Relative Cosmic Abundance of Elements

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원소들
이미지 제공: Steve Bowers

자연적으로 우주의 대부분은 원시 물질인 수소 또는 헬륨으로 구성되어 있다. 나머지는 모두 별 내부의 핵합성에 의해 생성되었다. 이는 일반적으로 가벼운 원소가 무거운 원소보다 더 흔하다는 것을 의미한다. 또한, 자연적인 핵합성 과정에서 아원자 입자들의 상호작용으로 인해, 수소를 넘어서는 홀수 번호 원소들은 비슷한 무게의 짝수 번호 원소들보다 훨씬 덜 흔하다. 응축된 항성 매질의 과거 이력에 따라, 일부 별들은 물론 그 주위를 도는 행성들 및 기타 천체들과 함께 더 높은 "금속성"을 가진다 — 이는 이전 세대의 별들에서 핵합성으로 생성된 원소들의 비율이 더 크다는 것을 의미한다. 이것이 원소들의 상대적 풍부도에 영향을 미치지는 않으며, 예를 들어 산소는 여전히 염소보다 수 배 더 흔하다. 이는 별들의 구성과 그들의 가장 큰 가스 거성 행성들에도 해당되지만, 작은 천체들은 젊은 별 주위의 잔해로부터 응축되면서, 형성 시점에 고체 상태인 물질들로 주로 구성되는 경향이 있다. 내부 행성들은 일반적으로 암석이나 금속과 같은 더 난용성 물질로 주로 구성되며, 암모니아, 물, 메탄과 같은 더 휘발성인 물질들은 결핍되어 있다. 더 차가운 외곽 태양계는 훨씬 더 얼음이 많아서, 암석과 금속의 상대적 비율이 더 작다. 헬륨, 네온, 아르곤과 같은 비활성 기체들은 화합물을 형성하지 않기 때문에 가장 큰 천체들을 제외하고는 모두 손실된다. 마지막으로, 모든 크기의 천체들은 형성되면 분화되기 시작한다. 철, 니켈 및 친철 원소들, 즉 철과 니켈과 잘 섞이는 원소들은 행성이나 달의 핵 쪽으로 이동하는 경향이 있는 반면, 친석 원소들, 즉 규산염 암석과 결합하는 경향이 있는 원소들과 탄소 화합물들은 표면 근처에서 발견된다. 더 휘발성인 화합물을 구성하는 원소들은 지구형 행성에서처럼 수권과 대기의 막을 형성하거나, 얼음 코팅을 형성한다. 이 얼음들은 행성계의 외곽에 있는 달이나 작은 행성 질량의 대부분을 차지할 수 있다. 지질학적으로 활동적인 천체들에서는 일부 원소들이 국지적으로 농축된다. 이는 금의 경우인데, 실제로 우주적으로는 소위 희토류 원소들보다 덜 흔하지만, 행성 지각 전체에 고르게 퍼져 있는 것이 아니라 광맥에 농축되어 있기 때문에 지구형 행성의 표면에서 찾기가 훨씬 더 쉽다.

다음 표는 우주에서 원소들의 자연적 풍부도를 보여준다. 원소의 이름이 먼저 나열되고, 그 다음 원자 번호, 그 다음 표준 참고 문헌에 따른 무게별 빈도가 나온다. 마지막 열은 실제 원자 수에 따른 원소의 빈도이다. 두 경우 모두 설명을 위해 숫자를 반올림했으므로, 총합은 10억에 가깝지만 정확히 10억은 아니다. 수소와 헬륨 다음으로, 상위 12개 정도의 원소들이 사용 가능한 물질의 대부분을 구성한다. 산소는 일반적으로 물이나 알루미노규산염을 만들기 위해 결합하고, 탄소는 일반적으로 메탄이나 다른 탄화수소를 형성하며, 질소는 대부분 암모니아로 발견된다는 점에 유의하라. 철과 니켈은 합금으로 함께 결합하거나 황화물을 형성한다. 나머지 원소들은 이러한 큰 물질 범주(니켈-철, 암석 또는 얼음) 내에서 화합물로 발견되는 경향이 있다.

가장 흔하지 않은 원소들은 너무나 희귀하기 때문에 나열되지 않았다. 목록이 이 정도까지 포함된 이유는 목록 끝부분의 일부 원소들(즉, 금과 우라늄)이 산업 시대(Industrial Age)의 테라젠 기술에서 또는 심지어 농업 시대까지 거슬러 올라가 중요했기 때문이다.


원소 원자 번호 질량 기준 10억분율 원자 수 기준 10억분율
수소 1 750,000,000 927,000,000
헬륨 2 230,000,000 72,000,000
산소 8 10,000,000 780,000
탄소 6 5,000,000 520,000
질소 7 1,000,000 88,000
네온 10 1,300,000 81,000
규소 14 700,000 31,000
마그네슘 12 600,000 31,000
26 1,100,000 25,000
16 500,000 20,000
아르곤 18 200,000 6,200
알루미늄 13 50,000 2,400
칼슘 20 70,000 2,200
니켈 28 60,000 1,200
나트륨 11 20,000 1,100
크로뮴 24 15,000 360
15 7,000 290
망가니즈 25 8,000 190
칼륨 19 3,000 93
타이타늄 22 3,000 79
코발트 27 3,000 64
염소 17 1,000 36
플루오린 9 400 26
바나듐 23 1,000 25
아연 30 300 5.7
저마늄 32 200 3.4
구리 29 60 1.2
리튬
3
6 1.1
스칸듐 21 30 0.82
지르코늄 40 50 0.69
크립톤 36 40 0.60
스트론튬 38 40 0.56
셀레늄 34 30 0.47
베릴륨
4
2 0.27
나이오븀 41 2 0.27
붕소 5 2 0.22
갈륨 31 10 0.17
루비듐 37 10 0.14
비소 33 8 0.14
브로민 35 7 0.11
이트륨 39 7 0.10
제논 54 10 0.095
바륨 56 10 0.090
세륨 58 10 0.088
텔루륨 52 9 0.087
네오디뮴 60 10 0.086
몰리브데넘 42 5 0.065
루테늄 44 5 0.061
82 10 0.060
주석 50 4 0.042
사마륨 62 5 0.041
백금 78 5 0.032
팔라듐 46 2 0.023
카드뮴 48 2 0.022
오스뮴 76 3 0.020
란타넘 57 2 0.017
프라세오디뮴 59 2 0.017
가돌리늄 64 2 0.016
디스프로슘 66 2 0.015
에르븀 68 2 0.015
이터븀 70 2 0.015
이리듐 77 2 0.012
아이오딘 53 1 0.0098
세슘 55 0.8 0.0075
로듐 45 0.6 0.0072
47 0.6 0.0070
수은 80 1 0.0062
안티모니 51 0.5 0.0051
하프늄 72 0.7 0.0049
비스무트 83 0.7 0.0041
유로퓸 63 0.5 0.0041
터븀 65 0.5 0.0038
79 0.6 0.0037
홀뮴 67 0.5 0.0046
텅스텐 74 0.5 0.0035
인듐 49 0.3 0.0032
탈륨 81 0.5 0.0025
토륨 90 0.4 0.0021
레늄 75 0.2 0.0014
우라늄 92 0.2 0.0010
툴륨 69 0.1 0.00073
루테튬 71 0.1 0.00071
탄탈럼 73 0.08 0.00055
관련 문서
  • 연금술학(Alchemics)
  • 원소 - 글: M. Alan Kazlev
    단일 유형의 원자로 구성된 화학적으로 순수한 물질.
  • 핵합성
  • 핵합성 시대 - 글: M. Alan Kazlev
    경입자 시대 이후, 빅뱅 후 1초에서 1,000초 사이의 시대로, 뜨거운 빅뱅의 초기 고온 단계에서 경원소(헬륨과 중수소)가 합성되던 시기.
관련 주제
개발 노트
글: Stephen Inniss
최초 게시일: 2005년 9월 10일.

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