Naše těla z vesmírných prvků

„Popel jsi a v popel se navrátíš“. Toto biblické rčení má mnohem více významů, než se může na první pohled zdát. „Velká část našeho těla je tvořena prvky, které vznikly při výbuchu supernovy, možná, že těch supernov bylo více. Opravdu se dá říct, že je naše tělo tvořeno popelem vyhořelých hvězd,“ uvádí v Meteoru dr. Jan Havlík z Vysoké školy chemicko-technologické v Praze (VŠCHT). Řeč je zejména o běžných prvcích typu uhlík, kyslík a dusík.

Základními stavebními „kameny“ celého vesmíru jsou vodík a helium tvořící 99 procent jeho hmotnosti. Často se říká, že vodík a helium jsou jediné dva prvky, které byly ve vesmíru ještě před vznikem prvních hvězd. Pravda je to podle Jana Havlíka ale jen částečně.

„Vzniklo velké množství vodíku a menší množství helia. Vedle nich se objevilo i malé množství lehčích prvků, jako jsou lithium, beryllium nebo bor. Vznikly působením kosmického záření na molekulová mračna, tyto prvky se vlastně vyskytovaly ještě před zažehnutím prvotních hvězd, které dál syntetizovaly všechny ostatní prvky až k železu,“ vysvětluje Jan Havlík.

Země, stvořitelka prvků

Složení naší planety není úplně stejné jako před 4,5 miliardami let. V přírodě je 94 prvků, ale pouze 82 z nich jsou stabilní. Ostatní jsou nestabilní, přičemž z toho původního hvězdného materiálu pocházejí pouze bismut, thorium a uran. Všechny ostatní nestabilní prvky nám tady vznikají a zanikají před očima.

Některé prvky si Země vyrábí sama. Děje se tak při jaderném rozpadu uranu nebo thoria, případně během jaderného štěpení. „Existují na Zemi místa, kde docházelo po miliony let k jaderným reakcím podobným jako v jaderných reaktorech. Na těchto místech vznikla řada exotických prvků, například plutonium,“ dodává Havlík.

Za poločasem rozpadu

Když se podíváme do tabulky radioaktivních prvků, tak uvidíme, že některé mají poločas rozpadu mnohem kratší než je doba trvání Země. To znamená, že už se měly dávno rozpadnout, přesto je tu máme. Přirozeným rozpadem uranu totiž vzniká kaskáda dalších radioaktivních prvků, které se na sebe navzájem jeden druhý přeměňují. „Vznikají vlastně taková ložiska prvků, mají stálou koncentraci a pořád se doplňují,“ říká Havlík.

Množství takových prvků pomaličku klesá s tím, jak se vyčerpávají původní zásoby thoria a uranu. Země se v důsledku ochlazuje, poněvadž tyto prvky při rozpadu uvolňují velké množství energie a slouží jako zdroj tepla. Velká část energie, která se uvolňuje např. pomocí vulkánů nebo sopek, pochází právě přeneseně z tohoto jaderného rozpadu.

Kdy skončí všechny pozemské jaderné rozpady?

Není možné říct, kdy přesně skončí všechny jaderné rozpady – liší se to prvek od prvku respektive izotop od izotopu. „U některých je jisté, že vesmír bude dávno studený, ale ony se budou pořád rozpadat. Například bismut, který má poločas rozpadu v miliardách let,“ říká Havlík.

Pojednáváme tady o 94 chemických prvcích Mendělejevovy tabulky, ta aktuální jich však zná 118. Co tedy těch zbývajících 24 prvků? Všechny ostatní prvky nad číslo 94 jsou uměle vyrobené a velmi rychle mizí. „Můžeme se s nimi setkat například na skládce, kde jsou detektory kouře, které obsahují malé množství americia. Druhá možnost je třeba v nánosech hornin, v nichž se nacházejí zbytky po výbuchu atomových bomb nebo po nehodách v jaderných elektrárnách. To vše jsou prvky umělé, nepocházejí z přírodních zdrojů,“ uzavírá Jan Havlík.

Stabilní prvky tedy Země dostala do vínku už při svém vzniku, ty staré radioaktivní pomalu mizí, nahrazují je po rozpadu jiné a i ty za mnoho miliard let zmizí úplně. Nezbyde po nich ani popel…