地球上單位產量1億年只有2克的物質,非常稀少,卻浪費巨大

地球上單位產量1億年只有2克的物質,非常稀少,卻浪費巨大

氫和氦是宇宙中最普遍的物質,一個約占整個宇宙的3/4,一個約占1/4,剩下不足2%的部分才是其它元素。宇宙中的氦是在大爆炸後3分鐘內的太初核合成中形成的,其它元素則是在十億年後形成的星雲、恆星中烹調而出。科學家們計算得出的氫氦在宇宙中的比例,與實際觀察非常吻合,氦丰度從而也成為大爆炸理論的一個有力證據。

宇宙中氫和氦形影不離,氫熔合成氦,氦和氫又熔合生成其它元素,鍛造出地球這樣的生命搖籃,它們的愛情在烈火中淬鍊,會一直持續到地老天荒,宇宙熱寂。但在地球上,氫含量不少,氦卻很少見,甚至人類第一次認識氦,還是觀察太陽光譜時在太陽中發現的,所以取名為helium,即希臘語「太陽」的意思,中文裡最早也譯為「氜」,也是太陽的意思。

地球上的氦到哪兒去了呢?由於氦是惰性氣體,不易與其它物質發生反應,在太陽系形成初期的原行星盤中,地球質量太小,無法留住氦,所以含量很少,氣態行星如木星土星則氦含量頗為豐厚。在克拉克的科幻小說《2010》中,木星中的氫和氦甚至被點燃,成為一顆新的太陽,木衛二萌發生命,欣欣向榮。地球上的氦主要由地殼中的放射性元素,如鈾和釷的α衰變產生,多數積聚在天然氣田裡。1公斤鈾經過1億年的衰變,只能生產2克的氦,不知這樣的效率地球為什麼要把這個重要的任務交給它。不過即使這樣,數十億年下來,地球上也生產出了很多的氦,它們都到哪裡去了呢?

就像一個人,必須活躍一些才能結交很多朋友,從而保證自己不被大家遺忘。氫就是這樣的傢伙,和氧、碳、硫什麼的玩得開心,地球上到處都能見到它;而氦則是個宅男,從不和其它元素交往,憑著自己身輕如燕,常常飄到大氣層邊緣眺望風景,結果卻常常被太陽風和宇宙射線挾裹著去太空流浪,所以地球上的氦也越來越少。

由於氦沸點極低,僅4.22K,現代科學研究中越來越多超低溫下工作的儀器設備都需要用它來冷卻,歐洲大型強子對撞機就須150噸氦充入磁體進行冷卻,約占全世界氦年產量的10%,量子計算機、醫療成像、火箭引擎以及監控設備等領域氦也是不可或缺的寶貴資源,沒有其他氣體可以代替。氦屬不可再生資源,擴散到空氣中就會慢慢逃離地球,從空氣中提取也非常困難,工業氦幾乎都是天然氣生產中的副產品。現在氦氣的主要用途卻是用來充氣球、燈泡、霓虹燈等,真是暴殄天物啊。科學家們估計再過二三十年地球上的氦就會耗盡,只有眼巴巴瞅著鈾1億年2克的生產量了。此前世界上70%的氦氣儲備在美國,由於耗資巨大,不堪重負,前幾年美國大量拋售,造成氦氣價格便宜,無人珍惜,所以有科學家大聲疾呼:別再用那玩意兒充氣球了!

來源:thegreatdaily