这两种元素在地球上极为稀缺,但在其他天体上
氦(He)在地球上罕见但在宇宙其他天体中常见的元素中排名第一。氦在元素周期表中排名第二,在室温下是一种无色无味的惰性气体。氦气的密度只有大气中空气密度的七分之一。地球的引力不能有效地约束它。因此,大气中的氦很容易逃逸到太空中,导致地球大气中的氦含量非常高。罕见,只有百万分之 5.2。由于氦的化学性质非常不活泼,一般不与其他元素发生反应,地球表面没有天然的氦气矿。
目前地球上的氦主要是由地表下铀、钍等放射性元素衰变产生的。这些放射性元素在衰变过程中会释放出含有氦的粒子。在正常情况下,氦气会慢慢逸出大气层。并最终逃到太空。但如果附近恰好有天然气,氦气就会被天然气捕获。根据天然气对氦的高捕获能力的研究,天然气中氦的浓度可达7%。我们现在使用的大部分氦气都来自这种与铀矿相关的天然气。这种高氦气在地球上并不常见。根据目前的探明情况,主要分布在美国,而我国80%的氦气是进口的。
因为氦气比空气轻,不易发生化学反应,所以主要用于填充飞艇和气球,制作霓虹灯,防止腐蚀。随着科学技术的发展,在原子反应堆、激光、超流体、氩氦刀、传统工业等高科技领域,人们发现了氦气的重要用途。因此,氦资源越来越受到各国的重视。近年来,一直有传言说,作为地球上不可再生的资源,地球上的氦气将在30年内耗尽。美国已经在考虑将氦列为战略资源并限制其出口。这也导致近期氦气价格上涨。可以预见,在不久的将来,氦气将变得更加稀缺,其价值将会上升。
虽然地球上的氦非常稀少,但在宇宙中的其他天体中却广泛存在。据科学家研究,在整个可观测宇宙中,氦占宇宙总质量的23%,主要存在于恒星和大型气态行星中,一些老恒星的氦含量高达40%。在我们的太阳系中,木星大气的18%是氦气,而太阳的氦气含量是24.85%,可见氦气在宇宙中是广泛存在的。
霓虹灯(Ne)排名第二。霓虹灯在元素周期表中排名第十。氖在室温下也是一种无色无味的惰性气体。氖气的密度比氦气大,大约是空气密度的三分之二,所以大气中氖气的含量多一点,为百万分之18。氖气主要用于制作霓虹灯、荧光屏等设备。近年来,它也被用于高能物理的研究。一般来说,应用前景不如氦气。但由于氖气的主要来源是液化空气分馏,成本较高,产量较小,因此现阶段氖气的价格比氦气贵。氖是由恒星的核聚变产生的。因此,氖在宇宙中非常普遍。它占宇宙总质量的比例仅次于氢、氦、氧和碳。它是宇宙中第五大元素。 .
虽然以上两种元素在地球上非常稀有,但地球上的其他重元素,如金、银、铜、铂、铱、铅等,相对于大面积的宇宙,因为太空中的恒星、气态行星等大型天体,基本都是由氢、氦等轻元素组成,而大部分重元素则集中在岩石行星。所以我们不必抱怨宇宙的偏爱,珍惜现在的地球!
文章来源:《地球与环境》 网址: http://www.dqyhjzz.cn/zonghexinwen/2021/0624/1306.html