Altın elementin değeri neden güneş sisteminin doğduğu anda kaderidir?
"Elfler, cücelerin gitmeye cesaret edemediği yeraltına inecek ve değerli kaynakları elde edecek." - "Yüzüklerin Efendisi"
Toprak Ana bize sadece hayatta kalmak için gerekli koşulları, uygun sıcaklığı, atmosferi, suyu, yiyeceği ve zengin ekolojik kaynakları sağlamakla kalmaz, aynı zamanda bize ellerinizdeki altın süslemeler, Cep telefonlarında elmaslar, sıradan bakır, gümüş, lityum ve kobalt ve daha değerli ve nadir itriyum, terbiyum ve disprosiyum. Bu unsurlar olmadan hayatlarımız ne kadar monotondur.
Periyodik tablodaki her bir elementin kendine özgü özellikleri vardır ve hepsi çekirdeğindeki proton sayısı ve çevreleyen elektronlar ile diğer atomlar ve moleküllerin birleşiminden dolayı kendi kullanımları ve uygulamaları vardır. Çeşitli yollar.
Bununla birlikte, yeryüzünün kimyasal elementleri coğrafi ve bolluk bakımından çok dengesiz dağılmıştır. Bazı elementler daha bol miktarda bulunur ve diğerlerine göre elde edilmesi daha kolaydır ve bazı elementler çok yönlü değildir, ancak çok nadirdir ve benimsenmesi zordur.
Yeryüzünde bulduğumuz en değerli unsurlar, mutlaka en çok yönlü, güzel veya problem çözücü unsurlar olmayabilir. Ancak, bazı özel uygulamalarda ve ortamlarda gereklidirler.
Hemen hemen tüm öğelerin benzersiz uygulamaları olduğu ve iki öğenin tam olarak aynı özelliklere sahip olmadığı ortaya çıktı. Bu nedenle en değerli unsur, kullanabileceğimiz en nadir ve en zor unsurdur.
Öyleyse neden bazı öğeler içerik bakımından zenginken, bazı öğeler doğal olarak nadirdir? Ve bazı elementlerin madenciliğinin zorluğunun temel nedeni nedir?
Elbette bu soruyu cevaplamak için erken güneş sisteminin oluşum dönemine geri dönmelisiniz.
Güneş sisteminin 4,5 milyar yıl önce ilkel bir bulutsunun içinde doğduğunu biliyoruz. İlkelliğinin yalnızca güneş sisteminin yaş ölçeğine göre olduğunu söylüyoruz. Evrenin 13,8 milyar yıllık yaşam süresi için, güneş sistemini doğuran bulutsu aslında değil Çok eski kozmik ilkel bulutsu. Tahminlerimize göre, güneş sistemi doğmadan önce aynı uzayda en az iki nesil yıldız öldü.
Yıldızlara kozmik element işleme tesisleri denir ve büyük miktarda hidrojen, az miktarda helyum ve az miktarda lityum içeren orijinal kozmik ilkel bulutsunun nükleer füzyonundan sonra elementlerin periyodik tablosunu oluşturdular. Bilinen tüm unsurlar. Ve bu önceki nesil yıldızlar öldüğünde, bu sentezlenmiş ağır elementler, sonraki nesil yıldızlar, gezegenler ve hatta yaşam için yıldızlararası ortama fırlatılacak.
Bir yıldızın füzyon sürecinde, onun tarafından işlenen her bir elementin bolluğu tekdüze değildir, yani öldüğünde, oluşturulan her elementin içeriği aynı değildir ve hidrojen hala en bol elementtir, çünkü Bir yıldız, yaşamı boyunca kendi hidrojeninin ancak% 10'undan daha azını tüketebilir ve geri kalanı evrene geri dönecektir. Hidrojenden daha ağır olan diğer elementler, çekirdek bir demir çekirdek halinde birikene, füzyon durana ve yıldız süpernova patlamasında ölene kadar çekirdek kabukta katman katman kaynaşacaktır.
Süpernova patlaması süreci, yavaş nötron yakalama ve hızlı nötron yakalama sürecinde demirden daha ağır elementler oluşturacaktır. Ancak bu işlemin verimliliği nispeten düşüktür ve demirden daha ağır elementlerin oluşumu da nispeten küçüktür. Tabii ki, atom ağırlığı ne kadar yüksekse, o kadar az oluşur.
Genel olarak, güneş sistemindeki her şeyi oluşturan elementler, önceki nesil yıldızların hayatta kalmasının, kaynaşmasının ve ölümünün sonucudur.Tüm güneş sistemi aynı bulutsunun altında doğmuştur ve bulutsunun kendisi hafif elementler ve nispeten ağır elementler bakımından daha zengindir. Daha az, daha ağır, daha az. Ancak güneş sistemindeki ve bireysel gezegenlerdeki elementlerin dağılımını belirleyen başka bir neden daha var.
Bu yüzdürme prensibidir: daha yoğun ve daha ağır elementler, yerçekiminin en güçlü olduğu yerde toplanma eğilimindeyken, daha hafif elementler üzerinde yüzer. Bu ilke, erken güneş sistemi için de geçerlidir, bu nedenle Merkür (ortalama olarak) Dünya'dan daha yoğun malzemeden yapılmıştır ve bizler, gaz devlerinden daha yoğun olan Mars'tan daha yoğun malzemeden yapıldık. .
Bunun yanlış olduğunu, güneşin Merkür'den daha az yoğun olduğunu düşünebilirsiniz! Aslında durum budur, ancak bilmemiz gereken şey güneşin bulutsunun kasılmasının merkezidir. Bu, nükleer füzyonu oluşturan ve ateşleyen ilk gezegendir. Güneş oluşmadan önce, tüm bulutsuyu etkileyecek önemli bir çekim kuvveti yoktu. Güneş oluştuktan sonra Bulutsu ancak merkezi yerçekimi ile yoğunluğa göre katmanlaşmaya başlar. Tabii ki yerçekimine ek olarak daha da önemlisi, güneş rüzgârının dışarıya doğru yayılan, hafif elementleri güneş sisteminin dış katmanına üflerken, içteki güneş sisteminin kayalık gezegenlerini oluşturan iç katmanda daha ağır elementler tutulurken basıncıdır.
Ancak yeryüzünde de aynı sorunla karşılaşacağız.Ağır elementlerin çoğu yerçekimi etkisiyle dünyanın en derin kısmına battı! Güneş sisteminin oluşumundaki nadir elementlerin oranı küçük olmasına rağmen, güneş sisteminin maddi temeli de büyüktür ve bir iç güneş sistemi gezegeni olarak dünya aslında insan kullanımını tam olarak tatmin edebilecek çok sayıda nadir elemente sahiptir, ancak bu elementler yeryüzünde çok nadirdir. .
Dünyanın çekirdeği demir, nikel, kobalt ve büyük miktarlarda kurşun, altın ve hatta uranyum gibi daha ağır elementlerden oluşur. Dünyanın içindeki ısının ne kadarının yerçekimi daralmasından ve ne kadarının radyoaktif bozulmadan geldiğini sorarsanız, aslında iki yüzde kabaca eşittir. Bu, yeryüzündeki ağır elementlerin içeriğinin ne kadar zengin olduğunu açıklayabilir. Ama yeraltına gömülmüşler ve benim için zorlar.
Örnek olarak basit kömür kaynaklarını ele alalım: Kömür genellikle 100 metreden fazla bir maden şaftına sahip nispeten sığ gömülüdür, ancak kaynakların tükenmesiyle mevcut kömür madeni derinliği 1500 metreye ulaşmıştır ve bu da sömürülecektir. Kaya patlaması, gaz, yüksek sıcaklık ve su penetrasyonu gibi doğal afetler de dahil olmak üzere büyük riskler getirin. Altın madenleri gibi daha ağır elementler 4.000 metre derinliğe ulaşabilir ve altın elementlerin içeriği düşük olduğundan madenciliği zorlaştırır.
Bu nedenle, güneş sisteminin doğduğu andan itibaren altının değerinin kaderinde olduğunu söylüyoruz.
Yeryüzündeki nadir elementleri çıkarmak zordur, ancak umut uzayda!
Kayalık asteroitler, güneş sistemindeki diğer gezegenlerle birlikte oluşur, bu nedenle nadir elementler bakımından zengindirler.
Bir asteroidi Dünya'ya geri döndürmek için uzaya gitmek, dünyanın merkezine delmekten çok daha uzak olsa da, yapmak nispeten daha kolaydır. Aslında, Ulusal Havacılık ve Uzay Dairesi (NASA), bir asteroidden birkaç ton ağırlığındaki bir kayayı ayın etrafındaki sabit bir yörüngeye getirmek için uyduları kullanan bir görev (asteroit yeniden yönlendirme görevi) önerdi. .
Bu inanılmaz bir mühendislik başarısı olacak.Gelecekte, yeryüzündeki nadir elementlerin büyük miktarlarda toplanacağı asteroid madenciliği vizyonunu kesinlikle gerçekleştireceğiz!
Asteroitlerde bulduğumuz iridyum, rubidyum, altın ve platin gibi elementler, dünyadaki en zengin maden yataklarından çok daha fazladır. Massachusetts Teknoloji Enstitüsü'ne göre:
"500 metre genişliğindeki, platin açısından zengin bir asteroit, küresel yıllık platin üretiminin yaklaşık 175 katını ve platin grubu metallerin bilinen rezervlerinin 1,5 katını içeriyor."
Bu, çapı yaklaşık 30 metre olan bir asteroidi kurtarmak için 2 ila 3 milyar ABD doları harcamanın 25 ila 50 milyar ABD doları değerinde platin alabileceği anlamına gelir. Bu, gelecekteki uzay araştırmalarının sadece para fırlatan dipsiz bir kuyuya değil, fayda sağlamasına izin verecek.
Asteroitlerin, dinozorların yok olması gibi dünya için bir tehdit olduğunu düşünürdük. Ancak yeryüzünde elde edilmesi zor olan nadir elementlerin elde edilmesi açısından, asteroitler gerçekten de güneş sisteminde tükenmez bir şeydir.
Bir gün asteroit madenciliğini gerçekleştirirsek, sonunda uzay araştırma girişimini kendi kendine yeten bir kurum haline getireceğiz ve bunun için herhangi bir kaynak sağlamak için herhangi bir dış kaynağa gerek kalmayacaktır. Belki gelecek parmaklarımızın ucunda.
