Honnan kerül oda a kalcium az ember fogába? Hol van, mielőtt odakerül?

"Létezik a világűrben a kalcium, a Föld kialakulásakor bekerült a Föld anyagába, azóta változatlan formában kerül ide-oda a Földön?"

Pontosan.

"Egy része nem semmisül meg?"

Mitől semmisülne meg?

"Nem keletkezik a Földön valami másból kalcium?"

Nem. Elemek csak a csillagok áldásos tevékenysége során szintetizálódik más (könnyebb) elemekből. Meg némi kalcium talán létrejött a kísérleti atom- és hidrogénbomba-robbantások alkalmával, de ez konkrétan elhanyagolható mennyiség az eredetileg itt lévő kalcium mennyisége mellett.

"De úgy is meg lehetne fogalmazni a kérdést, hogy a Föld születése után hol volt rajta a kalcium,"

A kalcium könnyű anyag, így a még folyékony Föld felszínére került, ott pedig a kéreg megszilárdulása közben összekeveredett a többi könnyű elemmel (szilícium, szén, alumínium, kálium, kén, stb.). Az oxigénnel reagálva CaO lett belőle, ami meg vízzel érintkezve Ca(OH)2-vé vált, ami meg a légkör szén-dioxidjával érintkezve lassan CaCO3-tá változik. Ez pedig a jól ismert mészkő. Ezt aztán a különböző élőlények közvetlenül is fel tudják már használni, és az állatok ebből valamiféle külső (csigák, korallok, kagylók, bizonyos rákok, halak, stb.) vagy belső (gerincesek) vázat szerkeszteni belőlük. Ezek aztán ahogy elhullanak, a mészkővázat maguk után hagyják, ami az évmilliók alatt lassan összetömörödve hegyeket alkotnak, ezek a mészkőhegységek.

"változatlan formában van-e"

Mint elem, igen, ugyanaz most is mint amikor a Föld létrejött. Azonban önmagában nem fordul elő a természetben, mert igen reaktív, mind az oxigénnel, mind a vízzel hevesen reagál. Viszont sokféle vegyületben részt vesz, sokféle sója létezik.

"eléghet, megsemmisülhet, keletkezhet belőle más anyag, vagy más anyagból keletkezhet-e kalcium."

Elégni el tud, pl. ha oxigéngázba helyezed. De ettől még maga a kalcium megmarad, csak vegyületet fog képezni az őt oxidáló elemmel. Az elemek nem változnak attól, ha csak az elektronszerkezetükbe történik beavatkozás (pl. égetés).

Megsemmisülni itt a Földön a természetben nem tud. Ahhoz gyökeresen más körülmények szükségesek, hogy meg tudjon semmisülni. Ilyen pl. az óriáscsillagok magja, esetleg neutroncsillag vagy fekete lyuk. Iszonyatos hőmérséklet és nyomás szükséges ahhoz, hogy a kalcium megsemmisüljön (és még akkor sem tűnik el, csak átalakul valamilyen más elemmé, izotóppá).

"Gyakorlatilag az összes többi elemmel az a helyzet, mint a kalciummal?"

Mitől lenne a kalciumnak kitüntetett szerepe az elemek között? :)

Talán csak egy elem van, ami kilóg a sorból, a hidrogén. Nem tartalmaz neutront, csak egy kopasz szingli proton egy szem elektronnal.

"A csillagok legyártják, utána megsemmisülni nem tud és nem is nagyon keletkezik már más módon? A magfúzió nem egy hétköznapi dolog (már ahogy vesszük, minden nap süt a Nap), más módon pedig nem nagyon tud talán keletkezni semmilyen kémiai elem? (Hacsak nem mesterséges módon."

Nagyjából úgy, ahogy írod.

"Ha nagyon sokat robbannak fel csillagok, idővel túltengés lehet mindenféle elemből?"

Ha nem sokat robbannak fel a csillagok, akkor is hasonló lesz a végeredmény, csak több idő alatt :D Egyébként igen, a hidrogén fogy, a többi elem mennyisége pedig növekszik az univerzumban. Vagyis ha nincs külső hidrogénutánpótlás (ebben a kérdésben egyelőre nem foglal állást a tudomány), akkor bizony előbb vagy utóbb olyan szintre csökken a hidrogén mennyisége, hogy már csak elvétve fognak csillagok születni. Ezt nevezik a hőhalál állapotának, kihűl az univerzum, mert alapanyag híján megszűnik működni az energiát szolgáltató magfúzió folyamata. Ez is egy lehetséges végkifejlete univerzumunknak, de ez még nagyon-nagyon sok idő múlva fog bekövetkezni (ezermilliárd évek, minimum).

"Például, ha nagyon sok lesz a vas a világűrben, az is összeállhat, és ha nagyon nagy a nyomás és gravitációs erő, akár magfúzió is indulhat benne,"

Nem, a vas nem fog fúzionálni. Létezik egy ún. energiamérleg nevű jelenség. Pont a vas (és a vashoz közeli elemek, pl. nikkel, kobalt, króm, mangán, réz, stb.) az az elem, amelyik a legalacsonyabb energiamérleggel rendelkezik.

A hidrogént ha fúzionál, akkor hélium keletkezik belőle. Valamennyi energiát bele kell invesztálni, hogy ez megtörténjen, de ha a fúzió létrejön, akkor ennél a befektetett energiamennyiségnél kb. egy nagyságrenddel nagyobb mennyiségű energia sugárzódik ki. Pont ettől működnek a csillagok, mert több energiát termelnek meg a fúzióval, mint amennyi a fúzió fenntartásának folyamatához szükséges. Ha elég nagy a csillag, akkor a hidrogénfúzió közben-után beindul a héliumfúzió is. Ebből lesz a szén, oxigén, hasonlók. Ezek is tovább tudnak fúzionálni, mondjuk szilíciummá vagy alumíniummá vagy kénné, ilyesmikké.

A hélium fúziójánál már alacsonyabb az energiamérleg (vagyis kevesebb a fúzióhoz szükséges és a fúzió során felszabaduló energia mennyisége közti különbség), a szén fúziójával meg még alacsonyabb. Ahogy haladunk a nehezebb elemek felé, egyre kisebb lesz ez a különbség. Egészen a vasig pozitív az energiamérleg, de a vas (és a nála nehezebb elemek) már nem tud tovább fúzionálni, nem fenntartható a vasfúzió. Több energiát emészt fel a fúzionálása nehezebb elemmé, mint amennyi a fúzió során felszabadul, vagyis nincs "energiafedezet", negatív az energiamérleg, leáll a fúzió. A vastól kezdve negatívvá válik az energiamérleg a fúzió szempontjából.

Így aztán a vasnál nehezebb elemek kizárólag szupernóvákban szintetizálódnak. Ott ugyanis rövid időre olyan óriásira nő a hőmérséklet és a nyomás, hogy sokkal nehezebb elemek létrejöttéhez is elegendő energia koncentrálódik a csillag magja körül, még transzurán elemekéhez is. De ez csak nagyon rövid ideig működik, gyakorlatilag max. néhány nap-hét alatt lefolyik, amíg a csillag teljes, burok alatti tömege csaknem egyszerre fúzióba nem lép, és így nagyon gyorsan olyan iszonyatos energiamennyiség szabadul fel, ami konkrétan lerobbantja saját magáról a csillag anyagának egy jelentős részét.

Ez a rész egy jó része még mindig a még el nem fúzionált külső hidrogénburok, de a robbanás során tipikusan elemenként is több földtömegnyi anyagmennyiség hagyja el ilyenkor a halódó óriáscsillagot. Ez pedig szétterül a környéken, a fénysebesség jelentős hányadával, mindenféle nehézelemekkel hintve meg mindent, ami a közelben (vagy akár távolban) található.

Nehéz erre válaszolni. Fogalmunk sincs, mi fog történni valójában akkor, amikor majd túlsúlyba kerülnek a hidrogénnél nehezebb elemek. Jelenleg kb. 1-2%-kal kevesebb a hidrogén az univerzumban, mint amennyi annak születésekor szintetizálódott. Ez az anyagmennyiség alakult át eddig nehezebb elemekké (ill. egyéb objektumokká, pl. neutroncsillag, fekete lyuk, stb., amik nem a szokványos, hétköznapi elemekből állnak). Ebből tehát messzemenő következtetéseket levonni még túl korai, és valószínűleg még jó ideig az is marad (jópár milliárd évig még egészen biztosan).

De elméletileg ezek is össze tudnak állni, de semmiképpen sem tisztán. Egy átlagos Nap-szerű csillagnak kb. 75%-a hidrogén, 25%-a hélium és a maradék (<1%) nehezebb elemekből áll. Mondhatnád, hogy ott a sok bolygó, amikben sok a fém, nehezebb elem, de az egész bolygórendszer holdastul, mindenféle kisbolygóövestül együtt is is csupán alig 0,2%-át teszi ki az egész Naprendszer tömegének, és még ennek is kb. 70%-át a hidrogén, kb. 15%-ot meg a hélium adja.

Uhh, véletlenül elküldtem :)

Szóval, jelenleg még mindig olyan túlsúlyban van a hidrogén és a hélium, valamint az ősrobbanás óta olyan "kis" mennyiségű nehezebb elem jött létre, hogy nem igazán tudunk semmit mondani egy olyan univerzumról, amely tömegének már a nagyobb részét teszik ki a nehezebb elemek. Ez olyan időintervallumot kíván meg, amely nagyságrendekkel több, mint amennyi ideje univerzumunk egyáltalán létezik.

Kábé mintha egy anyuka hasában az éppen a 14. osztódásnál lévő sejtcsomóról akarnád megmondani (mindenféle anyuka vagy apuka vagy más családtag ismerete nélkül), hogy milyen színű lesz a gyerek szeme, vagy mennyi lesz a testmagassága 15 éves korában. Ráadásul mindezt úgy, hogy csak a következő osztódásig várhatsz (mondjuk úgy néhány percet). Hiszen még csak alig száz éve vannak komolyabb eszközeink az égbolt kémleléséhez, az adatgyűjtéshez, megfigyelésekhez. Még csak most kezdjük felfedezni a szokványosnál ritkább dolgokat az univerzumban, lásd pl. két fekete lyuk egyesülése, neutroncsillagok ritka fajtái, hiperóriáscsillagok, akármik. Ki tudja, mi mindent nem tudunk még az univerzumról? Jelenlegi ismereteink alapján még tízmilliárd évre előre sem tudunk nagy biztonsággal jósolni, nemhogy évmilliárdok százaira, ezreire előre.

Jók a kérdéseid, de nem tudom erre sem biztosan a választ. Elméletileg lehetséges, pl. a fekete lyukak esetében az akkréciós korong anyagának egy része nagy sebességű (fénysebességhez közeli sebességű) jetek formájában sugárzást és anyagot bocsát ki. Az anyag nagy része protonsugár, vagyis hidrogén. Hogy valamiért (nagyrészt) csak a hidrogén lenne képes megszökni, vagy pedig a nehezebb elemeket is "szétdarabolja", hidrogénné "őrli" az az iszonyú ütközési sebesség, ami az akkréciós korongnak a lyukhoz közel eső részén alakul ki, azt nem tudom megmondani.

Ezen kívül a neutroncsillagok is fura szerzemények. Jelen tudásunk szerint szabad neutronokból áll, és csak a gravitáció tartja össze. Azt is tudjuk, hogy a szabad neutron kb. 14 perces felezési idővel protonra bomlik. A neutroncsillagokban azonban ez valamiért nem történik meg, pedig óriási mennyiségű, kvázi hidrogén van ott eltárolódva. Bármelyikből lehetne 10+ napszerű csillagot kreálni.

Tehát nem merném állítani, hogy sehogyan sem lehetséges hidrogénre "visszabomlania" a nehezebb elemeknek, lehet, hogy van "természetes útja" ennek a folyamatnak. Viszont hélium minden másodpercben keletkezik mindenhol a Földön is. A nem stabil elemek és izotópok egy része alfa-bomló, ennek során egy héliumion lökődik ki a nehézelem vagy izotóp magjából. És héliumból elvileg még mindig össze tud állni olyan képződmény (csillag), amely sokmillió éven át tud energiát termelni.