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第一章元素的丰度与分布

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第一章 元素的丰度与分布第一节 元素的宇宙丰度 我们常说的元素宇宙丰度,实际上是太阳系的元素丰度,元素的宇宙丰度是研究元素起源的理论依据,是解释各类天体演化过程的基础。 由太阳、行星及其卫星、小行星、营星、流星体和星际物质构成的天体系统称为太阳系。太阳的质量占整个太阳系总质量的 99.8%,而其它成员总合仅占 o.2%。 按成分特点,九大行星可以划分为三种类型: 类地行星:顾名思义,它指与地球类似的行星,包括水星、金星、地球和火星。其特点是质量小、密度大、体积小、卫星少。成分特点是以岩石物质为主,富含 Mg、Si、Fe 等,含亲气元素少; 巨行星:木星和土星。它们的体积大、质量大、密度小、卫星多。如果以地球质量和体积分别为 1,则土星分别为 95.18 和 745,木星分别为 317.94 和 1316。其成分特点是主要含 H、He,亲石和亲铁元素少; 远日行星:天王星、海王星、具王星。其成分特点是以冰物质为主。H 含量估计为 10%,He、Ne 平均为 12%。 上述三类行星中岩石物质:冰物质:气物质的比值分别为 1:10—‘:10—y—lo“’;O.02:o.07:o.9120.195:0.68:0.12。以上三类行星主要元素的原子相对丰度如表 1.1 所示: 随着行星际空间探测的发展,地球和月球成分的大量精细研究,各类陨石元素组成数据的积累,雪星、流星体成分的测定,“使之对太阳系化学组成的研究获得了比较满意的结果,对各行星及卫星也提出了多种化学组成模式。 如前所述,太阳系的行星成分可分三大类:岩石质的;岩石质和冰物质的;气物质的。根据平衡凝聚模型,由于太阳星云凝聚过程中温度的差异,距太阳愈远温度愈低,因而各行星区凝聚物的成分和含量均不相同。 水星:主要由难熔金属矿物,铁镍合金和少量顽辉石组成; 金星:除上述成分外,还含有钾(钠)铝硅酸盐,但不含水; 地球;除上述成分外,还含有透闪石等一些含水硅酸盐和三种形式的铁(金属铁,FeO,FeS),其中金属钦和 FeS 形成低熔点混合物,在放射性加热下熔化、分异,形成早期地核。 火星:含有更多的含水硅酸盐,金属铁已完全氧化成 FeO 或 FeS,没有金属铁的核。 小行星含有各种岩石、矿物,但其冰物质尚未凝聚。小行星区外,各种冰物质依次凝聚,因而木星和木星以外的行星有岩石和冰物质混合物的固态核。木星和土星固态核质量大,引力强,能够吸积气体(主要是氢和氦),形成它们的金属氢中间层和液态分子氢外层。 近些年来各种...

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