一太阳系的化学组成.pptVIP

第一章 太阳系的化学组成 本章要点： 1、太阳系的元素丰度研究对地球的成因理论 提出那些约束。 2、陨石的元素丰度对太阳系和地球的成因研 究有那些意义(证据)。 3、元素丰度在地质学研究中的意义 元素丰度概念 太阳系的化学组成，常用太阳系元素丰度来描述，它是研究元素起源和天体演化过程的基础资料。 元素丰度：用于表示一定空间中物质组成的相对平均含量，如太阳系元素丰度地球元素丰度、地壳元素丰度等。地球中的元素丰度现采用质量数来表示（×10-2、×10-6等） 元素状态丰度：用于表示一定空间中元素不同存在状态的相对平均含量。 太阳系元素丰度的计算： 　根据空间探测器对太阳光谱、宇宙射线以及行星大气的分析和天体陨石样品的实验室高精度分析获得的数据，按太阳系的成因模型计算出元素丰度值。 第一节 太阳系行星的化学组成和基本特征 行星基本特征 ①　类地行星 包括：水星、金星、地球和火星 特点: 质量小、密度大、体积小、卫星少 成分富含Mg、Si、Fe、O等组成岩石的元 素，含亲气元素少 第一节 太阳系行星的化学组成和基本特征 巨行星 包括：木星和土星 　 特点： 质量大、密度小、体积大、卫星少　 化学成分以H、He为主： 木星占90% 土星占70% 亲铁、亲石元素少 ③　远日行星 包括：天王星、海王星、冥王星 特点： 　 随远离太阳,质量依次减小、密度增大、体积 减小　成分以C、N、O为主（占85%） H（10%） 　He （痕量） 少量亲铁-亲石元素（15%） 巨行星和远日行星也称类木行星 第一节 太阳系行星的化学组成和基本特征 2、太阳系行星的化学组成与内部结构 太阳星云中元素的分馏与凝聚导致了各行星化学组成的差异。 　 随着与太阳距离的增加，太阳星云中元素的分馏具有一定的规律性： 　随着与太阳距离的增加： 组成行星核的元素 Fe、Co、Ni、Cr等逐渐减少 密度总体减小(远日行星又增大) 早期凝聚的难熔元素　如 Ree、Ti、V、Th、U、Zr、Hf、Nb、Ta等逐渐增多　 形成壳、幔的主要元素具有增多趋势：如Si、Mg、Al、Ca等。 　随着与太阳距离的增加： 挥发性元素与亲气元素逐渐增多 行星核占行星总重量的百分比愈来愈小　 类地行星均具有壳 幔、核内部结构 巨行星和远日行星 可能存在固态硅酸 盐内核 3、太阳系行星大气层的特点： 类地行星 距太阳近 质量小 温度高 受早期太阳风 驱赶作用强烈 捕获的原始气体难以存在 大气层是次生的 是行星内部不断熔融排气 形成的 大气层组成变化大 水星：大气层极稀薄 ＜0.0003大气压 主要成分Ar、Kr、Xe、He、H、O、C、Ne等 火星：大气层也极稀薄 质量只有地球大气的1/10 约0.005-0.007大气压 主要成分CO2(95%)、He(3%)、N2 (2-3%)及Ar（1-2%）、O2（0.13%）、Kr、Xe、等组成。 第一节 太阳系行星的化学组成和基本特征 金星和地球： 金星: 有稠密的大气层 金星大气层达100大气 压 主要为CO2（95%）和N2（4.5%）、H2O （约1%）O2＜0.1% 地球: N2(78.1%) O2(21%) H2O (0.1－2.8%)　 Ne(1.8×10-5)、CO2(3.0×10-4) 已有研究成果表明：太阳、陨石、地球、和月球 样品中的同位素组成是一致的 太阳系各天体都 是同位素组成相对均一的太阳星云凝聚的产物 第一节 太阳系行星的化学组成和基本特征 ４、太阳系的元素起源 （1）宇宙大爆炸核合成过程（大爆炸初期，密度近于无穷大，温度＞1032K，宇宙中发生粒子物理反应，随着宇宙膨胀，温度降低， 质子与中子的反应合成简单核素D，D与质子反应生成3He的核素。 （2）恒星内部核合成 ①　氢燃烧（氢核聚变）； ②　氦燃烧（氦核聚变）- 碳、氧、氖核素 ③　稳态核燃烧：产生原子序数为20-40 　　的核素 ④　爆炸核燃烧：超新星爆炸发生核合成 ⑤　中子俘获过程 ５太阳系元素丰度规律 ① 原子序数较低的 元素丰度随原子序数 增大呈指数迅速递减 较重元素范围内( 原 子序数45 ) 元素 丰度曲线近于水平 ５太阳系元素丰度规律 ② 原子序数为偶数的元素 丰度明显高于原子序数为 奇数的相邻元素 具有偶 数质量数(A)或偶数中子数 (N)的同位素的丰度也总 是高于奇数质量数（A） 或中子数（N）的同位素 这一规律称之奥多-哈根斯 法则 ③ H和He是丰度最高的 两种元素 ④ 与He相邻近的元素 Li