谈氢论氦（下篇）

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　　（清风读书笔记于2020年8月31日）
　　19.重金属和铁陨石：
　　铁的后面多种元素，皆由超新星爆炸产生。但重金属和超重金属，聚核反应更加困难，因此丰度极低，多为稀土元素，我们考察月球和火星也是如此。黄金，原子序号摆在铁的后面，在地球上属于稀有元素，但在月球和火星上，也未必可观。
　　（月球表面存在着大大小小的陨石坑，没有空气和水。月球赤道附近的表面温度，白天可达120℃，夜晚降至-170℃，昼夜温差接近300℃。）
　　倒是铁在月球的丰度高于地球丰度，月表面下1米深，铁的矿藏就很丰富。由于月球没有CO₂，月球冶炼钢铁要比地球省事。在地球有 ＂百炼成钢＂ 的说法，在月球轻松炼出 ＂优质钢＂。但月球没有O₂，炼钢只能靠核燃料。
　　月球表面存在着大大小小的陨石坑，每个陨石坑下面都埋藏着宝贝：＂石陨石或铁陨石＂。陨石对月球而言，象石头那么普通；但对地球而言，却是稀世珍宝。
　　陨石在国际市场上，价值远高于黄金。物以稀为贵嘛，越大越贵。不久前英国拍卖行有一颗月亮陨石重约1.2公斤，拍卖成功价是300万英磅，相当于每克陨石拍出1.375万元人民币的好价钱，而近期国内黄金的参考价每克564元人民币。
　　温馨提醒：国内市场若有拍卖陨石，十有八九都是假的，道行比古董和字画拍卖还深，谨防钱财被骗，千万不要轻易涉足陨石拍卖行！
　　2019年各种陨石，每克价值评估如下，用人民币结算。仅供认知参考，不做为市场价的金标准：最珍贵的陨石是碳质球粒陨石，每克100万元↑，月亮陨石每克10～20万元，火星陨石每克5～8万元，石铁陨石每克3～5万元。为什么黄金价位是定值，而陨石价位是不定值？因为陨石价位还取决于大小。小陨石，低价位；大陨石，高价位。
　　全世界已经收集到4万多颗陨石样品，大致分为三大类：石陨石（硅酸盐)；铁陨石（铁镍合金）和石铁陨石（铁和硅酸盐混合物）。最珍贵稀有的不是铁陨石，而是石陨石。我们在含碳量极高的石陨石里，还发现了大量的氨、核酸、脂肪酸、色素和11种氨基酸等有机化合物。因此学术界有人认为地球生命的起源，与天外陨石存在着相当大的可能性和关联性。如果证据充分且确凿，那么目前中学生物教材 ＂生命起源＂部分将被彻底推翻，必须重新组织文字了。至少高考命题中，涉及生命起源的选择题，不再是单选题，而应该是多选题。
　　世界最大的石陨石，是中国的 ＂吉林一号＂，重达1770公斤。世界最大的铁陨石，是纳米比亚的 ＂戈巴陨铁＂，重约60吨。中国铁陨石之冠，是新疆青河县发现的 ＂银骆驼＂，重约28吨。
　　（木星质量是地球的318倍，木星体积是地球的1321倍。）
　　20.地球和木星：
　　早期地球拥有94种元素，有2种半衰期较短，现在自然界仅存92种（²³⁵₉₂铀）。而恒星核聚变只能合成到27种铁镍（⁵⁶₂₆Fe）。这意味着太阳系周围曾经发生过猛烈的超新星爆炸。爆炸后残渣碎片，有一部分被太阳引力所捕获，生成水星金星地球和火星。所以我们有理由认为：＂地球是太阳所收养的义子，并不是太阳系亲生的儿子＂。
　　真正属于太阳系亲生的巨婴应该是木星，木星是气态星。地球的海洋是液态水，而木星的海洋是液态氢。木星是太阳系八大行星中体积最大、自转最快的行星。它的质量是太阳的千分之一，是七大行星总质量的2.5倍。木星与土星、天王星、海王星皆为气体行星，因此又被合称为类木行星。其中木星和土星又合称为气态巨行星；而天王星和海王星，所有气体都凝结固化成冰，是名符其实的 ＂水晶冰球＂。这四个孩子才真正归属于太阳系自己亲生的。
　　木星是一个气态巨行星，主要由氢氦组成。氢（H）占木星总质量的75%，氦（He）占木星总质量的25%，岩核等其他较重元素占比低于1%。木星中的氢氦比值，与目前宇宙中的氢氦比值完全吻合，也与目前太阳的氢氦比值完全吻合。
　　木星是太阳系中最大的蒙面巨人。据朱诺号木星探测器所提供的数据：木星大气层厚度大约3000公里左右。大气层中，氢占82%，氦占18%，其他气体不足1%。其他气体有甲烷CH₄、氨NH₃、硫化氢H₂S、水H₂O、微量惰性气体氖Ne，却没有氧气O₂。木星大气涡漩运动十分剧烈，风暴频繁，所形成的旋涡，直径可达数百公里。风速高达130米～150米/秒，而地球最强台风17级，风速只有62米/秒。
　　木星的岩核含硅铁，硅丰度大于铁丰度。怎么来的？有两种可能：一是木星核心的 ＂温度和压强＂，已经达到 ＂由氦聚核成硅，由硅聚核成铁＂ 的临界值。二是以超新星爆炸的 ＂硅铁碎片＂ 为核心，吸积盘开始滚雪球，越滚越大，才滚成今天的巨婴木星。第一种可能性只有1%，否则木星也燃烧起来了；第二种可能性应该99%，木星走 ＂滚雪球＂ 成长路线。
　　为什么太阳的氢会燃烧，而木星的氢不燃烧呢？星体能不能热核反应而发光？存在着一个临界质量问题。当星体质量>44%⊙时，会被点燃而发光；当星体质量≤44%⊙时，就不发光。木星质量= 0.1%⊙，所以不可能发光。（⊙太阳质量）。
　　太阳系中的彗星或小行星，偶尔也会撞击木星。其爆炸当量，小的相当于数万颗原子弹爆炸，大的相当于数亿颗原子弹爆炸。木星的大气层和海洋里含有75%↑的氢气，可谓太阳系中最大的火药桶，按理应该象春节燃放爆竹，炸得粉身碎骨，连碴碴都不剩下。可是木星好象什么事也没发生过，这是为什么？因为木星没有氧气（O₂），不会点燃化学性质的燃烧；因为木星引力太小，也不会引爆氢核聚变而发光发热。
　　假设从柯伊伯带或奥尔特云深处，飞来一颗超低温纯氧固态晶球，其小行星半径为1公里，突然闯入木星大气层，自由落体，摩擦发热，立马汽化成氧气。小行星氧气（O₂）与木星氢气（H₂），高温点燃化合成水（H₂O），并释放大量的能量。于是木星的大气和海洋，将会化成一片火海，熊熊燃烧起来，不知要烧几天几夜？还是几月几年？
　　幸运的是这种假设根本就不能成立，柯伊伯带或奥尔特云中所有的小行星，没有一个是由纯氧液化或固化组成的。如果真有纯氧产生，早就被周围的氢化合成水了。所以我们认识的小行星和彗星，要嘛是含水的冰球，要嘛是水土混合的脏球，要嘛是含碳酸盐的石球，却偏偏没有一个是纯氧的晶球。
　　地球的海洋全是水，也是偏偏没有纯氧。原始地球的大气层也不含氧气。生命起源于厌氧环境，有氧对于原始生命而言，反而是极为有害的。例如厌氧菌在有氧环境中反而难以生存。后来出现叶绿素，进行光合作用，才产生氧气的。再后来又出现线粒体，进行有氧呼吸，才有了植物界和动物界的分化，并豋陆成功。
　　所以线粒体出现的意义，对于地球生命进化而言，绝不亚于从多分子体系到原始生命的诞生。但在大中学教材里，线粒体出现的生命进化意义，被严重低估冷评了。现在自然界中，99%的动植物都选择了线粒体的有氧呼吸，只有1%还不到的厌氧菌，继续保持原始地球无氧环境那种原生态的生存模式。
　　而人类更把有氧呼吸推向了极致，离开氧气分分秒秒都生存不下去。新冠病毒最可怕之处，就是破坏人体的呼吸系统，干扰人类的有氧呼吸，至今仍然是全球最火热的聚焦焦点，新冠病毒甚至改变人们传统的生活习惯、工作习惯和就业习惯。