20.07.2018
В ходе возведения частного жилого здания и разработке интерьера, необходимо принимать во внимание все требования, которые...


20.07.2018
Биметаллическими радиаторами называют батареи, созданные из нескольких сплавов: стального и алюминиевого. Сталь применяют с целью...


19.07.2018
Гибка металла, в особенности, листового, считается технологичной процедурой, в ходе которой из прокатного листа можно получить ту...


18.07.2018
Металлические изделия самой разной функциональности для краткости называются метизы. Группа охватывает широчайший ассортимент,...


18.07.2018
Сегодня на рынке выбор покрытий для пола является попросту колоссальным, среди самых востребованных вариантов следует отметить...


17.07.2018
Инверсионная крыша является «кровлей наоборот». Если говорить простыми словами, то основным её отличием, сравнивая со стандартной...



Эволюция химического состава Земли и его геосфера

02.07.2018
В табл. 4.6 представлен состав лунных пород и земной коры. Если первоначальная кора Земли (протокора) была близка по составу лунной коре, то она претерпела существенную дифференциацию, особенно кора континентов. Эти процессы не приводят к изменению состава Земли, но изменяют состав литосферы, обогащая ее гранитофильными элементами.

Химический состав Земли претерпел эволюцию с потерей ряда компонентов вследствие многих причин, наиболее важными из которых являются: рассеивание легких газов из атмосферы (водород, гелий, инертные газы) и радиоактивный распад (уран, калий, рубидий, торий). Одновременно в истории Земли происходил и обратный процесс — наращивание кларков ряда элементов, как результат поступления метеоритного вещества и прирост элементов — конечных продуктов радиоактивного распада.

За время длительной эволюции Земли все ее оболочки (внешние и внутренние) претерпели радикальные изменения своего состава. Это вызвано продолжающимися процессами дегазации недр Земли, что в свою очередь сопровождается эндогенной активностью нашей планеты.

Атмосфера. На ранней стадии развития Земли атмосфера имела резко выраженный восстановительный характер и состояла из паров воды, водорода, азота, метана и аммиака. Современная атмосфера Земли является полностью новообразованной. Это доказывается распространенностью газов в Солнечной системе. Атмосфера Земли обеднена благородными газами, водородом, азотом, углеродом, серой и хлором. С появлением гидросферы, в которой произошло зарождение органической жизни и, как следствие, появление свободного кислорода, атмосфера приобрела окислительный характер. В настоящее время она имеет постоянный кислородно-азотный состав (в мас., % в приземной области): азота — 75,51; кислорода — 23,15 со значительной примесью аргона — 1,28 и диоксида углерода — 0,046.

Содержание других газовых компонентов ничтожно: Ne — 125*10в-5; Kr — 29*10в-5; N2O — 15*10в-5; CH4 — 12*10в-5; Xe — 36*10в-6; H2 — 3*10в-6. На большой высоте в атмосфере существует примесь озона (O3 — 36*10в-6), который образует защитный слой от ультрафиолетового излучения Солнца.

При рассмотрении состава современной атмосферы нельзя не остановиться на ее изменении в результате техногенеза. По сведениям, приведенным А.А. Маракушевым, глобальное изменение состава атмосферы было установлено при изучении пузырьков воздуха, заключенных в льдах Антарктиды и Гренландии: концентрация диоксида углерода и метана оставались постоянными с конца последнего ледникового периода (около 10 тыс. лет назад) и до XVII в. н. э. и составляли 260 млн-1 и 700 млрд-1 соответственно. В течение последних лет концентрации газов начали возрастать и достигли 350 млн-1 (CO2) и 1700 млрд-1 (CH4). Особенно быстро (со скоростью 1 % в год) растет в атмосфере содержание метана. Возможно, эти техногенные изменения состава атмосферы приводят к глобальным повышениям средних температур.

Гидросфера. С позиции современных научных представлений единственным механизмом образования гидросферы является процесс дифференциации и дегазации материала мантии и ядра Земли. Оказавшись на поверхности, водные растворы приспосабливаются к поверхностным условиям, в результате чего сохраняется первичное содержание таких элементов, как Cl и Br, поскольку для них на поверхности Земли нет достаточно активных осадителей, снижается содержание N и особенно С. Потеря углерода объясняется связыванием его в угольную кислоту и последующим осаждением карбонатов Ca и фотосинтезом. Потеря N также обусловлена появлением жизни на Земле. Таким образом, изменение солевого состава вод первичных океанов связано с появлением и развитием жизни на Земле. Как считают многие исследователи: А. Полдерваарт, М.Г. Валяшко, А.П. Виноградов — океанические воды на первых порах имели кислую реакцию. Ho с потерей углерода кислотные свойства воды начали исчезать, а возникновение жизни и выделение больших количеств кислорода привело к смене восстановительной обстановки на кислородно-окислительную. Изменились формы миграции S, Fe, N: Fe потеряло подвижность, N ушел в атмосферу, а кислород стал накапливаться в морской воде. Вода стала приобретать слабощелочную реакцию. По мнению М.Г. Валяшко, с установлением состава атмосферы стабилизировались и формы миграции главных химических элементов на поверхности Земли и состав воды в океане. Характер соленосных отложений кембрия свидетельствует о близости состава океанической воды к современному.

В настоящее время гидросфера, сконцентрированная в основном в океанах, состоит из воды, на каждый килограмм которой приходится следующее количество ионов (г): Na+ — 10,7638; Cl- — 19,3534; SO4в2- — 2,7007; Mg2+ — 1,297; Ca2+ — 0,408; K+ — 0,3875; HCO3- — 0,1427; CO2в2- — 0,0702; Br- — 0,0659; H3BO3- — 0,0265; Sr2+ — 0,0136; F- — 0,0013.

Составы атмосферы и гидросферы являются основными факторами экзогенных процессов на поверхности Земли. Поэтому изменения их состава обусловливают смену состава осадочных горных пород и характер генезиса месторождений полезных ископаемых. Так, появление свободного кислорода в атмосфере привело к генерации богатейших докембрийских железорудных месторождений, примером которых могут служить руды КМА.

Земная кора. На основе протокоры Земли в результате сложных и длительных процессов рифтогенеза, незгенеза и орогенеза сформировались новообразованные типы земной коры: континентальная и океаническая, эволюция которых продолжается и сейчас.

Изменение химического состава земной коры и всей Земли в целом продолжается. Происходит диссипация (от лат. dissipare — рассеивание) газов, радиоактивный распад изотопов приводит к уменьшению их количества и накоплению продуктов распада. Интенсивность миграции элементов возрастает в процессе вулканической деятельности при метаморфизме и осадконакоплении.