4. Вещественный состав и строение земли.

В формировании вещественного состава земли главную роль сыграли космические факторы. Состав и структура метеоритов свидетельствуют, что они возникли в условиях высоких температур, которые сменились быстрым охлаждением.

Анализы изотопного состава вулканических пород говорят о разном соотношении изотопов, что было бы невозможно, если бы мантия когда-то была целиком в расплавленном состоянии. Изначальная гетерогенность мантии подтверждается геохимией мантии и космохимии метеоритов. На ранней стадии развития планеты, испытывавшей разогрев, в мантийном материале образовался железный расплав с серой, который стекал к центру земли и сформировал ядро. Возможно, у центра располагается твердое субъядро из железа и никеля. Жидкое состояние внешнего ядра определило генерацию магнитного поля земли. Зонально-оболочное строение недр земли и других планет – результат начальных условий их образования и происходивших затем процессов химической дифференциации в слагавшем эти планеты веществе.

Атмосфера. Большая часть (90%) сосредоточена в слое до высоты 16 км. Азот – 78, кислород – 21, аргон – 0,9, углекислый газ – 0,03%.

Гидросфера. Результат дифференциации вещества. Мировой океан образовался из паров мантийного материала, содержавших до 7% воды. Паровые конденсированные воды сразу же становились кислыми, т.к. проходя через первичную атмосферу насыщались углекислым газом, метаном, аммиаком, сероводородом и др. Образовалась анионная составляющая поверхностных вод. Кислоты в воде разрушали алюмосиликатные породы, химическое выветривание вызвало появление катионов.

По различным геофизическим характеристикам твердый объем планеты разделился на 4 сферы – кору, мантию, внешнее и внутреннее ядро.

Земная кора. Раньше отождествлялась с литосферой. Верхняя граница – по поверхности суши и дну океана, нижняя – по поверхности Мохоровичича (раньше) или внутри мантии (сейчас). Континентальная кора: осадочный, гранито-гнейсовый, базальтовый слои. Мощность 30-40 км, в горных областях – до 50-70 км. Океаническая кора: осадочный и базальтовый слои. Мощность не превышает обычно 10 км.

Литосфера – подвижный поверхностный слой, подошва которого совпадает с изотермой солидуса (начинают плавится горные породы).

Мантия. Верхняя часть – астеносфера. Более глубокие слои известны только по косвенным геофизическим данным. Измерение скоростей сейсмических волн позволили предположить. Что мантия состоит из ультраосновных пород – перидотитов и эклогитов.

Ядро. Выделяют внешнее и внутреннее. Внешнее – жидкое (не установлено прохождение через него поперечных волн). Внутреннее – вероятно твердое. Состав ядра железно-никелевый, с примесью кремния и серы.

5. Геохимическая классификация элементов.

Все классификации базируются на системе Менделеева, т.к. положение элемента в таблице определят его геохимические свойства – способность концентрироваться в физико-химических условиях земной коры. Гидросферы, атмосферы, живых организмах.

Классификация Гольдшмидта. Основана на способности концентрироваться в той или дугой среде и на строении оболочек атомов. Все элементы подразделяются на группы:

Литофильные (оксифильные). Элементы горных пород, в условиях земной коры образуют минералы – кислородные соединения (оксиды, гидроксиды, соли кислородных кислот). 54 элемента – большая часть системы Менделеева. Кремний, кальций, хлор, фтор…

Халькофильные. Дают природные соединения с серой, селеном и теллуром. Образуют сульфиды селениды, теллуриды. Примеры: цинк, свинец, кадмий, мышьяк…

Атмофильные. Элементы атмосферы. Характерно газообразное состояние. Водород, гелий, азот, аргон…

Сидерофильные – раств. в железных расплавах и дают сплавы с железом. Железо, никель, кобальт.

Особая группа - биофильные – концентрируются в живых организмах. Есть элементы, которые находятся в промежуточном положении и сочетают свойства групп, они отражают отсутствие резких границ в природе.

Классификация Вернадского. Основа: присутствие/отсутствие химических или радиохимических процессов элемента, характер этих процессов – обратимость/необратимость, присутствие/отсутствие химических соединений или молекул, состоящих из нескольких атомов. Элементы разделены на 6 групп:

I - Благородные газы: He, Ne, Ar, Kr, Xe

II – Благородные металлы: Ru, Rh, Pd, Os, Ir, Pt, Au

III – Циклические элементы: H, Be, B, C, N, O, F, Na, Mg… (44)

IV – Рассеянные элементы: Li, Sc, Ga, Br, Rb, Y, Nb, Ta… (11)

V – Элементы сильно радиоактивные: Po, Rn, Ra, Ac, Th, Pa, U

VI – Элементы редких земель: La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd… (15)

Группы отражают строение атома, учтены радиоактивные свойства.

Классификация Перельмана. В основе – форма, интенсивность, контрастность миграции элементов, их способность конденсироваться на геохимических барьерах. 2 группы: воздушные и водные мигранты.

Воздушные: активные и пассивные.

Водные мигранты: катионогенные и анионогенные, в каждых выделяют очень подвижные, подвижные, слабоподвижные, подвижные и слабоподвижные (миграция и концентрация зависят от обстановки), малоподвижные, очень редкие элементы (самородное состояние).