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表4-1 地壳元素丰度表[1]
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但是，地壳丰度表只是反映了地壳中的元素比例，也就是说这仅仅代表了构成我们人类认知能力范围之内的物质。其实地球内部的内核与外核还有极其丰富的铁，如果按地球整体质量计算，铁元素的含量高达32.1%！由于铁元素的比重大，在地球诞生初期，大部分处于熔融状态的铁元素沉入地球内部，留在地表的是极少的部分。即便这样，这极少量的铁元素也在地壳元素丰度表内位列第四，可见地球所含有的铁元素是何等丰富！真可以说，我们就居住在主要由铁元素构成的行星上。
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著名的科普作家卡琳·菲茨杰拉德在《铁的传奇》一书中提到过一个观点：民主主义之所以能实现，关键在于这个世界中铁元素无处不在。制造青铜的原料矿石极为罕见，容易被少数统治阶级垄断。但是铁矿石分布非常广泛，只要掌握炼制的技术，社会大众都能获得铁。因此，掌权者无法垄断强大的铁制武器，民众的力量得以强化。
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改变人类历史的材料大体可分为两类：一类是所有人都想占有的稀缺性材料，另外一类是能大量生产、廉价销售的材料。第一章介绍的黄金属于前者，而铁则是后者的代表性元素。
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[1] 由于不同资料来源及估计方式不同，各元素丰度是大致参考值。此处丰度值为质量百分比。
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奇妙的材料：改变世界的12种化学物质和它们背后的科学传奇 [:1700541975]
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奇妙的材料：改变世界的12种化学物质和它们背后的科学传奇 重物质的归宿——铁
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现在问题来了，为什么地球上铁元素的含量雄踞金属类元素的首位呢？这个问题的答案涉及核物理学领域的知识。
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不同种元素互相组合就可以形成新的物质，为了获得有用的物质，生物学家和化学家们日夜操劳，各自进行元素组合尝试——化学反应。但是，单凭化学反应，烧瓶里不会出现原料中没有的元素，也不可能凭空产生全新的元素。第一章阐述过炼金术士们历经数千年的奋斗，连一粒金沙都没“炼”出来。
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我们的身体也是由各种元素构成的，这些碳、氧、铁等物质到底是从哪里来的呢？答案就存在于宇宙的星空之中。类似太阳之类的恒星内部温度超过1 000万℃，在这种超高温的环境下，原子核之间相互融合，从而产生了全新的元素。现在，我们的太阳正处在将氢原子融合成更大粒子的过程中。
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在巨型的老龄恒星内部，正进行着将质量更大的元素融合成重元素的步骤。不过，元素的质量并非无限增大，超过一定质量之后元素的原子核处于不稳定状态，导致新元素的产生陷于停顿状态。这条分界线就是铁元素，26个质子和30个中子组成的铁原子核是元素中最稳定的结构之一，小于铁或大于铁的原子核均不稳定。这就是地球上铁元素含量远远高于其他金属类元素的最大原因。
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老龄巨型恒星截面图
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那么，比铁元素更重的元素是怎样产生的呢？关于这一点，过去的学术观点认为，当巨型恒星到了生命的最后时刻就会发生大爆炸，也就是在超新星爆炸时会产生大量比铁元素重的元素。近年的研究成果认为，像中子星这样的高密度星体发生碰撞、融合之际会产生比铁元素更重的物质。也就是说，今天地球上的金、银以及我们体内的锌、碘等重要元素，均来自远古的星尘。
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据说，宇宙诞生到现在历经了约138亿年，整个宇宙中氢元素占93%以上，加上排名第二的氦元素，总体占宇宙元素的99.8%。不过，在未来历经漫长的数百亿、数千亿年之后，铁元素的比重会越来越大。有些科学家认为，如同百川入海一般，所有元素的最终归宿就是铁。当然，早在那一天来临之前，宇宙中的一切生命体就已经悄然消失，最终宇宙会变成一个无人守望的冷寂空间。
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奇妙的材料：改变世界的12种化学物质和它们背后的科学传奇 [:1700541976]
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奇妙的材料：改变世界的12种化学物质和它们背后的科学传奇 钢与森林滥伐
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铁元素本身不仅具备了众多优点，还有更重要的特性：例如与其他金属形成具有特殊性能的合金，或者自然形成磁铁等。地球上这些特殊的铁合金数不胜数，本书第九章专门介绍了磁铁所具有的特殊性质。
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铁合金中最重要的材料就是钢，所谓钢其实就是含有0.02%～2%碳的铁。由于碳的存在，铁获得了令人惊异的硬度与韧度，经过锻造延展后，可以变成锋利的武器。日语中“钢”的词源就是“刀口铁”。
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前文提到，赫梯人于公元前15世纪就率先使用了铁制武器，这个说法也不尽正确。在此之前，世界各地已经有了利用陨铁材料锻造刀剑的记录，而且加热、精炼铁矿石能获得海绵铁，利用海绵铁制作各种工具的技术已经极为普遍。但海绵铁过于柔软，无法直接用于制作武器或建材。
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赫梯人却有了重大技术发现：在木炭中加热海绵铁，就能获得坚韧的钢。