宇宙中的岩石是怎樣形成的?


謝邀,不做這個方向。但是岩石的前世今生稍微了解一些。

宇宙中岩石,我們以地球這個大號岩石為例吧,首先,它的主要成分(包括地殼,地幔和地核的所有成分)是Fe 鐵,O 氧, Si 硅, Mg 鎂,還有少量的Ni, S, Ca, Al 以及其他元素。(地殼以氧硅鋁鐵鈣等組成,謝謝 shine Shoe)

其中最顯著的是Fe,這個元素非常特殊,一般情況下只有質量很大的恆星才能通過核反應產生Fe,而且Fe之後,不能再通過聚變反應產生更重的金屬(因為Fe 之後的聚變是質量增加的,需要吸收能量而不是放出能量)。因而,Fe核的恆星會突然收縮,而後發成超新星爆炸。爆炸過程是個極端劇烈的過程,這個過程中能量大量釋放,使得比鐵重的元素被合成出來。同時,超新星爆炸把Fe 以及其他金屬,特別是重的金屬元素,比如放射性元素髮射到星際空間。爆炸物一開始以近光速飛行,彌散範圍可達幾十光年。

宇宙由於原初大爆炸的核反應,主要成分是71%的氫H,27%的氦He,少量的鋰Li,這些元素是宇宙普遍的物質組分。只有被超新星爆炸的殘骸污染的星雲才會存在少量的金屬元素(宇宙學中H和He之外的元素都叫金屬),這些元素是宇宙岩石的前身。

但是這時候宇宙中岩石都是非常小的微粒。但是隨著星雲的擾動,星雲會由於自引力坍縮,最終最緻密的部分形成原始恆星,周邊偏遠的岩石和H, He 氣體被吸積,形成原始行星盤。(它們的角動量阻止了繼續向太陽墜落)

留在地球附近的岩石就逐步積累,慢慢的和周圍的物質繞著原始恆星旋轉。在軌道上,逐步的出現幾個比較大的岩石,他們慢慢積聚周邊的物質。一方面,原始行星盤的物質會受到太陽的引力而落入,另一方面,物質同樣受到輻射壓而遠離,最終物質在幾個穩定的平衡點積聚,產生原始行星核。

原始恆星的輻射,使得H 和He 很難在離恆星近的地方冷卻且聚集,H和He的沸點都是在很低的溫度,所以它們在太陽附近很難形成穩定的行星核。它們必須在離太陽足夠遠的地方才能形成行星。而鐵等高熔點金屬,更容易在太陽附近變成固體且穩定增長,成為原始行星核。

同時,原始恆星也在不斷地發射高能粒子,產生巨大的輻射壓(恆星風),恆星風直接吹走了周邊所有的氣體。同時由於太陽系主要成分還是氫氣和氦氣,所以類木行星獲得了很多的材料,體積和質量成長迅速。而內部的類地行星都很小~


在這個過程中,岩石會經歷無數次碰撞,從鬆散的,稀疏的結構逐步被打磨,擠壓,最終形成了穩定的,緻密的岩石結構。其中很多撞擊到了原初行星,衛星的表面,成為一個個隕石坑。

然而,行星內的岩石卻經歷了漫長的演化,行星內部的自引力和放射性元素的熱量,直接融化了內部的岩石形成地幔。地殼運動不斷地把內部的岩漿用火山噴出變成岩石,而狂風,水流變化也不斷的腐蝕表面的岩石,這個過程涉及到極為複雜的化學變化。在生命誕生後,動植物對地面岩石的破壞也是不容忽視的。

相比較而言,金星和火星這兩個星球的表面岩石變化就小很多。至於月球,更是保留著古老的岩石樣貌。

而太陽遠處的彗星,甚至柯伊伯帶,奧爾特雲內的物體,從太陽系開始就保留了最初的面貌。它們是一塊塊冰冷的記錄。記載著太陽系最年輕時候的往事。

不僅僅太陽系內的岩石,宇宙中其他地方的岩石,比如被超新星以近光速噴出的星雲,成為了宇宙中最漂亮的一朵朵焰火;恆星演化最終形成的碳星,是宇宙中最美麗最純潔的大號鑽石。而那些在星際之中沉默的冰塊和匆匆穿行的彗星,冷漠的外表之下都有著漫長的故事~


你仰望星空的時候好像覺得宇宙真他媽寧靜啊,其實宇宙非常暴力。整天這又爆發了,那邊又坍縮了,各種軌道相交造成數億萬計的碰撞和爆發,這麼混亂的場景還不許有點碎渣亂飛了?


《一粒砂子的奇幻漂流》
我是一粒砂,一粒很小很小的沙。

我就在這片沙漠里,看到我沒
搬運
我被風,被河流,被其他一切比我強大的力量帶走,帶到河裡,帶到湖裡,帶到大海里。剛開始的時候,風很大,水流也很急,我和我的小夥伴們不由自主的隨他們一起漂流。後來風變弱了,水流也變緩了,再然後風沒了,水也不流,我們結束了這段這段奇幻的漂流,不過想想也是蠻過癮的。

沉積
然後我和小夥伴們就開始往下沉,慢慢的沉啊沉啊,沉啊沉啊,終於有一天我沉下來了,小夥伴們也都來了,終於有一個安定的住所了。

壓實
就這樣我們相安無事的躺在那裡,每天都只能靜靜的發獃,那時候水總是很藍,日子過的太慢。。。可是後來發現小夥伴們越來越多,我的空間越來越小,小得我都喘不過氣來,後來,我就被壓在了壓在了下面,我想出來混遲早是要還的,就像我當初壓在別的小砂子上面,嗯就是這個樣子。不知道過了多久,大概是幾千年,也許是幾萬玩,長得我都忘記時間了,反正是好久,我被一些東西(通常是鈣質或泥質)和其他的小夥伴固結在了一起,終於,我成了一塊岩石。

大家好,請叫我沉積岩。

岩漿岩+變質岩
我以為變成岩漿岩是我的最終宿命,但是突然有一天,我感到有一股灼痛,鑽心的痛。我一看,尼瑪,居然是來自地府的岩漿在作祟,他們通過裂隙向上竄,所到之處生靈塗炭,最終他們還是沒有衝破我們的防線。但是岩漿一部分就在了我們體內,對沒錯,他們就是傳說中的岩漿岩了,當然我們中的一些由於收到灼燒變成了一些奇奇怪怪的石頭

沒錯,大家好,我就是變質岩。

我們和岩漿就這樣停戰了一段時間,但是他們總是不安分,想要把我們變成跟他們一樣。終於有一天,他們的力量將我們全部熔化,雖然變成了岩漿,但是我還是那刻內心純潔的小砂子。

對我變成了岩漿,打入敵人內部之後,我成功的竊取到了了他們的邪惡目的:衝出火山,為禍人間。作為一顆正義的小砂子,我怎麼能讓他們得逞。。。。

最終他們還是得逞了,我只是一顆砂子而已,在噴出火山的那一刻,飛一般的趕腳。

看到我沒,我是最亮那一顆
但是我馬上冷卻,變成了一塊堅硬的石頭,沒錯啦,我就是火成岩。

剝蝕
現在我是一塊火成岩,靜靜的躺在草地里,整天那個日晒雨淋,風吹雨打的,慢慢的我也變脆了,變酥了,最後就變成了一堆砂子,跟你們人類最後變成一把灰是一樣一樣的,風一吹,就變成了一顆很小很小的砂子。。。。。

就這樣我有回到了我的故鄉

好了我要去趕著投胎了,開始我的下一世。
希望下輩子還能遇到你,記住我是聰明可愛純真的小砂子喲。。


最後來一張總圖:

Ps:文中圖片均來自網路


宇宙中絕大部分「金屬」元素由恆星中的核反應產生。然後,宇宙中絕大多數構成岩質行星的「金屬」元素來源於超新星爆發。太陽大小的恆星聚變反應只能進行到碳、氧這裡,而且最終大部分都鎖在白矮星裡面了,出不來。
以太陽係為例,就是一顆超新星爆發爆出來的重元素污染了太陽星雲。

有事待更


很難想像宇宙中所有的物質如何形成存在,或許它們本身一直存在,合久必分,分久必合,為什麼開始,為在那裡結束,誰主宰這一整體,內部細節活動對整體有沒有改變,就像人體皮膚每天都會損失細胞,但又不斷更新新的細胞代替,或許宇宙就像人體的某個器官,為了某個大BOSS服務,我們這些「細節是感受不到的」,微距和航拍功能不能同時擁有,永遠只能意識到一部分,很大局限,或許存在的所有對於宇宙整體意識都是犧牲品,或許也是無意識的運行系統,誰也無法解決終極問題。


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