загрузка...
загрузка...
На головну

геохімічні процеси

  1. I Основні інформаційні процеси і їх реалізація за допомогою комп'ютерів
  2. I. Основні і допоміжні процеси
  3. Z1.2. КОМУНІКАТИВНІ ЯВИЩА І ПРОЦЕСИ В УПРАВЛІНСЬКОЇ ДІЯЛЬНОСТІ 437
  4. Автоколивальні БІОХІМІЧНІ ПРОЦЕСИ
  5. Адаптаційні процеси, обумовлені тренуванням з обтяженнями
  6. Активні електричні процеси
  7. Атрибутивні процеси. Фундаментальна помилка атрибуції.

Геохімічні процеси відіграють в географічній оболонці важливу роль, оскільки вони зачіпають саму суть навколишнього середовища з точки зору складу утворюючих її елементів і взаємодії один з одним, включаючи обмін речовиною.

Для оцінки середнього хімічного (елементного) складу Землі використовують результати вимірювання щільності Землі, швидкості і напряму сейсмічних і електромагнітних хвиль, склад метеоритів. Середній склад Землі як небесного тіла вперше був намічений геохіміком П. Н. Чирвінський в 1919 р Сучасні дані про середньому вмісті хімічних елементів Землі (по В. А. Руднику і Е. В. Соботович, 1984) наведені нижче:

 елемент  Зміст,%  елемент  Зміст,%
 Залізо  41,87  сірка  1,41
 кисень  27,27  кальцій  1,06
 кремній  12,23  алюміній  1,02
 магній  10,68  калій  0,74
 нікель  3,14    

Кларк.На початку XX ст. американський вчений Ф. У. Кларк став вивчати кількісну поширеність хімічних елементів у земній корі, атмосфері і гідросфері. Для позначення середнього змісту хімічного елемента в земній корі (атмосфері, гідросфері, Землі в цілому, космічні об'єкти) А. Е. Ферсман в 1923 році запропонував термін «кларк».

Дані табл. 4.2 показують, що земна кора майже наполовину (47%) складається з кисню і її можна назвати «кисневої сферою». Разом з кремнієм ці елементи складають приблизно 80% маси земної кори, а з урахуванням кларков алюмінію, заліза, кальцію, натрію, калію, магнію і титану сума збільшується до 99,48%. Частка всіх інших елементів становить близько 0,5%.

Таблиця 4.2. Хімічний склад земної кори

 елемент  Зміст,%
 по А. І. Перельману  по А. П. Виноградову
 кисень  49,13
 кремній  29,5  26,00
 алюміній  8,05  7,45
 Залізо  4,65  4,20
 кальцій  2,96  3,25
 натрій  2,50  2,40
 калій  2,50  2,35
 магній  1,87  2,35
 Титан  0,45  0,61
 решта  0,52  2,26

Кларк концентрації.Ставлення змісту елемента в даній системі до його Кларку в земній корі називається Кларком концентрації. Цей термін використовується В. І. Вернадським в 1937 році і є важливою геохимической характеристикою. Якщо кларк менше одиниці, то користуються показником кларк розсіювання - Величиною, зворотної Кларку концентрації.

Кларки концентрації і розсіювання одного і того ж елемента в різних ландшафтно-географічних ситуаціях можуть коливатися в дуже великих межах, що залежить від первинних джерел елемента, його міграційної здатності, форми знаходження елемента в природних системах і властивостей середовища розсіювати або концентрувати елемент. На рис. 4.10 показаний кларк концентрації барію в земній корі. Найбільше значення (1,27) характерно для кислих порід, найменше (n ? 10-5) - Для водного середовища.

Міграція і диференціація речовини.Речовина Землі знаходиться в постійному русі. На міграцію (рух, переміщення, перерозподіл) і диференціацію елементів впливають дві групи факторів: внутрішні - Властивості хімічних елементів, що визначаються будовою атомів, їх здатністю утворювати сполуки, осідати з розчинів і розплавів, і зовнішні, характеризують обстановку міграції - температура, тиск, кислотно-лужні і окислювально-відновні умови (рН і Eh).

Мал. 4.10. Кларк концентрації барію (по А. І. Перельману): 1 - вивержені породи, кислі; 2 - То ж, основні; 3 - То ж, ультраосновні; 4 - Вапняки; 5 - Сланці вуглецево-крем'янисті; 6 - Пісковики; 7 - глини і сланці; 8 - Глини; 9 - теригенні породи; 10 - боксити; 11 - антрацит; 12 - нафту; 13 - Глибоководна глина; 14 - буре вугілля; 15 - Галоліти; 16 - гіпсоліта; 17 - Розсоли; 18 - грунт

Крім факторів міграції має значення, в якій формі перебуває елемент. Згідно В. І. Вернадського, основні форми знаходження елементів наступні: 1) гірські породи і мінерали (в тому числі природні води і гази), 2) жива речовина, 3) магми (силікатні розплави), 4) розсіяне речовина.

Хімічна міграція речовини в географічній оболонці за величиною порівнянна з механічною, а за значимістю перевершує останню, так як поряд з біогенної міграцією визначає хімічний склад всіх геосфер. Найважливіше значення мають два пов'язаних процесу - окислення і відновлення. окислення - Це перегрупування електронів між атомами речовини, в результаті якої створюються атоми (іони) з більш високою валентністю. Найхарактернішою реакцією є приєднання кисню, тобто власне окислення. Ознакою окисної обстановки служить наявність вільного кисню. Окислювачами виступають також сірка (SO42), Вуглець (СО2), Азот (NO31, NO2) та ін. відновленням називають геохімічний процес, в результаті якого відбувається приєднання елементами (іонами) електронів і зниження їх валентності. У геохімії таким найважливішим процесом вважається приєднання водню, або гидрогенизация речовини. Крім водню, восстановителями є сірководень (H2S), сполуки вуглецю (СН4, СО, органічна речовина), двовалентне залізо і марганець і ін.

Парагенетичні асоціації елементів.Поняття парагенезиса ввів В. І. Вернадський в 1909 р, хоча в мінералогії це явище було описано за 100 років до нього і називалося суміжністю. під парагенезісом розуміють спільне знаходження елементів або мінералів, пов'язаних між собою генетично. негативний (Заборонений) парагенезіс - Це неможливість спільного освіти і знаходження елементів або мінералів.

Обидва поняття мають спільну природу і пов'язані з умовами освіти і взаємодії хімічних елементів, які залежать від близькості іонних радіусів, сорбції, радіоактивного розпаду і інших властивостей. Знання парагенетических і заборонених асоціацій - важлива передумова пошуку корисних копалин, а також засіб для оцінки поведінки деяких елементів в природному середовищі і в умовах техногенезу.

Хімічні елементи та з'єднання, що визначають умови міграції в даній системі, називаються провідними. Зазвичай їх число невелике. Наприклад, геохімічна обстановка в океані визначається наявністю кисню, натрію і хлору. У багатьох природних середовищах встановлена ??провідна роль іона Н+, Від якого залежить рН середовища.

Оскільки провідні елементи визначають поведінку в даній системі інших елементів і сполук, в геохімії використовують принцип рухливих компонентів, сформульований А. І. Перельманом: геохимическая особливість системи визначається провідними компонентами. Провідними є елементи, що володіють в даному середовищі високими кларками, активно мігрують і накопичуються.

Контрольні питання

Що розуміється під географічною оболонкою?

Які межі географічної оболонки?

Який речовий склад географічної оболонки?

Що розуміється під системою в природознавстві і які її властивості?

Як відбуваються механічні взаємодії в географічній оболонці?

Яка роль гравітації?

Що таке приливообразующая сила і який вплив вона робить на Землю?

Як механічні рухи пов'язані з обертанням Землі?

Що таке магнітосфера і в чому полягає її роль?

Як використовуються властивості магнітного поля?

Яка природа формування електричного поля Землі?

Як здійснюється перенесення тепла в географічній оболонці?

У чому суть геохімічних процесів?

В чому полягає суть парагенезиса?

ЛІТЕРАТУРА

Арабаджи М. С, Мільнічук В. С. Таємниці земних глибин. - М., 1983.

Арманд Д. JI. Географічне середовище та раціональне використання природних ресурсів. - М., 1983.

Бялко А. В. Наша планета - Земля. - М., 1989.

Бестужев-Лада І. Біля витоків світобудови. - М., 1987.

Войткевич Г. В. Народження Землі. - Ростов-на-Дону, 1996.

Забєлін І. М. Мудрість географії. - М., 1986.

Криволуцкий А. Е. Рельєф і надра Землі. - М., 1977.

Криволуцкий А. Е. Блакитна планета. - М., 1985.

Кері У. У пошуках закономірностей розвитку Землі і Всесвіту. - М., 1991.

Орлятко В. В. Основи геофізики. - Калінінград, 2000..

Перельман А. І., Касимов Н. С. Геохімія ландшафту. - М., 1999..

Поті М. І. Концепції сучасного природознавства. - СПб., М., 1999..

Ретеюм А. Ю. Земні світи. - М., 1988.

Рудник В. А., Соботович Е. В. Рання історія Землі. - М., 1984.

Фішман В. П., Урсова А. А. Прилади дивляться крізь Землю. - М., 1987.

Хеллем Е. Великі геологічні суперечки. - М., 1985.

Цубоі Т. Гравітаційне поле Землі. - М, 1982.



Попередня   7   8   9   10   11   12   13   14   15   16   17   18   19   20   21   22   Наступна

ГЛАВА 2. МЕТОДИ ДОСЛІДЖЕННЯ У землезнавства | ГЛАВА 3. ЗЕМЛЯ ВО ВСЕСВІТУ | Всесвіт | сонячна система | Взаємодія Землі і Космосу | Поняття про географічну оболонку як об'єкті землезнавства | Загальні закони і концепція системи в природознавстві | Механічні взаємодії в географічній оболонці | магнітосфера Землі | Електричне поле Землі |

загрузка...
© um.co.ua - учбові матеріали та реферати