地球是岩石行星，这么多岩石是如何形成的？

地球是岩石行星，这么多岩石是如何形成的？
太阳拥有8颗行星，按其构成可以分为固态的岩石行星和气态巨行星。其中水星、金星、地球和火星属于岩石行星，被称之为类地行星；余下的木星、土星、天王星和海王星属于气态巨行星，被称之为类木行星。
类木行星不仅是气态的，质量和体积也很大。类木行星普遍比类地行星大。需要注意，气态行星并非完全由气体构成，其内核仍然是固态的。类木行星的主要构成成分是氢和氦，这也是太阳的主要构成成分。那么地球等岩石行星的岩石又是如何形成的呢？
了解地球
地球是太阳系中最大的岩石类行星，而水星是最小的岩石行星，水星的质量只有地球质量的5.6%。不过，随便一颗类木行星都要比地球大上许多。天王星是质量最小的类木行星，但其质量仍然是地球质量的14.5倍。而木星的质量就很夸张，是其它七大行星质量总和的2.5倍。
地球表层被分为4大圈层，除去大气圈、水圈和生物圈，还有岩石圈。从地表到地心又可以分为地壳、地幔、地核三大圈层。一般来说，岩石圈就是指地壳，有时地幔上半部分也被划分为岩石圈。
地壳很薄，上层岩石的主要成分是硅铝氧化物，下层岩石的主要是成分是硅镁氧化物。地幔最厚，越靠近地核，地幔中铁和镍的含量就越高。地幔顶部有一个软流层，由于大量的放射性物质聚集在这儿，释放出了大量的热量，岩石被融化形成熔岩，岩浆就源于此。地核主要由铁和镍构成，外地核是液态的，而内地核是固态的。地球的磁场就源于外地核中液态金属的流动。地壳地幔中的物质并没有明显的分界现象，而是呈相互渗透的趋势。
地球上的岩石
岩石是由若干种矿物组成的混合物，具有稳定的固体形态。由一种矿物组成的岩石叫作单矿岩，如石英岩；多种矿物组成的岩石叫作复矿岩，比如花岗岩就由石英、长石和云母等矿物组成。
岩石的分类比较复杂，按照形成原理，地球上的岩石可分为三大类：火成岩（又叫做岩浆岩）、变质岩、沉积岩。这三类岩石在一定条件下可以相互转化。
火成岩就是岩浆冷却后形成的，玄武岩和花岗岩就是最典型的火成岩。变质岩是某些岩石在高温高压等条件作用下，岩石中的矿物成分或者结构发生了变化，从而产生的新岩石，大理岩就属于变质岩。沉积岩就是各种矿物在沉积作用下形成的岩石，主要包括石灰岩、砂岩、页岩等，它们遍布于地球表面，绝大多数生物化石及矿产就位于沉积岩中。
说来说去，它们都是由原子构成的，原子的种类按元素划分有100多种，而地球上总共存在90多种天然元素。地球上的岩石基本上都含有二氧化硅（SIO2），此外还含有镁、铝、钙、铁等元素。据统计，仅氧、镁、铁、硅、硫、铝、钙这7种元素就占地球总质量的97%，地球上的岩石主要就是由这几种元素构成的。
从太阳系的起源说起
太阳在太阳系中占绝对统治地位，太阳的质量占太阳系所有物质总质量的99%，太阳的起源便是太阳系的起源，八大行星等其它小天体都是太阳的附属。
关于太阳系的起源，最主流的观点便是星云说。最早提出该观点的人是德国哲学家康德，不过当时并没有引起什么反响，之后的拉普拉斯从数学和力学角度提出了更加完善的理论，该观点才正式被人们所接受。
地球和太阳差不多都诞生于45亿年前，太阳和太阳系内的天体几乎都起源于同一片星云。星云由稀薄的气体和尘埃构成，这些气体分子主要是氢、其次是氦，尘埃则由金属和非金属微粒构成。在引力的作用下，这些气体、尘埃汇聚成团，在相互的碰撞过程中像滚雪球一样越积越大，核心处的温度压力越来越高，最终点燃了氢聚变反应，于是一颗恒星便诞生了。原恒星盘上的余下物质便形成了行星及其它小天体。
如上图所示，太阳诞生之初太阳系内一片混沌。
银河系内的恒星估计有2000亿颗，很多都是多星系统，其中75%是双星系统，就是由两颗恒星构成的恒星系统，这种条件下很难存在行星。以太阳系为例，木星的成分就与太阳的成分很相似，如果木星的质量再大上85倍左右，木星将会成为一颗恒星，而不是现在的气态行星。很幸运，太阳系形成之初，木星并没有足够的质量转化为恒星，否则太阳系也将是一个双星系统，估计也就没有地球什么事了。
行星探测器传回的数据表明，木星、土星等气态行星也拥有固态的内核。如果木星抛去外部的氢和氦等气态物质，余下的内核其实就是一颗岩质天体。太阳是一个高温等离子体，其实太阳也拥有固态铁镍质内核。
岩石行星更靠近太阳，而气态行星离太阳较远，这是因为氢、氦等元素较轻易挥发，在太阳辐射的长期照射下，便被驱赶到了太阳系外侧。这也就很好理解类地行星和类木行星在太阳系的分布情况了。
一切始于爆炸
看了科探菌的介绍，大家应该又产生了其它的疑惑。为啥星体都含有铁质核心？而岩石又主要由固定的几种元素构成？这得从宇宙中元素的起源和元素的丰度（元素的相对含量，通常以硅元素作为基准）说起。
现有的证据表明，宇宙很有可能起源于一场大爆炸。随着宇宙的扩张，温度逐渐下降，基本粒子开始结合形成原子，其中最简单、数量最多的便是氢原子。这些氢元素形成了宇宙中的第1批恒星，通过核聚变反应，在恒星的大熔炉中又诞生了其它较轻的元素。通常碳、氮、氧在恒星核聚变反应过程中的产出比较大。因为铁的结合能最高，很难发生核反应，因此恒星工厂也只能止步于铁。其它比铁还重的元素则诞生于恒星死亡的那一刻，也就是超新星爆发的那一刻，超新星爆发是宇宙中最壮烈的爆炸之一。只有在这样的高温高压条件下，才能聚变出金、银这种重型元素。
上图为超新星爆发后的遗迹
不管是宇宙大爆炸，还是恒星爆炸，总之岩石的形成与爆炸有关。人类已经在宇宙中发现了100多种元素，除了氢，其它元素不是形成于恒星内部，就是形成于恒星爆炸之时。
岩石由哪些成分构成早已注定好，宇宙中元素的丰度及其化学性质决定了岩石的可能种类。由于金、银等重元素在宇宙中的形成条件极为苛刻，因此它们在宇宙中的丰度很小，地球上岩石矿物中的含金量也注定不会太高。铁元素在宇宙中的丰度很高，并且还在增长，那是因为不仅轻元素会聚变为铁，重元素也会衰变为铁。恒星不断的将氢聚变为氦，因此氦在宇宙中的丰度也很高。按质量算，宇宙中71%都是氢，27%是氦，余下的2%是其它元素。
上图为宇宙中部分元素的丰度分布情况
宇宙中元素的丰度除了与元素在恒星中的合成过程有关，还与该元素的原子核结构的稳定性有关。通常原子序数为偶数的元素的丰度大大高于相邻的奇数元素；质量数为4的倍数的核素，其丰度也较高。
世界真奇妙，看似风马牛不相及的事物之间却存在联系。从石器时代到铁器时代，人类文明的发展进程竟然与宇宙中元素的分布规律存在联系，岩石的形成也与此有关。
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