太阳系的元素丰度
(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
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。
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。
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。
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。
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。
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
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。
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
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 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。
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。
-
-Hale Waihona Puke 据木星71400
11.19
0.062
1317
318.35
1.35
2600
-
土星
60400
9.47
0.096
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
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