Distribuce prvků ve vesmíru a na Zemi

Rozšíření prvků ve vesmíru

Pro distribuci prvků v současném vesmíru platí:

• četnost výskytu prvků exponenciálně klesá s jejich rostoucí atomovou hmotností
• mezi prvními dvaceti prvky jsou četnější ty, v nichž je počet nukleonů násobkem čtyř
• deuterium, lithium, beryllium a bor jsou méně četné než vodík, helium, uhlík a dusík
• atomy se sudým počtem nukleonů jsou četnější než atomy s lichým počtem nukleonů
• atomy těžších prvků obsahují více neutronů než protonů
• lokální maxima četnosti výskytu jsou při N = 51-59, 80-90, 130-138 a 196-208

V určité fázi svého vývoje mohou některé hvězdy odvrhnout do okolního prostoru část své hmoty a vytvořit planetární systém. Původně plynné objekty postupně chladnou a mění se v kapalné magma, jehož teplota dále klesá.

Při vzniku Země došlo po poklesu teploty na cca 1500 K k liquaci, t.j. odměšování železa s přibližně 12,5 % niklu ve formě sulfidů tvořících těžší kapalnou fázi (zemské jádro, 31,5 % hmotnosti Země, přibližné složení Fe₂₅Ni₂Co_0,1S₃). Plášť jádra (68,1 %) je tvořen oxidy kovů a některými silikáty (olivín (Mg,Fe)₂SiO₄) s vyšší měrnou hmotností. Povrchové vrstvy magmatu, představující lehčí kapalnou fázi, chladnou rychleji a postupně se z nich vytváří pevná zemská kůra (0,4 %). Počáteční fáze krystalizace je ovlivněna řadou faktorů, především rozdílem hustot magmatu a krystalujících minerálů.

Pořadí vzniku křemičitanů, tvořících podstatnou část zemské kůry, určuje struktura jejich aniontů (nejprve se tvoří ostrůvkové anionty, pak řetězovité pyroxeny a amfiboly, následují vrstevnaté slídy a nakonec živce a křemen s prostorovou sítí tetraedrů SiO₄). V závěrečné (pegmatitové) fázi zbytek magmatu vytváří žilné nerosty (často dnešní rudy).

Pneumatolytické procesy probíhají po úplném ztuhnutí magmatu za situace, kdy voda a těkavé sloučeniny (halogenidy kovů)existují ještě v plynné fázi a mohou reagovat s již utvořenými minerály (převážně se jedná o hydrolytické děje).

Hydrotermálními procesy (krystalizace z vodných roztoků) začínajícími při poklesu teploty pod 374 °C (kritická teplota vody) vznikají polymetalická ložiska (především sulfidů).

Za běžných teplotních a tlakových podmínek probíhá pomalá postupná přeměna (zvětrávání) nestabilních minerálů ve stabilnější. Takové procesy označujeme jako sekundární. Při katastrofických situacích (sopečné výbuchy) dochází ke kontaktu žhavého magmatu s již existujícími primárními isekundárními minerály a vzniku nových hornin.

Nejrozšířenější čtyři prvky (kyslík, křemík, hliník, železo) tvoří přibližně 90 % hmotnosti zemské kůry a spolu s dalšími čtyřmi kovy (vápník, hořčík, sodík, draslík) je to již zhruba 99 % (viz příloha I).