Bumi boleh dibahagikan kepada tiga lapisan asas. Yang pertama dan paling dalaman dipanggil teras. Ia diikuti oleh mantel, yang membentuk lapisan tengah, dengan bahagian atasnya dikelaskan kepada litosfera (kulit luar Bumi). Lapisan terakhir dan paling luar ialah kerak. Ia adalah 10 hingga 70 kilometer dalam dan mewakili hanya 1.4 %daripada isipadu planet dan 0.3 %daripada jisimnya. Walaupun begitu, ia secara fizikal dan kimia adalah geosfera yang paling pelbagai. Gabungan sains geografi dan kimia melahirkan geologi, iaitu bidang sains yang berkaitan dengan struktur, sifat dan sejarah planet. Perkembangannya membolehkan kita menentukan perkara seperti komposisi unsur kerak bumi.
Membentuk Bumi
Hasil daripada pergerakan berterusan plat tektonik, proses pembentukan batu mungkin bertahan berjuta-juta tahun. Disebabkan oleh pelbagai anjakan batuan yang berlaku dalam sejarah, banyak lapisan telah dikeluarkan dari permukaan bumi ke bahagian dalam untuk digantikan dengan batuan yang terbentuk kemudian atau sebaliknya, ia ditolak ke permukaan. Inilah sebabnya mengapa ahli geologi boleh memeriksa bukan sahaja batuan yang membentuk lapisan permukaan tetapi juga batuan yang terbentuk lebih awal dan terletak walaupun sedozen atau lebih kilometer di dalam Bumi. Memandangkan lapisan yang lebih dalam tidak dapat dicapai kerana keadaan di dalamnya, iaitu tekanan dan suhu tinggi (walaupun 6,000°C di dalam teras), semua maklumat mengenainya diperoleh dengan kaedah tidak langsung, yang menggunakan fenomena seperti gelombang seismik, gempa bumi atau letusan gunung berapi. . Sebaliknya, memandangkan geosfera sehingga sekitar 16 km agak mudah untuk diakses, kita boleh menentukan komposisi kimia purata litosfera dan begitu juga kerak bumi.
Kerak
Lapisan paling luar Bumi itu juga merupakan lapisan yang paling pelbagai dan paling diketahui oleh manusia. Ia adalah geosfera yang mempunyai suhu, ketebalan dan jisim yang paling rendah. Dari dalam, ia bersempadan dengan mantel Bumi pada ketakselanjaran Mohorovičić, manakala dari luar ia secara langsung menghubungi atmosfera atau hidrosfera. Komposisi kimia kerak termasuk 93 unsur, tetapi hanya 8 daripadanya mewakili sebanyak 99.5 %daripada jisimnya. Diandaikan bahawa, dalam peratus mengikut berat, oksigen mewakili 46.6%, silikon 27.72%, aluminium 8.13%, besi 5.00%, kalsium 3.63%, natrium 2.83%, kalium 2.60%, dan magnesium 2.08%. Sebagai perbandingan: kandungan hidrogen dianggarkan pada 0.14%, sulfur pada 0.05%, karbon pada 0.03%, dan tembaga pada 0.01%. Komposisi ini juga termasuk klorin , rubidium, fluorin, strontium, barium, nikel, litium, nitrogen dan banyak lagi. Kepelbagaian geosfera itu terhasil daripada banyaknya struktur, seperti batuan igneus, metamorfik, dan sedimen dalam pelbagai konfigurasi. Disebabkan oleh proses geologi yang disebutkan, batuan yang terbentuk tidak menunjukkan komposisi kimia yang sama, yang berbeza secara mendatar dan menegak. Di samping itu, adalah sangat luar biasa untuk unsur wujud dalam bentuk asalnya; unsur biasanya membentuk kelompok atom yang berbeza dalam bentuk mineral. Beberapa daripadanya, seperti emas, perak, tembaga, sulfur, berlian, dan grafit , mengandungi hanya satu unsur. Mineral pelbagai unsur adalah lebih banyak; pada masa ini, kita tahu sekitar 3,000 daripadanya, dan silikat dianggap sebagai yang paling biasa.
galian
Mineral ditakrifkan sebagai sebatian kimia yang terbentuk hasil daripada proses semula jadi, yang mempunyai komposisi kimia tertentu dan struktur kristal. Kita boleh mengelaskannya kepada jenis berdasarkan sifat kimia dan fizikalnya yang berbeza. Terdapat banyak jenis mineral, kerana sebatian kimia yang sama mungkin wujud dalam pelbagai bentuk kristal. Sebagai contoh, kalsium karbonat membentuk tiga mineral dengan sifat kimia yang sama tetapi sifat fizikal yang berbeza, iaitu: kapur, batu kapur dan marmar. Menurut klasifikasi Nikel-Strunz, mineral dibahagikan kepada sembilan kategori: unsur asli, sulfida, halida, oksida dan hidroksida, nitrat, karbonat dan borat, sulfat, kromat, molibdat, tungstat, fosfat, arsenat, vanadat, silikat, dan organik. sebatian. Mineral yang mengandungi unsur yang paling biasa adalah pembentuk batu.
batu
Batu ialah agregat mineral yang besar. Komposisi mineral batuan boleh menjadi pelbagai. Terdapat varian satu mineral seperti batu kapur kalsit atau guli, dirujuk sebagai batuan monomineralik. Walau bagaimanapun, sebahagian besarnya adalah batuan polimineralik, yang terdiri daripada sekurang-kurangnya dua mineral. Yang biasa termasuk batu kapur atau batu granit (di mana kuarza adalah mineral utama). Yang paling biasa, silikat, mewakili tiga perempat daripada kerak bumi. Ia boleh didapati sebagai batu, pasir, tanah dan tanah liat, dan komposisinya didominasi oleh silika (baca tentang wasap silika ) dan garam asid silisik.
Contoh bijih
Kumpulan yang mengandungi sulfida juga termasuk sulfosal, arsenida, antimonida, bismuthida, selenida dan telurida, yang serupa dengan sulfida, contohnya ia menunjukkan ciri fizikal yang serupa, termasuk ketumpatan tinggi dan kilauan logam yang kuat. Kebanyakannya terbentuk daripada larutan hidroterma, tetapi ia juga boleh mengkristal daripada magma sulfida. Walaupun ia tidak begitu biasa (0.15%mengikut berat kerak bumi), ia penting untuk ekonomi sebagai bijih logam berharga (emas, perak, platinum). Kumpulan mineral ini termasuk, sebagai contoh, alabandit MnS, antimonit Sb 2 S 3 , arsenopirit FeAsS dan cinnabar HgS. Halida terutamanya termasuk sebatian klorin dan fluorin, jarang bromida dan iodida. Halida logam ringan dicirikan oleh kilauan kaca dan indeks biasan yang rendah. Mereka terutamanya ditemui dalam pegmatit dan urat hidroterma. Ia digunakan untuk pengeluaran baja mineral, bahan mentah kimia dan fluks; sebahagian daripadanya boleh dimakan secara langsung. Mineral daripada kumpulan ini termasuk, sebagai contoh, halit NaCl, fluorit Ca 2 F, sylvite KCl, dan atacamite Cu 2 (OH) 3 Cl. Walaupun oksigen adalah unsur yang paling biasa dalam kerak bumi, mineralnya mewakili hanya 4.5%. Hampir kesemuanya terkandung dalam bijih besi oksida, dengan sebatian lain ialah aluminium, magnesium, titanium dan kromium oksida. Mineral daripada kumpulan ini terbentuk di bawah keadaan magmatik, hidroterma dan luluhawa. Sebahagian daripadanya adalah bahan mentah yang penting untuk industri, yang lain adalah batu perhiasan yang berharga. Mereka termasuk kromit FeCr 2 O 4 , haematit Fe 2 O 3 , delima, dan nilam Al 2 O 3 . Sulfat dan kromat membentuk kumpulan yang sangat besar dengan hampir 200 mineral. Mereka dicirikan oleh ketelusan dan kilauan berkaca. Ia terbentuk pada suhu dan tekanan rendah, dalam keadaan kaya oksigen. Kumpulan ini termasuk gipsum CaSO 4 ·2H 2 O, anhidrit CaSO 4 , dan celestine SrSO 4 . Di alam semula jadi, terdapat kira-kira 70 karbonat, yang paling penting ialah kalsit, yang mampu membentuk batuan sedimen, metamorfik dan igneus. Ini mewakili batu kapur, guli dan karbonatit, masing-masing. Biasanya, ia terbentuk dalam urat hidroterma dan lembangan pemendapan. Ia sangat penting kerana penggunaannya dalam industri kimia , metalurgi dan simen sebagai bijih besi, mangan dan zink. Mineral karbonat termasuk aragonit dan kalsit CaCO 3 , azurit Cu 3 (CO 3 ) 2 (OH) 2 , dolomit CaMg(CO 3 ) 2 , dan magnesit MgCO 3 .