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No．5 Progress Chi”PsP N“f“rPV01．28 JournaZDf 地球上存在的大多数元素并非来自太阳，而是世代更迭的大阳系星际物质吸积凝聚而成。地球可分地壳、地幔 和地核三个层圈。地壳中硅酸盐矿物的晶体结构是由硅氧四面体以共角项方式连接而成的岛、链、层及架状结构。 随着深度增加硅氧四面体结构单元逐渐转变为硅氧八面体，形成尖晶石或钙钛矿型结构。了解矿物晶体结构以及它 们随地球深度的相变规律对于无机化合物新物相的合成及性能的改进当有助益。 说明地球上最重要的元素——铁的来源有着落了。 但地球上的重元素远不止铁，如我们平常珍藏的金 1地球物质的由来 银首饰，核电厂用的原料铀等，面对这些元素红巨星也 一提起地球物质的由来，自然会想起人类赖以生 是无能为力的。它们的来源应当归功于恒星发展的另 存，给予我们母亲般温暖的太阳。那么地球上近百种元 一个重要阶段，即恒星坍塌及超新星爆发阶段。恒星坍 素组成的地壳及核幔的物质是否源自太阳呢?现代科 塌意味着这个庞然大物在极短的时间内被压缩到极小 学技术对这个问题的回答是否定的。按照天文学中关 的空间之中，从而引起超新星爆炸，据记录它释放的能 于恒星的分类，太阳属于主序星系，太阳之所以发出巨 量能将黑夜照亮成白昼。可惜这种离地球较近的超新 大的光和热是由于它正在进行着的热核聚变反应，它把 星爆炸在人类历史上只出现了一次，那就是公元1054 较轻的元素氢和氘合成氦从而释放出巨大的能量。但 年。我国宋代科学家把这辉煌时刻准确无误地记录下 x 太阳的核心温度只有1．5 107℃，因此竭尽全力它也只 来了(图1)[1|。在这无比辉煌的瞬间所有的周期表中排 能合成重至碳的原子，合成原子量比碳更重的原子的核 列着的重元素毫不费力地合成了。 是无能为力的。因此地球上比碳重的元素不可能由太 恒星的发展历史使我们明白了我们赖以生存的地 阳产生。 球是太阳系中世代演化和更迭的星际物质吸积凝聚的 关于宇宙物质的由来，科学家们津津乐道的是距今 结果。如此丰富的物质聚集到我们这个小小的星球上 150亿年的那次大爆炸。这是宇宙创生时一次最为惊天 是多么不容易。根据必威体育精装版的同位素测年数据，地球自诞 动地的伟大事件。这次爆炸事件之后宇宙中的物质被 “创造”出来了。初始时只有氢和氦这两种轻元素。这 两种元素被抛洒到宇宙空间后温度很快冷却至 1×107℃以下，核力再也无力合成新元素了。幸好宇宙 间还存在除核力以外的另一种力，那就是引力。引力担 当了将弥漫的物质聚集在一起的角色。当聚集的质量 大至太阳那样的恒星时核力又爬上了核聚变的阶梯，对 于太阳来说由于质量的限制核合成到碳就止步了。 天文学家在空间探索时注意到了比太阳更大的恒 星，大恒星的核心温度显然要高得多，例如可达几十亿 摄氏度，这样的环境当然有利于更重元素的合成，计算 和观察表明当体积大至太阳体积的8倍时就能完成铁 元素的核合成，这种大恒星称作红巨星。它的存在至少 图1 超新星爆炸后残余的蟹状星云 ·274· 自然杂志28卷5期 科技进展 生以来已有45亿年的历史。历经如此漫长的沦桑巨变 用一把巨大无比的刀将它切开的话，则各层圈的构造如 早期地球的面貌和状态已很难推测，所幸现在的地球还 图2A所示。 有大大小小的陨石，它们不但携带着大量早期地球的物