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地球|宇宙中第二多的元素，在地球上却极为稀缺，宇宙为何会如此偏心？

地球宇宙太阳系

迄今为止 ， 科学家已经确认了118种元素 ， 这些元素通过各种复杂且精妙的组合 ， 就构成了我们平常所见的所有物体 ， 而宇宙中的那些形形色色的天体 ， 同样也是由各式各样的元素组成 。 尽管已知元素的种类很多 ， 但这些元素在宇宙中所占的比例却存在着巨大的差异 。
地球|宇宙中第二多的元素，在地球上却极为稀缺，宇宙为何会如此偏心？
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在可观测宇宙中 ， 氢元素（Hydrogen）占据了73.9%的质量 ， 因此稳居第一名 ， 而宇宙中第二多的元素——氦（Helium） ， 也占据了可观测宇宙24%的质量 ， 其余的2.1% ， 则是其它元素全部加起来所占据的比例 。
有没有什么元素在地球上极为稀缺 ， 而在其它星球上却到处都是？
我们地球上的氢元素还是蛮多的 ， 但氦这种宇宙中第二多的元素 ， 在地球上却极为稀缺 ， 研究数据显示 ， 在地球大气层里的氦含量仅为5.2ppm（百万分之五点二） ， 而地球内部的氦含量也是微乎其微 。
地球|宇宙中第二多的元素，在地球上却极为稀缺，宇宙为何会如此偏心？
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与之形成鲜明对比的是 ， 氦在其它的很多星球上却到处都是 ， 比如太阳系中木星、土星、天王星和海王星上面都存在大量的氦 ， 而太阳的氦含量更是达到了24.85%之多 ， 即使是在小小的月球上 ， 也存在至少100吨的氦-3 。
如果说氦对人类没啥用也就罢了 ， 但氦对人类偏偏却很重要 ， 时至今日 ， 人类的航空航天、超导环境、激光器、深潜作业、高端加工……等等众多的领域都需要氦气 ， 而氦-3则被科学家认为是可控核聚变领域中的“最佳燃料” 。
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所以问题就来了 ， 氦明明是宇宙中第二多的元素 ， 为什么在地球上却极为稀缺？宇宙为何会如此偏心？我们接着看 。
宇宙中的氦元素是怎么来的？
需要注意的是 ， 尽管氦元素可以由恒星内部的核聚变反应生成 ， 比如说太阳的内部 ， 氢原子核就在不停地聚变成氦原子核 ， 但宇宙中大多数的氦元素却是产生于宇宙诞生之初的“原初核合成期” ， 而不是来自于恒星 。
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根据大爆炸宇宙论 ， 我们的宇宙诞生于一个温度极高、体积极小、密度极大的“奇点” ， 在“宇宙大爆炸”发生之后 ， 随着宇宙的密度和温度不断地降低 ， 在10秒至35分钟这段时间内（即“原初核合成期”） ， 宇宙中的质子（也就是氢原子核）已经生成 ， 而宇宙的密度和温度也达到了发生轻核聚变的标准 ， 于是很多质子就发生了聚变 ， 从而生成了大量的轻元素 ， 其中的绝大部分都是氦元素 。
也就是说 ， 在“原初核合成期”之后 ， 氦元素就已经成为了宇宙中第二多的元素 。
太阳系的形成
根据星云理论 ， 太阳系形成于一片巨大的分子云 ， 这被称为“太阳星云” ， 在大约46亿年前 ， 这片星云发生了坍塌 ， 其中的物质在引力的作用下不断吸积 ， 最终在其中心形成了太阳 ， 而剩余的物质则逐渐形成了太阳系中的其它天体 ， 其中就包括我们的地球 。
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通过以上的介绍我们可以知道 ， “太阳星云”原本就存在着大量的氦 ， 因此在地球形成的时候 ， 其氦含量本来也应该挺高的 ， 然而由于氦很轻 ， 其化学性质又非常不活泼 ， 几乎不可能与其它元素形成更重的化合物 ， 而地球的质量又无法产生足以束缚氦的引力 ， 因此接下来的时间里 ， 地球就渐渐地失去了那些本该属于自己的氦 。
很明显 ， 质量较大的星球就可以留住氦 ， 这就是太阳以及木星、土星等星球拥有大量的氦的原因 。 至于月球上的氦-3 ， 则是太阳释放的恒星风带给它的 ， 而在同样机制的作用下 ， 水星上也存在着大量的氦-3 ， 而由于水星离太阳更近 ， 因此水星上的氦-3应该会比月球还要多 。
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需要注意的是 ， 太阳风本来也会地球带来氦-3 ， 但地球却拥有一个强大的磁场 ， 所以这些氦-3就被挡住了 ， 根本就无法来到地球表面 。
现在地球上的氦又是哪里来的呢？
答案就是放射性元素的衰变 ， 像铀、钍这样的重元素 ， 其原子核不大稳定 ， 它们会有一定的概率发生衰变 ， 其中有一种衰变被称为α衰变 ， 即原子核释放出一个α粒子 ， 同时其原子序数减2 。
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α粒子由两个中子和两个质子组成 ， 说白了就是氦原子核 ， 而现在地球上的氦也就是因此而来 。 通常情况下 ， 这些氦会慢慢地释放到空气中 ， 并最终从地球大气层的顶层逃逸 ， 但如果放射性元素周围存在着天然气的话 ， 这些氦就可能会被天然气捕获 ， 而我们人类目前所使用的氦 ， 大多数都是来自这种富含氦的天然气 。
总结
尽管氦在地球上极为稀缺 ， 而在其它星球上却到处都是 ， 但我们也不必抱怨宇宙的偏心 。 因为如果在太阳系形成之初 ， 地球的引力能够强大到足以束缚住氦 ， 那地球的质量将会比现在大得多 ， 在这种情况下 ， 地球就会成为一颗像木星、土星那样的巨行星 ， 而如果太阳风能够将氦-3送到地球表面 ， 就意味着地球没有磁场 ， 或者磁场极弱 ， 由此可见 ， 如果地球真的拥有大量的氦 ， 那我们人类也就不可能存在了 。
好了 ， 今天我们就先讲到这里 ， 欢迎大家关注我们 ， 我们下次再见 。
【地球|宇宙中第二多的元素，在地球上却极为稀缺，宇宙为何会如此偏心？】（本文部分图片来自网络 ， 如有侵权请与作者联系删除）


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