Химический элемент водород в космосе и на Земле

Дополнительный материал к § 52

Вселенная состоит в основном из водорода и гелия. На водород — самый распространённый химический элемент космоса — приходится основная часть межзвёздной среды и газовых туманностей. Он образует атмосферы и тела планет-гигантов Юпитера, Урана, Сатурна, Нептуна. В виде плазмы водород составляет около половины массы Солнца и большинства звёзд.

В недрах Солнца постоянно происходит превращение ядер атомов водорода в ядра атомов гелия:

где е₊ — позитрон (микрочастица, масса которой равна массе электрона, но с положительным электрическим зарядом).

Процесс протекает в несколько стадий и идёт лишь при таких температурах и давлениях, которые существуют в недрах звёзд. Образование 26,7 МэВ означает, что при «сгорании» 1 г протонов выделяется в 20 млн раз больше энергии, чем при сгорании 1 г каменного угля. Эта ядерная реакция является главным источником энергии, которую постоянно излучает Солнце.

Немало водорода и на Земле. На долю его атомов приходится 1 % лито- и гидросферы. Если же сравнить распространённость в земной коре атомов всех образующих её химических элементов, то на долю водорода придётся около 17 % от их общего числа. Правда, в земных условиях водород встречается преимущественно в связанном состоянии. Он составляет 11,19% (по массе) самого распространённого на Земле вещества — воды; входит в состав органических соединений, слагающих угли, природный газ, нефть, глины, а также организмы животных и растений.

В атмосфере Земли содержится очень незначительное количество водорода (0,0001 % по числу атомов).

Источниками поступления водорода в воздушную оболочку Земли являются:

а) Мировой океан, в глубинах которого протекают процессы преобразования органического вещества, сопровождающиеся выделением водорода;

б) кратеры вулканов;

в) некоторые фотохимические (протекающие под действием света) реакции в атмосфере.

Показательно, что в Северном полушарии содержание в атмосфере водорода выше, чем в Южном. Это обусловлено тем, что в этой части земного шара сильно развиты промышленность и транспорт, непременным результатом работы которых является изменение химического состава окружающей среды.