Ja tiek lūgts uzskaitīt ķīmiskos elementus, kas veido lielāko Zemes daļu, jūs varētu pārsteigt, cik grūti tas ir uzminiet pareizos elementus, nezinot par visiem netīrumiem, akmeni un metālu vairāk nekā vidusmēra cilvēks zem kājām. (Jūs arī vēlētos uzzināt, vai jūsu viktorīna jautāja par atmosfēras sastāvu virs Zeme, arī izplatīta ģeozinātnes tēma.)
Elementi ir dažāda veida atomi, un no 2020. gada tika identificēti 118 no tiem, no kuriem 92 dabā sastopami ievērojamā daudzumā. Kaut arī nav iespējams precīzi zināt Zemes dziļāko slāņu precīzo sastāvu, četri elementi vien veido gandrīz 90 procentus no Zemes augšējās daļas jeb garozas; vēl četras veido deviņas desmitās daļas no atlikušās daļas.
Zemes slāņi
Vairāk vai mazāk sfēriskā Zeme, apmēram 8000 jūdzes (nedaudz mazāk par 13 000 kilometriem vai km) caur vidu, ir sadalīta trīs ģeoloģiskos slāņos:
- Ļoti plāns garoza stiepjas uz leju no virsmas, apmēram 3 jūdzes (5 km) biezas;
-
a mantija apmēram 1800 jūdzes
(2890 km)
biezi, sastāv galvenokārt no magnija un dzelzs iežiem; * a
kodols apmēram 2200 jūdžu (3400 km) biezumā un ieskaitot cietu dzelzs centru, kas ieskauj izkausēta (karsta šķidruma) dzelzs un niķeļa "gredzenu" (skat. zemāk).
Zemes garoza gandrīz pilnībā sastāv no astoņiem elementiem, no kuriem tikai četri prasa gandrīz deviņas desmitdaļas no šī slāņa kopējā svara: skābeklis ienāk 46,6 masas procenti, kam seko silīcijs pie 27,7 procentiem, alumīnijs pie 8,1 procentiem un dzelzs pie 5 procentiem.
- Atlikušie garozas elementi ir kalcijs, 3,6 procenti; nātrijs, 2,8 procenti, kālijs, 2,6 procenti, un magnijs, 2,1 procents.
Gandrīz 100 procentus no Zemes kodola masas veido divi dzelzs un niķeļa elementi. Zinātnieki to secināja no zināšanām, ka serdenim jābūt 13 reizes blīvākam nekā ūdenim, kā ticami kandidāti atstājot tikai kādu izkausēta dzelzs un niķeļa kombināciju.
Visbagātīgākie elementi uz Zemes
Skābeklis: Šis pazīstamais elements ir periodisko elementu tabulas 6. numurs, veido apmēram 47 procentus no garozas masas un atmosfērā ir arī (par laimi). Tā ir arī galvenā ūdens masas sastāvdaļa.
Tā kā skābekļa atomi ir viegli, salīdzinot ar citiem Zemes garozā dominējošajiem elementiem, tas, ka to kopējā masa veido gandrīz pusi no garozas, nozīmē, ka tā atomi skābekļa sastāvs ir pat lielāks nekā masas daļa.
Silīcijs: Šis elements, periodiskās tabulas 14. numurs, pastāv kā kristāls. Tas slikti reaģē ar lielāko daļu citu elementu, taču ilgu laiku izvairījās no ķīmiķu izolācijas, pateicoties tā afinitātei pret skābekli un tādējādi tās tendence palikt "maskēta" kā silīcija oksīds.
- Silīciju nevajadzētu jaukt silikons, kas ir polimērs, kas izgatavots no silīcija, skābekļa un citiem elementiem. To parasti izmanto eļļā, taukos un citos fiziskos vidēs.
Alumīnijs: Šis metāls ir 13. numurs uz periodiskās tabulas, viens atomu skaitlis un tādējādi viens protons, kas kautrīgs no silīcija. Tas ir nemagnētisks un ļoti reaģējošs, tik daudz, ka tīru alumīniju var atrast reti. Tā vietā tas parasti tiek atrasts iegremdēts klintīs un apvienots ar citiem savienojumiem
Dzelzs: Dzelzs, atomskaitlis 26, ir slavens elements, kas ir būtisks gan būvniecībā, gan inženierzinātnēs (dzelzs veido gandrīz visu lielāko daļu tērauds, piemēram) un cilvēka fizioloģiju (dzelzs ir nepieciešama skābekli saistošo sarkano asins šūnu sastāvdaļa, vai eritrocītiasinīs). Is ir sastopams visos trīs Zemes slāņos ievērojamā daudzumā.
