鉄
基本的に、水素とヘリウム以外の元素は恒星内部での核融合等により生成される。鉄の場合、主に漸近巨星分枝星の内部でのs過程か、または質量が太陽の8~11倍以上ある輝巨星や超巨星の終末期でのケイ素燃焼過程やその後の重力崩壊によって生成される(なお鉄の同位体のうち自然界において最も存在比率が高い鉄56は重力崩壊の際にニッケル56がベータ崩壊して生まれたものである。詳しくは超新星元素合成を参照のこと)。また、鉄より重い元素はおおむね、上述のs過程や、中性子星同士の衝突などによるr過程によって生成される。地球に多くの鉄56や金や鉛などの元素が含まれるという事実は、太陽系が、過去の超新星爆発等の影響の下に形成されたことを示している(太陽系の形成過程については太陽系の形成と進化#形成を参照)。
前述のとおり、地球内部には鉄が多く含まれており(約30 %)、火山(特に溶岩や火山弾)やそれに伴う熱水鉱床などにより、地表にも新たな鉄鉱床が湧出することがある。地磁気も、地球の核で溶融した鉄が地球の自転と異なる速度で回転することによって生じるとされている。
地球の地殻には多くの鉄が含有されている(濃度が約5 %と高い)にもかかわらず、それと接している海水中の鉄は比較的濃度が低い。これは地球の海水中では水酸化鉄(III)として鉄が除かれてしまうためである。なお、地球の海水中の鉄の濃度は一定ではなく、観測船や海水採取器などからの鉄の溶出による汚染を避けてジョン・マーチン (海洋学者)(英語版)が調査した結果、海面近くの表層の海水には少なく、逆に深層の海水には多く含まれる、いわゆる栄養塩型の分布をしていることが判明している。
鉄の過剰摂取による臓器への鉄の沈着は種々の慢性疾患の発症リスクを高めるため耐容上限量が設定されている。日本で定める耐容上限量は15歳以上の男性が一律に50 mg/日、女性が40 mg/日である。耐容上限量を算出するため、二重盲検試験において、非ヘム鉄(フマル酸鉄)を60 mg/日のグループと、ヘム鉄と非ヘム鉄混合を18 mg/日(豚血液由来 ヘム鉄2 mg/日+フマル酸鉄16 mg/日)グループと、 偽薬投与グループに分けて試験した結果、非ヘム鉄投与グループは他群と比較して便秘や胃腸症状などの健康障害の有訴率が有意に高かった。また、南アフリカのバンツー族で、バンツー鉄沈着症という病気が発生したが、 これは鉄を大量に含むビールの常飲や、鉄鍋由来の鉄により 鉄摂取量が50–100 mg/日となったためだと考えられ、バンツー鉄沈着症は鉄摂取量がおよそ100 mg/日を超えると発生すると推定される。そのことから算出した日本での耐容上限量は、15歳以上男性に対する耐容上限量を一律に50 mg/日とし、女性は体重差を考慮し15歳以上一律に40 mg/日とした。また、アメリカ・カナダの食事摂取基準では、二重盲検試験から算出した耐容上限量で、男女とも成人の鉄の耐容上限量を一律に 45 mg/日としている。また、FAO/WHOは暫定耐容最大1日摂取量(provisional maximal tolerable intake)を0.8 mg/kg 体重/日と定めているが、根拠は不明である。
肉や魚のミオグロビンやヘモグロビンに由来するポルフィリンと結合した鉄はヘム鉄(おもに動物性)と呼ばれ、非ヘム鉄(おもに植物性)と比較して2–3倍体内への吸収率が高い。非ヘム鉄はビタミンCと一緒に摂取すると、水溶性の高いFe2+に還元されて体内への吸収が促進されるが、玄米などの全粒穀物に含まれるフィチン酸、お茶や野菜類に含まれるポリフェノールなどは非ヘム鉄の吸収を阻害する。肉に含まれるヘム鉄は発がん性のあるニトロソアミンの生成を促し、さらに加工肉では亜硝酸ナトリウムや硝酸ナトリウムがこれを生成する。
青銅器と鉄器とは紀元前3世紀ごろ、ほぼ同時期に日本へ伝来し、朝鮮半島より輸入され国内へ広まった。
青銅および青銅器は紀元前1世紀ごろより日本で作られるようになった。
鉄器製作は、弥生時代後期後半(1–3世紀)ごろより開始された(北部九州のカラカミ遺跡(壱岐市)や備後の小丸遺跡(三原市))。朝鮮半島で製鉄した鉄素材を入手し鍛鉄を行ったが、製鉄もこの頃より始まったとする研究もある。
6世紀には、出雲地方や吉備で、製鉄が広く行われるようになった。鞴(ふいご)を使い、製鉄炉の作り方は、朝鮮半島からの導入と推定されている。当初の原料は主に鉄鉱石を採掘した。ただし採掘地は限られ、産量も豊富ではなく、その後も、朝鮮半島から鉄素材の入手を続けた。総社市の千引かなくろ谷遺跡は6世紀後半の製鉄炉跡4基、製鉄窯跡3基が見つかっている。
日本の製鉄法はある時期以降は「たたら」と呼ばれる特徴ある鋼塊炉(bloomery)を用い、砂鉄(国内各地で採れ、鉄の含有量も高い)を原料とする直接製鉄法を用いるようになリ、国内各地で安定して自給生産可能となった。
古代、中世においては露天式の野だたら法が頻繁に行われていたが、16世紀中葉より全天候型で送風量を増加した永代たたら法に発展した。この古代以来の日本独自のたたら製鉄法では、玉鋼や包丁鉄といった複数の鉄が同時に得られるために、それがのちの日本刀を生み出す礎となった。
出雲は古代より一貫して日本全国に鉄を供給し、現在でも出雲地方にその文化の名残が認められ、日立金属などの高級特殊鋼メーカーへと変貌を遂げている。
養老律令の規定では、鉄や銅の採取活動に関しては官による採取が優先されるものの、民間による採取を否定したものではなかった(雑令国内条)。