Распространенность элементов во внешних геосферах Земли

Ученые-геохимики изучают состав земной коры, изучают законы, управляющие движением элементов в течение миллионов лет тех геологических эпох, когда образовались залежи железных руд, угольные пласты, золотые россыпи, месторождения алмазов. Им совершенно необходимо знать общие запасы каждого элемента на земном шаре. Они проделали тысячи и тысячи анализов горных пород и минералов.

Они нашли замечательные способы оценивать мощность пластов, образованных горными породами, определять, сколько весят горные хребты, какова толщина материков, сколько воды в океане, сколько ее в облаках и тучах, сколько соли во всех морях и сколько в них золота.

Геохимики сумели составить замечательную таблицу, показывающую запасы каждого из химических элементов на Земле.

Это очень интересная таблица. Из нее видно, что львиная доля по составу земного шара приходится всего на шесть наиболее распространенных элементов: железо, кислород, кремний, магний, алюминий, кальций.

Вместе взятые они составляют 94% нашей планеты по весу. Наиболее распространены кислород и железо, их в 1 000 000 000 000 000 раз (1015) больше, чем самых редких элементов, например полония или актиния.

Если сравнить имеющиеся на всей Земле количества железа, кобальта и никеля (элементов, стоящих рядом в восьмой группе периодической системы), то окажется, что земной шар состоит из железа (атомный номер 26) на 36,9%, кобальта (атомный номер 27) на 0,2%, никеля (атомный номер 28) на 2,9%.

Точнейшие химические анализы огромного числа метеоритов, упавших на нашу планету, дали замечательные результаты. Оказалось, что если подсчитать среднее содержание во всех метеоритах наиболее распространенных на Земле элементов (железа, кислорода, кремния, магния, алюминия, кальция), то на их долю падает ровно 94%, т.е. их в составе метеоритов ровно столько же, сколько в составе земного шара.

Кроме того, выяснилось, что в железных метеоритах железа – 91,0%, кобальта – 0,6%, никеля – 8,4%.

Если сравнить эти числа с относительным распространением тех же элементов на земном шаре, приведенным выше, то получается совершенно поразительное совпадение: оказывается, что на Земле из этих трех элементов приходится на долю железа – 92%, кобальта – 0,5%, никеля – 7,5%,  т.е. и на Земле и в метеоритах эти элементы находятся приблизительно в одинаковых соотношениях. Эти и многие другие обнаруженные совпадения дали ученым основание сделать вывод: вещество на Земле и вещество в небесном пространстве одинаково. Оно состоит из одних и тех же элементов.

Каждый из элементов и на Земле и в метеоритах имеет почти одинаковый изотопный состав. Например, неоднократно проводившиеся анализы изотопного состава серы, добытой из пепла и лавы многочисленных вулканов, находящихся в различных частях земного шара, показали, что сера одинакова повсюду. Всюду отношение между количествами стабильных изотопов серы-32 и серы-34 одно и то же. Оно равно 22,200. Изотопный состав серы из метеоритов – единственных представителей Космоса, доступных прямому изучению, совершенно такой же, как и на Земле: 32S/34S = 22,200.

Далее оказалось, что наиболее распространенные элементы одни и те же. Даже соотношение между ними и тут и там одно и то же. Можно было бы, конечно, привести еще очень много примеров, показывающих большое сходство в поведении химических элементов на Земле и в космическом пространстве, отметить еще очень много общих закономерностей.