2 Bumi Dalam Kaitannya Dengan Alam Semest1

8/8/2019 2 Bumi Dalam Kaitannya Dengan Alam Semest1

http://slidepdf.com/reader/full/2-bumi-dalam-kaitannya-dengan-alam-semest1 1/10

2 bumi dalam kaitannya dengan alam semesta

SIFAT DARI ALAM SEMESTA YANG

Bumi adalah unit dalam sistem surya, yang terdiri dari matahari, planet dan satelit mereka, asteroid,

komet, dan meteorit. Matahari sendiri hanyalah salah satu bintang dalam galaksi kita, yang galaksi kita,

yang terdiri mungkin lebih dari 1.011 bintang dan memiliki bentuk seperti lensa dengan diameter sekitar

70.000 tahun cahaya (1 tahun cahaya 1.013 km). Di luar galaksi kita ada jumlah yang sangat besar dari

sistem lain bintang sekitar ukuran yang sama. Sistem ini, nebula extragalactic, tersebar cukup merata

melalui ruang., Yang terdekat kepada kita menjadi nebula Andromeda pada jarak sekitar 1,75 X 106

tahun cahaya. Spektrum dari nebula extragalactic menunjukkan perpindahan baris pada akhir merah

spektrum, pergeseran merah yang kira-kira sebanding dengan jarak. Pergeseran merah dianggap

sebagai efek Doppler karena resesi dari nebula dengan kecepatan kira-kira sebanding dengan jarak, dan

mengarah ke gambar-gambar alam semesta yang mengembang. Sebagian besar te teori alam semesta

yang mengembang masih sangat spekulatif, karena ini conciusions alasan yang didasarkan pada teori

juga mengambil bagian dari karakter spekulatif.

YANG UMUR ALAM SEMESTA YANG

Teori alam semesta, memperluas dinamis menyiratkan bahwa alam semesta telah dan sedang dalam

keadaan evolusi. Jika kita ekstrapolasi mundur dalam waktu kita sampai pada keadaan ketika alam

semesta adalah "dikontrak untuk titik" atau ketika semua materi di alam semesta ini terkonsentrasi

menjadi kawasan yang sangat kecil. Ini adalah adat menganggap ini sebagai negara primitif dan untuk

memperhitungkan usia astronomi alam semesta dari waktu ini. Dengan asumsi tertentu untuk menilai

ekspansi, usia astronomi alam semesta dihitung menjadi sekitar 16 X 109 tahun.

BUMI SEHUBUNGAN DENGAN ALAM SEMESTA YANG

Tata surya dapat dianggap sebagai unit yang terisolasi, dan umurnya dianggap independen dari sisa

galaksi dan alam semesta secara keseluruhan. Tata surya pada dasarnya adalah sistem tertutup, dan

komposisi unsur yang sama seperti ketika terbentuk, kecuali sejauh yang telah dimodifikasi oleh

percakapan helium hidrogen dan reaksi nuklir lainnya di bawah sinar matahari dan oleh peluruhan unsur

radioaktif. Asumsi yang mendasari adalah bahwa material dari tata surya telah dipisahkan pada

beberapa waktu tertentu (titik nol dari skala waktu) dan bahwa konstitusi primitif kemudian diubah oleh

peluruhan radioaktif. Usia dari unsur-unsur ini kemudian dihitung dari waktu ketika seri radioaktif alami

terdiri sepenuhnya dari elemen induk (nonradiogenic "putri" unsur-unsur mungkin telah sekarang).

Beberapa seri radioaktif alami yang penting untuk kencan ini diberikan dalam Tabel 2.1.

studi empiris dan teoritis, sebagaimana dijelaskan kemudian dalam bab ini, telah menunjukkan bahwa

ada keteraturan diprediksi dalam jumlah relatif dari unsur-unsur dan nuklida dalam sistim surya. Jadi

prediksi dapat dibuat dari konsentrasi asli dari beberapa nuklida radioaktif sehubungan dengan tetangga

mereka. Karena kelimpahan 238U dengan kehidupan setengah dari 4,5 X 109 tahun dan 238U dengan

kehidupan setengah sebesar 7,1 X 108 tahun mungkin diprediksi akan kurang lebih sama dengan yang

dari bismut elemen stabil dan merkuri, unsur-unsur tidak bisa telah terbentuk lebih dari beberapa puluh

ribu juta tahun yang lalu atau isotop uranium akan membusuk ke tingkat sulit untuk dideteksi. Di sisi lain

tidak adanya 237Np, dan 247Cm yang setengah hidupnya 2,25 X 106 dan 4 x 107 tahun, menunjukkan

bahwa formasi dari salah satu inti ini terjadi setidaknya beberapa ratus juta tahun yang lalu,



memberikan waktu yang cukup bagi mereka membusuk di bawah ini tingkat deteksi. Larutan

independen disediakan oleh pertimbangan jumlah relatif 235U dan 238U. jika kedua isotop awalnya

dibentuk dalam jumlah yang kira-kira sama, rasio kini 235U untuk 238U (1:138) adalah karena paruh

lebih pendek 235U, yang menyebabkan membusuk jauh lebih cepat dibandingkan 238U. Waktu yang

diperlukan untuk mengurangi konsentrasi sama dengan rasio hadiah adalah sekitar 6 X 109 tahun. Bukti

semacam ini, meskipun kualifikasi oleh ketidakpastian dalam kelimpahan primordial elemen,

menunjukkan batas usia tata surya.

argumen lain juga mendukung pandangan bahwa tanggal tata surya dari beberapa ribu juta tahun yang

lalu. Jadi dari isotop timbal (204Pb, 206Pb, 207Pb, 208Pb), 204Pb tidak radiogenic, dan jumlahnya harus

sama seperti saat ini awalnya dibentuk, isotop lain sebagian asli dan sebagian berasal dari pembusukan

238U , 235U, 232Th. Dalam bahan yang mengandung uranium baik dan memimpin komposisi isotop

timbal telah mengalami perubahan yang progresif selama waktu geologi, jumlah relatif dari isotop

radiogenic telah meningkat sehubungan dengan 204Pb nonradiogenic. Meteorit memberikan kita

ilustrasi sangat memuaskan fakta ini. Besi meteorit mengandung uranium tidak, dan jumlah kecil kini

memimpin memiliki jumlah relatif tertinggi 204Pb dari berbagai bahan alami. Stony meteorit

mengandung jumlah terukur uranium, dan kini memimpin menunjukkan pengaruh penambahan timbal

terus-menerus dalam rasio 206Pb/204Pb radiogenic dan 207Pb/204Pb jauh lebih tinggi daripada mereka

untuk timbal diekstraksi dari meteorit besi. Analisis matematika data menunjukkan umur untuk meteorit

dari 4,6 X 109 tahun, yang telah secara independen dikonfirmasi dengan penentuan usia rubidium-

strontium pada meteorit batuan. Ini adalah waktu sejak besi dan meteorit batuan dibedakan, dan dapat

masuk akal disamakan dengan waktu pembentukan planet adalah tata surya. Tambahan pembuktian

telah datang dari kronologi ditentukan pada sampel bulan, yang menunjukkan bahwa bulan agregat 4,6

X 109 tahun yang lalu.

Meskipun bumi terbentuk sebagai sebuah badan independen dalam tata surya sekitar 4,6 X 109 tahun

lalu, ternyata lama berlalu sebelum konsolidasi kerak, kalau dilihat dari informasi avaible dari kencan

batuan kerak individu dengan satu atau lain dari skema peluruhan radioaktif. Di semua benua batuan

usia sekitar 2700000000 tahun mapan. Telah jauh lebih sulit untuk memperpanjang merekam lebih ke

belakang, tapi usia tertua dari Afrika 3000-3600000000 tahun; dari Amerika Utara 3100-3700000000

tahun; dari Eropa 3500000000 tahun dan dari Australia 3000000000 tahun. Gerakan dinamis dari kerak

dan bukti dari pemboman Meteoroid bencana bulan dan bumi sekitar 4000 juta tahun yang lalu

membuat tidak mungkin bahwa catatan usia untuk batuan kerak akan diperpanjang jauh melampaui

3700000000 tahun. Waktu pembentukan kerak primordial dan umur bumi sebagai badan individu harus,

tentu saja, lebih besar dari tanggal-tanggal tersebut. Hiatus beberapa ratus juta tahun antara usia bumi

dan bahwa dari kerak batuan tertua jelas diduduki oleh evolusi kerak yang relatif stabil. Demikian juga

dating batuan lunar telah menemukan hanya beberapa dengan usia lebih besar dari 4000 juta tahun.

SIFAT SISTEM SURYA

Dalam studi geokimia tata surya adalah yang paling penting, meskipun tidak mencolok dalam galaksi kita

sendiri dan tidak signifikan dalam kaitannya dengan alam semesta secara keseluruhan. Data tata surya

diberikan dalam Tabel 2.2. Setiap teori yang memuaskan tentang asal-usul tata surya harus menjelaskan

keteraturan yang, yang paling penting adalah sebagai berikut:

1. Matahari berisi lebih dari 99,8% dari massa sistem, tetapi hanya 2% dari momentum sudut.

2. Planet-planet semua berputar dalam arah yang sama mengelilingi matahari dalam orbit elips, dan



orbit ini terletak di hampir semua bidang yang sama.

3. Planet-planet berputar sendiri kapak mereka dalam arah yang sama sebagai arah mereka revolusi di

sekitar matahari (kecuali Uranus dan Venus, yang memiliki rotasi retrograde); sebagian besar satelit

mereka juga berputar ke arah yang sama.

4. Planet menunjukkan jarak biasa seperti yang diungkapkan oleh hukum Bode, 1 dan mereka

membentuk dua kelompok kontras: sebuah kelompok dalam planet kecil (Merkurius, Venus, Bumi, dan

Mars), yang disebut planet terestrial, dan kelompok luar besar planet (Jupiter, Saturnus, Uranus, dan

Neptunus), yang disebut planet utama.

5. Bagian utama dari momentum sudut tata surya terkonsentrasi pada planet, bukan di bawah sinar

matahari, meskipun konsentrasi massa di bawah sinar matahari.

Asal Usul SISTEM SURYA

Untuk dapat diterima, setiap teori tentang asal-usul tata surya harus memperhitungkan keteraturan ini.

Dua sekolah utama pemikiran yang ada, baik dengan pendahulunya kuno dan terhormat. Kedua

mempertimbangkan tata surya sebagai berasal dari matahari leluhur atau nebula surya. Mereka pada

dasarnya berbeda dalam satu yang mengatur tindakan kekuatan eksternal untuk membentuk planet-

planet dari matahari, sedangkan yang lain menolak ide tentang kekuatan eksternal dan menemukan

energi yang dibutuhkan untuk membentuk planet-planet dalam suatu nebula surya leluhur. Sekolah

pertama pemikiran kembali ke tanggal Buffon filsuf Perancis pada 1749, yang menyarankan bahwa

planet robek dari tubuh matahari oleh tabrakan dengan bintang lain. Yang lainnya berasal dengan

spekulasi Kant pada tahun 1755. Kant menyarankan bahwa dalam suatu nebula surya asli, daerah

dengan kerapatan yang sedikit lebih tinggi dari laut akan bertindak sebagai sink untuk materi dan

planet-planet demikian akan tumbuh pada pusat wilayah ini. Laplace pada tahun 1796 membayangkan

keadaan semula matahari sebagai massa lemah berputar gas menempati volume seluruh tata surya ini,

dari mana kontraksi, disertai dengan kecepatan rotasi meningkat, menyebabkan melepaskan diri dari

serangkaian cincin gas dengan gaya sentrifugal , cincin ini kemudian kondensasi untuk membentuk

planet.

Hipotesis Laplace diadakan lapangan selama sekitar 60 tahun, sampai fisik: Clerk Maxwell menunjukkan

bahwa fisika tata surya tidak konsisten dengan mode asal dipostulasikan oleh Laplace. Kesulitan utama

terletak pada konsentrasi momentum sudut di planet, dan bukan di bawah sinar matahari, dan dalam

mekanisme dengan mana cincin annular gas mungkin telah mengembun menjadi planet. Pertimbangan

ini membawa teori Laplace ke ketidakkasihan, dan teori Buffon dihidupkan kembali dan diberi bentuk

yang lebih tepat, pertama oleh Chamberlin dan Moulton di Amerika Serikat dan kemudian oleh Jeans

dan Jeffrey di Inggris. Teori-teori ini memiliki kesamaan pembentukan bumi dan planet-planet lain dari

bahan sobek dari matahari oleh dampak atau pendekatan dekat bintang lain. Hipotesis Chamberlin-

Moulton divisualisasikan pembentukan planet oleh agregasi partikel padat kecil (planetesimal); hipotesis

Jeans-Jeffreys menganggap bahwa planet terbentuk dari kondensasi massa gas pijar. Teori-teori dampak

yang disukai untuk beberapa tahun namun telah ditinggalkan sejak itu menunjukkan bahwa bahan robek

dari matahari oleh dampak tubuh lain bisa dalam keadaan tidak mengembun membentuk planet tetapi

akan benar-benar merisau seluruh ruang dalam waktu yang sangat singkat .

Dalam beberapa tahun terakhir asal usul bumi dan tata surya secara keseluruhan telah menjadi subjek

spekulasi. Varian dari teori nebula telah diusulkan oleh sejumlah astronom. Versi awalnya diusulkan oleh

von Weizsäcker tampaknya cocok dengan fakta-fakta yang terbaik. Ini gambar matahari primitif sebagai



massa cepat berputar dikelilingi oleh vortisitas amplop diperpanjang berbentuk lensa-eddy-seperti akan

membentuk, menyebabkan pengumpulan lokal materi yang dikumpulkan untuk membentuk planet-

planet. Von Weizsäcker memberikan alasan jarak reguler vortisitas ini, yang akan menjelaskan hukum

Bode. teori Von Weizsäcker juga menjelaskan perbedaan yang luar biasa dalam ukuran dan densitas

antara bagian dalam dan planet luar. Dalam amplop lensa berbentuk dari yang kental planet suhu akan

menurun dengan jarak dari pusat menurut hukum kuadrat terbalik. Karena bahan-off dari suhu turun

lebih bisa mengembun di bagian luar daripada di bagian dalam. Di daerah planet-planet batin hanya

senyawa volatilitas yang rendah kental, sedangkan di daerah luar produk kondensasi mengandung

banyak materi suhu kritis rendah. Karena perbedaan ini sebesar kondensasi,

BUMI SEHUBUNGAN DENGAN ALAM SEMESTA YANG

Planet-planet luar juga tumbuh lebih cepat dan lebih besar dari yang batin. Oleh karena itu planet-

planet dalam yang kecil dan padat, sedangkan orang-orang luar yang besar dan memiliki berat jenis

rendah. Pluto luar biasa tetapi mungkin merupakan bulan melarikan diri dari Neptunus. Fine rincian

dalam kelimpahan berfluktuasi di planet dalam menunjukkan komposisi yang bukan merupakan fungsi

sederhana dari jarak heliosentris. Setelah meninjau beberapa perbedaan antara komposisi bumi dan

Mars, Anders dan Owen menyimpulkan bahwa planet-planet yang lebih besar dalam menarik materi

akhir tahap-volatile-kaya lebih selama pertambahan mereka daripada Mars yang lebih kecil. teori Von

Weizsäcker's menggabungkan bagian jika hipotesis Chamberlin-Moulton, dalam hal itu menganggap

bahwa planet dibangun oleh agregasi partikel padat, yaitu, planetesimal, bukan oleh kondensasi gas

pijar. Teori ini telah banyak dikembangkan oleh Urey, terHaar, dan Kuiper, untuk review baru-baru ini

melihat Hartman, 1972.

ide lain pada modus pembentukan tata surya dihubungkan dengan sifat bintang ganda. Semua bintang

ganda yang telah diamati memiliki jumlah yang besar momentum sudut. Sebagian besar bintang-bintang

tunggal, seperti matahari, memiliki momentum sudut yang sangat sedikit, sejauh yang kita tahu. Oleh

karena itu masuk akal untuk menduga bahwa sebuah bintang ganda dapat mencapai kondisi stabilitas

yang lebih besar oleh berkembang menjadi sebuah bintang tunggal dengan sistem planet bergulir

tentang hal itu, dengan sistem planet yang membawa sebagian besar dari momentum sudut. Hoyle

menyatakan bahwa evolusi bintang ganda menjadi bintang tunggal dengan satu sistem planet yang

dapat mengakibatkan disintegrasi dari satu komponen bintang ganda dengan ledakan supernova yang

menyertainya. Sebagian besar bahan dari supernova akan tersebar ke luar angkasa, tetapi hal yang

cukup tertinggal dalam lingkup matahari pengaruh untuk menyingkat ke planet.

ATAS COMPOSISITION DARI ALAM SEMESTA YANG

Pengetahuan kita tentang komposisi kimia alam semesta diperoleh dengan pemeriksaan spektroskopi

radiasi matahari dan bintang, dengan analisis meteorit, dan dengan apa yang kita ketahui komposisi

bumi dan planet lain. pengamatan spektroskopi menunjukkan unsur-unsur yang bertanggung jawab atas

radiasi, dan dengan analisis yang cermat intensitas dari garis spektral perkiraan kasar dapat dibuat dari

jumlah relatif berbagai elemen hadir dalam lapisan luar tubuh radiasi. Data konsisten dengan

kepercayaan bahwa alam semesta terdiri melalui keluar dari elemen yang sama, dan meskipun variasi

lokal yang umumnya dapat langsung menjelaskan kelimpahan relatif dari elemen yang berbeda di mana-

mana sama. Hanya jarang memiliki unsur sebelumnya tidak pernah diketahui terjadi di bumi ditemukan

di tempat lain. Helium, pertama kali terdeteksi dalam spektrum matahari oleh Lockyer pada tahun 1868,

telah diidentifikasi di Ramsay bumi pada tahun 1895 sebagai gas berkembang saat uraninit dipanaskan



dengan asam mineral (Hillebrand beberapa tahun sebelumnya melihat ini evolusi dari gas inert dari

uraninit tapi pikiran untuk menjadi nitrogen). Technetium, unsur tidak terdeteksi pada bumi karena

semacam setengah hidupnya-, telah terlihat pada beberapa spektrum bintang karena tampaknya untuk

sintesis yang relatif baru dalam bintang tersebut.

SUSUNAN THE SUN

Studi spektroskopi matahari telah dilakukan selama bertahun-tahun dan banyak data telah

terakumulasi. Keterbatasan utama dari metode penelitian adalah (a) beberapa elemen baik tidak

memberikan spektrum terdeteksi, atau garis kuat mereka memiliki panjang gelombang kurang dari 2900

A dan diserap oleh atmosfer bumi dan tidak dapat diamati (pembatasan ini sedang diatasi dengan Data

spectrographic diperoleh pada ketinggian yang tinggi dengan roket dan satelit buatan), (b) spektrum

yang dihasilkan di bagian luar matahari dan memberikan komposisi atmosfer matahari. Apakah

komposisi ini benar-benar representatif untuk matahari secara keseluruhan bergantung pada efektivitas

konveksi untuk aduk bahan menjadi campuran homogen. Keterbatasan ini harus diingat ketika

mempertimbangkan informasi berikut. Sekitar 70 unsur telah diakui dalam spektrum matahari, dan tidak

ada alasan untuk menyimpulkan bahwa setiap elemen benar-benar tidak ada, kehadiran yang lain

adalah tidak teramati karena kelimpahan kecil atau batasan sebelumnya lain. Jumlah relatif dari unsur-

unsur yang lebih umum dalam suasana matahari diberikan dalam Tabel 2.3 fitur yang paling mencolok

adalah ekstrim kelimpahan hidrogen dan helium, yang juga membuat kebanyakan planet besar Jupiter,

Saturnus, Neptunus, dan Uranus.

KOMPOSISI planet-planet

Pemeriksaan secara visual dan pemeriksaan spektroskopi dari permukaan planet-planet dapat

memberitahu kita sedikit tentang komposisi massal mereka, karena mereka homogen, dan interior

mereka tidak diragukan lagi berbeda dari permukaan mereka. Namun, data tentang kepadatan dan

analogi dengan bumi melakukan memberikan beberapa panduan. Dari bagian dalam planet, Merkurius

tidak suasana, dan densitas adalah sama dengan bumi. Venus adalah tetangga kami yang terdekat dan

memiliki suasana yang sangat padat, hampir seluruhnya terdiri dari karbon, dioksida dan nitrogen, yang

menyembunyikan permukaannya. Ukuran dan massa Venus menunjukkan bahwa komposisi mungkin

seperti yang dari bumi. Mars, planet berikutnya di luar bumi, memiliki suasana yang tidak mengaburkan

permukaan planet ini dan karena itu langka, namun, awan dan bentuk debu di musim dingin dan

menghilang di musim panas. Ini topi kutub tampaknya dibentuk dari lapisan tipis es H2O, mungkin

dengan beberapa CO2 padat juga. Sebagian besar permukaan Mars memiliki warna kemerahan atau

jingga, yang telah masuk akal dianggap berasal dari oksida besi pelapis, mirip dengan yang di gurun pasir

di bumi. Ukuran dan massa menunjukkan komposisi massal mungkin mirip dengan bumi. Namun,

oblateness Mars dan kurangnya medan magnet menyarankan bahwa tidak memiliki fluida inti.

Asteroid belum mencicipi langsung namun studi spektral menunjukkan komposisi yang mirip dengan

meteorit. The Albedo dari Ceres dan asteroid lainnya sangat rendah, menunjukkan bahan komposisi

chondrite karbon. Dalam kepadatan Ceres, Pallas, dan Vesta telah ditentukan sebagai 2.1, 2.8, dan 3.1,

masing-masing, tetapi ketepatan pengukuran tidak tinggi (sekitar 0,5), namun, kepadatan ini berada

dalam kisaran yang diamati chondrites karbon dan rendah dibandingkan dengan meteorit yang lain.

Planet-planet utama, Jupiter, Saturnus, Neptunus, dan Uranus, memiliki banyak fitur yang sama,



kepadatan rendah tertentu dan atmosfer tebal yang benar-benar mengaburkan permukaannya.

Kepadatan rendah dan atmosfer tebal dijelaskan dengan kelimpahan hidrogen dan helium mungkin

sebanding dengan yang di bawah sinar matahari. Sebagian besar hidrogen ternyata hadir sebagai

metana dan amonia. Telah ditunjukkan bahwa cincin Saturnus mungkin terdiri dari partikel-partikel es,

dan. The albedo dan kepadatan dari beberapa satelit planet-planet ini menunjukkan bahwa mereka

sebagian besar terdiri dari es juga. Data yang kita miliki di planet utama menunjukkan bahwa mereka

memiliki interior kimia yang mirip dengan bumi itu, tetapi mereka ditutupi dengan ketebalan besar gas

es dan kental dan memiliki atmosfer yang mengandung hidrogen, helium, metan, dan amonia.

KOMPOSISI meteorit

Spectrographic bukti kepada kami apa-apa tentang susunan interior planet-planet. Kita harus kembali

pada analogi dengan planet kita sendiri dan dengan bukti yang disediakan oleh meteorit, yang

merupakan bagian dari sistem matahari (mungkin pecahan-pecahan asteroid terganggu) yang akhirnya

mendarat di bumi. Ada mungkin jutaan meteorit dari semua ukuran dalam tata surya, dari partikel debu

terbaik hingga mereka yang mil dengan diameter (jika kita termasuk asteroid, yang tampaknya serupa

dengan meteorit dalam banyak hal). Hal meteor terus jatuh di bumi, terutama dalam bentuk debu tidak

terdeteksi mengharapkan dengan cara khusus; diperkirakan bahwa tingkat infall meteor adalah antara

30.000 dan 150.000 ton per tahun. Pengetahuan kita tentang komposisi meteorit berasal dari karakter

yang lebih besar dan lebih spektakuler khusus yang membedakan mereka dari batu terestrial.

Meteorit pada dasarnya terdiri dari paduan nikel-besi, dari kristal silikat olivin, terutama atau piroksen,

sulfida besi troilite mineral, atau campuran ini. Tidak meteorit menyerupai batuan sedimen atau

metamorf telah ditemukan. Banyak sistem klasifikasi telah dirancang untuk meteorit, namun untuk

tujuan kami, mereka dapat dikelompokkan sebagai berikut:

1. Siderites atau besi (logam rata-rata 98%).

2. Siderolites atau batu besi (logam rata-rata 50%, 50% silikat).

3. Aerolites atau batu.

The siderites, atau meteorit besi, terdiri terutama dari fase satu atau dua logam nikel-besi (Ni biasanya

antara 4 dan 20%, jarang lebih besar), umumnya dengan troilite aksesori (FeS), schreibersite (Fe, Ni, Co)

3P, dan grafit. mineral aksesori tambahan, seperti daubreelite (FeCr2S4), cohenite (Fe3C) dan kromit

(FeCr2O4) terjadi lebih jarang. Mineral ini aksesori yang hadir sebagai butir bulat atau pipih kecil yang

tersebar melalui logam. logam pada umumnya menunjukkan struktur tertentu yang dikenal sebagai

tokoh Widmanstatten, yang dibawa oleh etsa permukaan dipoles dengan larutan beralkohol dari HNO3.

Struktur ini terdiri dari lamellae dari kamacite (paduan nikel-besi dengan sekitar 6% Ni) dibatasi oleh

taenite (paduan nikel-besi dengan sekitar 30% Ni). lamellae ini adalah sejajar dengan planet oktahedral

dari kristal awalnya homogen nikel-besi, dan meteorit menunjukkan struktur Widmanstatten karenanya

dikenal sebagai octahedrites. Struktur ini khas exsolution subsolidus dalam sebuah paduan yang telah

didinginkan sangat lambat dari suhu tinggi. Hexahedrites adalah besi yang terdiri sepenuhnya dari

kamacite, dan ataxites yang besi dengan lebih dari 14% Ni dan sebagian besar terdiri atas taenite.

The siderolites, atau meteorit batuan-besi, terbuat nikel-besi dan silikat dalam jumlah kira-kira sama.

Dua kelompok berbeda, yang pallasites dan mesosiderites, kimia yang berbeda dan komposisi

mineralogi, diakui. The pallasites yang terbuat dari butir basis terus menerus nikel-besi melampirkan

olivin yang sering menunjukkan foms kristal yang baik. Pada fase logam mesosiderites terputus dan



silikat terutama plagioklas feldspar dan piroksen, kadang-kadang dengan olivin aksesori.

Atas dasar tekstur aerolites atau batu dibagi menjadi dua kelompok, chondrites dan achondrites. Para

chondrites sangat bernama karena kehadiran chondrules atau chondri, yang badan bulat kecil (rata-rata

1 mm diameter) yang terutama terdiri dari olivin dan / atau piroksen. Cuondrules tampaknya menjadi

unik meteorit ini dan belum pernah teramati di batuan terestrial, maka mungkin yang signifikan dalam

hal asal-usul meteorit tersebut. Komposisi rata-rata chondrites adalah sekitar 40% olivin, piroksen 30%,

5-20% nikel-besi, 10% plagioklas, dan 6 troilite%. Satu kelompok dari chondrites, yang chondrites

karbonan, adalah unik di antara meteorit di sebagian besar terdiri dari besi terhidrasi-magnesium silikat

(mineral serpentine atau klorit-seperti) dan mengandung sampai 10% dari senyawa organik kompleks.

Asal-usul senyawa, apakah sisa-sisa abad luar angkasa. Namun, penelitian terbaru, terutama pada

Murchison meteorit yang jatuh di Australia pada tahun 1969, sangat nikmat asal nonbiological untuk

senyawa organik (hidrokarbon alifatik dan aromatik, asam karboksilat, asam amino, dan lain-lain).

Kesamaan ini senyawa yang dihasilkan oleh sintesis termal dari simacids, banyak yang tidak ditemukan

dalam protein alami dan tidak ada aktivitas menunjukkan optik.

Para achondrites adalah berbagai kelompok meteorit batuan yang tidak mengandung chondrules dan

biasanya jauh lebih kasar crystallinen daripada chondrites. Banyak achondrites menyerupai batuan beku

terestrial dalam komposisi dan tekstur, maka mungkin telah mengkristal dari silikat meleleh.

Tektites, benda misterius sering dianggap dengan meteorit, terdiri dari kaca silika kaya (rata-rata sekitar

75% SiO2) obsidian mirip, namun berbeda dari obsidians terestrial dalam komposisi dan tekstur. Mereka

memiliki komposisi kimia yang tidak biasa, yang terdiri dari gabungan dari silika tinggi dan relatif tinggi

alumina, potasium, dan kapur dengan magnesium rendah dan soda; komposisi ini menyerupai granit

sedikit dan rhyolites, dan beberapa batuan sedimen kaya silika. Tektites ditemukan, umumnya sebagai

kecil (hingga 200-300 g) massa bulat, di daerah yang menghalangi suatu asal vulkanik. Tidak seperti

meteorit, tektites belum diamati jatuh. Beberapa pihak berwenang menganggap mereka sebagai produk

dari dampak komet atau meteorit raksasa di bumi. Dalam pandangan penuh teka-teki asal mereka dan

komposisi menyimpang mereka, mereka tidak lagi dianggap di sini. Sebuah account yang komprehensif

ini disediakan oleh O'Keefe (1976).

Banyak analisis kimia telah dibuat dari meteorit. Besi-besi membentuk kelompok yang agak homogen,

berbeda dari satu ke yang lain terutama dalam kandungan nikel, dan komposisi rata-rata mudah

diperoleh. The-batu besi dan achondrites adalah kelompok sangat beragam, dan relatif jarang terjadi,

sehingga rata-rata komposisi mereka memiliki makna sedikit. Para chondrites berlimpah dan

menunjukkan homogenitas yang luar biasa dalam komposisi kimia. Tabel 2.4 memberikan data

komposisi pilihan yang tersedia. Korespondensi yang erat antara rata-rata komposisi meteorit besi

dengan komposisi rata-rata logam dari chondrites sangat menyarankan sumber umum. Meteorit besi

mungkin merupakan logam dipisahkan oleh pelelehan sebagian atau lengkap dari bahan komposisi

chondritic.

Ada kesepakatan umum bahwa meteorit menyediakan kita dengan contoh terbaik dari yang untuk

memperoleh kelimpahan absolut dari elemen nonvolatile; beberapa tabel kelimpahan unsur telah

complid dari data analitis pada meteorit. Kesulitan utama dalam kompilasi tersebut telah pemilihan data

analitis, karena meteorit sangat berbeda dalam komposisi dan kelimpahan relatif. Ini ditampilkan dalam

Tabel 2.5, yang membagi meteorit menjadi dua kelompok, menemukan (yang dikumpulkan tetapi tidak

terlihat jatuh) dan jatuh (yang telah ditagih setelah terlihat turun). Angka-angka pada Tabel 2.5



menunjukkan pembalikan yang luar biasa dalam proporsi antara menemukan dan jatuh. Alasannya

adalah tidak jauh untuk mencari. Kelimpahan relatif dari besi sebagai temukan adalah karena mereka

menjadi mudah dikenali sebagai meteorit, sedangkan meteorit batuan, kecuali terlihat jatuh, dengan

mudah bisa diabaikan seperti itu. Sebuah indikasi lebih benar dari kelimpahan relatif dari jenis meteorit

yang berbeda ada yang diberikan oleh proporsi relatif dari yang terlihat turun. Seperti komplikasi yang

benar-benar membalikkan situasi dan menunjukkan bahwa cohondrites jauh lebih banyak daripada

semua jenis lainnya. Komposisi dan struktur chondrites mendukung hipotesis bahwa mereka mungkin

merupakan fragmen dari planetesimal seperti yang dikumpulkan untuk membentuk planet, meteorit

jenis lainnya masuk akal dapat dikembangkan oleh pelelehan sebagian atau lengkap dan diferensiasi

material komposisi chondritic. Pada akun ini komposisi kimia dari chondrites telah menjadi sumber

utama informasi mengenai kelimpahan absolut atau kosmik elemen. Validitas konsep ini diilustrasikan

pada Gambar 2.1, yang membandingkan kelimpahannya surya dengan mereka yang chondrite Allende

karbon untuk 19 unsur, yang meliputi rentang yang luas dalam sifat kelimpahan dan kimia. Sebagian

besar dari kelimpahannya adalah identik dalam dua faktor yang, mengingat ketidakpastian yang melekat

dalam kelimpahan surya berasal dari analisis spectrographic, harus dianggap sangat signifikan,

menunjukkan bahwa chondrites adalah sampel rata-rata baik dari bahan tata surya.

YANG KELIMPAHAN Cosmic DARI UNSUR

Berdasarkan data pada komposisi meteorit dan masalah matahari dan bintang, Goldschimdt tahun 1937

menyusun tabel yang memadai pertama dari kosmik kelimpahan elemen dan isotop. Data hidrogen dan

helium dan volatil lainnya sebagian besar berasal dari pemeriksaan matahari dan bintang-bintang, dan

tokoh-tokoh untuk sebagian besar elemen lain didasarkan pada jumlah relatif mereka dalam bahan

meteor. Tumpang tindih elemen yang berlimpah terbang, seperti silikon, digunakan untuk

menggabungkan data dari kedua sumber. Cameron telah menerbitkan revisi tabel (Tabel 2.6), dengan

menggunakan data lebih luas dan akurat akumulasi sejak tahun 1937, fitur-fitur utama dari angka

kelimpahan Goldschmidt adalah tidak berubah, meskipun ada perbedaan banyak secara rinci.

Secara umum, ada keseragaman antara kelimpahan therelative ditentukan di bawah sinar matahari dan

di daerah lain alam semesta. Perbedaan biasanya dapat dijelaskan berdasarkan ukuran asli massa

bintang diamati. Ukuran bintang-bintang menentukan tingkat evolusi nuklir mereka dan stabilitas.

bintang yang lebih besar membakar lebih cepat dari yang kecil dan dapat berkembang menjadi

supernova yang meledak dan membubarkan nuklida di seluruh daerah langsung mereka alam semesta.

Tata surya kita mungkin mengandung sisa-sisa dari satu atau lebih dari bintang-bintang ini sebelumnya.

Variasi dalam kelimpahan hidrogen dan helium di bintang-bintang memberi bukti bahwa mereka berada

di berbagai tahap evolusi mereka, sementara perbedaan dalam kelimpahan unsur yang lebih berat

mencerminkan variasi bahan yang tersedia untuk sintesis mereka.

Tabel 2.6 dan Gambar 2.2 menunjukkan bahwa jumlah relatif dari unsur-unsur yang berbeda, terutama

yang ringan, sangat bervariasi. Sebuah elemen mungkin seratus atau seribu kali lebih atau kurang

banyak daripada tetangga langsung dalam tabel periodik. Namun demikian, banyak keteraturan pada

saat data dianalisis dengan hati-hati ditemukan. Hal ini dapat disimpulkan sebagai berikut:

1. Menunjukkan jumlah menunjukkan penurunan eksponensial cepat untuk unsur nomor atom rendah

(ke nomor sekitar atom 40), diikuti oleh nilai hampir konstan untuk elemen yang lebih berat.

2. Unsur-unsur nomor atom bahkan lebih banyak daripada nomor atom ganjil di kedua sisinya.



keteraturan ini pertama kali diakui secara independen oleh Oddo pada tahun 1914 dan Harkins tahun

1917 dan kadang-kadang disebut sebagai aturan Oddo-Harkins.

3. Jumlah relatif untuk unsur nomor atom lebih tinggi dari nikel bervariasi kurang dari orang-orang untuk

unsur-unsur nomor atom lebih rendah.

4. Hanya 10 unsur - H, Dia, C, N, O, Ne, Mg, Si, S dan Fe-semua dengan nomor atom kurang dari 27,

menunjukkan kelimpahan yang cukup, ini, hidrogen dan helium jauh lebih besar daripada delapan

lainnya.

5. Ada puncak kelimpahan diucapkan di nomor atom 26 dan puncak yang lebih kecil di beberapa nomor

lebih berat atom lain

Keteraturan ditampilkan pada Tabel 2.6 suggst bahwa kelimpahan absolut dari elemen tergantung pada

nuklir daripada sifat kimia dan terkait dengan stabilitas yang melekat dari nuklir. Sebuah elemen unik

dicirikan oleh jumlah proton (Z) pada intinya, tetapi jumlah neutron (N) terkait dengan proton dapat

bervariasi. Akibatnya, sebuah elemen dapat memiliki beberapa isotop berbeda dalam jumlah massa atau

berat atom A (A = N + Z) dan stabilitas tetapi tidak lumayan dalam sifat kimia. Demikian pula, ada

isobars, yang unsur-unsur yang berbeda dengan nilai-nilai A yang sama tetapi berbeda N dan Z, dan

isotones, yang merupakan elemen yang berbeda dengan jumlah neutron N sama tetapi dengan nilai

yang berbeda dari A dan Z (Tabel 2.7).

Relatif sedikit nuklida kemungkinan setiap elemen adalah kandang, dari isotop ribu atau lebih dikenal

sampai saat ini, hanya sekitar 270 yang nonradioactive. Implikasinya adalah bahwa nuklida adalah

berlimpah karena kombinasi dari proton dan neutron pada intinya sangat stabil. Atas dasar ini,

penurunan jumlah relatif dengan meningkatnya kompleksitas nuklir mudah dapat dijelaskan, tidak ada

dari bumi elemen 43,, 61 85, dan 87 ini disebabkan oleh ketidakstabilan hampir lengkap dari setiap

pengaturan nuklir untuk nomor atom (dicatat bahwa keempat adalah ganjil). Kemudian, juga, harus

lebih dari sebuah kebetulan bahwa inti litium, berilium, dan boron, yang sangat langka di antara unsur-

unsur yang rendah-nomor, hanya orang-orang inti yang paling mudah hancur oleh bombardir dengan

proton, partikel alpha, dan neutron. Seperti bisa diduga, rincian data kelimpahan relatif untuk unsur-

unsur ke dalam kelimpahan isotop telah menyebabkan beberapa hasil yang signifikan. Inti dari jumlah

9neuton bahkan N) - bahkan Z (jumlah proton) tipe keduanya lebih banyak dan lebih banyak daripada

jenis lain. Inti tipe Z bahkan N-aneh sedikit dalam jumlah dan kelimpahan relatif rendah kecuali untuk

14N. Fitur-fitur ini jelas mencerminkan energi ikat nuklir, yang terbesar bagi bahkan-inti N bahkan Z.

Asal Usul ELEMEN

Struktur inti unsur-unsur sebagai agregat dari proton dan neutron telah menghasilkan teori untuk

menjelaskan asal usul dan jumlah relatif mereka dengan sebuah sintesis, atau penumpukan, dimulai

dengan salah satu atau kedua blok bangunan dasar.

Beberapa teori sebagai ke modus pembentukan unsur kimia telah diusulkan. Satu, yang mungkin disebut

teori keseimbangan, mengusulkan bahwa kelimpahan relatif dari unsur-unsur adalah hasil dari

keseimbangan "beku" termodinamika antara inti atom pada beberapa suhu tinggi dan kepadatan.

Dengan asumsi yang cocok untuk suhu, tekanan, dan kerapatan, perjanjian baik dengan kelimpahan

diamati diperoleh untuk unsur nomor atom sampai dengan 40. Untuk unsur nomor atom yang lebih

tinggi, bagaimanapun, asumsi-asumsi ini menyebabkan mustahil kelimpahan rendah. Pada akun ini, teori

telah diusulkan bahwa mempertimbangkan kelimpahan relatif dari unsur-unsur sebagai akibat dari



proses keseimbangan non; atas dasar ini inti cahaya dibangun oleh proses termonuklir dan inti yang

tersisa dengan menangkap neutron berturut-turut, dengan intervening -disintegrasi. Teori ini

memprediksi kecenderungan umum data yang diamati, namun gagal untuk menjelaskan beberapa fitur

rinci, terutama menjembatani kesenjangan yang disebabkan oleh tidak adanya inti berat atom 5 dan 8.

Hal ini jelas bahwa tidak ada proses tunggal yang memuaskan dapat menjelaskan kompleksitas diamati.

Kemajuan dalam fisika nuklir diperbolehkan Burbidge, Fowler, dan Hoyle pada tahun 1957 untuk

mengusulkan bahwa fitur umum dari kurva kelimpahan dapat dijelaskan oleh reaksi nuklir yang terjadi di

bintang. Dalam rangka untuk menjelaskan distribusi mengukur delapan diuraikan proses sintesis. Dalam

model mereka, materi elemental dimulai dengan hidrogen, yang membentuk materi primitif dari yang

dibintangi dibuat. Langkah-langkah individu dalam sintesis mereka adalah:

1. Hidrogen "terbakar" untuk menghasilkan helium. luka bakar hidrogen dengan proton berturut-turut

menangkap untuk menghasilkan 3He. Sebuah suhu 107 ° C dan kepadatan sekitar 100 g/cm3 dampak,

3He inti dan menggabungkan untuk membentuk 4He dan dua proton. Pada suhu masih lebih tinggi

reaksi nuklir yang melibatkan tambahan 3He, 4He, dan proton menyediakan mekanisme alternatif untuk

memproduksi 4He tambahan. Dalam rangka atau generasi kedua bintang mengandung siklus katalitik

12Ca maju melalui enam langkah memungkinkan reaksi keseluruhan

2.

2 Bumi Dalam Kaitannya Dengan Alam Semest1

Documents

Transcript of 2 Bumi Dalam Kaitannya Dengan Alam Semest1