［四］我們的行星———地球

我們?nèi)祟愐呀?jīng)學會利用元素來完成種種事業(yè)了。但是我們使用的元素與地球上的元素比較起來真是小巫見大巫。

譬如，某些元素很豐富而某些元素卻很稀少，元素有著極其特殊的混合和化合方式，大氣中的元素不會跑到太空中去，等等，這些事實和偶然的自然條件使我們地球成為宇宙中罕有的一顆能夠產(chǎn)生生命，并使之進化、生存的行星。

照片中所見到的墨西哥上空的云，廣袤的太平洋，Texas的巖石山丘，這些在全宇宙中都是獨一無二的。

例如氧，它只占有宇宙中所有物質(zhì)的幾百分之一?？墒窃诘厍蛏?，氧卻占有云及海重量的89%，地殼重量的46%。元素是構(gòu)成所有物質(zhì)的最基本的東西，它構(gòu)成了地球上好幾百萬種的化學物質(zhì)，也構(gòu)成了整個地球。

只要研究地球，我們就能從各方面了解元素，如元素在自然界中的作用是什么，哪些元素多，哪些元素少，元素是如何分布的以及元素如何維持生命，等等。

地球的內(nèi)部構(gòu)造

我們通過研究從地球內(nèi)部傳來的地震波而對地球的內(nèi)部結(jié)構(gòu)有了一個了解。我們知道地球可以分為三大部分：最外面一層是地殼，厚度大約20英里或者更?。坏貧は旅嬷钡降厍虬霃降囊话胧侵虚g層（Mantle），由玄武巖質(zhì)的巖漿構(gòu)成；中心部分叫做“核，Core”。

從太空船上拍的地球的一部分

因為缺乏直接證據(jù)，我們只有用推測的方法來判斷中心核的性質(zhì)?？梢詮牡厍?qū)ζ渌行堑囊πЧ麥y算出地球的重量，繼而算出中心核的重量。由地震波判斷，中心核呈液態(tài)，但在中心核深處，也就是中心部分，呈現(xiàn)的是固體。種種事實表明中心核是由金屬隕石（隕鐵）構(gòu)成的，這和我們的假說，認為中心核是鎳和鐵的想法一致。中間層應該是由硅、氧和少量的鐵構(gòu)成的。顯然，它的成分與從外太空飛來的石質(zhì)隕石很相似。

我們生活在地球的外殼上面。地殼、巖石圈及周圍的海和大氣，它們對人類的意義要超過地球內(nèi)部。人類可以想方設法攀登上地殼的最高處喜馬拉雅山，可以試挖到地下8000米深的小孔，卻無法到達海下10000米深的地方?；鸺夹g的發(fā)達可以幫助人類擺脫地球引力的束縛，但到目前為止也只能來回于距離地球平均36萬公里的月亮而已。

地球斷面的模式圖

構(gòu)成地殼的元素

我們所居住的環(huán)境主要是大氣層、海以及陸地的表面，有時候稱之為地球的生物圈。正是地殼內(nèi)各種元素的特殊配合才使得地球上能夠產(chǎn)生各種生物，并使它們生存下去。

什么元素最多？生命必需的元素有哪些？它們是如何分布的？請看下表。

表中幾乎羅列了我們所熟悉的各種元素。根據(jù)此表，氧、硅及其他6種元素在地殼的占有的比重在98%以上。

元素在地殼中的比例

千分之一以下的元素

萬分之一以下的元素

十萬分之一以下的元素

百萬分之一以下的元素

億分之一以下的元素

十億分之一以下的元素

以上最后6種元素在自然界中是不存在的。

氧和硅兩種元素約占地殼總含量的3/4，這讓我們感到非常意外。如果加上摻雜在固體地殼里面的水和空氣，那么氧、氫、氮三種元素的比率很可能會再上升。但是地殼的含量還包括生物體的物質(zhì)和海中的礦物，如果再將它們計算在內(nèi)，比率就可能不會有什么變動。

了解了各元素的比率，我們得到了一個事實：氧是構(gòu)成人類生存環(huán)境的主要成分。氧的存在形態(tài)主要有三種：以自由氣體狀態(tài)存在的氧，它是生物不可缺的；液體狀態(tài)的水（氫氧化合物），也是不可沒有的；以及無數(shù)固體含氧化合物。

與氧相比，砹的含量少之又少，將固體地殼里面的砹全部集中在一起，也不會超過1克。