рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры
- Раздел Образование
- /
- Средний химический состав земной коры и планет земной группы (%).
Реферат Курсовая Конспект
Средний химический состав земной коры и планет земной группы (%).
Средний химический состав земной коры и планет земной группы (%). - раздел Образование, КОНЦЕПЦИИ СОВРЕМЕННОГО ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ Состав Венера Земля ...
| Состав | Венера | Земля | Луна | Марс | Метеориты |
| O | 43.2 | 46.60 | 40.45 | 43.22 | 32.30 |
| Si | 21.04 | 27.72 | 19.26 | 20.86 | 16.3 |
| Al | 8.36 | 8.13 | 5.16 | 3.01 | 1.38 |
| Fe | 7.4 | 5.00 | 14.17 | 12.74 | 28.80 |
| Mg | 6.84 | 2.09 | 4.1 | 4.98 | 12.30 |
| Ca | 5.07 | 3.63 | 8.78 | 4.0 | 1.33 |
| Na | <1,0 | 2.83 | 0.32 | <1,0 | 0.60 |
| K | 3.32 | 2.59 | 0.05 | 0.08 | 0.15 |
| S | 0.65 | 0.047 | 0.19 | 3.08 | 2.12 |
| Ni | 0.0058 | 1.57 | |||
| Cr | 0.0083 | 0.18 | 0.34 | ||
| Mn | 0.15 | 0.09 | 0.22 | 0.21 | |
| Ti | 0.95 | 0.6 | 6.1 | 0.48 | 0.13 |
| Co | 0.0018 | 0.12 | |||
| P | 0.08 | 0.11 | |||
| Cl | 0.7 |
Из таблицы видна химическая дифференциация вещества относительно среднего состава метеоритов (располагающиеся между орбитой Марса и Юпитера) с одной стороны, а с другой – в направлении от Венеры к Марсу.
Образование земной коры произошло за счет верхней мантии. Поэтому этот слой иногда называют “истощенной” мантией. Геологи не располагают прямыми данными о ее составе, т.к. самые глубокие скважины не достигают глубины более 13 км. Однако по косвенным данным, а также по обломкам, вынесенным глубинными магматическими образованиями в область земной коры и собранным на дне Тихого и Атлантического океанов, породы верхней мантии представляют собой силикатные образования типа дунит-перидотитового состава, состоящих из силикатов: оливина, пироксенов.
Нижняя мантия представляет собой горные породы, близкие по своему составу к метеоритному веществу типа углистых хондритов. Однако прямых данных о ее составе нет.
Внешнее жидкое ядро состоит в основном из расплава железа с примесью никеля и серы.
Ядро, по представлениям многих исследователей, состоит из сульфидов железа, самородного железа и никеля с возможным вхождением незначительного количества силикатов.
В целом Земля могла образоваться[77] из смеси, состоящей на 40 % из материала типа углистых хондритов, 50 % обычных хондритов и 10 % железных метеоритов.
Таким образом зональное оболочечное строение Земли, как и строение других внутренних планет Солнечной системы, является результатом как первичных условий ее формирования, так и последующих процессов химической дифференциации. Однако самые верхние оболочки Земли – атмосфера, гидросфера, литосфера выступают как образования вторичные – продукты собственно геологического развития планеты.
Возникновение и эволюция океана и атмосферы
По всем имеющимся данным, пары воды и газы атмосферы возникли в недрах Земли и поступили на ее поверхность в результате внутреннего разогрева совместно с более легкоплавкими веществами первичной мантии в процессе вулканической деятельности, а также в результате бомбардировки метеоритами поверхности планеты на рубеже 4,5-4,3 миллиарда лет.
Земля и все внутренние планеты характеризуются очень малым количеством летучих веществ. Так, масса гидросферы составляет едва 0,024 % общей массы земли, а масса атмосферы всего лишь 0,00009 %! Присутствие столь малых количеств летучих веществ связано, с одной стороны, со способом и местом образования нашей планеты в той части первичной туманности, где летучих веществ было мало, с другой – масса нашей планеты не настолько велика, чтобы удержать легкие газы типа водорода, гелия.
Предполагается следующий процесс формирования первичного состава атмосферы земли из летучих веществ протопланетного облака. Вода и углекислый газ, как компоненты солнечной туманности, пребывали в виде молекул, когда большая часть твердых конденсатов уже сформировалась. Поэтому оставшиеся газы в какой-то мере поглощались пылеватыми частицами путем адсорбции и различных химических реакций.
При падении температуры газовой туманности ниже 400 °К ранее выделившиеся силикаты взаимодействовали с парами воды:
3MgSiO3 + SiO2 + H2O (газ) ® Mg3Si4O10(OH)2;
3Mg2SiO4 + 5SiO2 + H2O (газ) ® 2Mg3Si4O10(OH)2;
Таким образом, гидратированные силикаты, находимые в некоторых хондритах, оказались скрытыми носителями такого важного летучего вещества, как вода. Кроме того, обладая в тонкодисперсном состоянии высокой адсорбционной способностью, силикаты могли захватывать и поглощать из окружающей среды не только молекулы воды, но также обычные инертные газы.
Попадая в условия больших глубин и давлений, гидратированные силикаты должны отдавать воду и сопутствующие газы на поверхность планеты. Таким процессом являлся вулканизм. Именно по такому сценарию могла формироваться атмосфера и гидросфера Земли.
Все глубинные газы Земли (Н2О, СО, СО2, H2S, SO2, SO, H2, NH3, CH4), поступавшие на ее поверхность, в большинстве случаев подвергались резкому изменению и переходили в другие химические соединения. Исключение представляют благородные газы, накапливавшиеся в атмосфере (аргон). Основной вулканический газ – вода – конденсируется в виде жидкой воды, создавая гидросферу. Углекислый газ быстро потребляется при фотосинтезе у зеленых растений. Аммиак за весьма короткое время был переведен биотой в азот. Большая часть СО2, растворяется в воде, образуя в гидросфере сложную карбонатную систему, из которой углекислота извлекается при образовании карбонатных горных пород – известняков и доломитов.
Вулканические дымы, содержащие HСl, HF, SO2 попадают из атмосферы в моря и океаны, и там, в комплексном растворе морской воды, диссоциируют на ионы, обогащая его состав.
Океаническая вода представляет собой уникальный природный раствор, содержащий в среднем 3,5 % растворенных веществ или 35 промилле (35 г на 1 кг раствора). Среди основных компонентов, определяющих соленость воды, следует указать главные (по степени распространенности):
Na+ > Mg2+ > Ca2+;
Cl- > SO42- > HCO3
В океанической воде находятся и другие элементы, но их концентрация меньше 1 г/т. Однако некоторые из них (кремний, фосфор, азот) играют важную роль в химических процессах моря и живом веществе.
Необходимо отметить удивительную особенность химического состава морской воды – главные ионы в ней имеют постоянное соотношение во всей толще Мирового Океана. Это свидетельствует о необычайной устойчивости динамического равновесия между количеством растворенных веществ, попадающих из атмосферы, суши в океан, и их соосаждением.
Своеобразную роль в составе морской воды играют растворенные в ней природные газы: азот, кислород, СО2, H2S, которые тесно связаны с атмосферой и живым веществом суши и моря.
Таким образом проблема происхождения океана связана с проблемой образования не только воды, но и растворенных в ней ионов разного типа. Современные представления теснейшим образом увязывают происхождение вод Мирового океана и газов атмосферы с дегазацией пород глубинных образований мантии. Доказательством этого является избыток воды и газов в атмосфере и океане (в 10-200 и более раз; Руби, 1951) по отношению к тому количеству, которое могли бы дать породы земной коры в результате их выветривания.
Сопоставление состава газов атмосферы других планет земной группы с Землей, показывает разительное их отличие, связанное с разными историческими путями развития этих планет.
Сравнительный химический состав планетарных атмосфер (объмн. %)
| Компонент | Венера | Земля | Марс | Юпитер |
| Водород, Н2 | <10-3 | < 5Ч10-5 | - | |
| Кислород, О2 | < 10-3 | 0,1 | - | |
| Озон, О3 | ? | 10-6 – 10-5 | 10-5 | - |
| Азот, N2 | 3,5 | 78,1 | 2,5 | - |
| Диоксид углерода, СО2 | 96,5 | 0,034 | - | |
| Сера, S2 | 2Ч10-5 | n | - | - |
| Водяной пар, Н2О | 0,2 | 0,1 | 0-0,2 | - |
| Оксид углерода, СО | 3Ч10-3 | 10-4 | 0,08 | - |
| Метан, СН4 | <10-4 | 1,8Ч10-4 | 4Ч10-4 | 0,04 |
| Аммиак, NH3 | ,2Ч10-4 | <10-5 | <10-5 | 0,06 |
| Диоксид серы, SO2 | 1,5Ч10-2 | 10-4 | <10-6 | - |
| Хлористый водород, HCl | 4Ч10-5 | <10-5 | <10-5 | - |
| Фтористый водород, HF | 5Ч10-7 | <10-7 | <10-7 | |
| Ацетилен, С2Н2 | <10-6 | <10-5 | <5Ч10-4 | 2Ч10-6 |
| Этан, С2Н6 | <10-6 | <10-5 | <4Ч10-4 | 10-4 |
| Фосфин, РН3 | - | <10-5 | - | - |
| Инертные газы |
| Гелий, Не | 0,01 | 5Ч10-4 | - | |
| Неон, Ne | 1,3Ч10-3 | 1,8Ч10-3 | - | - |
| Аргон, Ar | 0,015 | 0,9 | 1,5 | - |
| Криптон, Kr | 6,5Ч10-5 | 1,1Ч10-4 | 3Ч10-5 | - |
| Ксенон, Xe | - | 8,7Ч10-6 | 8Ч10-6 | - |
| Средняя молекулярная масса | 43,5 | 28,8 | 43,5 | 2,3 |
Заканчивая анализ вопроса происхождения атмосферы и океана, необходимо обратить внимание, что на первых этапах гидросфера была кислой и достаточно минерализованной. Собственно пресные воды – образование гораздо более позднее, получившееся в результате эффекта дистилляции путем неоднократного испарения, накапливания вод на участках локальных замкнутых бассейнов. В этой связи необходимо напомнить, что человек, в результате своей хозяйственной деятельности, вносит дисбаланс именно в механизм образования пресных вод, т.к. выбрасывает громадное количество газов, способствующих формированию кислотных дождей. Другими словами, хозяйственная деятельность человека возвращает примитивную составляющую мантийного источника газов и воды в общем круговороте вещества.
Сильные кислоты в ювенильной воде ранней геологической истории интенсивно разрушали первичные алюмосиликаты, извлекая из них щелочные (Na, K, Mg, Ca, Cs, Sr) и щелочноземельные металлы, а также соли двухвалентного железа. Первичная поверхность суши омывалась кислыми дождями и была ареной интенсивных процессов гидролиза и гидратации первых минералов. При выносе указанных металлов они накапливались в Океане, формируя его современный состав. То есть, первичная атмосфера в целом была восстановительной и практически лишена кислорода. Ее состав был близок к атмосфере Венеры. На Земле кислород появился благодаря фотосинтезу.
Проблема азота в атмосфере Земли связана с дегазацией глубинных частей Земли в виде аммиака (NH3). В процессе его окисления образовывался молекулярный азот.
Углерод в атмосфере образовался за счет дегазации глубинных слоев мантии Земли СО2, СО и СН4.
– Конец работы –
Эта тема принадлежит разделу:
КОНЦЕПЦИИ СОВРЕМЕННОГО ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ
Учебное издание... Кокин Александр Васильевич доктор геолого минералогических наук...
Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Средний химический состав земной коры и планет земной группы (%).
Что будем делать с полученным материалом:
Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:
| Твитнуть |
Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Подпишитесь на Нашу рассылку
Реклама
Информация в виде рефератов, конспектов, лекций, курсовых и дипломных работ имеют своего автора, которому принадлежат права. Поэтому, прежде чем использовать какую либо информацию с этого сайта, убедитесь, что этим Вы не нарушаете чье либо право.
© copyright 1999 - 2024 allRefs.net. Все права защищены. Страница сгенерирована за: 0.026 сек.
Новости и инфо для студентов