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Titolo: Idrogeno: abbondanza?

L'idrogeno e' l'elemento piu' abbondante nell'universo, circa il 75%.
Perche' invece sulla Terra e' invece tanto difficile da trovare per 
estrarre energia?

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l'idrogeno combinato non è certo raro (per lo meno su base 
di abbondanza atomica piuttosto che massica), nemmeno sulla 
terra.
L'idrogeno elementare sulla terra è invece rarissimo per 
(almeno) due ottime ragioni :
 
1) è molto leggero per la gravità terrestre e appena in 
atmosfera si avvia a sfuggire inesorabilmente
 
2) non è nemmeno termodinamicamente stabile, sempre in 
atmosfera odierna, rispetto al larghissimo eccesso di 
ossigeno presente. Ora è vero che cineticamente l'idrogeno 
sarebbe anche stabile, ma l'irraggiamento UV è tale che 
anche molecole poco assorbenti alla fine reagiscono 
(formando acqua nel caso).
 
L'unico idrogeno naturale si può formare per fermentazioni 
particolari anaerobiche e/o per processi idrotermali con 
vapore ad alta temperatura sui silicati ferrosi (si ha 
un'ossidazione del ferro da parte del vapore in cui si forma 
dell'idrogeno). I silicati ferrosi sono molto abbondanti, ma 
probabilmente non si verificano con facilità 
contemporaneamente tutte le condizioni : alta T, presenza di 
vapore.
 
 
Poi probabilmente conta anche la genesi terrestre : la terra 
sembrerebbe essersi aggregata da polveri (ceneri pesanti 
della/e stella/e più antiche e di cui anche il sole stesso è 
discendente). Da moribonde le novae precedenti avevano 
esaurito l'idrogeno essendo invece molto ricche di ossigeno 
e carbonio e elementi più pesanti, per non parlare dei resti 
morti fatti di ferro e elementi vicini al ferro.
 
Quindi la terra ha una composizione media vicina alle 
"ceneri" stellari più che non alle stelle in vita.
 
E' possibile che gran parte dell'idrogeno terrestre attuale 
gli sia in effetti arrivato DOPO la formazione, sotto forma 
di comete di ghiaccio, più che trattarsi di idrogeno 
originario contemporaneo delle altre ceneri (ossigeno, 
silicio, ferro e alluminio etc).
 
Il mio cent ... rettifiche benvenute !
 
 
-- 
1) Resistere, resistere, resistere.
2) Se tutti pagano le tasse, le tasse le pagano tutti
Soviet_Mario - (aka Gatto_Vizzato)

 morti fatti di ferro e elementi vicini al ferro.
 
CARLO
 
Perché dici che il sole discende anch'esso dalle ceneri di stelle più antiche, se esso è costituito quasi esclusivamente di idrogeno ed elio (99%), mentre le ceneri delle supernovae/ipernovae contengono perlopiù elementi pesanti?

 perlopiù elementi pesanti?
Non so chi abbia inventato l'espressione "ceneri di stelle", ma a me
sembra estremamante impropria.
I residui di supernovae sono in larga misura gas o magari plasmi,
certo non hanno niente a che vedere con le "ceneri vulcaniche".
Quanto alla composizione, è vero che il Sole contiene poco più dell'1%
di "metalli" (elementi di massa atomica >4) ma le stelle di popolazione
II, quelle più vecchie (diciamo 10 miliardi anni anziché 5) ne
contengono molto meno, anche 1/10 del Sole.
 
Naturalmente non è vero che le stelle vecchie che diedero origine a
supernovae avessero "esaurito" l'idrogeno. E' solo vero che esso era
stato consumato nel nucleo centrale, dove avvenivano le reazioni
nucleari.
Il grosso della materia stellare (fuori del nucleo) era pur sempre
idrogeno ed elio, e venne espulso dall'esplosione, insieme con la
frazione di "metalli" formati nel nucleo.
 
In breve: non bisogna farsi ingannare dalle parole. Ricche o povere di
metalli sono concetti relativi.
 
 
-- 
Elio Fabri

 
 
 
ad ogni modo volevo solo intendere che il sole non è una 
stella di prima generazione (ignoro di che generazione sia, 
come pure se esistano ancora stelle di prima generazione 
ancora accese che abbiano davvero mai brillato), e che 
quindi necessariamente doveva essere nato dai "residui di 
combustione" altrui. Dagli avanzi :)
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CARLO
Ottimi chiarimenti, grazie.
E, visto che siamo in tema, potresti spiegarmi sinteticamente la dinamica che trasformerà il nostro sole in gigante rossa?
 
Voglio dire, per quale ragione invece di collassare in supernova per scarsità del "combustibile" da fusione, si dilaterà fino a inghiottire i pianeti più vicini?

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il collasso (della parte interna massiccia che perdeva 
temperatura e pressione, per poi autoscaldarsi, 
autocomprimersi e riaccendersi "di colpo") e l'espulsione 
della parte superficiale meno calda e meno densa non sono 
destini alternativi, sono fasi dello stesso fenomeno di 
"cambio di combustibile".
Parlo delle novae, le supernovae che implodono a stelle di 
neutroni, quindi gli astri non tanto leggeri, crepano in 
modo più traumatico e definitivo : stelle di neutroni 
direttamente (si può considerare una singola mega fusione di 
tutti gli atomi in un unico aggregato, un meganucleo con le 
cariche elettriche compattate e annichilite.
In quel caso il botto è uno solo. Ma molto più potente anche 
se non si riaccende niente, si genera solo il calore 
residuale e quello dovuto alla compressione mostruosa : 
tutto quel che non casca nelle grinfie del nucleo di 
neutronio viene espulso caldissimo, e il diametro stellare 
apparente (la magnitudine che vediamo) rigonfia in modo 
mostruoso
 
Il solar flare del nostro sole, che incenerità (credo) tutto 
sino ad almeno Giove (ossia spazzerà via le atmosfere e 
tutto quanto volatile) si creerà poco dopo che il core è 
imploso parzialmente sino a riaccendersi fondendo stavolta 
elio e altra roba leggera per cominciare a formare 
specialmente elementi tipo carbonio e ossigeno, in seguito 
anche altro.
 
Ignoro se ogni "cambio" di combustibile debba ugualmente 
traumatico come il primo (non mi sembrerebbe una cosa 
necessaria, se i prodotti che si accumulano sono grossomodo 
altrettanto facili da "fondere" quanto i precursori 
dovrebbero sovrapporsi in modo più graduale i processi e/o 
se possono fondere in modo ibrido, cosa credo plausibile).
 
Invece elio con elio, in particolare il 4, è proprio una 
brutta bestia nel senso che, pur essendo un nuclide tra i 
superleggeri, i suoi due numeri magici di protoni e di 
neutroni gli conferiscono già una energia di legame nucleare 
media per nucleone anomala, anormalmente alta per la sua 
zona di massa atomica.
Quindi richiede poi T e P parecchio drastiche per cominciare 
a fondere, e la stella va in affanno quando scarseggia H e D.
 
Anche l'ossigeno mi sembra abbastanza un osso duro.
Cmq anche se mi affascina tantissimo l'argomento e ho letto 
tante cose a livello base divulgativo, appena un po' oltre 
non ne so niente.
Qualche volta ci immaginiamo, io pure eh, le stelle come 
oggetti abbastanza semplici, ma in realtà dentro ci sono 
numerosi equilibri contemporanei che si muovono nel tempo.
Siccome mi pare vagamente di ricordare che siano cmq molto 
viscose malgrado la T alta, potrebbero pure non rispecchiare 
nemmeno composizioni di equilibrio manco vagamente. Chissà, 
da zona a zona, come si modificano le concentrazioni di 
nucleoni liberi (es. neutroni e protoni vaganti, in 
particolare i secondi potrebbero agevolare pure le reazioni 
altrui).
 
Mi piacerebbe leggere qualcosa di commestibile di "chimica 
stellare" (ossia il punto di vista chimico degli effetti dei 
processi fisici).
Non ci ho mai pensato prima, ma in una fornace nucleare del 
genere forse chimica e fisica si uniscono come in pochi 
altri fenomeni in modo indissolubile, per quanto la chimica 
sia un EFFETTO, e la fisica sia LA CAUSA di quanto avviene.


 ....
Ecco: Carlo sarà soddisfatto :-)
 
Mentre io mi chiamo fuori, Soviet non si perita (toscanismo) di
sproloquiare sull'argomento (sebbene sia noto che di fisica ne sa
davvero pochina).
 
A scanso di equivoci: non mi sogno di mettere gli astrofisici seri
sullo stesso piano, ma certo non è un buon segno che si scrivano
sull'argoento libri divulgativi che producono il tipo di "cultura" di
cui Soviet è buon rappresentante.
 
Divertitevi tra voi. Io preferisco occuparmi d'altro.
 
 
-- 
Elio Fabri

 Divertitevi tra voi. Io preferisco occuparmi d'altro.
 
suvvia, ti sei già divertito in un commento che non ha 
aggiunto nulla a beneficio dell'OP.
 
Quantomeno avresti potuto indicargli gli strafalcioni più 
evidenti, che non era un grosso investimento di tempo.
Peraltro ne avrei beneficiato a mia volta, potenzialmente


 Peraltro ne avrei beneficiato a mia volta, potenzialmente
Non potevo.
Non erano gli strafalcioni che mi hanno colpito, ma il linguaggio.
Le metafore, gli aggettivi...
 
In fondo è proprio per questo che l'astrofisica stellare non mi piace.
Perché si presta a essere presentata in codesto (altro toscanismo)
modo :-)
Perciò non te la prendere: il problema non sei tu.
 
Detto in altre parole: hai "esposto" un argomento che un libro non
basta a contenere.
Ma uno che non abbia fatto neppure le tue letture, che cosa ne ricava?
Come cavolo si fa a capire quelle cose?
Quali fenomeni fisici e leggi entrano in ballo?
Quali modelli e semplificazioni bisogna fare?
 
Secondo me "cultura fisica", su qualunque argomento, significa questo.
Di quel genere di divulgazione non so che farmene, anzi (l'ho detto
più volte) la butterei tutta nella spazzatura.
Lo so, altri la pensano diversamente. Ma non mi hanno mai convinto.
 
 
-- 
Elio Fabri

Il giorno mercoledì 11 dicembre 2019 15:06:02 UTC+1, Elio Fabri ha scritto:
 
 
 Naturalmente non è vero che le stelle vecchie che diedero origine a
 supernovae avessero "esaurito" l'idrogeno. E' solo vero che esso era
 stato consumato nel nucleo centrale, dove avvenivano le reazioni
 nucleari.
 Il grosso della materia stellare (fuori del nucleo) era pur sempre
 idrogeno ed elio, e venne espulso dall'esplosione, insieme con la
 frazione di "metalli" formati nel nucleo.
 In breve: non bisogna farsi ingannare dalle parole. Ricche o povere di
 metalli sono concetti relativi.
 
Ottima precisazione/considerazione. 
 
In fisica un profano (come me) molto spesso può avere l'idea di poter magicamente capire di argomenti "stellari" (in senso lato) e ciò da' un senso anche di euforia. 
Ma la realtà è sempre più dura e cruda... 
 
Un mio amico è ricercatore astrofisico e posso confermare che la dinamica e l'evoluzione stellare è molto ma molto più complessa di quanto ci immaginiamo. 
 
--
Wakinian Tanka

 Wakinian Tanka
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