Wenn Sie gebeten werden, die chemischen Elemente aufzulisten, die den größten Teil der Erde ausmachen, werden Sie vielleicht überrascht sein, wie schwer es ist, dies zu tun erraten Sie die richtigen Elemente, ohne mehr zu wissen als der Durchschnittsmensch über all diesen Dreck, Rock und Metal zu wissen unter den Füßen. (Sie möchten auch wissen, ob Ihr Quizzer nach der Zusammensetzung der Atmosphäre gefragt hat über die Erde, auch ein häufiges geowissenschaftliches Thema.)
Elemente sind verschiedene Arten von Atomen, und bis 2020 wurden 118 von ihnen identifiziert, von denen 92 in erheblichen Mengen in der Natur vorkommen. Während es unmöglich ist, die genaue Zusammensetzung der tieferen Schichten der Erde mit Sicherheit zu kennen, machen allein vier Elemente fast 90 Prozent des obersten Teils der Erde oder Kruste aus; vier weitere machen neun Zehntel des Rests aus.
Schichten der Erde
Die mehr oder weniger kugelförmige Erde, etwa 8.000 Meilen (knapp 13.000 Kilometer) durch die Mitte, ist in drei geologische Schichten unterteilt:
- Ein sehr dünnes Kruste sich von der Oberfläche nach unten erstreckend, etwa 5 km dick;
-
ein Mantel etwa 1.800 Meilen
(2.890 km)
dick, hauptsächlich aus Magnesium- und Eisengesteinen zusammengesetzt; * ein Ader etwa 2.200 Meilen (3.400 km) dick und einschließlich eines festen Eisenzentrums, das einen geschmolzenen (heißen flüssigen) "Ring" aus Eisen und Nickel umgibt (siehe unten).
Die Erdkruste besteht fast ausschließlich aus acht Elementen, von denen allein vier fast neun Zehntel des Gesamtgewichts dieser Schicht beanspruchen: Sauerstoff kommt auf 46,6 Massenprozent, gefolgt von Silizium mit 27,7 Prozent, Aluminium bei 8,1 Prozent und Eisen bei 5 Prozent.
- Die restlichen Krustenelemente sind Kalzium, 3,6 Prozent; Natrium 2,8%, Kalium 2,6% und Magnesium 2,1%.
Fast 100 Prozent der Masse des Erdkerns besteht aus den beiden Elementen Eisen und Nickel. Wissenschaftler haben dies aus dem Wissen geschlossen, dass der Kern 13-mal so dicht sein muss wie Wasser, sodass nur eine Kombination aus geschmolzenem Eisen und Nickel als plausible Kandidaten übrig bleibt.
Die reichlichsten Elemente der Erde
Sauerstoff: Dieses bekannte Element ist die Nummer 6 im Periodensystem der Elemente, macht etwa 47 Prozent der Masse der Kruste aus und ist (zum Glück) auch in der Atmosphäre reichlich vorhanden. Es ist auch der Hauptbestandteil von Wasser.
Da Sauerstoffatome im Vergleich zu den anderen vorherrschenden Elementen der Erdkruste leicht sind, bedeutet die Tatsache, dass ihre Gesamtmasse fast die Hälfte der Erdkruste ausmacht, dass der Bruchteil seiner Atome der aus Sauerstoff besteht, ist sogar höher als der Massenanteil.
Silizium: Dieses Element, Nummer 14 im Periodensystem, existiert als Kristallfeststoff. Es reagiert schlecht mit den meisten anderen Elementen, entzog sich aber aufgrund seiner Affinität zu Sauerstoff und damit seiner Tendenz, als Siliziumoxid "verkleidet" zu bleiben, lange Zeit der Isolierung durch Chemiker.
- Silizium ist nicht zu verwechseln mit Silikon, ein Polymer aus Silizium, Sauerstoff und anderen Elementen. Es wird häufig in Öl, Fett und anderen physikalischen Medien verwendet.
Aluminium: Dieses Metall hat die Nummer 13 im Periodensystem, eine Ordnungszahl und damit ein Proton unter Silizium. Es ist nicht magnetisch und hochreaktiv, so dass reines Aluminium selten zu finden ist. Stattdessen wird es normalerweise in Gesteinen eingebettet und mit anderen Verbindungen kombiniert gefunden
Eisen: Eisen, Ordnungszahl 26, ist ein berühmtes Element, das sowohl im Bauwesen als auch in der Technik von entscheidender Bedeutung ist (Eisen macht fast die gesamte Masse der meisten Arten von Stahl) und der menschlichen Physiologie (Eisen ist ein notwendiger Bestandteil der sauerstoffbindenden roten Blutkörperchen, oder Erythrozyten, in Ihrem Blutkreislauf). Es kommt in allen drei Erdschichten in signifikanten Mengen vor.