Om du ombeds att lista de kemiska elementen som utgör det mesta av jorden kan du bli förvånad över hur svårt det är att göra det gissa rätt element utan att veta mer än den genomsnittliga personen gör om allt det smuts, rock och metal under fötterna. (Du skulle också vilja veta om din quizzer frågade om atmosfärens sammansättning ovan jorden, också ett vanligt ämne för geovetenskap.)
Elementen är olika typer av atomer, och från och med 2020 hade 118 av dem identifierats, varav 92 förekommer i betydande mängder i naturen. Även om det är omöjligt att med säkerhet veta den exakta sammansättningen av jordens djupare lager, utgör fyra element ensam nästan 90 procent av jordens översta del, eller skorpan; ytterligare fyra står för nio tiondelar av resten.
Jordens lager
Den mer eller mindre sfäriska jorden, cirka 8000 miles (knappt 13.000 kilometer eller km) genom mitten, är uppdelad i tre geologiska lager:
- En mycket tunn skorpa sträcker sig ner från ytan, ungefär 5 km tjock;
-
a mantel cirka 1800 miles
(2890 km)
tjock, består huvudsakligen av magnesium och järnstenar; * a kärna cirka 2200 mil (3 400 km) tjock och inklusive ett fast järncentrum som omger en smält (varm flytande) "ring" av järn och nickel (se nedan).
Jordskorpan består nästan uteslutande av åtta grundämnen, varav fyra ensamma kräver nästan nio tiondelar av detta lagers totala vikt: syre kommer in på 46,6 procent av massan, följt av kisel vid 27,7 procent, aluminium på 8,1 procent och järn på 5 procent.
- De återstående skorpelementen är kalcium, 3,6 procent; natrium, 2,8 procent, kalium, 2,6 procent och magnesium, 2,1 procent.
Nästan 100 procent av massan av jordens kärna består av de två elementen järn och nickel. Forskare har kommit fram till detta med vetskapen om att kärnan måste vara 13 gånger så tät som vatten, och endast lämnar en kombination av smält järn och nickel som troliga kandidater.
De mest överflödiga elementen på jorden
Syre: Detta bekanta element, är nummer 6 i det periodiska elementet, utgör cirka 47 procent av skorpans massa och är också rikligt (lyckligtvis) i atmosfären. Det är också huvudkomponenten, i vikt, av vatten.
Eftersom syreatomer är lätta jämfört med de andra dominerande elementen i jordskorpan betyder det faktum att deras totala massa står för nästan hälften av skorpan att andelen av dess atomer som består av syre är ännu högre än massfraktionen.
Kisel: Detta element, nummer 14 i det periodiska systemet, finns som ett kristallfast ämne. Det reagerar dåligt med de flesta andra element, men undvek isolering av kemister under lång tid på grund av dess affinitet för syre och därmed dess tendens att förbli "förklädd" som kiseloxid.
- Kisel är inte att förväxla med silikon, som är en polymer tillverkad av kisel, syre och andra element. Det används ofta i olja, fett och andra fysiska medier.
Aluminium: Denna metall är nummer 13 i det periodiska systemet, ett atomnummer och därmed en proton som är blyg av kisel. Det är icke-magnetiskt och mycket reaktivt, så mycket att rent aluminium sällan finns. Istället finns det vanligtvis inbäddat i stenar och kombineras med andra föreningar
Järn: Järn, atomnummer 26, är ett berömt element, viktigt i både konstruktion och teknik (järn står för nästan hela massan av de flesta typer av stål, till exempel) och mänsklig fysiologi (järn är en nödvändig komponent i de syrebindande röda blodkropparna, eller erytrocyter, i din blodomlopp). Is finns i alla tre av jordens lager i betydande mängder.