Jorden kan delas in i tre grundläggande lager. Den första och mest interna kallas kärnan. Den följs av manteln, som bildar mittskiktet, med dess övre sektion klassificerad till litosfären (jordens yttre skal). Det sista och mest yttre lagret är skorpan. Den är 10 till 70 kilometer djup och representerar endast 1,4 %av planetens volym och 0,3 %av dess massa. Trots det är det fysiskt och kemiskt den mest varierade geosfären. Kombinationen av geografiska och kemiska vetenskaper gav upphov till geologin, som är ett vetenskapsområde som handlar om planeternas struktur, egenskaper och historia. Dess utveckling gjorde det möjligt för oss att bestämma sådana saker som grundämnessammansättningen av jordskorpan.
Att forma jorden
Till följd av den kontinuerliga rörelsen av tektoniska plattor kan stenbildande processer pågå i miljontals år. På grund av olika förskjutningar av stenar som inträffat i historien, togs många lager bort från jordens yta in i dess inre för att ersättas av stenar som bildades senare eller precis tvärtom, de trycktes upp till ytan. Det är därför geologer kan undersöka inte bara de stenar som utgör ytskiktet utan också de som tidigare bildades och befann sig till och med ett dussin eller så kilometer inne i jorden. Eftersom de djupare lagren är oåtkomliga på grund av förhållandena inuti dem, dvs höga tryck och temperaturer (även 6 000°C inuti kärnan), har all information om dem inhämtats med indirekta metoder, som använder sådana fenomen som seismiska vågor, jordbävningar eller vulkanutbrott . Tvärtom, eftersom geosfären upp till cirka 16 km är relativt lättillgänglig kan vi bestämma den genomsnittliga kemiska sammansättningen av litosfären och därmed även jordskorpan.
Skorpan
Det mest yttre lagret av jorden är också det som är det mest olika och mest kända för mannen. Det är en geosfär som har lägst temperatur, tjocklek och massa. Från insidan gränsar den till jordens mantel vid Mohorovičić-diskontinuiteten, medan den från utsidan kommer i direkt kontakt med atmosfären eller hydrosfären. Skorpans kemiska sammansättning innehåller 93 grundämnen, men endast 8 av dem representerar så mycket som 99,5 %av dess massa. Det antas att syre representerar 46,6 %i viktprocent, kisel 27,72 %, aluminium 8,13 %, järn 5,00 %, kalcium 3,63 %, natrium 2,83 %, kalium 2,60 %och magnesium 2,08 %. Som jämförelse: halten väte uppskattas till 0,14 %, svavel till 0,05 %, kol till 0,03 %och koppar till 0,01 %. Kompositionen inkluderar även klor , rubidium, fluor, strontium, barium, nickel, litium, kväve och många fler. Mångfalden i den geosfären beror på överflöd av många strukturer, såsom magmatiska, metamorfa och sedimentära bergarter i olika konfigurationer. På grund av de nämnda geologiska processerna uppvisar de bildade bergarterna inte samma kemiska sammansättning, som varierar både horisontellt och vertikalt. Dessutom är det mycket ovanligt att ett element existerar i sin ursprungliga form; grundämnen bildar normalt kluster av olika atomer i form av mineraler. Några av dem, som guld, silver, koppar, svavel, diamant och grafit , innehåller bara ett element. Flera elementära mineraler är mycket fler; i dagsläget känner vi till cirka 3 000 av dem och silikater anses vara de vanligaste.
Mineraler
Mineraler definieras som kemiska föreningar bildade som ett resultat av naturliga processer, som har en specificerad kemisk sammansättning och en kristallin struktur. Vi kan klassificera dem i typer utifrån deras olika kemiska och fysikaliska egenskaper. Det finns många typer av mineraler, eftersom samma kemiska förening kan finnas i olika kristallina former. Till exempel bildar kalciumkarbonat tre mineraler med samma kemiska egenskaper men olika fysikaliska egenskaper, nämligen: krita, kalksten och marmor. Enligt Nickel-Strunz-klassificeringen delas mineral in i nio kategorier: inhemska grundämnen, sulfider, halogenider, oxider och hydroxider, nitrater, karbonater och borater, sulfater, kromater, molybdater, volframater, fosfater, arsenater, vanadater och organiska silikater. föreningar. De mineraler som innehåller de vanligaste grundämnena är bergbildande.
Stenar
En sten är ett massivt aggregat av mineraler. Mineralsammansättningen av stenar kan vara olika. Det finns enmineralvarianter som kalcitkalkstenar eller kulor, kallade monominerala bergarter. De allra flesta är dock polyminerala bergarter, som består av minst två mineraler. Vanliga sådana inkluderar kalksten eller granit (där kvarts är det huvudsakliga mineralet). De vanligaste av dem, silikater, representerar tre fjärdedelar av jordskorpan. De kan hittas som stenar, sandar, jordar och leror, och deras sammansättning domineras av kiseldioxid (läs om kiselrök ) och kiselsyrasalter.
Exempel på malmer
Den grupp som innehåller sulfider inkluderar även sulfosalter, arsenider, antimonider, vismutider, selenider och tellurider, som liknar sulfider, t.ex. uppvisar de liknande fysiska egenskaper, inklusive hög densitet och stark metallisk glans. De flesta av dem bildas från hydrotermiska lösningar, men de kan också kristallisera från sulfidmagma. Även om de inte är särskilt vanliga (0,15 viktprocent av jordskorpan) är de viktiga för ekonomin som ädelmetallmalmer (guld, silver, platina). Denna grupp av mineraler inkluderar till exempel alabanditen MnS, antimoniten Sb 2 S 3 , arsenopyrit FeAsS och cinnober HgS. Halider inkluderar främst föreningarna klor och fluor, sällan bromider och jodider. Lättmetallhalogenider kännetecknas av sin glasartade glans och ett lågt brytningsindex. De finns främst i pegmatiter och hydrotermiska vener. De används för produktion av mineralgödsel, kemiska råvaror och flussmedel; några av dem kan konsumeras direkt. Mineraler från denna grupp inkluderar till exempel halit NaCl, fluorit Ca 2 F, sylvite KCl och atacamite Cu 2 (OH) 3 Cl. Även om syret är det vanligaste grundämnet i jordskorpan, representerar dess mineraler bara 4,5 %. Nästan alla av dem finns i järnoxidmalm, med andra föreningar är aluminium, magnesium, titan och kromoxider. Mineraler från denna grupp bildas under magmatiska, hydrotermiska och väderförhållanden. Vissa av dem är råvaror som är viktiga för industrin, andra är värdefulla smyckesstenar . De inkluderar kromit FeCr 2 O 4 , hematit Fe 2 O 3 , rubin och safir Al 2 O 3 . Sulfater och kromater utgör en mycket stor grupp av nästan 200 mineraler. De kännetecknas av sin transparens och glasartade glans. De bildas vid låga temperaturer och tryck, under syrerika förhållanden. Denna grupp inkluderar gips CaS04.2H2O , anhydrit CaS04 och celestine SrS04 . I naturen finns cirka 70 karbonater, den viktigaste är kalcit, som kan bilda sedimentära, metamorfa och magmatiska bergarter. Dessa representerar kalkstenar, kulor respektive karbonatiter. Normalt bildas de i hydrotermiska vener och sedimentationsbassänger. De är mycket viktiga på grund av deras tillämpning inom den kemiska , metallurgiska och cementindustrin som järn-, mangan- och zinkmalmer. Karbonatmineraler inkluderar aragonit och kalcit CaCO 3 , azurit Cu 3 (CO 3 ) 2 (OH) 2 , dolomit CaMg(CO 3 ) 2 och magnesit MgCO 3 .