이상현 wrote..
: 지구에 왜 구리보다 철이 많은지 궁금합니다..
:
: 가르쳐 주세요..^^

깜빡 하는 사이에 답이 늦어졌군요.. 미안합니다.

우선, 지구에만 구리보다 철이 많은 것은 아니라는 점을 지적하고 싶군요.  태양계 전체 (나아가
서는 우주 전체)의 화학 조성을 살펴보면 구리보다 철이 현저히 많습니다. 우주의 대폭발 이후 물
질과 빛이 나뉘고 쿼크 입자들이 수소 핵을 만든 다음, 바로 이 수소 핵들이 융합하여 이 세상 모
든 원소들이 만들어졌습니다.  핵융합반응(nucleosynthesis)에 대한 자세한 것은 이
홈페이지 '지질학 강좌' --> '지구화학' --> '지구화학개론' --> '2-3. 핵융합반응'을 읽어보
세요.

어쨌든 핵융합반응은 온도 압력의 증가에 따라 단계적으로 일어나는데, 처음에는 수소 융합반
응, 그 다음은 CNO cycle, 그 다음에는 헬륨 융합반응, 그 다음은 탄소 및 산소 융합반응..
뭐 이런 식으로 일어납니다.  이들 핵 융합반응 중 헬륨 융합 반응 동안에는 헬륨 핵이 계속
더해져서 무거운 원소들을 만드는데 (헬륨 핵은 다른 말로 '알파 입자'라고도 합니다), 이 반
응에 의해 만들어질 수 있는 가장 무거운 원소가 (질량 56인)Ni입니다.  이 Ni은 불안정해서
곧 (질량 56의)Co로 붕괴되고, 이 것은 다시 가장 안정한 (질량 56인)Fe로 붕괴되지요.  이렇
기 때문에 우주내 원소의 분포를 보면 철이 주변 원소보다 특별히 많지요.  구리는 헬륨 융합
반응기 마지막에 소위 '중성자 포획 반응 (neutron capture)'에 의해 만들어집니다.  이 중성
자 포획 반응은 철보다 원번호가 높은 원소들을 만드는 반응입니다.  일반적으로 초기 융합반
응에 의해 만들어지는 원소들의 양이 나중에 융합되는 것들보다 월등히 많습니다.  따라서, 뒤
에 만들어지는 구리는 그렇지 않아도 양이 많은 철에 비해 현격히 적게 분포하는 것입니다.

이와 같이 철이나 구리를 만드는 핵 융합반응은 '적색거성(red giant)에서나 가능한 일입니
다.  태양은 현재 수소 융합만을 하는 별이고 수십억년이 지나야 적색거성으로 진화할 수 있
을 것입니다.  그렇다면, 태양에 (또는 태양계에) 철이나 구리가 존재하는 것은 무얼 의미하겠
습니까?  그 것은 태양이 갓난 별 (제 1세대 별)이 아니라 이전에 존재하던 별이 진화하다가
대폭발 후 남은 것이 다시 모여 만들어진 별이라는 것을 의미합니다.

지구에 철이 좀 특별히 많기는 합니다 (전체 질량의 약 30% 정도).  이는 태양계가 형성될
때, 각 행성들이 분화하면서 만들어질 때 야기된 일입니다.