Распространенность химических элементов в природе Метеориты

Метеориты – это обломки космической материи, падающие на Землю. В первом приближении они делятся на 2 типа:

1. каменные;

2. железные (силикатные, металлические).

Выделяют еще тектиты – стеклянные массы. Наиболее часто падают каменные метеориты в виде «метеоритного дождя».

В метеоритах встречаются все те химические элементы, которые известны на Земле.

В настоящее время различают 3 основных вида метеоритов:

1. железные (сидериты);

2. железо-каменные (сидеролиты);

3. каменные (аэролиты).

Все метеориты реально содержат в себе в разных пропорциях все три фазы. Наиболее распространенными элементами метеоритов являются O, Fe, Si, Mg, Ni, S, Ca, Al, т.е. немногие элементы таблицы Менделеева. В железных метеоритах резко преобладают Fe, Ni, Co. В каменных – O, Fe, Si, Mg, S, Ca, Ni, Al.

Минеральный состав метеоритов своеобразен. В них обнаружено 66 минералов. Встречаются:

• самородные элементы (никелистое железо, медь, золото, алмаз, графит, сера);

• сульфиды (халькопирит, троилит, алабандин, пирит, сфалерит);

• окислы (ильменит, магнетит, хромит, кварц и др.);

• фосфаты (апатит и др.);

• сульфаты (гипс, астраханит и др.);

• силикаты (оливин, пироксены и др.).

В метеоритах встречены ряд минералов, неизвестных в земных условиях – нитриды, фосфиды, а также хлориды, фосфаты, сульфиды и силикаты (более 19 минералов).

В метеоритах обнаружены и органические соединения – это углистые хондриты. Вообще хондриты названы так потому, что в их структуре присутствуют специфические тела (хондры) диаметром примерно 1 мм и меньше. Делятся хондриты на 2 группы: обычные хондриты и углистые хондриты.

Минеральный состав хондритов относительно прост и однообразен. Они состоят главным образом из оливина, пироксена, никелистого железа, троилита и плагиоклаза.

Углистые хондриты распространены сравнительно мало, но стоят особо среди метеоритов благодаря присутствию в них гидратированных минералов и органических соединений.

Происхождение хондритов по мнению большинства исследователей связано с конденсацией горячего газа солнечного состава, которые впоследствии объединились в компактные массы – хондритовые астероиды.

Строение и состав Земли

Согласно современным данным общая масса Земли составляет 5,974*10²⁷г, средняя плотность – 5,517 г/см³, средняя плотность верхней литосферы – 2,65 г/см³. Разница между средней плотностью Земли и плотностью литосферы, сложенной горными породами, служит явным указанием на то, что в недрах нашей планеты есть плотные («тяжелые») массы вещества.

Основные сведения о внутреннем строении Земли получены с помощью сейсмических исследований. Из них следует, что Земля подразделяется на 3 основные оболочки:

1. земная кора (верхняя литосфера),

2. мантия,

3. ядро.

Границы между ними регистрируются резкими скачками распространения сейсмических волн. Считается, что в центре Земли находится металлическое ядро, точнее современные данные говорят о том, что ядро состоит из сильно сжатых силикатов, находящихся в сверхуплотненном «металлизированном» состоянии.

В то же время получены другие данные геофизиков свидетельствуют о том, что большая часть земного ядра находится в жидком состоянии, что следует из его низкой вязкости, а также из данных о скоростях и поглощениях сейсмических волн, приливов в теле Земли.

Земля состоит из концентрических оболочек, облегающих друг друга и отличающиеся физическим состоянием и химическим составом. Массы оболочек неравномерны.

Оболочки Земли (по Б. Мейсону)

Название оболочки	Мощность, км	Объем, *10^27см^3	Средняя плотность, г/см^3	Масса, *10^27г	Масса, %
Атмосфера	-	-	-	0,000005	0,00009
Гидросфера (средняя)	3,8	0,00137	1,03	0,00141	0,024
Земная кора	30	0,015	2,8	0,043	0,7
Мантия	2870	0,892	4,5	4,054	67,8
Ядро	3471	0,175	10,7	1,876	31,5
Земля в целом	6371	1,083	5,52	5,974	100,0

Из таблицы видно, что большая часть массы Земли находится в мантии и ядре на глубине 2900 км (граница ядра была установлена в начале ХХ века благодаря успехам геофизики). На долю других – меньше 1% массы. Под земной корой проходит граница Мохоровичича (Мохо), под ней начинаются наименее изученные слои Земли.

Температура по мере увеличения глубины растет. По В.А. Магницкому (1965 г.) она распределяется следующим образом:

• на глубине 100км – 1100-1300С;

• 400 км – 1400-1700С;

• 2900 км – 2200-4700С.

Средний элементный состав Земли по оценкам разных авторов, в массовых %

Элемент	Массовое содержание элементов
	по А.Е. Ферсману	по Р. Рамамурти и Р. Холлу, 1970	по Дж. Моргану и Э. Андерсу, 1980
O	28,56	30,75	30,12
Na	0,52	0,30	0,12
Mg	11,03	15,70	13,90
Al	1,22	1,29	1,41
Si	14,47	14,73	15,12
P	0,12	-	0,19
S	1,44	4,65	2,92
K	0,05	-	0,023
Ca	1,38	1,54	1,54
Ti	-	-	0,08
Cr	0,26	-	0,41
Mn	0,18	-	0,075
Fe	37,04	29,30	32,07
Ni	2,96	1,65	1,82