太阳系的元素丰度

2、太阳系的元素丰度 太阳表层的化学组成(以106Si原子数为标准)
2、太阳系的元素丰度 续
根据太阳大气光谱中不同波长谱线强度确定的太阳表层元素的丰度 (陈俊和王鹤年，2005)
2、太阳系的元素丰度
氢和氦是太阳大气中最主要成分，两种元素的 原子几乎占了太阳中全部原子数目98％。与此 相比，难熔难挥发的重元素丰度却很低。表明 太阳中存在的主要是太阳系中的挥发性元素。
上次课回顾
➢地球化学的定义 ➢地球化学研究的基本内容 ➢地球化学研究的思路和方法 ➢身边的地球化学
第一章 太阳系的元素丰度
主要内容
➢太阳系的组成和元素丰度 ➢太阳系元素丰度的起源 ➢行星和月球的化学成分
太阳系的组成和元素丰度
1、太阳系的组成
太阳系由太阳，行星，行星物体(宇宙尘、彗星、小行 星)和卫星组成，太阳集中了太阳系99.8%的质量。
1、太阳系的组成
行星
太
赤道线半径
地球半
km
径为 1
扁
体积 地球
平
体积
率
为1
质量 地球 质量 为1
密度 g/cm3
表面重力 加速度
cm/s2
物体脱 离的临 界速度 km/s
阳
水星
2440
0.383
0.0
0.0553
0.0543
5.33
360
4.2
系
金星
6200
0.9721
0.0
0.91
0.8136
5.15
或不同体系中进行用元素的含量值来进行比较，通过纵向（时 间）、横向（空间）上的比较，了解元素动态情况，从而建立 起元素集中、分散、迁移活动等一些地球化学概念。
②研究元素丰度是研究地球化学基础理论问题的重要素材 之一。宇宙天体是怎样起源的？地球又是如何形成的？地壳中 主要元素为什么与地幔中的不一样？生命是怎么产生和演化的？ 这些研究都离不开地球化学体系中元素丰度、分布特征和规律。
(1)直接分析测定地壳岩石、各类陨石和月球岩石的样品； (2)对太阳及其它星体辐射的光谱进行定性和定量研究； (3)由天体的物理性质与成分的对应关系进行推算； (4)利用宇宙飞行器对邻近地球的星体进行就近观察和测定、
或取样分析； (5)分析测定气体星云和星际间的物质； (6)分析研究宇宙射线。
2、太阳系的元素丰度
2、太阳系的元素丰度
丰度的表示方法
元素丰度值表示方法:质量单位，原子单位和相对原子 单位。 质量丰度--以质量单位表示的元素丰度。常用三种： (1)质量百分数(质量％或wt%)，表示常量元素丰度; (2)克/吨(g/t)或ppm(parts per million)，以百万
分之一(10-6)的质量为单位。表示微量元素的丰度; (3)毫克/吨(mg/t)或ppb(parts per billion),以十
2、太阳系的元素丰度
分布与丰度
体系中元素的丰度值是每种化学元素在自然体中的质 量，占自然体总质量（或自然体全部化学元素总质量） 的相对份额（如百分数）。 元素在体系中的分布，包含两层意思： ①元素的相对 含量（=元素的“丰度”）；②元素含量的不均一性 （分布离散特征数，分布所服从的统计模型）。 从目前的情况来看，地球化学对元素特征所积累的资 料都仅限于丰度的资料。
－
－
据
木星
71400
11.19
0.062
1317
318.35
1.35
2600
－
土星
60400
9.47
0.096
Leabharlann Baidu
762
95.3
0.71
1120
37
天王星 23800
3.73
0.06
50
14.54
1.56
940
22
海王星 22300
3.50
0.02
42
17.2
2.47
1500
25
1、太阳系的组成
获取太阳系元素丰度的途径
原子数/106Si原子单位常用于宇宙元素丰度，宇宙丰 度单位(Cosmic abundance unit)简称c.a.u。取硅 原子数等于一百万个(106)原子，以此为基数，各 种元素原子数与一百万个硅原子的比值，为其它元 素的相对原子数。
2、太阳系的元素丰度
研究元素丰度的意义 ①元素丰度是每一个地球化学体系的基本数据。可在同一
亿分之一(10-9)质量为单位。表示超微量元素丰度。
2、太阳系的元素丰度
丰度的表示方法
原子丰度--以原子百分数(原子%)表示。某元素原子 百分数是该元素的原子数，在全部元素的原子数总 和中所占的百分数。
相对原子单位(丰度)--以原子数/106Si原子为单位； 或采用原子数/104Si原子或原子数/102Si原子为单 位。
估算复杂系统总体化学组成的方法有： 1、用主体代表整体（太阳—太阳系） 2、若已知系统各部分的成分后，可用加权平均法求整 体的化学组成； 3、在拟定的模型基础上，求系统的化学组成（用陨石 对比法求地球的化学组成）
2、太阳系的元素丰度
分布与分配
元素的分布指的是元素在一个化学体系中（太阳、陨 石、地球、地壳、某地区等）的整体总含量； 元素的分配指的是元素在各地球化学体系内各个区域 或区段中的含量； 分布是整体，分配是局部，两者是一个相对的概念， 既有联系又有区别。 例如，地球作为整体，元素在地壳中的分布，也就是 元素在地球中分配的表现，把某岩石作为一个整体， 元素在某组成矿物中的分布，也就是元素在岩石中分 配的表现。
850
10.3
行
地球
6378
1.000
0.0034 1.000
1.0000
5.517
982
11.2
星
月球
1736
0.273
－
.02025
0.0123
3.33
161
2.38
的
火星
3400
0.533
0.0052 0.15
0.1069
4.00
376
5.00
物
理
小行星
－
数 球陨石
≤0.058
－
－
≤0.00013 ～3.5
地球化学体系
按照地球化学的观点，我们把所要研究的对象看作是一个地球 化学体系，每个地球化学体系都有一定的空间，都处于特定的物理 化学状态，并且有一定的时间连续。
2、太阳系的元素丰度
地球化学体系
地球化学的基本问题之一就是研究元素在地球化学体 系中的分布（丰度）、分配问题。化学元素在一定自 然体系中的相对平均含量。
土星
火星
天王星 水星
金星
木星
冥王星
海王星
太阳系8大行星分布及运行轨道
1、太阳系的组成
行星沿椭圆轨道绕太阳运行。分为 两类：接近太阳的较小内行星-水星， 金星，地球，火星－类地行星；远 离太阳大的外行星-木星，土星，天 王星，海王星－类木行星。
火星和木星之间有数以兆计小行星, 它们大小相差悬殊，最大的谷神星 直径770km。直径>10km的小行星有 104个，直径>1m的有1011个。