劉嘉麒

我們生活的地球，平均半徑為6371.004千米，表面積為5.11×108平方千米，體積達(dá)1.083×1012立方千米，平均密度為5.518×103千克/立方米，質(zhì)量為5.974×1024千克，還有數(shù)以億計(jì)的人類及其他生物生存在其上，顯然是個(gè)龐然大物。

地球是一個(gè)有生命的星體：高山是它的筋骨，流水是它的經(jīng)絡(luò)，巖漿猶如它的血液，地震顯示它的脈搏。它日夜周轉(zhuǎn)，終年不停，翱翔在宇宙空間;它時(shí)而寧?kù)o，時(shí)而咆哮，展現(xiàn)出排山倒海之勢(shì)，雷霆萬(wàn)鈞之力。它的物質(zhì)由何組成？它的力量來(lái)自何方？這是每個(gè)地球人都應(yīng)該知道的常識(shí)。

物質(zhì)是一切事物的基礎(chǔ)。能夠維持地球生存和運(yùn)轉(zhuǎn)的，實(shí)際上就是“一個(gè)連”的力量。這個(gè)連屬于化學(xué)兵種，目前有119個(gè)成員——化學(xué)元素，相當(dāng)于一個(gè)連的建制，整個(gè)世界就是由這119個(gè)元素構(gòu)成，并由它們掌控著。元素的質(zhì)量、性質(zhì)不同，發(fā)揮的作用也不同。在自然界能夠發(fā)現(xiàn)的元素基本上是92號(hào)（鈾）以前的元素，尤以氫、碳、氮、氧、硅等常見(jiàn);而93號(hào)及其以后的元素，幾乎都是在核反應(yīng)堆人工合成的元素，在自然界很難發(fā)現(xiàn)。這些元素形成原子、分子，聚合成礦物、巖石，構(gòu)成地球的山山水水和無(wú)盡寶藏，以及各種生命。無(wú)論是無(wú)機(jī)界還是有機(jī)界，究其根源都是由這一個(gè)連的元素組成。人類所需要的一切物質(zhì)幾乎都來(lái)源于這些元素，一部小小的手機(jī)，也要包含二十幾種元素。

地球的資源會(huì)耗盡嗎

從物質(zhì)不滅定律來(lái)考慮，資源是不會(huì)窮盡的。元素會(huì)從這種元素轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N元素，物質(zhì)也會(huì)從一種形態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N形態(tài);這種物質(zhì)耗盡了，必將被另外的物質(zhì)所替代，物質(zhì)的循環(huán)和演替永遠(yuǎn)不會(huì)終結(jié)。許多現(xiàn)今看似沒(méi)有什么用途的物質(zhì)，將來(lái)會(huì)變得有用途，甚至很有用途，就拿到處可見(jiàn)的玄武巖來(lái)說(shuō)，誰(shuí)曾想到用它可以拉出細(xì)如棉毛和紗線的絲，進(jìn)而制作各種特殊材料和產(chǎn)品，用于航天、航空、軍事、交通、消防、建筑等許多領(lǐng)域，成為21世紀(jì)新型、高性能、無(wú)污染的綠色材料，讓點(diǎn)石成金成為現(xiàn)實(shí)。

大家庭里的兄弟姊妹

——同位素

地球組成離不開這一個(gè)連的元素，生存運(yùn)轉(zhuǎn)也離不開這百十個(gè)元素。許多元素都含有同位素，猶如一個(gè)家庭的兄弟姊妹，有的多，有的少，也有獨(dú)生子女。同位素分兩大類：一類不具放射性，稱為穩(wěn)定同位素;另一類具備放射性，稱為放射性同位素。已發(fā)現(xiàn)的119個(gè)元素中，包含1700余種放射性同位素，它們以不同的半衰期不停地衰變著，半衰期短的放射性同位素在地球形成之前或早期就已消亡，而半衰期特長(zhǎng)的放射性同位素在目前地球年齡的范圍內(nèi)起的作用很小，只有半衰期介于106～1010年之間的同位素，如40K（鉀）、235U（鈾）、238U（鈾）、232Th（釷）、247Cm（鋦）、244Pu（钚）等，才在地球演化中起重要作用，其中最主要的是235U。它們產(chǎn)生的放射能如果集中起來(lái)足以使地球熔化，只是由于能量積累是個(gè)漫長(zhǎng)的過(guò)程，且邊積累邊釋放（如地震、火山爆發(fā)），才使地球保持相對(duì)穩(wěn)定。放射能可以轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮堋C(jī)械能等其他類型能量，成為地球運(yùn)動(dòng)（包括海陸變遷，地質(zhì)體的隆升、沉降……）和物質(zhì)轉(zhuǎn)變的主要?jiǎng)恿?lái)源。隨著放射性衰變進(jìn)行，其母體同位素的質(zhì)量不斷減少，最終走向枯竭，相應(yīng)的放射性產(chǎn)能減弱，地球的內(nèi)能減少，進(jìn)而影響地球的運(yùn)動(dòng)活力。

任何事物都有始有終，有生有死。如果說(shuō)宇宙有130多億年的壽命，那么年齡不到46億歲的地球與之相比還處于青壯年時(shí)期，在太陽(yáng)系八大行星的家族中，只有它有水，有生命，有火山活動(dòng)?；鹕交顒?dòng)是星球有生命力的象征，其他星球，除了土星的衛(wèi)星I0外，都已停止了火山活動(dòng)，顯示它們的活力已經(jīng)退化。地球是太陽(yáng)系中最年輕的一個(gè)星球，它生機(jī)勃勃，主要靠一個(gè)連的元素。一個(gè)連統(tǒng)治整個(gè)世界，世界因這一個(gè)連而生存。當(dāng)年，科學(xué)家從漫無(wú)邊際的復(fù)雜世界中發(fā)現(xiàn)了一個(gè)個(gè)元素，并組建了規(guī)規(guī)整整的一個(gè)連，揭示了世界的本質(zhì)，演繹了眼花繚亂的世界，這是多么偉大的發(fā)現(xiàn)！