实际上岩石行星也并非都是由岩石组成,如我们地球地壳中的氧就含有46.6%;气态行星也并非完全由气体组成,比如木星、土星都有一个不大的岩石内核,在大气层深处高温高压下,气体也变成了液态和金属态。
但为了叙述方便。我们就将岩石行星全部作为石头来算,气态行星就全部作为气体来算。那么八大行星的总质量中石头占据多大比重呢?地球质量约为6*10^24千克,水星质量约为地球的0.05倍,金星质量约为地球的0.82倍,火星质量约为地球的0.11倍。四颗类地行星加起来约为地球质量的1.98倍。
气态行星都是巨行星,木星就占据了八大行星质量的71%以上,质量约为地球的318倍;土星质量约为地球的95倍,天王星质量约为地球的14.6倍,海王星质量约为地球的17.2倍。这样,四颗气态巨行星总质量就是地球的444.8倍。
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也就是说,太阳系气态行星与石头行星质量对比为444.8:1.98,石头行星质量只占全部行星质量的约0.45%。组成石头的主要化合物是碳酸钙或二氧化硅,碳酸钙由碳、氧、钙三种元素组成,二氧化硅由硅和氧组成。
石头是如何形成的
太阳系存在宇宙中所有的118种元素,地球上同样涵盖了宇宙中存在的所有元素。这就说明了太阳系不是从宇宙大爆炸的原始星云中诞生,而是经历了至少一次甚至数次超新星大爆发,从父辈恒星残留的再生星云中诞生,而且还接受了中子星相撞等天体事件的遗产。
太阳系的元素丰度约为:氢占73.46%,氦占24.85%,其他重元素约占1.69%,主要有氧0.77%,碳0.29%,铁0.16%,氖0.12%,氮0.09%,硅0.07%,镁0.05%,硫0.04%等,其他的100多种元素就更稀少了。
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在太阳形成初期,恒星风很大,会将吸积盘中剩余的尘埃和渣子吹向远方,重物质就会离得近一些,气体和水蒸气等轻物质就吹得更远,因此由重物质组成的类地行星都靠近太阳,而气体和冰组成的气态或冰质星球则距离太阳更远。
地球是太阳系四大类地行星中最大的一颗行星,但质量只有太阳的33万分之一。地球上已发现的宇宙所有元素,迄今为止,宇宙中还没有发现地球上没有的元素。而组成地球元素最高丰度的元素为:铁占32.1%,氧占30.1%,硅占15.1%,镁占13.9%,硫占2.9%,镍占1.8%,钙占1.5%,铝占1.4%。这8种元素就占了地球元素丰度的98.8%,剩余的1.2%由其他110种元素分担。
行星在形成时,是由各种碎片碰撞凝结在一起的,像滚雪球一样越滚越大,随着质量和体积的增大,引力越来越大,就把整个轨道的碎片渣子都吸附到自己身上了。行星形成早期由于自身轨道小天体相互碰撞,以及大量陨石撞击,整个星球都处于熔融状态。
行星形成后就开始慢慢冷却,表面就渐渐结成了一圈岩石圈,在地球上就叫地壳。由于引力和自转作用,行星在熔融时期,比较重的元素,如铁、镍等就大部分沉到了更深处和地心,因此,地壳的元素丰度与整个地球丰度是有区别的。
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科学测定计算得到的地壳元素丰度约为:氧占46.6%,硅占27.72%,铝占8.2%,铁占5%,钙占3.63%,纳占2.83%,钾占2.59%,镁占2.09%,钛占0.44%,氢占0.14%,磷占0.12%,锰占0.10%,氟占0.08%等等,这13种种元素丰度占据了118种元素的99.54%,还有105种元素就只能瓜分剩余的0.46%了。
而所谓石头是一个含糊的概念,实际上就是岩石碎片,其组成成分比较复杂。地球的岩石主要有火成岩、黄岗岩、玄武岩、安山岩、砂岩、石英岩等等,这些岩石的碎块都可以称为石头,其组成成分主要是以氧和硅、钙等为主,还含有一些其他的元素,根据产地不同,其元素丰度会有区别。
在太空漂浮着的小行星有岩石的,也有冰体的,有的是在太阳系形成初期残留下来的,有的是在天体撞击中破碎漂流的,其成分都是太阳系应有的成分,只不过由于成因不一样,各种成分含量不同罢了。