們會在生命的最後階段,先發生一次超大規模的恆星爆炸後,再形成黑洞,後來,科學家們便將這種因為坍縮發生爆炸的恆星,稱為坍縮星,顯然,就是這種坍縮星,在發生爆炸變成黑洞的時候,會噴射出很多重金屬。

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在星球形成之際的劇烈波動期,地球只是一團融熔狀態的礦物,許多大小不同的天體會撞擊這團融熔礦物,這些天文級的撞擊可能撞出了月球,並且造成幾十億噸的液化黃金沉入地核,絕大部分的黃金之所以集中於地球的深處是因為它們的密度較大,在早期地球物質處於熔融狀態時,重物質下降,輕物質上升的分異變化形成了這樣的結果,那些黃金從此留在了地心,按照地球形成理論,地球上的貴金屬早已沉入地核,人類不可能開採出大量的黃金,那麼,人類已開採出來的大量黃金和其它貴金屬到底從何而來?

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人類開採的黃金來自隕石撞擊,有科學家宣稱,地球上所有的黃金來自大約40多億年前一場巨大「隕星雨」的恩賜,之所以絕大部分的黃金集中於地球的深處是因為它們的密度較大,這就導致地球近表層幾乎沒有黃金存在,直到又過了大約兩億年,一場狂暴的隕星雨降臨地球,當時有超過2000億億噸的隕星物質從天而降,猛烈轟擊新生的地球,這些傾瀉而下的物質中就存在黃金,地質學家還發現這場巨型隕星雨為地球表層補充了由於早期重力分異作用導致匱乏的貴金屬元素。

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事實上,放射性同位素也表明,在太陽系前雲附近發生了碰撞,將測量到的數量與銀河系的數值模擬進行比較後,人們發現,一次碰撞很可能產生了早期太陽系中大量壽命較短的元素,例如鋦,其壽命最長的同位素約有1560萬年的半衰期,主要是由一次碰撞產生的,不得不說用放射性同位素編碼的信息正在向人類揭示真相,這是因為一些半衰期未滿1億年的短壽命同位素的相對數量,如果它們來自中子星,這說明它們是典型的例子,但是它們卻與另一種宇宙爆炸有所不同,也就是超新星,它是由大量瀕死的恆星產生,令人震驚的是在銀河系中,超新星爆炸的頻率足足是中子星碰撞的1000倍。

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這意味著,如果超新星產生,壽命最短的同位素將得到定期補充,從而確保它們在太陽系形成時存在,對於較少見的中子星碰撞,壽命最短的同位素在合併後不久就會耗盡,甚至會一直耗盡直到下一次合併,這說明很可能在太陽系形成的時候,這種同位素會被耗盡。

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由於在太陽系早期觀測到的短暫存在的庫裡-247和碘-129同位素的豐度顯示出這種耗盡,從而使得人類排除了超新星的可能,而來自中子星的元素在人類的生活中又扮演著重要的角色,它們包括貴重金屬,如黃金和鉑金,或製造現代電子設備必備的元素,其中部分物質,例如碘,對生命本身更是顯得至關重要,令人後怕的是如果該碰撞的速度不同,或者地球位於銀河系的不同位置,那麼,地球上的中子星物質的豐度以及人類所處的環境,也有可能會大不相同,對此,大家是如何看待的?歡迎在評論區下方留言,感謝觀看本期視頻,我們下期再見。

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  • 地球上的黃金究竟從何而來?
    具體來說,在地球形成初期,兩個中子星發生了碰撞,碰撞產生了大量的黃金元素,然後這些黃金元素形成一個隕石,最終撞向剛剛形成的地球,於是,就給地球上帶來了這一令人朝思暮想,心神不寧的重元素:黃金。後來還有一個類似的理論,認為地球上的黃金也可能來源於一次超新星爆發,雖然個中理論極其複雜,但是我們也可以理解為大致跟中子星碰撞為地球送來黃金的道理一樣。
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  • 地球上的黃金究竟來自於哪裡?
    具體來說,在地球形成初期,兩個中子星發生了碰撞,碰撞產生了大量的黃金元素,然後這些黃金元素形成一個隕石,最終撞向剛剛形成的地球,於是,就給地球上帶來了這一令人朝思暮想,心神不寧的重元素:黃金。,雖然個中理論極其複雜,但是我們也可以理解為大致跟中子星碰撞為地球送來黃金的道理一樣。
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