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origine des éléments



  1. #1
    xPrincesse

    origine des éléments


    ------

    L'élément le plus abondant dans l'univers est l'hydrogène 90%, suivi de l'hélium 9% et trés loin aprés l'oxygene 0,1%.
    Sur la terre le plus abondant est l'oxygene avec prés de 47% de la croute terrestre.
    Mes questions sont :
    1/ Pourquoi une différence aussi importante ?
    2/ Comment l'élément oxygene a été créé sur la terre ?

    Merci par avance de vos réponses.

    -----

  2. Publicité
  3. #2
    laugen

    Re : Pourquoi une difference aussi importante

    L'hydrogène est l'élément le plus simple, c'est pour ça qu'il est le plus abondant.
    Les étoiles sont essentiellement constituées d'hydrogène, et comme elles contiennent la majeure partie de la masse de l'univers (connue en tout cas), il est très abondant.
    L'hélium est produit dans les réactions de fusion nucléaire qui ont lieu dans les étoiles. Il est donc très abondant également.

    Enfin l'oxygène n'est pas produit sur Terre. Comme tous les éléments plus lourds qui l'hydrogène, il est produit dans les étoiles au cours de réactions nucléaires.
    A la mort des étoiles, une partie des éléments formés sont expulsés dans l'espace. Les éléments qui constituent la Terre proviennent donc d'une ou plusieurs anciennes générations d'étoiles.

  4. #3
    moco

    Re : Pourquoi une difference aussi importante

    On suppose que au commencement des temps, il n'y avait que de l'hydrogène dans l'univers, et réparti à peu près également partout.
    Ces atomes se déplacent librement et au hasard. Ils sont soumis à une seule loi, la gravitation universelle.

    Or on peut montrer que, si plus de 1030 atomes H se trouvent par hasard inclus à l'intérieur d'un cube de 1 année-lumière de côté, les atomes s'attirent et ne sortiront plus de ce cube. S'il y en a qui en sortent, d'autres les remplaceront.
    Ils vont donc s'attirer et se rapprocher les uns des autres, la masse se contracte, et les collisions deviendront de plus en plus fréquentes. Ce processus est sans fin. Cela arrive de temps en temps dans l'univers.
    Or quand des objets sont soumis à l'attraction de la gravitation (ils tombent), leur vitesse augmente, donc leur température croît.

    Quand la boule d'hydrogène qui se contracte atteint la taille du système solaire (diamètre d'environ 1 heure lumière), la masse devient assez chaude pour qu'elle devienne incandescente, comme un fer chauffé au rouge. On voit alors apparaître un objet nouveau dans le ciel. Cela arrive de temps en temps. On observe un objet faiblement lumineux là où il n'y avait rien auparavant. C'est une nova. Il y a beaucoup d'astronomes amateurs qui fouillent le ciel à la recherche de nova. Avec un peu de chance ils deviennent célèbres pour avoir découvert "leur" nova.

    Mais la boule d'hydrogène chaud continue à se contracter et à se chauffer. Quand elle atteint la taille du soleil, le gaz est tellement chaud que les atomes H perdent leurs électrons, et que les protons peuvent se collisionner et se coller l'un à l'autre pour former de l'hélium. Or ce processus, dit de fusion, dégage une énergie énorme, qui dilate l'étoile et l'empêche de se contracter davantage. C'est ce qu'est en train de faire le Soleil : il est formé d'une boule de protons (issus d'atomes H) qui se transforment lentement en Hélium. Il y a déjà quelques milliards d'années que cela dure. Et il en a encore pour quelques milliards d'années.

    Quand il aura épuisé son hydrogène et sera transformé en hélium, il va se contracter davantage et s'échauffer encore plus. Arrive un moment où ce sont les noyaux d'hélium qui vont fusionner comme les protons de tout à l'heure, et former du Carbone, puis de l'Oxygène. Cela dégage à nouveau de la chaleur. C'est ce qui arrive dans les étoiles dites naines blanches. Elles sont beaucoup plus petites et plus chaudes que le soleil. Puis les atomes seront fabriqués les uns après les autres jusqu'au fer, atome numéro 26. Nous sommes probablement les restes d'une naine blanche qui s'est refroidie il y a fort longtemps.

    Mais il y a une autre possibilité. Quand une étoile est faite d'atomes de fer, elle ne peut pas faire d'atomes plus lourds. De deux choses l'une. Soit elle est plus petite que le Soleil, et elle se refroidit et forme une objet lourd et froid. Soit elle est plus grosse que le soleil, et là, l'attraction universelle est telle qu'elle se contracte et devient vraiment très petite, plus petite qu'une tête d'épingle. A ce moment, la chaleur qui est produite au centre ne peut plus sortir assez vite des couches extérieures. La température intérieure devient si grande que, tout à coup, l'étoile explose et projette dans l'espace le contenu de ses couches extérieures. Cela forme une supernova, qui est une étoile si brillante qu'on la voit en plein jour. Ce phénomène est hélas rare. Les deux dernières supernova observées sur Terre l'ont été au 18ème siècle. L'astronome Képler les a observées et décrites en détail. Leur éclat a duré 3 jours !

    Et pendant l'explosion de la supernova, les atomes de tous les éléments, même les plus lourds, peuvent se former. Comme il y a sur Terre de tels éléments (comme le plomb et l'or), le système solaire est peut-être le reste d'une supernova qui s'est produite il y a 7 milliards d'années.

    Juste pour rire, je termine. Il reste le coeur de la supernova qui devient toujours plus petit, plus chaud et plus dense. Il arrive un moment où la pesanteur devient si forte dans cette étoile que rien ne peut plus en sortir, même pas la lumière. Cette étoile devient invisible. C'est un trou noir. On ne voit pas les trous noirs, mais on voit les poussières des environs tourner autour d'un point invisible comme des satellites tournent autour de la Terre. Et si ces poussières ne tournent pas, elles tombent dans le trou noir et disparaissent. On ne les voit plus.

    Nul ne sait ce que deviennent les trous noirs. C'est un sujet de discussion parmi les physiciens d'aujourd'hui.

    Il y a des trous noirs au centre du reste de toutes les supernova qu'on a observée.

  5. #4
    xPrincesse

    Re : origine des éléments

    Merci a tous pour ces réponses. Qui détermine la création de l'élément oxygene. Mais il me semble que vous avez oubliez la premiere question :
    Pourquoi une différence de proportion aussi importante.

    Bien à vous
    xPrincesse

  6. A voir en vidéo sur Futura
  7. #5
    moco

    Re : origine des éléments

    S'il y avait sur terre de l'Hydrogène un jour, nul ne le sait. Mais si cela avait été le cas, il y a longtemps qu'il se serait échappé, et qu'il serait sorti de l'atmosphère terrestre. L'hydrogène est un gaz très léger, qu'on peut utiliser pour gonfler les ballons de baudruche. Il est encore plus léger que l'hélium.
    Le seul hydrogène qui est resté sur Terre est celui qui est lié à l'oxygène, donc l'eau. Et de l'eau il y en a pas mal dans les océans.

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