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地壳中金属含量排名

你有没有想过,我们脚下踩着的这片大地,到底是由什么组成的?当然,主要是石头和土。但如果再往细里说,这些石头和土里最多的金属是什么?很多人第一反应可能是铁。毕竟,铁在我们的生活中无处不在,从锅碗瓢盆到高楼大厦的钢筋,铁的存在感太强了。但事实恰恰相反,地壳里含量最高的金属根本不是铁。

答案是铝。对,就是那个我们用来做易拉罐、窗户框的轻飘飘的金属。 根据各种地质勘探数据的综合分析,铝元素在地壳中的质量占比大约是8%左右。 这个数字听起来可能不大,但你要知道,地壳里所有元素的种类加起来有90多种,铝能排到这个位置,相当了不起了。 实际上,如果把所有元素都算上,铝的排名是第三,仅次于氧和硅这两个非金属元素。 所以,说铝是地壳中最丰富的金属元素,是板上钉钉的事实。

这里就来了一个很有意思的问题:既然铝这么多,为什么感觉它被人类大规模使用的时间,比铁甚至比铜要晚得多呢?在历史上,我们先有青铜时代,然后是铁器时代,铝制品成为日常用品,那都是很近代的事情了。在19世纪,铝甚至一度被视为比黄金还要珍贵的金属。 法国皇帝拿破仑三世就特别喜欢收藏铝制品,他自己用铝制的餐具,以此来彰显自己的尊贵,而客人只能用金的或者银的。

原因其实很简单:铝太活泼了。活泼的意思是它很容易和别的元素“勾搭”在一起。在地壳中,你几乎找不到一块天然的、纯净的铝块。 它们总是以化合物的形式存在,最常见的就是和氧、硅等元素紧紧结合在一起,形成各种铝硅酸盐矿物或者氧化铝。 这些化合物非常稳定,就像一对特别恩爱的情侣,你想把铝从它的伴侣(比如氧)身边抢走,需要花费巨大的能量。

早期的冶炼技术,比如用碳去烧,对付铁矿石还行,但对付铝矿石就完全没辙了。直到1886年,电解法的出现才彻底改变了局面。 科学家们发现,通过强大的电流,可以强制把氧化铝里的铝和氧分开。这个方法耗电量极大,即便在今天,生产电解铝也是名副其实的“电老虎”。 但不管怎么说,人类总算找到了大规模生产铝的方法,铝的价格从此一落千丈,从皇帝的专属餐具变成了我们手中的易拉罐。 所以你看,一种元素在地壳里多不多,和我们能不能方便地用上它,完全是两回事。

说完了冠军铝,我们再来看看亚军,这回总该轮到铁了吧。没错,地壳中含量第二的金属就是铁。 铁的质量占比大约在5%到6%之间。 虽然比铝少,但铁的优势在于它的冶炼相对容易。铁的化学性质比铝要懒惰一点,所以用比较原始的木炭燃烧法就能从铁矿石里把它还原出来。这也是为什么人类文明能更早地进入铁器时代。 铁的发现和使用,直接推动了农业和军事的巨大进步,可以说,我们现代文明的根基,很大一部分是建立在铁之上的。

从产量和应用范围来看,铁和它的合金——钢,直到今天依然是使用最广泛的金属材料。它的强度、硬度和相对低廉的成本,让它在建筑、交通、制造业等领域占据着核心地位。

排在铁后面的金属,可能很多人就没那么熟悉了。第三名是钙,质量占比大约在3.6%到4.1%之间。 钙这个名字,我们通常是在讨论骨骼健康和补品时听到。没错,钙是构成我们骨骼和牙齿的主要元素。 但在地壳里,它也扮演着重要角色。钙同样非常活泼,主要存在于各种矿石中,比如石灰石、白云石和大理石。 这些岩石构成了地球表面很大一部分地貌,比如壮观的喀斯特地貌,就是富含钙的岩石被水溶解侵蚀后形成的。虽然我们不常直接使用金属钙单质,但它的化合物在建筑行业是绝对的主力,比如水泥和石灰,都离不开钙。

接下来是钠、钾、镁这三兄弟,它们紧随其后。

第四名是钠,含量约2.4%到2.8%。 钠最常见的形态就是氯化钠,也就是我们的食盐。你可以想象一下地球上所有的海水里溶解了多少盐,就知道钠的储量有多大了。在陆地上,它也广泛存在于盐湖和岩盐矿中。

第五名是钾,含量约2.1%到2.6%。 钾和钠是亲兄弟,化学性质很像。它主要存在于云母、钾长石等矿物里。 钾也是植物生长必需的关键元素,所以钾盐是制造农业化肥的重要原料。

第六名是镁,含量约2.1%到2.3%。 镁也是一种轻质金属,常以白云石、菱镁矿等形式存在。镁合金的强度高、重量轻,在航空航天和汽车制造等领域有很重要的应用。

总结一下这个排名,前六名分别是:铝、铁、钙、钠、钾、镁。有一个方便记忆的谐音口诀叫“铝铁钙,钠钾镁”。 这个顺序反映的是它们在地壳岩石圈中的质量百分比。

值得一提的是,这个排名可能会让一些人感到意外。比如我们很熟悉的铜、锌、铅,甚至金、银这些贵金属,它们在这个榜单上都排得非常靠后。比如铜的含量只有0.0068%左右,而黄金更是少得可怜。 它们之所以被人类很早就认识和使用,不是因为多,而是因为它们不活泼,经常以单质的形式存在于自然界中,也就是我们说的“天然铜”或“金块”。 我们的祖先在河边或者山里溜达,一不小心就可能捡到一块闪闪发光的金块,不需要复杂的冶炼,直接就能加工成饰品。

所以,地壳中金属的含量排名,和它们在人类文明中的出场顺序,以及它们在经济中的价值,并不是一回事。含量高,只能说明它在地球的这个“仓库”里存货多,但取出来的难易程度,以及它本身的物理化学性质,共同决定了它最终能扮演什么样的角色。就像铝,虽然是地壳金属里的“首富”,却因为性格太“外向”(活泼),长期被埋没,直到人类掌握了“电”这个钥匙,才打开了它的宝库。

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