De ce sunt cele mai comune elemente din univers atât de rare pe Pământ?

În vastitatea universului, hidrogenul și heliul sunt cele mai frecvente elemente, constituind aproximativ 98% din materia vizibilă. Totuși, pe Terra, acestea sunt extrem de rare. În timp ce universul observabil este compus în mare parte din hidrogen (aproximativ 75%) și heliu (23%), Pământul prezintă o compoziție radical diferită. Aici, heliul este extrem de rar, iar hidrogenul reprezintă doar o fracțiune mică din crusta terestră și chiar mai puțin din întreaga planetă.

Originea hidrogenului și heliului în univers

La începuturile sale, universul era un haos de quarci și gluoni. Imediat după Big Bang, electronii și protonii s-au combinat pentru a forma hidrogen, iar în cantități mai mici, heliu și litiu. Aceste elemente primordiale au fost transformate în elemente mai grele în interiorul stelelor, care, în urma supernovelor, au împrăștiat aceste elemente în cosmos. Astfel, universul este într-o continuare evoluție, cu majoritatea proceselor de formare a elementelor având loc în interiorul stelelor.

În contrast, Pământul și celelalte planete interne au fost formate dintr-un disc protoplanetar care conținea hidrogen și heliu din Big Bang, amestecate cu elemente mai grele. Cu toate acestea, diferențele de mărime și de poziție față de Soare au influențat drastic abundanța acestor elemente pe diferite planete.

Pierderea hidrogenului și heliului de pe Pământ

Un factor principal în scăderea abundenței hidrogenului și heliului pe Pământ este gravitația. Fiind elemente foarte ușoare, hidrogenul și heliul pot scăpa cu ușurință din câmpul gravitațional al Pământului. Planetele gigantice, cum ar fi Jupiter, au o gravitație mai mare și, prin urmare, pot reține aceste gaze mai eficient. În schimb, Pământul, fiind mai mic și situat mai aproape de Soare, a fost mai predispus la pierderi de gaze din cauza încălzirii suplimentare care crește șansele de evadare.

Cine a câștigat finala Asia Express 2024. Echipa care a plecat acasă cu marele premiu de 30.000 de euro

Cele 5 declarații controversate ale lui Trump despre NATO care ridică întrebări privind viitorul Alianței

Heliul, în special, este extrem de rar pe Pământ. Ca gaz nobil, el nu se combină ușor cu alte elemente, ceea ce îl face predispus la scăparea în spațiu. Se estimează că majoritatea heliului primordial a fost pierdută, iar heliul disponibil pe Pământ provine în principal din descompunerea radioactivă a elementelor mai grele. Acest proces produce particule alfa, care, prin capturarea electronilor, devin heliu. Heliumul generat în adâncurile Pământului se acumulează în cavități subterane, dar o mare parte ajunge în atmosferă și, ulterior, în spațiu.

Abundența și utilizarea actuală a hidrogenului și heliului

Hidrogenul este mai abundent decât heliul pe Pământ deoarece se leagă ușor de alte elemente, cum ar fi oxigenul, formând apa, care este mult mai stabilă și mai puțin predispusă la evadare. Totuși, majoritatea hidrogenului din planetele primitive a fost pierdut în trecutul timpuriu al Pământului, în mare parte din cauza impacturilor care au transformat suprafața în magmă.

Există dezbateri cu privire la sursa hidrogenului din apa Pământului: dacă provine din perioada formării planetei și a supraviețuit în manta, sau dacă a fost adus ulterior de comete și asteroizi. Indiferent de răspuns, Pământul este norocos să aibă atât de mult hidrogen, în comparație cu Luna și alte planete interne, care au pierdut majoritatea hidrogenului în urma unor procese similare.

Astfel, deși hidrogenul și heliul sunt predominante în univers, condițiile specifice ale Pământului, inclusiv dimensiunea și poziția față de Soare, au făcut ca aceste elemente să fie relativ rare pe planeta noastra.