Химический состав коры. Средний химический состав континентальной коры определен на основе осреднения данных многочисленных химических анализов для отдельных видов горных пород, и учета распространенности различных видов горных пород в составе континентальной коры. В принципе, аналогичным образом определён и средний состав океанической коры, только в океанической коре горные породы гораздо более однообразны, чем в континентальной. Средний состав мантии оценивается в первом приближении на основании сопоставления с каменной составляющей хондритовых метеоритов и учёта анализов так называемых мантийных ксенолитов, иногда встречающихся в базальтах и некоторых других магматических породах.
Тщательное определение средних содержаний всех известных химических элементов в составе континентальной коры было впервые выполнено американским геологом Ф. Кларком. В его честь средние содержания химических элементов в коре стали называть кларками химических элементов. Сравнивая содержание химических элементов в конкретных породах с их кларками, можно сделать вывод о том, обогащена или обеднена эта горная порода теми или иными химическими элементами по сравнению с корой в целом.
| Мантия | Кора океаническая | Кора континентальная | |
| Кислород | |||
| Кремний | |||
| Магний | |||
| Железо | |||
| Кальций | |||
| Алюминий | |||
| Натрий | <1 | ||
| Калий | <1 | <1 | |
| Другие элементы |
Как в мантии, так и в обоих типах коры резко преобладают кислород и кремний, которые в сумме составляют от 66 до 75%. Именно поэтому породы мантии и обоих типов коры состоят, в основном, из силикатных минералов, основу кристаллических решеток которых составляют атомы кислорода и кремния.
Из важнейших (породообразующих) элементов земная кора обогащена по сравнению с мантией кремнием, кальцием, алюминием, натрием и калием и резко обеднена магнием. Содержание железа в мантии и коре примерно одинаковое.
Химический состав Земли в целом. Средний состав Земли заведомо сильно отличается от среднего состава пород коры, доступных для непосредственных исследований, так как средняя плотность Земли 5,52 г/см3 значительно больше средней плотности средней плотности горных пород земной коры (2,8-3,0 г/см3). Поэтому оценка среднего состава Земли (и других планет земной группы) делается на основании состава метеоритов.
Планеты земной группы сформировались из материала идентичного каменной и металлической составляющих метеоритов, которые характеризуются значениями плотности 3,3 г/см3 и 7,8 г/см3, соответственно. Зная значения средней плотности планет земной группы, нетрудно рассчитать и соотношения каменного и металлического материала, мобилизованного на их формирование. Правда, в значения средней плотности планет, используемые в расчетах, необходимо ввести поправку на сжатие, которая тем больше, чем больше масса планеты. Так, для Земли средняя плотность с поправкой на сжатие составляет 4,09 г/см3. Из этого следует, что доля каменного материала в составе Земли составляет 68%, а металлического – 32%.
Далее можно рассчитать и модельный состав Земли в целом. Содержания всех химических элементов и в каменном, и в металлическом веществе хондритовых метеоритов известны. А значит, модельный состав Земли можно рассчитать через обыкновенные пропорции. Такой подход, правда, дает лишь самое первое приближение состава Земли. Более строгие оценки требуют учета неоднородности состава каменных и металлических частиц в разных частях протопланетного диска.