Химический состав земной коры
В составе земной коры — множество элементов, но основную её часть составляют кислород и кремний.
Средние значения химических элементов в земной коре носят название кларков. Название было введено советским геохимиком А.Е. Ферсманом в честь американского геохимика Франка Уиглсуорта Кларка, который проанализировав результаты анализа тысяч образцов пород рассчитал средний состав земной коры. Вычисленный Кларком состав земной коры был близок к граниту — распространённой магматической горной породе в континентальной земной коре Земли.
После Кларка определением среднего состава земной коры занялся норвежский геохимик Виктор Гольдшмидт. Гольдшмидт сделал предположение, что ледник, двигаясь по континентальной коре соскребает и смешивает выходящие на поверхность горные породы. Поэтому ледниковые отложения или морены отражают средний состав земной коры. Проанализировав состав ленточных глин, отложившихся на дне Балтийского моря во время последнего оледенения, учёный получил состав земной коры, который очень походил на состав земной коры вычисленный Кларком.
В последствии состав земной коры изучался советскими геохимиками Александром Виноградовым, Александром Роновым, Алексеем Ярошевским, немецким учёным Г. Ведеполем.
После анализа всех научных работ было выяснено, что наиболее распространенным элементом в составе земной коре является кислород. Его кларк — 47%. Следующий аосле кислорода по распространенности химический элемент — кремний с кларком 29,5%. Остальными распространенными элементами являются: алюминий (кларк 8,05), железо (4,65), кальций (2,96), натрий (2,5), калий (2,5), магний (1,87) и титан (0,45). В совокупности на эти элементы составляют 99,48% от всего состава земной коры; они образуют многочисленные химические соединения. Кларки остальных 80 элементов составляют всего 0,01-0,0001 и поэтому такие элементы называются редкими. Если же элемент не только редкий, но и обладает слабой способностью к концентрированию, его называют редким рассеянным.
В геохимии также употребляют термин «микроэлементы», под которым понимают элементы, кларки которых в данной системе менее 0,01. А.Е. Ферсман построил график зависимости атомных кларков для чётных и нечётных элементов периодической системы. Выявилось, что с усложнением строения атомного ядра кларки уменьшаются. Но линии, построенные Ферсманом, оказались не монотонными, а ломанными. Ферсман прочертил гипотетическую среднюю линию: элементы, расположенные выше этой линии, он назвал избыточными (О, Si, Са, Fe, Ва, РЬ и т.д.), ниже — дефицитными (Ar, Не, Ne, Sc, Со, Re и т.д.).
Ознакомиться с распространением важнейших химических элементов в земной коре можно с помощью этой таблицы:
| Хим. элемент | Порядковый номер | Содержание, в % от массы всей земной коры | Молярная масса | Содержание, % количество вещества |
| Кислород O | 8 | 49,13 | 16 | 53,52 |
| Кремний Si | 14 | 26,0 | 28,1 | 16,13 |
| Алюминий Al | 13 | 7,45 | 27 | 4,81 |
| Железо Fe | 26 | 4,2 | 55,8 | 1,31 |
| Кальций Ca | 20 | 3,25 | 40,1 | 1,41 |
| Натрий Na | 11 | 2,4 | 23 | 1,82 |
| Калий K | 19 | 2,35 | 39,1 | 1,05 |
| Магний Mg | 12 | 2,35 | 34,3 | 1,19 |
| Водород H | 1 | 1,00 | 1 | 17,43 |
| Титан Ti | 22 | 0,61 | 47,9 | 0,222 |
| Углерод C | 6 | 0,35 | 12 | 0,508 |
| Хлор Cl | 17 | 0,2 | 35,5 | 0,098 |
| Фосфор Р | 15 | 0,125 | 31,0 | 0,070 |
| Сера S | 16 | 0,1 | 32,1 | 0,054 |
| Марганец Mn | 25 | 0,1 | 54,9 | 0,032 |
| Фтор F | 9 | 0,08 | 19,0 | 0,073 | Барий Ва | 56 | 0,05 | 137,3 | 0,006 |
| Азот N | 7 | 0,04 | 14,0 | 0,050 |
| Прочие элементы | ~0,2 |
Распределение химических элементов в земной коре подчиняется следующим закономерностям:
1. Закону Кларка-Вернадского, который гласит, что все химические элементы есть везде (закон о всеобщем рассеянии);
2. С усложнением строения атомного ядра химических элементов, его утяжелением, кларки элементов уменьшаются (Ферсман);
3. В земной коре преобладают элементы с чётными порядковыми номерами и атомными массами.
4. Среди соседних элементов у четных всегда кларки выше, чем у нечетных (установили итальянский ученый Оддо и американский Гаркис).
5. Особенно велики кларки элементов, атомная масса которых делится на 4 (O, Mg, Si, Са...), а начиная с Аl, наибольшими кларками обладает каждый 6-й элемент (O, Si, Са, Fe).
