Hidrológiai Közlöny 2011 (91. évfolyam)

4. szám - Szesztay Károly: Víz a Naprendszerben és az Élővilágban

SZESZTTVYJij^i^^agrencfe 27 2. táblázat Tájékoztató adatok a Föld és az élővilág kialakulásában szerepet játszó néhány fontosabb kémiai elem előfordulási gyakoriságának kozmikus és a Föld kózetkérgébeni átlagairól £ •m N «1 L 0 o. 0 T/I u Kémiai elemek E <s N « C 0 v 0 L CL > ö E < O n "sjí 5oJ ÜL 1) Kozmikus „ * 8.2 rí >"°£ ZY ÉS" <>< lefordulás > C H 3«. c 'J t* ÖLÍ 11 y E N ?

S (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) H Hidrogén 1 1 I x= 11 73,4 <1 1. He Hélium a) 2 4 0 10 25,0 <1 Az 1. csoport összesen 98,4 0,3 C Szén 6 12 4 7,2 <1 <1 N Nitrogén 7 14 3 7,0 <1 <1 0 Oxigén 8 16 2 7,8 1,1 46,6 F Fluór 9 19 1 4,0 <1 <1 Ne Neon 10 20 0 7,1 <1 <1 Na Nátrium II 23 7 5,1 <1 2,8 Mg Magnézium 1! 24 6 6,5 <1 2,1 II. AI Alumínium 13 27 5 5,2 <1 8,1 Si Silicium 14 28 4 6,5 <1 27,7 P Foszfor IS 31 3 4,4 <1 <1 S Kén 16 32 2 6,1 <1 <1 Cl Klór 17 3S 1 4,4 <1 <1 K Kálium 19 39 7 4,1 <1 2,6 Ca Kálcium 20 40 6 5,2 <1 3,6 Fe Vas 26 S6 1 5,8 <1 5,1 AII. csoport összesen b) 1,4 98,6 Se Szelén 34 79 2 1,8 <1 <1 Au Arany 79 197 0 0 <1 <1 Hg Higany 80 201 7 0,8 <1 <1 Ill Pb Ólom 82 207 5 0,9 <1 <1 Ha Rádium 88 226 6 -0,8 <1 <1 Th Tórium 90 232 4 -0,9 <1 <1 II Uránium 92 238 2 -1,0 <1 <1 A III. csoport összesen b) 0,2 U (6) Jastrow és Thompson 1975, p.l 91. (7) Baló és Lipovecz (szerk.) 1987, p,81. (8) Leet és Leet (szerk.) 1961, p.220. a) A jelenlegi hélium készlet viszonylag kicsiny (de nem elhanyagolható) hányada a II. csoportbeli csillag fizikai folyamatok során "hidrogén-égés' útján keletkezett. b) A csoport fel nem sorolt elemeit is beszámítva. A 2. ábra „fürészfogainak" alakulását és bolygónk geokémiáját egybevetve: a fűrészfogak kiemelkedő csúcsai a fejlődési folyamat koherenciáját tükröző meglepő következtetéssel egybeesnek a Föld planetáris fejlődése és az élővilág kialakulása szempontjából legfontosabb kémiai elemekkel (mint pl. a szén, oxigén, magnézium, szilícium és a vas). * HIDROGÉN • HELIUM 10 10

2 ut^Niy

i i Az elem protonjainak száma 2. ábra. Hidrogénnél és héliumnál nehezebb elemek előfordulási gyakorisága a Napban. Az 1 millió (10

6) szilícium atomra vonatkoztatott viszonylagos előfordulási gyakoriság az elemek tömegével (a protonok számával) jelentősen csökkenő irányzatú. Figyelemre méltó kivétel negatív irányban a lítium, berillium és a bór. Pozitív irányban a vas és a jellegzetesen „élet-centrikus" biokémiai elemek, (mintpl. a szén, oxigén, magnézium és szilícium). A tehnéciumnak és polóniumnak nincs stabil izotópja, így a természetben nem fordul elő. (Broecker, 2985) A részarány görbe minimuma táján is találunk a fentihez hasonló példát a bolygóépítés elvárásainak, és a legnehezebb kémiai elemeket előállító szupernóva robbanások helyének, illetve gyakoriságának élet-centrikus összhangjára. Az urániumnak és a tóriumnak a szilíciuménál mintegy százmilliószorosan kisebb részaránya is a földi élet meglepő pontossággal kijelölt kozmikus előfeltétele. Mindkét atomóriás rendkívül hosszú (az előbbi 4,5 milliárd év, az utóbbi 14 milliárd év) felezési idejű radioaktiv izotóp. A magkutatás egyik úttörője E. Rutherford már a 20. század elején kiszámította, hogy a 92-es proton számú uránium és a 90-es proton számú tórium a Föld belső hő-készletének döntő fontosságú forrása. A későbbi részletesebb vizsgálatokból az is kiderült, hogy ez a két kémiai elem (a 19-es protonszámú kálium izotóppal együttesen) bolygónk története folyamán hőtermelésével mindvégig nélkülözhetetlen tényezője volt a kéregképződési ciklusok, és az ezekhez kapcsolódó üvegház hatás kedvező alakulásának. Ha a jelenleginél számottevően kevesebb, vagy több uránium vagy tórium jutott volna bolygónknak, az élet számára kedvező feltételek egyaránt hiányoznának. Az előbbi esetben a kőzetképződési és biogeokémiai ciklusok korai lelassulása, valamint a kedvezőnél jóval kisebb üvegház-hatás, az utóbbi esetben pedig ezek ellentétes irányú elmozdulása gátolná az élővilág kibontakozását.