元素宇宙丰度

元素宇宙丰度（ cosmic abundance of element ），宇宙中各种元素的相对含量。按定义应为宇宙整体中元素丰度，然而，目前实际所指仅为人类观察所能够取得元素组成数据的空间范围的元素丰度，即基本为太阳系的元素丰度。元素宇宙丰度是研究元素起源的依据，也是解释各类天体演化过程的基础，因此是天体化学和地球化学的重大研究课题。

宇宙元素丰度的数据可由多种方法获得：①用光谱和射电技术测定太阳、恒星和星云的物质组成；②测定地球、月球、陨石和宇宙尘的化学组成；③应用核谱和各种探测器测定宇宙射线的组成。随着宇宙空间探测技术的发展，正不断增加对星体直接取样分析的数据。在陨石、太阳和行星物质化学成分的基础上，1937年V.M.戈尔德施密特首次估计了元素和核素的“宇宙”或太阳系丰度。20世纪50～70年代，H.E.修斯和H.C.尤里，以及A.G.W.卡梅伦又相继对此领域进行了研究。后来，I型碳质球粒陨石被视为形成太阳系的原始物质，并以其化学成分代表太阳系的非挥发性元素的组成。1982年，有的学者根据Ⅰ型碳质球粒陨石的非挥发性元素和太阳的易挥发性元素资料，获得太阳系元素和核素的丰度（见图）。

宇宙中元素丰度分布图（1982）

宇宙元素丰度通常取硅原子数为10⁶，其他元素的丰度与硅原子数比较求得，单位为：原子数/10⁶硅原子。元素宇宙丰度显示如下规律：①氢和氦的丰度最大，占全部原子总数的99%；②随着原子序数增大，元素丰度一般呈减小趋势，在原子质量数A=1～100的区间元素丰度大体以指数规律下降，A＞100以后丰度曲线的斜率显著减小；③D、Li、Be、B、Sc的丰度明显偏低，称为亏损元素，Fe、Ni、Pb的丰度偏高，为过剩元素；④偶数原子序数的元素比相邻奇数原子序数的元素丰度高，称为奥多–哈金斯规则；⑤由α粒子构成的核类即质量数为4和4的倍数的核素有高的丰度，如⁴He、¹⁶O、⁴⁰Ca、⁵⁶Fe和¹⁴⁰Ce等。总之，元素的宇宙丰度取决于其核素的稳定性，而与化学性质无关。宇宙中元素和核素丰度规律被认为与恒星形成时伴随的元素合成过程有关，并且是建立“恒星中合成元素”假说的理论依据。