Pse disa elementë janë më të rrallë në natyrë se të tjerët?
Kjo artikull është pjesë e seksionit The Conversation Júnior, ku ekspertë nga universitetet kryesore dhe qendrat e kërkimit përgjigjen në dyshimet e të rinjve kuriozë midis moshës 12 dhe 16 vjeç. Ju mund të dërgoni pyetjet tuaja në tcesjunior@theconversation.com
Pyetje e formuluar nga klasa e dytë e shkollës së mesme të Institutit të Arsimit të Mesëm Miguel de Unamuno, në Gasteiz (Álava)
Sa herë që duam të gjejmë një përgjigje për çdo gjë që ndodh në natyrë, duhet të drejtohemi te gjeologjia. Dhe shpërndarja e elementeve kimike në planetin tonë nuk është përjashtim.
Një udhëtim në origjinën e universit
Për të zbuluar se si lindën elementet kimike, do të udhëtojmë në kohë deri te fillimi i universit.
Në ato momente të para, u krijuan elemente të thjeshta dhe të lehta, kryesisht hidrogjen dhe heli, nga të cilat rrjedhin të gjitha të tjerat. Më pas, yllësitë vepruan si tave presioni që gatuan elementet kimike më të rënda. Kur këto yje të ndritshëm arritën fundin e jetës së tyre, shpërthyen duke shpërndarë të gjitha elementet që përmbanin në kozmos.
Këto elemente kimike u bënë tullat me të cilat u krijuan yje të rinj dhe trupra planetare. Si sistemi ynë diellor, i cili lindi si një re e dendur gazi dhe pluhuri kozmik.
Para rreth 4.600 milionë vjetësh, kjo re filloi të kondensohej në zonën e saj qendrore, duke dhënë fillimin e Diellit. Rreth tij, materia kozmike vazhdoi të bashkohej në grumbuj të vegjël planetarë, përfshirë edhe Tokën.
Kështu ndodhi shpërndarja e parë e elementeve kimike mes planetëve. Ata më të lehtë, si hidrogjeni, shkuan në zona më të largëta nga Dielli, ku janë planetët e jashtëm. Përkundrazi, elementet më të rënda, si silici ose hekuri, mbetën afër qendrës së sistemit diellor, në planetët gëlqerorë më të dendësishëm, si ai ynë.
Duke shpërndarë elementet kimike nëpër planet
Por historia e elementeve kimike të pranishme në Tokë nuk përfundon këtu. Ne kemi treguar vetëm kapitullin e parë.
Kur planeti ynë u formua, para rreth 4 570 milion vjetësh, ishte një top i madh magmë që po bombardohej vazhdimisht nga meteoritë. Kështu u shtuan më shumë elemente kimike në materialet e shkrifta.
Megjithatë, para rreth 4 400 milion vjetësh, sipërfaqja e Tokës filloi të ftohej. Në atë moment u krijuan tre shtresat kryesore ku ndahen Tokë: korja, manteli dhe theksi.
Atëherë, elementët kimikë u shpërndanë në planetin tonë, për shkak të një force që nuk mund të ikim: gravitacionit.
Elementët më të dendjur, si hekuri, nikeli ose magnezi, u zhvendosën drejt brendësisë së Tokës. Dhe ata tërhoqën me vete elementë të tjerë që preferojnë të përzihen me hekurin, si platina ose ari.
Përkundrazi, ata më të lehtë, si siliciumi, oksigjeni, kalciumi, karboni ose alumini, mbetën në koren tokësore, pjesa më e sipërme.
Kjo krijon një paradoks. Ekzistojnë elementë kimikë shumë të bollshëm në planetin tonë që janë pothuajse të papërshkueshëm sepse grumbullohen në thellësi të mëdha. Kështu ndodh me hekurin, i cili përbën më shumë se 90% të bërthamës, por në koren tokësore ka një bollshmëri më të ulët se 6%.
Me fat, ne jetojmë në një botë dinamike. Falë proceseve gjeologjike si vullkanet, elementë kimikë që janë të zakonshëm në mantelin tokësor arrijnë të dalin në sipërfaqe. Kështu gjejmë në koren tokësore depozita të pasura me ar, litium, rubidium ose bakër.
Elementët gjithashtu ndryshohen
Ekziston një proces kimik shumë kurioz që bën që, me kalimin e kohës, një element të ndryshojë në një tjetër, gjë që ndryshon shumicën e tij në Tokë. Le të shkojmë hap pas hapi për ta kuptuar.
Disa elementë kanë disa versione të tyre, të quajtura izotopë. Bëhet fjalë për atome me të njëjtën numër protonësh, por me numër të ndryshëm neutronësh në bërthamën e tyre.
Disa prej këtyre izotopeve janë të papërballueshëm në natyrë. Me kalimin e kohës, ata do të shndërrohen në izotope të elementeve të tjerë kimikë që janë më të qëndrueshëm.
Më i njohuri është karboni 14, i cili pas disa dhjetëra mijëra vjetësh do të shndërrohet në azot 14. Domethënë, çdo herë do të ketë më pak karbon dhe më shumë azot në natyrë.
Dhe këtu hyn në lojë elementi kimik më i rrallë i të gjithë shtresës tokësore: astati. Ai formohet gjatë rrugës së shndërrimit të uranit për t'u shndërruar në plumb.
Por astati është aq i pasigurt sa që, në më pak se 8 orë, zhduket. Kjo nuk do të thotë që ai nuk ekziston në mjedisin natyror: ndërsa urani vazhdon të shndërrohet në plumb, ky element i shmangshëm do të vazhdojë të shfaqet.
Jo gjithmonë e çuditshmja është vërtet e çuditshme
Ndonjëherë e cilësojmë si të rrallë atë që, në të vërtetë, nuk është. Kjo është rasti i asaj që quhet “tokat e rralla”. Bëhet fjalë për 17 elementë kimikë (lantano, cerio, praseodimio, neodimio, prometio, samario, europio, gadolinio, terbio, disprosio, holmio, erbio, tulio, iterbio, lutecio, skandio dhe itrio) të cilët, në të vërtetë, janë më të zakonshëm se ari ose argjendi në koren tokësore.
Ne i quajmë “të rrallë” për dy arsye shumë konkrete. Nga njëra anë, sepse shfaqen në përqendrime shumë të vogla brenda mineraleve. Dhe, në të dytën, sepse procesi për t’i nxjerrë ato nga këto minerale është shumë kompleks dhe i shtrenjtë.
Pra, në këtë rast, ajo që quhet “e rrallë” nuk ka të bëjë fare me shumicën relative; ajo i referohet aftësisë që kemi ne si njerëz për t'i shfrytëzuar ata.
Nga një shikim
Mbi 4 500 milionë vjet historia gjeologjike e Tokës janë, pra, fajtorët që disa elementë kimikë janë më të rrallë se të tjerët në natyrë.
Le të rishikojmë atë që kemi parë:
Në formimin e sistemit diellor ndodhi përzgjedhja e parë e elementëve kimikë midis planetëve. Tokës i ra të marrë disa që ishin të ndryshëm nga ata që arritën tek fqinjët tanë të largët si Urani ose Neptuni.
Kur planeti u ftohua, formuan tre shtresa: koren, mantelin dhe bërthamën. Atëherë, elementët më të dendësishëm u drejtuan drejt qendrës së Tokës. Ata më të lehtë, nga ana tjetër, mbetën në pjesën më të sipërme.
Ekzistojnë ngjarje gjeologjike që ri-ndajnë elementët kimikë midis shtresave të Tokës. Si vullkanet, që nxjerrin në sipërfaqe elementë të mantelit që janë të rrallë në koren.
Disa izotope shkatërrohen me kalimin e kohës. Në këtë mënyrë, një element kimik shndërrohet në një tjetër, duke ndryshuar përqindjen e të dyve në mjedisin natyror.
Tërmetet e rralla nuk janë aq të rralla. Bëhet fjalë për elementë mjaft të zakonshëm në natyrë, edhe pse na kushton shumë për t'i shfrytëzuar ata.
Gjeologjia është shkenca që jep përgjigje për këtë lloj pyetjesh. Ajo na lejon të kuptojmë se si shpërndahen elementët kimikë në planetin tonë. Dhe gjithashtu na mëson si t'i shfrytëzojmë për të siguruar të ardhmen tonë si shoqëri.
“Katedra e Kulturës Shkencore të Universitetit të Bazkisë” bashkëpunon në seksionin The Conversation Júnior.
Informacion mbi burimin dhe përkthimin
Ky artikull është përkthyer automatikisht në shqip duke përdorur teknologjinë e avancuar të inteligjencës artificiale.
Burimi origjinal: theconversation.com