為啥地球的氫元素極少，而木星土星卻很多？和星球的形成有關係

太陽系中有八大行星，然而這八大行星雖然共同形成於太陽系中，但是各個星球的各種元素含量卻又是不同的，本文單講一下氫和氦這兩種輕元素，比如木星和地球相比較，木星的氫元素含量非常高，佔到了其整體的75%左右，絕大部分都是以氫氣，液態氫和金屬氫的方式存在，然而地球的氫含量只有0.76%，卻絕大部分以化合物的狀態存在，這是怎麼回事呢？

宇宙形成之初，產生最多的元素就是氫元素，大概佔到了如今宇宙中可見物質量的90%以上，氦元元素約佔8%，所以這兩種元素大概佔到了宇宙可見物質總量的絕大部分，這也是為什麼恆星剛剛形成的時候都會氫核聚變開始燃燒的主要原因。

我們的太陽也是以氫核聚變開始發光發熱的，太陽佔據了太陽系中絕大多數的氫元素，至今仍是如此，除太陽之外，木星，土星，天王星和海王星四顆氣態行星上面的氫含量相對也比較豐富，特別是木星，木星大氣的主要成分是氫，佔90%左右，其次是氦，約佔8-9%，其餘還有甲烷、氨、碳、氧和水汽等，單看木星大氣層的話，實際上和宇宙中氫元素的平均含量差不多。

不過如果從木星的整體來看，它的氫元素含量大約為75%左右，因為在木星富含氫氣的大氣層之下還有液態的海洋，其中有大量的液態氫，液態氫之下還有金屬氫，不過也有一些其他重元素，所以混合來看的話，木星上的氫元素含量就降低了很多，氦元素的含量約佔20%左右，這和如今太陽上面的氫和氦元素的含量很類似。但是太陽在形成之初，氫元素的含量肯定是要比如今的數值更高的。

那麼土星和天王星與海王星的情況是什麼樣呢？由光譜學分析來看，土星被認為和木星的大氣組成最為相似，其上層大氣包括96.3%的氫和3.25%的氦，可以偵測到的氣體還有氨、乙炔、乙烷、磷化氫和甲烷，不過其整個大氣層中的氫氣和氦氣的含量，並不比木星更豐富，而整個星球中氫元素的含量也比木星要稍低一些。

與木星和土星相比較而言，天王星和海王星大氣層中氫氣和氦氣含量所佔比例更低，其星球本身所佔的氫元素和氦元素的比例也更低。

那麼為什麼是這樣呢？其實道理很簡單，因為氫元素是所有元素中質量最輕的元素，也是最不容易被天體吸引的元素，通常天體的引力越小越容易對重元素起到吸附作用，對於氫和氦這樣的輕元素就不容易吸附了，比如在地球上，我們吹起一個氫氣球，放手之後這個氫氣球很快就會升入高空，這說明氫氣的密度比我們的空氣密度小得多，所以它最容易存在於星球大氣層的高空，而一些質量較小的星球都無法吸附氫氣。

太陽系中的木星，土星，天王星，海王星四顆星球的質量都很大，木星的質量是地球的330倍，土星是地球的95倍，天王星是地球的14倍，海王星是地球的17倍，它們的引力都足以吸附氫氣和氦氣，比上面的氫和氦元素含量比較多，但是相比較而言，當然是質量更大的星球更容易吸附它們了，所以木星的氫和氦元素非常多，天王星和海王星次之，而地球金星這樣的岩質行星的氫氣則非常少，並且氫元素也都是以化合物方式存在的，比如水等。

下面再說一下為什麼太陽系中氫元素會是這樣的分布？在太陽系開始形成的時候，由於太陽巨大的質量和引力，處於中心的它集合了太陽系中絕大多數的物質，所以其最初的氫和氦元素的含量和宇宙平均含量類似，後來由於經受了幾十億年的氫核聚變燃燒，所以降到了如今和木星的氫和氦元素成分差不多的份額上。

而木星和土星由於質量也很大，所以也吸附了它們所在軌道上的大量氫元素和氦元素，天王星和海王星由於質量沒有木星和土星大，所以氫和氦元素相對少一些。

太陽系的四顆岩質行星水星、金星、地球、火星由於質量不足，吸附氫氣的能力就有限了，水星和火星由於質量較小，又沒有磁場保護，所以連大氣層幾乎都沒有，而金星大氣層中絕大部分都是比較重的二氧化碳，地球大氣層則是以氮氣和氧氣居多，氫氣和氦氣的含量也十分稀少。

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