Большая Советская Энциклопедия (ГЕ) - Большая Советская Энциклопедия "БСЭ" - Страница 177

  В. В. Щербина.

Геохимия

Геохи'мия (от гео… и химия), наука о химическом составе Земли, законах распространённости и распределения в ней химических элементов, способах сочетания и миграции атомов в ходе природных процессов. Г. — часть космохимии. Единицами сравнения в Г. являются атомы и ионы.

  Одна из важнейших задач Г. — изучение на основе распространённости химических элементов химической эволюции Земли, стремление объяснить на химической основе происхождение и историю Земли, дифференциацию её на оболочки (геосферы). Наибольшее внимание в Г. уделяется проблемам распространённости и распределения химических элементов.

  Распространённость химических элементов. Распространённость различных химических элементов определяется синтезом их ядер, происходящим по разным термоядерным реакциям в недрах звёзд. Стадия эволюции звезды (её температура) определяет характер этого синтеза. Согласно наиболее распространённым космогоническим гипотезам (см.Космогония), при образовании Солнца из сжимающейся и вращающейся туманности на заключительной стадии сжатия от центрального сгущения отделилась значительная масса горячей плазмы, которая образовала вокруг него протопланетное облако в виде диска. Облако быстро охлаждалось, и в нём возникла спонтанная конденсация вещества. В результате многостадийных реакций (конденсационный рост ядер, их коагуляция, процессы аккреции и агломерации) газовое облако превратилось в газопылевое. Одновременно происходила потеря облаком газов в космическое пространство. Холодное газопылевое облако в силу ротационной неустойчивости разбилось на ряд сгущений — протопланет, которые адиабатически сжимались. Благодаря этому процессу из холодного вещества протопланетного облака образовались планеты земного типа и астероидный пояс с астероидами и метеоритами. Наконец, на периферии протопланетного облака происходила при очень низких абсолютных температурах конденсация отлетевших газов (Н, Не, NH3, CH4 и др.), образовавших большие планеты — Юпитер, Сатурн, Нептун, Уран.

  Непосредственное определение общего состава планеты невозможно, однако астрономические (спектральные) данные о составе Солнца и данные о химическом составе каменных метеоритов (наиболее распространённых — хондритов) позволяют судить о распространенности химических элементов на Земле и на др. планетах. Из табл. 1 видно, что распространенность элементов на Солнце и в метеоритах совпадают.

  Табл. 1. — Распространенность химических элементов на Солнце и в каменных метеоритах (хондритах) (SMg — число атомов данного элемента на 106 атомов магния).

Элементы Солнце Метеориты lg SMg S Mg lg SMg S Mg 1 H 10,64 4,4·1010 - 3 Li <-0,46 <3,4·10-1 1,54 3,5·101 4 Be 0,98 9,55 -0,14 7,19·10-1 5 B 2,24 1,7·102 1,18 1,50·101 6 C 7,15 1,4·107 4,30 2,02·104 7 N 6,70 5,0·106 2,54 3,47·102 8 O 7,47 3,0·107 6,55 3,54·106 9 F - - 3,01 1,02·103 11 Na 4,94 8,7·104 4,69 4,93·104 12 Mg 6,00 1,0·106 6,00 1,00·106 13 Al 4,84 6,9·104 4,89 7,81·104 14 Si 6,34 2,2·106 6,01 1,04·106 5,88 7,6·105 15 P 3,98 9,6·103 3,72 5,23·103 16 S 5,94 8,7·105 5,00 1,01·105 17 Cl - - 2,50 3,20·102 19 K 3,34 2,2·103 3,55 3,52·103 20 Ca 4,68 4,8·104 4,75 5,66·104 21 Sc 1,49 3,1·101 1,46 2,88·101 22 Ti 3,45 2,8·103 3,34 2,20·103 3,27 1,9·103 23 V 2,81 6,5·102 2,35 2,23·102 24 Cr 3,76 5,8·103 3,65 4,5·103 3,97 9,35·103 25 Mn 3,49 3,1·103 3,87 7,37·103 26 Fe 5,44 2,8·105 5,84 6,96·105 27 Co 3,34 2,2·103 3,28 1,92·103 28 Ni 4,41 2,6·104 4,60 4,00·104 29 Cu 3,09 1,2·103 2,49 3,06·102 30 Zn 2,16 1,4·102 2,09 1,24·102 31 Ga 1,36 2,3·101 1,06 1,16·101 32 Ge 1,13 1,3·101 1,35 2,23·101 33 As - - 0,64 4,32 34 Sc - - 1,31 2,05·101 35 Br - - 1,78 6,08·10-1 37 Rb 1,12 1,3·101 0,75 5,69 38 Sr 1,66 4,6·101 1,27 1,85·101 39 Y 1,84 6,9·101 0,56 3,64 40 Zr 1,29 2,0·101 1,09 1,24·101 41 Nb 0,94 8,7 -0,28 5,23·10-1 42 Mo 0,94 8,7 0,40 2,53 44 Ru 0,46 2,9 0,20 1,60 45 Rh 0,01 1,0 -0,51 3,15·10-1 46 Pd 0,21 1,6 0,18 1,52 47 Ag -0,61 2,4·10-1 0,82 1,50·10-1 48 Cd 0,18 1,5 1,14 7,21·10-2 49 In 0,09 1,2 2,85 1,41·10-3 50 Sn 0,18 1,5 0,83 6,83 0,69 4,9 51 Sb 0,58 3,8 -0,94 1,1·10-1 -0,88 1,33·10-1 52 Te - - 0,28 1,90 53 I - - -1,71 5,11·10-1 55 Cs - - -0,91 1,22·10-1 56 Ba 0,74 5,5 0,85 7,08 57 La 0,67 4,7 -0,46 3,50·10-1 58 Ce 0,42 2,6 -0,24 5,78·10-1 59 Pr 0,09 1,2 -0,94 1,15·10-1 60 Nd 0,57 3,7 -0,17 6,74·10-1 62 Sm 0,26 1,8 -0,67 2,16·10-1 63 Eu -0,40 4,0·10-1 -1,07 8,53·10-2 64 Gd -0,23 5,9·10-1 -0,39 4,12·10-1 65 Tb - - -1,29 5,10·10-2 66 Dy 0,36 4,4·10-1 -0,46 3,49·10-1 67 Ho - - -1,16 6,88·10-2 68 Er - - -0,71 1,94·10-1 69 Tm - -1,5 -1,42 3,84·10-2 70 Yb 0,17 - -0,73 1,87·10-1 71 Lu 1,49 - -1,49 3,24·10-2 72 Hf - - -0,74 1,82·10-1 73 Ta - - -0,75 1,79·10-1 74 W - - -0,58 2,64·10-1 75 Re - - -0,76 1,74·10-1 76 Os - - -0,22 5,96·10-1 77 Ir - - -0,38 4,22·10-1 78 Pt - - 0,22 1,66 79 Au - - -0,79 1,65·10-1 80 Hg - - -0,09 8,08·10-1 81 Tl - - -2,63 2,38·10-3 82 Pb 0,27 1,9 -0,81 1,56·10-1 83 Bi - - -1,63 2,33·10-2 90 Th - - -1,55 2,79·10-2 92 U - - -1,99 1,02·10-2