Химический состав Земли и космических тел

На вопрос о том, изменяется ли химический состав Земли во времени, можно ответить только положительно. Состав Земли в целом, а также состав земной коры непрерывно меняется. Это обусловлено обменом вещества Земли с космосом и обменом между различными оболочками самой Земли. Земля с самого начала своего существования обменивается с космосом лучистой энергией. Она получает от Солнца энергию в количестве 1,8 л. с., или около 1 10 ° эрг/сек, на 1 м , что составляет меньше двух миллиардных долей всей излучаемой им энергии. Земля тоже испускает тепло в космическое пространство. Эта потеря тепла составляет 1,9 10 эрг/год. В настоящее время Земля находится, по-видимому, в тепловом равновесии, т. е. тепловой режим ее постоянен она получает столько же энергии от Солнца, сколько ее теряет. [c.153]

Геохимия — наука, изучающая химический состав Земли, распространенность в ней химических элементов и их стабильных изотопов, закономерности распределения химических элементов в различных геосферах, законы их поведения, сочетания и миграции (концентрации и рассеяния) в природных процессах. Основоположник геохимии В. И. Вернадский считал, что знание достижений геохимии необходимо для химика, минералога, биолога, геолога и гео графа. Ее искания сталкиваются с областью, охватываемой физикой, и подходят к самым общим проблемам естествознания. С ними неизбежно должна считаться философская мысль. Ее положения играют все большую и большую роль в понимании учения о полезных ископаемых и начинают входить в область земледелия и здравоохранения. Геохимия имеет прямое отношение к проблемам нашей жизни. В первую очередь следует отметить три главных направления современной геохимии. Первое из них, как отмечал В. И. Вернадский, охватывает проблемы поисков различных видов полезных ископаемых в целях расширения минерально-сырьевой базы для народного хозяйства страны, второе связано с наиболее актуальной проблемой современности — охраной окружающей среды, сохранности существования биосферы, третье —с проблемой происхождения химического состава нашей планеты и ранними этапами ее развития. Изучению этих направлений способствуют исследования в области космической химии. К настоящему времени существенно расширились и углубились знания по космохимии в целом в связи с исследованием Солнечной системы автоматическими космическими станциями. Эти исследования привели к дальнейшему сближению проблем геохимии и космохимии. [c.3]

ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ ЗЕМЛИ И КОСМИЧЕСКИХ ТЕЛ [c.5]

Химический состав, закономерности распространения и распределения элементов на Земле изучает геохимия. Впервые задачи этой науки определил В. И. Вернадский, который рассматривал ее как науку об истории атомов земного шара, как часть космической химии. Дальнейшее развитие геохимии тесно связано с работами А. Е. Ферсмана, В. М. Гольдшмидта, А. П. Виноградова и др. [c.225]

Изучение химического состава звезд, планет, туманностей в основном осуществляется с помощью спектрального анализа. Спектральным анализом, например, был обнаружен элемент гелий на Солнце (1868) и лишь спустя 27 лет он был найден на Земле. С помощью спектрального анализа определен состав далеких космических тел. [c.226]

Стратосфера Земли, так же как и нижняя атмосфера, содержит переменные количества вещества в конденсированной фазе, динамика которого определяется в основном экзогенными по отношению к этой области процессами - вторжением метеорных тел из космического пространства и, главным образом, поступлением аэрозольных частиц и их предшественников из тропосферы. Наиболее интенсивное поступление таких компонентов происходит в результате взрывных извержений вулканов. При этом формируются стратосферные вулканические облака, плотность, ширина, протяженность и химический состав которых изменяются во времени. [c.137]

В настоящей книге показано, что синтез химических элементов может протекать на всех стадиях развития звезд в тесной связи с ядерными реакциями, которые обеспечивают светимость звезд, их химический состав и эволюцию. Рассказывается также о том, что синтез ядер элементов и разрушение их в космическом пространстве, туманностях и таких телах, как Земля и метеориты, являются закономерными процессами эволюции вещества во Вселенной. [c.4]

Большое внимание проблеме распространения элементов в различных естественных скоплениях вещества уделял В. И. Вернадский, который рассматривал геохимию как науку об истории атомов земного шара, как часть космической химии. Он много внимания уделил изучению химического состава земной коры, океана, природных вод, атмосферы и живого вещества. Он уточнил химический состав оболочек Земли, разделил все элементы по их распространенности в этих оболочках на десятки, установил более точное содержание некоторых редких элементов в земной коре [6]. По его инициативе в 1935 г. при Академии наук СССР была создана Комиссия по метеоритам, которая в 1939 г. была преобразована в Комитет по метеоритам. Он был председателем этого комитета до 1945 г. [c.71]

В последние годы начала интенсивно развиваться новая отрасль химии — космохимия. Она изучает космические объекты их химический состав и строение. Космос всегда поставлял на Землю метеориты и таким образом давал о себе вещественную информацию. С появлением космических кораблей и автоматических станций человеку стали доступны для исследования ближайшие планеты. Лунный грунт, доставленный на Землю советскими автоматическими станциями и американскими астронавтами, хорошо изучен во многих лабораториях мира. Оказалось, что лунные породы по составу близки к некоторым хорошо известным земным породам. Автоматические станции позволили получить пер- [c.515]

Многими поколениями химиков всего мира установлен средний химический состав всех трех оболочек Земли, растений, животных и человека, а также космических тел — Солнца и звезд. В настоящее время изучен химический состав множества минералов, десятков тысяч неорганических и более миллиона органических соединений. В природе известно около 1,5 млн. видов животных и 0,5 млн. видов растений. Все эго многообразие соединении и видов живых существ образовано сравнительно небольшим числом химически.к элементов. Так, удалось установить, что мир по своему составу [c.147]

Совершенно незаменим спектральный анализ в астрофизике с помощью его можно точно определить химический состав весьма отдаленных звезд. Данные спектрального анализа, получаемые при изучении света звезд, подтверждают, что в состав этих далеких космических объектов входят те же химические элементы, которые встречаются на Земле. Это говорит об единстве происхождения мира. [c.21]

Химический состав космического пылевого облака зависит и от его происхождения (включая время, прошедшее с момента возникновения) и от конечной равновесной температуры. Так как ни то, ни другое точно не установлено, намечать этот состав можно лишь предположительно. Вероятно, он был более или менее близок к составу метеоритов. Несомненно, однако, что исходное пылевое облако содержало (в замороженном состоянии) также и гораздо более летучие вещества. В связи с этим показателен случай падения на Землю ледяного метеорита массой около 3 кг (1955 г). [c.82]

Использование среднего химического состава метеоритов в качестве эталона важно еще и потому, что мы придерживаемся представления о том, что вещество земли и других планет земной группы нашей солнечной системы имеет метеоритный характер. И, наконец, средний химический состав метеоритов (рис. 1) полностью отвечает среднему составу Солнца, для которого также астрофизиками были получены многочисленные и точные данные. Из сравнения мы исключаем нейтральные газы. На солнце, например, неон — один из распространенных элементов. В метеоритном веществе (следовательно, и планетном) эти газы были потеряны в высоком космическом вакууме при агломерации газо-пылевого холодного вещества в вещество метеоритов или планет. За основу распространенности химических элементов в тех случаях, когда они представлены несколькими изотопами, был принят наиболее распространенный изотоп. (Количество атомов каждого химического элемента на рис. 1 дается по отношению к 1-10 атомов 81 или Mg.) [c.207]

КОСМОХИМИЯ (астрохимия) — раздел науки о космосе, изучающий химический и изотопный состав космических тел, а также межпланетной и межзвездной среды, распространенность химических элементов в космосе, процессы радиоактивного распада и ядерных реакций и др. Установлено, что в космосе имеются те же химические элементы, что и на Земле. [c.136]

Хотя в метеоритах найдены все элементы периодической системы Менделеева и установлен их исходный изотопный состав, все же наблюдаются существенные различия в распространенности химических элементов на Земле и в других космических телах, в том числе в метеоритах. [c.233]

Химия тесно связана с физикой. И эти две науки,— писал Ломоносов,— так соединены между собой, что одна без другой в совершенстве быть не могут . Химия соприкасается также с другими естественными науками и особенно с геологией и биологией. На границе между химией и геологией возникла наука геохимия, изучающая распространенность и миграцию химических элементов в различных системах Земли. Между химией и биологией сформировались науки — биохимия, бионеорганическая и биоорганическая химия,— изучающие химические процессы в живых организмах. Космохимия изучает состав космических тел и миграцию элементов во Вселенной. [c.4]

Нахождение в природе. Водород — наиболее распространенный элемент в космосе (в состав космической материи входит 63% Н, 36% Не и 1% остальных элементов). На Земле водород встречается главным образом в химически связанном виде (вода, живые организмы, нефть, уголь, минералы). Следы свободного водорода обнаружены в верхних слоях атмосферы. [c.333]

Водород — самый распространенный элемент Вселенной. Он составляет основную массу Солнца, звезд и других космических тел. В недрах звезд на определенной стадии их эволюции протекают разнообразные термоядерные реакции с участием водорода. Они и являются источником неисчислимого количества энергии, излучаемого звездами в космическое пространство. Распространенность водорода на Земле существенно иная. В свободном состоянии на Земле он встречается сравнительно редко — содержится в нефтяных и горючих газах, присут ствует в виде включений в некоторых минералах. Некоторое количество водорода появляется постоянно в атмосфере в результате разложения органических веществ микроорганизмами, но затем водород быстро перемещается в стратосферу вследствие его легкости. Основная масса водорода в земной коре находится в виде химических соединений с другими элементами большая часть его связана в форме воды, глин и углеводородов последние составляют основу нефти и входят составной частью в природные горючие газы. Кроме того, растительные и животные (организмы содержат сложные вещества, в состав которых обязательно входит водород. Общее содержание водорода составляет 0,88% массы земной коры, и по распространенности на Земле он занимает 9-е место. [c.293]

Однако этот вывод справедлив для космических систем большого масштаба, в которых происходят или происходили ядерные реакции синтеза элементов. Для земной коры он справедлив не полностью, так как ее состав существенно изменился процессами миграции элементов в течение истории Земли при химической дифференциации планеты. [c.383]

Космические лучи. Космическое излучение дает возможность непосредственно исследовать элементы, существующие за пределами Солнечной системы. При столкновении космических лучей с молекулами, входящими в состав атмосферы Земли, могут происходить разнообразные превращения. Поэтому для того, чтобы получить надежные сведения об истинном химическом составе космических лучей, наблюдения следует вести [c.11]

Данные по элементному составу, приведенные на рис, 1.2, получены путем измерения интенсивности характеристических спектров индивидуальных элементов, обнаруживаемых в спектре солнечного излучения (практически наблюдаются спектры поглощения в виде фраунгоферовых линий), а также химическим анализом метеоритов, падающих на поверхность Земли. Метеориты — это попавшие в поле тяготения Земли твердые космические тела, орбиты которых прохо дят через пояс астероидов. Следовательно, данные рис. 1.2 по существу отражают элементный состав Солнечной системы. Для сравнения различий, обусловленных неодинаковыми источниками данных, в табл. 1.1 [c.13]

Распространение в природе. Водород — наиболее распространенный элемент в космосе (звезды, межзвездная среда, туманности, большие планеты — Юпитер, Сатурн), в состав космической материи входит 63 % Н, 36 % Не и 1 % остальных элементов. На Земле водород встречает(у1 главным образом в химически связанном виде (вода, живые организмы, нефть, уголь, минералы) в составе стратосферы имеется частично ионизированный свободный водород. В земной коре до глубины 17 км содержание водорода составляет [c.263]

Одной из важных индивидуальных характеристик каждого элемента является спектр света, испускаемого в известных условиях его атомами. Изучая с помощью спектрального анализа состав звезд и небесных туманностей, мы убеждаемся в одном из самых поразительных свойств химических элементов —в их повсеместности во всем мире мы не находим никаких других элементов, кроме тех, которые встречаются на Земле и на Солнце. То же подтверждает анализ метеоритов, падающих на землю, и исследование состава космического потока отдельных атомов, бомбардирующих нашу атмосферу на больших высотах. [c.9]

Таким образом, внешние геосферы и биота прошли длительный путь совместной эволюции, в результате которой сложился своеобразный природный "биосферный метаболизм", определяющий химический состав атмосферы, океанов и твердой поверхности нашей планеты. Этот "метаболизм" выступает в виде совокупности взаимосвязанных физических, химических и биологических процессов. Как и любому организму со сложным метаболизмом, биосфере Земли присущ внутренний гомеостазис в отсутствие значительных нарушений (вследствие действия космических, внутрипланетарных или антропогенных факторов) эти процессы определяют природные циклы элементов, сбалансированные во временном интервале менее 1000 лет по всем источникам и стокам. Ключевым звеном поддержания такого квазистационарного состояния является деятельность биоты. [c.75]

Обычно говоря о распространенности того или иного химического элемента, имеется в виду некая космическая распространенность. В этом кроется некоторая неопределенность. Как теперь обнаружилось, состав звезд далеко не одинаков и зависит от стадий их эволюции. Так, например, были открыты звезды, богатые Ь1, Ва или Mg и т. п. Иными словами, нам не известен средний состав всей совокупности миллиардов звезд. Подобное изучение их состава дает лишь общую тенденцию развития последнего. Химический состав планет мы не знаем, а внешние оболочки коры, например. Земли и, вероятно, всех земных планет нашей солнечной системы — результат глубокой дифференциации первичного вещества планет на фазы совершенно иного состава. Этот процесс образования оболочек на земле и, вероятно, на других земных планетах возникает в результате разогревания недр за счет тепла, продуцируемого радиоактивными элементами. Происходит выплавление легкоплавкой силикатной фазы по механизму зонного плавления. Химические элементы, нохгижающие температуру плавления, преимущественно переходят в легкоплавкую фазу, в породы земной коры. Химические элементы, повышающие температуру расплава, преимущественно остаются под корой — в веществе так называемой верхней мантии земли. По многим другим аналогичным соображениям, невольно возникает вопрос — а что же взять за эталон сравршния нри изучении распространенности химических элементов Мы считаем нравиль ным выбрать средний химический состав каменных метеоритов, а именно наиболее распространенную группу обыкновенных хондритов, для которых имеются непосредственные и многочисленные количественные определения современными методами практически всех химических элементов. [c.206]

Вещество биосферы, как указывалось ( 33), нигде в других геологических оболочках планеты не повторяется. С одной стороны, мы имеем здесь природную лабораторию, в которой господствуют резкие воздействия разных форм космической э и е р г и и, некоторые из них стали нам известны только в последние годы с другой — область планеты, которая непрерьшно в течение миллиардов лет принимает в себя непрерывный приток к о с м и-ч е с к о й м а т е р и и и э н е р г и и, которая образовалась в условиях, чуждых нашей планете, и химический состав которой определяется явлениями, с Землей части не имеющими ничего общего. [c.51]

В настоящее время в связи с большими успехами в изучении различных космических тел межпланетными автоматическими станциями с установленными на них приборами, возникла реальная возможность для сравнения Земли с ближайшими родственными планетами в целях лучшего и более глубокого понимания природы нашей планеты, ее строения, состава и происхождения. Исходя из данных по сЬставу метеоритов и данных космохимии, можно считать с достаточно большой долей вероятности, что средний состав планет земной группы определяется главным образом следующими химическими элементами О, 51, Mg, Fe,rNi, 5. Эти элементы образуют главные фазы метеоритного и планетного вещества силикатную с плотностью 3,3 г/см и железо-никелевую со средней плотностью 7,3 г/см . Металлический материал, сосредоточенный в центральных областях планет, образует их ядра. Силикатный материал обволакивает эти ядра в виде мощных оболочек—мантий. Основные данные по внутренним планетам по сравнению с Землей приведены в табл. 9, 10. [c.22]

Что же представляли собой те твердые частицы первичной Солнечной системы, являвшиеся исходным материалом, из которого сложилась впоследствии планета Земля Хорошо известно, что одну из групп метеоритов составляют углистые хондри-ты. Их насчитывается несколько разновидностей, состоящих из определенных частиц железоникелевых сплавов, троилита — сульфида железа (И), оливина и подобных ему кристаллических силикатов Ре(П)—Mg н, наконец, из стекловидных силикатов с примесью смолообразных органических веществ. Суммарный элементный состав хондритов (если не принимать в расчет летучие компоненты) удивительно совпадает с составом Солнца. Вот почему метеориты м.ожно рассматривать как реликтовые осколки, отражающие типичный состав твердой части первоначальной Солнечной системы. Судя по данным современных химических исследований, они содержат разнообразные химические соединения. Даже если эти разнородные соединения и аккумулировались в результате вторичного захвата межзвездного газа и космической пыли, то и в этом случае с позиций современных химических воззрений они представляют собой вещества обычной природы. Можно с полным основанием полагать, что образование земного шара наверняка могло начаться с использования таких первичных соединений в качестве строительного материала. [c.25]

Веш ество Земли в первичнол состоянии не могло удержать благородные газы космического происхождения из-за их химической недеятельности. В пользу этого мнения говорит и количественное различие изотопного соста-lia инертных газов па Земле и на звездах. [c.87]

Теория Опарина предполагает, что жизнь возникла в несколько стадий. Первая стадия — это процесс образования простейших углеводородов. Вторая стадия — освобождение углеводородов в атмосферу Земли, где они реагировали с парами воды, аммиаком и другими газами. Коротковолновое УФ-излучение и электрические разряды в атмосфере инициировали протекание этих реакций. УФ-излучение разлагало воду (фотоокисление) на водород и кислород. Водород уходил в космическое пространство, тогда как кислород окислял аммиак до молекулярного азота, а углеводороды — до спиртов, альдегидов, кетонов и органических кислот. Затем эти соединения с дождями выпадали из влажной, холодной атмосферы в моря и океаны, где они накапливались, а потом благодаря процессам полимеризации и конденсации становились близкими по строению к тем химическим соединениям, которые входят в состав живых организмов. Так возникли первые биологически активные химические полимерг-ные соединения, подобные белкам и нуклеиновым кислотам. На третьей стадии образовывались так называемые коацерватные (от лат. асегиаШз — скрученный) капли, которые, достигая определенной величины, становились способными к обмену с окружающей средой. Затем в ходе эволюции эти коацерватные капли приобрели способность к самостоятельному существованию, т. е. они обособились от среды, и в них стали протекать элементарные химические превращения. На четвертой стадии у коа-церватов совершенствовался химический обмен (первоначальный метаболизм), синтезировались и упорядочивались мембраны, происходила самосборка первичных носителей информации — нуклеопротеинов. [c.531]

Для понимания геологических этапов развития Земли исключительное значение имеют два основных вывода теории планетообразования. Во-первых, молодая Земля сразу же после своего образования была относительно холодным космическим телом и нигде в ее недрах температура не превышала температуру плавления земного вещества [109, 110]. Во-вторых, первичная Земля имела достаточно однородный состав, а связанные с химическими неоднородностями вещества локальные отклонения плотности от средней на данном уровне величины, по-видимому, не превышали 0,01 г/см [109]. [c.247]

А. В. Сидоренко и Ю. А. Борщевский [27] в результате изотопных исследований пришли к заключению, что изотопное динамическое равновесие между карбонатным и органическим углеродом установилось 3,5-10 лет назад, при этом гидросфера и атмосфера сформировались до раннего докембрия. Под органическим углеродом авторы подразумевают восстановленный. Новейшие исследования изотопного состава Нг, Ог, С и 5 верхних оболочек земли привели В. И. Ферронского и В. А. Полякова [29] к выводу, что вода и углекислота не связаны с мантийной дегазацией, причем гидросфера образовалась как самостоятельная оболочка на космической стадии планеты Земля в результате химической дифференциации ее первичного вещества. В свою очередь В. И. Виноградов [10], изучая изотопный состав С и 5, подтвердил точку зрения А, В, Сидоренко и Ю. А. Борщевского о том, что становление газоводной оболочки Земли и биосферы произошло на ранней стадии, возможно, за счет догеологической дегазации планеты. Это подтверждается изотопными данными Аг [3], Хе [30], а также содержаниями в породах земной коры и мантии щелочных элементов К, НЬ и продуктов их радиоактивного распада — °Аг и 5г. [c.84]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология