В. В. Щербина.
Геохимия
Геохи'мия (от гео… и химия), наука о химическом составе Земли, законах распространённости и распределения в ней химических элементов, способах сочетания и миграции атомов в ходе природных процессов. Г. — часть космохимии. Единицами сравнения в Г. являются атомы и ионы.
Одна из важнейших задач Г. — изучение на основе распространённости химических элементов химической эволюции Земли, стремление объяснить на химической основе происхождение и историю Земли, дифференциацию её на оболочки (геосферы). Наибольшее внимание в Г. уделяется проблемам распространённости и распределения химических элементов.
Распространённость химических элементов. Распространённость различных химических элементов определяется синтезом их ядер, происходящим по разным термоядерным реакциям в недрах звёзд. Стадия эволюции звезды (её температура) определяет характер этого синтеза. Согласно наиболее распространённым космогоническим гипотезам (см.Космогония), при образовании Солнца из сжимающейся и вращающейся туманности на заключительной стадии сжатия от центрального сгущения отделилась значительная масса горячей плазмы, которая образовала вокруг него протопланетное облако в виде диска. Облако быстро охлаждалось, и в нём возникла спонтанная конденсация вещества. В результате многостадийных реакций (конденсационный рост ядер, их коагуляция, процессы аккреции и агломерации) газовое облако превратилось в газопылевое. Одновременно происходила потеря облаком газов в космическое пространство. Холодное газопылевое облако в силу ротационной неустойчивости разбилось на ряд сгущений — протопланет, которые адиабатически сжимались. Благодаря этому процессу из холодного вещества протопланетного облака образовались планеты земного типа и астероидный пояс с астероидами и метеоритами. Наконец, на периферии протопланетного облака происходила при очень низких абсолютных температурах конденсация отлетевших газов (Н, Не, NH3, CH4 и др.), образовавших большие планеты — Юпитер, Сатурн, Нептун, Уран.
Непосредственное определение общего состава планеты невозможно, однако астрономические (спектральные) данные о составе Солнца и данные о химическом составе каменных метеоритов (наиболее распространённых — хондритов) позволяют судить о распространенности химических элементов на Земле и на др. планетах. Из табл. 1 видно, что распространенность элементов на Солнце и в метеоритах совпадают.
Табл. 1. — Распространенность химических элементов на Солнце и в каменных метеоритах (хондритах) (SMg — число атомов данного элемента на 106 атомов магния).
| Элементы | Солнце | Метеориты | |||
| lg SMg | S Mg | lg SMg | S Mg | ||
| 1 | H | 10,64 | 4,4·1010 | - | |
| 3 | Li | <-0,46 | <3,4·10-1 | 1,54 | 3,5·101 |
| 4 | Be | 0,98 | 9,55 | -0,14 | 7,19·10-1 |
| 5 | B | 2,24 | 1,7·102 | 1,18 | 1,50·101 |
| 6 | C | 7,15 | 1,4·107 | 4,30 | 2,02·104 |
| 7 | N | 6,70 | 5,0·106 | 2,54 | 3,47·102 |
| 8 | O | 7,47 | 3,0·107 | 6,55 | 3,54·106 |
| 9 | F | - | - | 3,01 | 1,02·103 |
| 11 | Na | 4,94 | 8,7·104 | 4,69 | 4,93·104 |
| 12 | Mg | 6,00 | 1,0·106 | 6,00 | 1,00·106 |
| 13 | Al | 4,84 | 6,9·104 | 4,89 | 7,81·104 |
| 14 | Si | 6,34 | 2,2·106 | 6,01 | 1,04·106 |
| 5,88 | 7,6·105 | ||||
| 15 | P | 3,98 | 9,6·103 | 3,72 | 5,23·103 |
| 16 | S | 5,94 | 8,7·105 | 5,00 | 1,01·105 |
| 17 | Cl | - | - | 2,50 | 3,20·102 |
| 19 | K | 3,34 | 2,2·103 | 3,55 | 3,52·103 |
| 20 | Ca | 4,68 | 4,8·104 | 4,75 | 5,66·104 |
| 21 | Sc | 1,49 | 3,1·101 | 1,46 | 2,88·101 |
| 22 | Ti | 3,45 | 2,8·103 | 3,34 | 2,20·103 |
| 3,27 | 1,9·103 | ||||
| 23 | V | 2,81 | 6,5·102 | 2,35 | 2,23·102 |
| 24 | Cr | 3,76 | 5,8·103 | ||
| 3,65 | 4,5·103 | 3,97 | 9,35·103 | ||
| 25 | Mn | 3,49 | 3,1·103 | 3,87 | 7,37·103 |
| 26 | Fe | 5,44 | 2,8·105 | 5,84 | 6,96·105 |
| 27 | Co | 3,34 | 2,2·103 | 3,28 | 1,92·103 |
| 28 | Ni | 4,41 | 2,6·104 | 4,60 | 4,00·104 |
| 29 | Cu | 3,09 | 1,2·103 | 2,49 | 3,06·102 |
| 30 | Zn | 2,16 | 1,4·102 | 2,09 | 1,24·102 |
| 31 | Ga | 1,36 | 2,3·101 | 1,06 | 1,16·101 |
| 32 | Ge | 1,13 | 1,3·101 | 1,35 | 2,23·101 |
| 33 | As | - | - | 0,64 | 4,32 |
| 34 | Sc | - | - | 1,31 | 2,05·101 |
| 35 | Br | - | - | 1,78 | 6,08·10-1 |
| 37 | Rb | 1,12 | 1,3·101 | 0,75 | 5,69 |
| 38 | Sr | 1,66 | 4,6·101 | 1,27 | 1,85·101 |
| 39 | Y | 1,84 | 6,9·101 | 0,56 | 3,64 |
| 40 | Zr | 1,29 | 2,0·101 | 1,09 | 1,24·101 |
| 41 | Nb | 0,94 | 8,7 | -0,28 | 5,23·10-1 |
| 42 | Mo | 0,94 | 8,7 | 0,40 | 2,53 |
| 44 | Ru | 0,46 | 2,9 | 0,20 | 1,60 |
| 45 | Rh | 0,01 | 1,0 | -0,51 | 3,15·10-1 |
| 46 | Pd | 0,21 | 1,6 | 0,18 | 1,52 |
| 47 | Ag | -0,61 | 2,4·10-1 | 0,82 | 1,50·10-1 |
| 48 | Cd | 0,18 | 1,5 | 1,14 | 7,21·10-2 |
| 49 | In | 0,09 | 1,2 | 2,85 | 1,41·10-3 |
| 50 | Sn | 0,18 | 1,5 | 0,83 | 6,83 |
| 0,69 | 4,9 | ||||
| 51 | Sb | 0,58 | 3,8 | ||
| -0,94 | 1,1·10-1 | -0,88 | 1,33·10-1 | ||
| 52 | Te | - | - | 0,28 | 1,90 |
| 53 | I | - | - | -1,71 | 5,11·10-1 |
| 55 | Cs | - | - | -0,91 | 1,22·10-1 |
| 56 | Ba | 0,74 | 5,5 | 0,85 | 7,08 |
| 57 | La | 0,67 | 4,7 | -0,46 | 3,50·10-1 |
| 58 | Ce | 0,42 | 2,6 | -0,24 | 5,78·10-1 |
| 59 | Pr | 0,09 | 1,2 | -0,94 | 1,15·10-1 |
| 60 | Nd | 0,57 | 3,7 | -0,17 | 6,74·10-1 |
| 62 | Sm | 0,26 | 1,8 | -0,67 | 2,16·10-1 |
| 63 | Eu | -0,40 | 4,0·10-1 | -1,07 | 8,53·10-2 |
| 64 | Gd | -0,23 | 5,9·10-1 | -0,39 | 4,12·10-1 |
| 65 | Tb | - | - | -1,29 | 5,10·10-2 |
| 66 | Dy | 0,36 | 4,4·10-1 | -0,46 | 3,49·10-1 |
| 67 | Ho | - | - | -1,16 | 6,88·10-2 |
| 68 | Er | - | - | -0,71 | 1,94·10-1 |
| 69 | Tm | - | -1,5 | -1,42 | 3,84·10-2 |
| 70 | Yb | 0,17 | - | -0,73 | 1,87·10-1 |
| 71 | Lu | 1,49 | - | -1,49 | 3,24·10-2 |
| 72 | Hf | - | - | -0,74 | 1,82·10-1 |
| 73 | Ta | - | - | -0,75 | 1,79·10-1 |
| 74 | W | - | - | -0,58 | 2,64·10-1 |
| 75 | Re | - | - | -0,76 | 1,74·10-1 |
| 76 | Os | - | - | -0,22 | 5,96·10-1 |
| 77 | Ir | - | - | -0,38 | 4,22·10-1 |
| 78 | Pt | - | - | 0,22 | 1,66 |
| 79 | Au | - | - | -0,79 | 1,65·10-1 |
| 80 | Hg | - | - | -0,09 | 8,08·10-1 |
| 81 | Tl | - | - | -2,63 | 2,38·10-3 |
| 82 | Pb | 0,27 | 1,9 | -0,81 | 1,56·10-1 |
| 83 | Bi | - | - | -1,63 | 2,33·10-2 |
| 90 | Th | - | - | -1,55 | 2,79·10-2 |
| 92 | U | - | - | -1,99 | 1,02·10-2 |
