Als je wordt gevraagd om de chemische elementen op te sommen waaruit het grootste deel van de aarde bestaat, zul je misschien verbaasd zijn hoe moeilijk het is om raad de juiste elementen zonder meer te weten dan de gemiddelde persoon over al dat vuil, rock en metal onder de voeten. (Je zou ook willen weten of je quizzer informeerde naar de samenstelling van de atmosfeer bovenstaande de aarde, ook een veelvoorkomend geowetenschappelijk onderwerp.)
Elementen zijn verschillende soorten atomen en in 2020 waren er 118 van geïdentificeerd, waarvan 92 in significante hoeveelheden in de natuur voorkomen. Hoewel het onmogelijk is om de precieze samenstelling van de diepere lagen van de aarde met zekerheid te kennen, vormen vier elementen alleen al bijna 90 procent van het bovenste deel van de aarde, of korst; vier meer zijn goed voor negen tiende van de rest.
Lagen van de aarde
De min of meer bolvormige aarde, ongeveer 8.000 mijl (iets minder dan 13.000 kilometer of km) door het midden, is verdeeld in drie geologische lagen:
- een zeer dunne korst zich vanaf het oppervlak uitstrekkend, ongeveer 5 km dik;
-
een mantel ongeveer 1800 mijl
(2.890 kilometer)
dik, voornamelijk samengesteld uit magnesium en ijzergesteenten; * een kern ongeveer 2.200 mijl (3.400 km) dik en met een vast ijzeren centrum rond een gesmolten (hete vloeistof) "ring" van ijzer en nikkel (zie hieronder).
De aardkorst bestaat bijna volledig uit acht elementen, waarvan vier alleen al bijna negen tiende van het totale gewicht van deze laag claimen: zuurstof komt uit op 46,6 procent van de massa, gevolgd door silicium met 27,7 procent, aluminium bij 8,1 procent en ijzer op 5 procent.
- De overige korstelementen zijn calcium, 3,6 procent; natrium, 2,8 procent, kalium, 2,6 procent en magnesium, 2,1 procent.
Bijna 100 procent van de massa van de kern van de aarde bestaat uit de twee elementen ijzer en nikkel. Wetenschappers hebben dit geconcludeerd uit de wetenschap dat de kern 13 keer zo dicht moet zijn als water, waardoor slechts een combinatie van gesmolten ijzer en nikkel als plausibele kandidaten overblijft.
De meest overvloedige elementen op aarde
Zuurstof: Dit bekende element, is nummer 6 op het periodiek systeem der elementen, maakt ongeveer 47 procent uit van de massa van de korst en is (gelukkig) ook overvloedig aanwezig in de atmosfeer. Het is ook het belangrijkste bestanddeel, in massa, van water.
Aangezien zuurstofatomen licht zijn in vergelijking met de andere overheersende elementen in de aardkorst, betekent het feit dat hun totale massa bijna de helft van de korst uitmaakt, dat de fractie van zijn atomen die uit zuurstof bestaat, is zelfs hoger dan de massafractie.
Silicium: Dit element, nummer 14 op het periodiek systeem, bestaat als een kristallijne vaste stof. Het reageert slecht met de meeste andere elementen, maar ontsnapte lange tijd aan isolatie door chemici vanwege zijn affiniteit voor zuurstof en dus zijn neiging om "vermomd" te blijven als siliciumoxide.
- Silicium is niet te verwarren met: siliconen, dat is een polymeer gemaakt van silicium, zuurstof en andere elementen. Het wordt vaak gebruikt in olie, vet en andere fysieke media.
Aluminium: Dit metaal is nummer 13 op het periodiek systeem, één atoomnummer en dus één proton schuw van silicium. Het is niet-magnetisch en zeer reactief, zozeer zelfs dat puur aluminium zelden wordt gevonden. In plaats daarvan wordt het meestal gevonden ingebed in rotsen en gecombineerd met andere verbindingen
Ijzer: IJzer, atoomnummer 26, is een beroemd element, van vitaal belang in zowel constructie als techniek (ijzer is verantwoordelijk voor bijna alle massa van de meeste soorten staal, bijvoorbeeld) en menselijke fysiologie (ijzer is een vereist onderdeel van de zuurstofbindende rode bloedcellen, of erytrocyten, in uw bloedbaan). Het wordt in significante hoeveelheden in alle drie de aardlagen aangetroffen.
