เหล็ก หนึ่งในสุดยอดธาตุที่สร้างอารยธรรมมนุษย์
บอกตรงๆว่ายากที่จะหาธาตุใดในตารางธาตุที่มีความสำคัญต่อชีวิตและอารยธรรมมนุษย์ ได้เสมอเหมือนธาตุเหล็ก (Iron) แล้ว
ลองมองไปรอบๆตัวเราจะเห็นได้อย่างชัดเจนว่ามีอุปกรณ์มากมายที่มีส่วนประกอบเป็นเหล็ก โดยเราสามารถพบเห็นเหล็กอยู่ในห้องแทบทุกห้องในบ้าน และนอกบ้านได้อย่างชัดเจน จนไม่จำเป็นต้องยกตัวอย่างใดๆ นอกจากนี้เหล็กยังแฝงตัวอยู่ในโครงสร้างของบ้านและอาคารเพื่อสร้างความแข็งแกร่งด้วย
เรารู้กันดีว่า มนุษย์รู้จักใช้เหล็กในการสร้างอุปกรณ์ต่างๆมาตั้งแต่ก่อนประวัติศาสตร์ จนเกิดเป็นยุคเหล็ก (Iron Age) โดยก่อนที่การถลุงเหล็กจะเกิดขึ้น มนุษย์โบราณใช้เหล็กจากอุกกาบาตที่ตกมายังพื้นโลกมาทำเป็นอุปกรณ์ด้วยการทุบตีมันอย่างบรรจงจนได้รูปทรงที่ต้องการ
อุกกาบาตเหล็ก ที่มีเหล็กเป็นองค์ประกอบหลัก
ทำไมมนุษย์เราจึงใช้เหล็กในการสร้างอุปกรณ์มากมายขนาดนี้?
หากมองในมุมของโลกยุคโบราณ เหล็กนั้นแข็งแกร่งและแตกหักได้ยากมาก เมื่อเทียบกับวัตถุอย่างไม้ หิน หรือทองแดง อีกทั้งเมื่อทำให้ร้อนจัด มันสามารถถูกตีให้เป็นรูปทรงต่างๆได้ค่อนข้างง่าย
นอกจากนี้ ในอารยธรรมสมัยใหม่ เรายังสามารถทำให้เหล็กมีสภาพแม่เหล็ก ซึ่งใช้ทำอุปกรณ์ได้อีกมากมาย เช่น มอเตอร์ หรือ เครื่องปั่นไฟฟ้า ได้ด้วย
เครื่องมือเหล็กในยุคโบราณ
โชคดีที่เปลือกโลกนั้นมีเหล็กอยู่เหลือเฟือ ปริมาณของธาตุเหล็กนั้นมากเป็นอันดับ 4 ทีเดียว เอาจริงๆคือหากโลกของเราขาดแคลนธาตุเหล็ก อารยธรรมของมนุษย์ย่อมเปลี่ยนแปลงมหาศาลจนยากต่อการจินตนาการ
หนึ่งในแร่สำคัญที่มีธาตุเหล็กอยู่มากและเป็นแร่สำคัญที่นำมาถลุงเหล็กไปใช้ได้ คือ แร่ฮีมาไทต์ (Hematite) หรือ แร่เหล็กแดง เพราะแร่ชนิดนี้มักจะมีสีแดงเลือดหมูกระจายอยู่ในเนื้อแร่ ซึ่งชื่อของแร่ดังกล่าวมาจากคำว่า haima ในภาษากรีกที่แปลว่าเลือด
แร่ฮีมาไทต์ (Hematite) หรือ แร่เหล็กแดง
แน่นอนว่าชื่อของโปรตีนฮีโมโกลบิน (Hemoglobin) ในเม็ดเลือดแดง ที่ทำหน้าที่ขนส่งออกซิเจนไปยังเซลล์ต่างๆของร่างกาย ก็มีที่มาอย่างเดียวกัน ในโปรตีนดังกล่าวมีองค์ประกอบสำคัญเป็นธาตุเหล็ก ผู้ที่ขาดธาตุเหล็กจึงเสี่ยงต่อภาวะโลหิตจาง และอาจมีอาการเหนื่อยง่าย โดยอาหารที่มีธาตุเหล็กอยู่มากเป็นพวกเนื้อแดง ตับ ถั่ว ผักใบเขียว และไข่
ฮีโมโกลบิน ในเม็ดเลือดแดง มีเหล็กเป็นองค์ประกอบ
นอกจากนี้ เหล็กไม่ได้มีบทบาทสำคัญในแง่อารยธรรมมนุษย์และเลือดเพียงอย่างเดียว เพราะเมื่อมองในระดับดาราศาสตร์ มันเป็นปลายทางสุดท้ายของปฏิกิริยาฟิวชันในดาวฤกษ์ด้วย
ดาวฤกษ์นั้นมีอุณหภูมิสูงเสียจนนิวเคลียสของธาตุต่างๆเคลื่อนที่ด้วยความเร็วสูงมาก ทำให้พวกมันอาจพุ่งเข้าชนกันแล้วรวมจนกลายเป็นธาตุที่หนักขึ้น พร้อมปลดปล่อยพลังงานออกมา ปรากฏการณ์นี้เรียกว่า ปฏิกิริยาฟิวชัน ซึ่งเป็นแหล่งที่มาของพลังงานในดาวฤกษ์มากมายรวมทั้งดวงอาทิตย์
แล้วปฏิกิริยาฟิวชัน จะสร้างธาตุที่หนักขึ้นเรื่อยๆอย่างไร้ขีดจำกัดได้หรือไม่?
เมื่อปฏิกิริยาฟิวชันดำเนินการสร้างธาตุที่หนักขึ้นไปจนถึงจุดหนึ่ง นั่นคือ เหล็ก หรือนิกเกิล การจะสร้างธาตุที่หนักเกินไปกว่านั้นจะต้องการพลังงานในการเกิดปฏิกิริยา ไม่ได้คายพลังงานอย่างปฏิกิริยาฟิวชัน ดังนั้นธาตุที่หนักกว่าเหล็กหรือนิกเกิลจึงเกิดด้วยกระบวนการอย่างอื่น
อย่างไรก็ตาม ด้วยธรรมชาติของปฏิกิริยาในดาวฤกษ์ ทำให้เหล็กมีมากกว่านิกเกิลอย่างมาก จึงกล่าวได้ว่าเหล็กนั้นเป็นปลายทางสุดท้ายของปฏิกิริยาฟิวชันในดาวฤกษ์นั่นเอง
ลึกลงไปในโลกของเรา ธาตุเหล็กนั้นเป็นองค์ประกอบหลักของแก่นโลกที่อยู่ใจกลางโลกโดยมีธาตุอื่นๆอย่างนิกเกิลเป็นส่วนประกอบด้วย อุณหภูมิของแก่นโลกที่สูงจะทำให้อิเล็กตรอนของเหล็กและนิกเกิลเคลื่อนที่อย่างอิสระ เมื่อแก่นโลกชั้นนอกมีการไหลเนื่องจากความร้อน การเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนจะทำให้เกิดสนามแม่เหล็กแผ่ออกมากลายเป็นสนามแม่เหล็กโลก ทำให้มนุษย์สามารถใช้งานเข็มทิศได้ และ ที่สำคัญคือมันปกป้องสิ่งมีชีวิตบนโลกจากอนุภาคพลังงานสูงจากห้วงอวกาศ
กล่าวได้ว่าการมีอยู่ของเหล็กนั้นสำคัญต่อมนุษย์อย่างยิ่ง ทั้งในแง่ขององค์ประกอบของเม็ดเลือด อารยธรรม ไปจนถึง แก่นโลกที่สร้างสนามแม่เหล็กออกมา จึงไม่น่าจะเป็นการกล่าวเกินไป ที่ว่าเหล็กนั้นเป็นหนึ่งในธาตุที่สำคัญที่สุดสำหรับมนุษยชาติ
ปิดท้ายด้วยเกร็ดน่าสนใจว่า ผิวดาวดาวอังคารที่มีสีแดงนั้นเป็นสีของเหล็กออกไซด์ซึ่งเป็นองค์ประกอบสำคัญของสนิมเหล็กนั่นเอง
- 24
โฆษณา
- ดาวน์โหลดแอปพลิเคชัน
- © 2024 Blockdit
