太阳系由地球、火星等行星,月亮与木卫二等卫星,系川等小行星与陨石,还有哈雷彗星等彗星组成。下图展示了太阳系中各种元素的存在量。
科学家们对全宇宙的元素存在量进行推算,但不同的人得出的数值差别较大。如果我们将范围限定在太阳系,数据就会更加精确。因此,下面使用的数据都是太阳系的数据。
图表的横轴表示原子序数,元素越靠左越轻,越靠右越重。换句话说,图表左侧的元素在元素周期表中的位置较高,而图表右侧的元素位于元素周期表的下方。
纵轴表示元素的存在量。可以看到,越靠右的元素存在量越少(换句话说,周期表下方的元素存在量低于上方的元素)。
需要注意的是,这张图表的纵轴是“对数”。差一格就相当于差了10倍。例如,氧(O)和氢(H)看起来只相差一点点,但它们的存在量相差整整三个数量级。换句话说,氧的存在量是氢的1/1000。实际上,在太阳系中,氧的存在量只有氢的1/3000。
大家可能已经注意到,太阳系中到处都是氢。按质量计算,太阳系的70.7%是氢,27.4%是氦。其他元素加起来的比例不到2%。
此外,氢是一种非常轻的元素。按原子数量计算,太阳系的90%是氢,氦占9%。其他元素加起来只剩下1%。
在太阳系之外,恒星之间是广阔无垠的真空地带。这里几乎没有任何物质,只有少量的氢。虽然氢的浓度很低,但宇宙空间的体积非常庞大,所以数量也相当可观。
总的来说,宇宙中的元素以氢为主,其次是氦,其他元素几乎可以忽略不计。无论是海水、雨水还是我们血液中的水分,都是由氢构成的,而氢是取之不尽用之不竭的。
46亿年前,围绕太阳运行的岩石和尘埃聚集在一起,形成了地球。实际上,地球上现有的物质大部分都是在地球形成之初就存在的。为什么呢?正如前面所说,宇宙中的元素几乎都是在宇宙大爆炸后,在恒星核心和超新星爆炸中产生的,所以除了一小部分例外,地球上不会有新的元素产生。
在46亿年的漫长岁月里,地球上的元素几乎没有发生任何变化。变化的是元素的“搭配组合”。也就是说,生命建立在无数元素搭配组合的变化上。
从这个角度来看,生命是多么脆弱又多变。元素走过的历史给人一种超越人类智慧的庄严和伟大的感觉。