ลักษณะโครงสร้างของเปลือกโลก โครงสร้างของเปลือกโลก

เปลือกหินของโลก - เปลือกโลก - ยึดแน่นกับเสื้อคลุมด้านบนอย่างแน่นหนาและก่อตัวเป็นก้อนเดียว - การศึกษาเปลือกโลกและเปลือกโลกช่วยให้นักวิทยาศาสตร์สามารถอธิบายกระบวนการที่เกิดขึ้นบนพื้นผิวโลกและทำนายการเปลี่ยนแปลงในลักษณะที่ปรากฏของดาวเคราะห์ของเราในอนาคตได้

โครงสร้างเปลือกโลก

เปลือกโลกซึ่งประกอบด้วยหินอัคนี หินแปร และหินตะกอน บนและใต้มหาสมุทรมีความหนาและโครงสร้างต่างกัน

ในเปลือกโลกทวีปเป็นเรื่องปกติที่จะแยกแยะสามชั้น ชั้นบนเป็นตะกอนซึ่งหินตะกอนมีอิทธิพลเหนือ ชั้นล่างสองชั้นเรียกว่าหินแกรนิตและหินบะซอลต์ตามเงื่อนไข ชั้นหินแกรนิตประกอบด้วยหินแกรนิตและหินบะซอลต์แปรสภาพเป็นส่วนใหญ่ ซึ่งมีความหนาแน่นมากกว่าหินบะซอลต์ เปลือกโลกมหาสมุทรมีสองชั้น ในนั้นชั้นบน - ตะกอน - มีความหนาเล็กน้อยชั้นล่าง - หินบะซอลต์ - ประกอบด้วยหินบะซอลต์และไม่มีชั้นหินแกรนิต

ความหนาของเปลือกโลกใต้คือ 30 50 กิโลเมตรใต้ภูเขา - สูงถึง 75 กิโลเมตร เปลือกโลกในมหาสมุทรนั้นบางกว่ามากมีความหนาตั้งแต่ 5 ถึง 10 กิโลเมตร

มีเปลือกโลกบนดาวเคราะห์ดวงอื่นบนดวงจันทร์และบนดาวเทียมหลายดวงของดาวเคราะห์ยักษ์ แต่มีเพียงโลกเท่านั้นที่มีเปลือกโลกสองประเภท: ทวีปและมหาสมุทร บนดาวเคราะห์ดวงอื่น ในกรณีส่วนใหญ่ประกอบด้วยหินบะซอลต์

เปลือกโลก

เปลือกหินของโลกรวมถึงส่วนบนของเสื้อคลุมเรียกว่าเปลือกโลก ภายใต้มันเป็นชั้นพลาสติกอุ่นของเสื้อคลุม เปลือกโลกดูเหมือนจะลอยอยู่บนชั้นนี้ ความหนาของเปลือกโลกในภูมิภาคต่าง ๆ ของโลกแตกต่างกันไปตั้งแต่ 20 ถึง 200 กิโลเมตรขึ้นไป โดยทั่วไปในทวีปจะมีความหนามากกว่าใต้มหาสมุทร

นักวิทยาศาสตร์ได้ค้นพบว่าเปลือกโลกไม่ใช่หินก้อนเดียว แต่ประกอบด้วย ถูกแยกออกจากกันด้วยความผิดพลาดที่ลึกล้ำ มีแผ่นเปลือกโลกที่ใหญ่มากและเล็กกว่าจำนวนเจ็ดแผ่นที่ค่อยๆ เคลื่อนไปตามชั้นพลาสติกของเสื้อคลุมอย่างช้าๆ ความเร็วเฉลี่ยของการเคลื่อนไหวของพวกเขาคือประมาณ 5 เซนติเมตรต่อปี แผ่นเปลือกโลกบางแผ่นมีลักษณะเป็นมหาสมุทรทั้งหมด แต่ส่วนใหญ่มีเปลือกโลกต่างกัน

แผ่นหินธรณีธรณีเคลื่อนที่สัมพันธ์กันในทิศทางที่ต่างกัน: เคลื่อนออกไป หรือในทางกลับกัน เข้าใกล้และชนกัน ในฐานะที่เป็นส่วนหนึ่งของแผ่นธรณีสัณฐาน "พื้น" บนของพวกมัน - เปลือกโลก - ก็เคลื่อนไหวเช่นกัน เนื่องจากการเคลื่อนที่ของแผ่นธรณีภาคทำให้ตำแหน่งบนพื้นผิวโลกเปลี่ยนไป ทวีปต่างชนกันหรือเคลื่อนห่างจากกันเป็นพันกิโลเมตร

ธรณีภาคเป็นชั้นแข็งของโลกที่เปราะบางและแข็ง แผ่นเปลือกโลกเป็นส่วนของเปลือกโลก ด้านบนมองเห็นได้ง่าย - อยู่บนพื้นผิวโลก แต่ฐานของธรณีภาคตั้งอยู่ในชั้นการเปลี่ยนแปลงระหว่างเปลือกโลกและเป็นพื้นที่ของการวิจัยเชิงรุก

การงอของเปลือกโลก

เปลือกโลกไม่แข็งอย่างสมบูรณ์ แต่มีความยืดหยุ่นเล็กน้อย มันโค้งงอเมื่อโหลดเพิ่มเติมกระทำกับมัน หรือในทางกลับกัน มันจะโค้งงอหากระดับของโหลดอ่อนลง ธารน้ำแข็งเป็นภาระประเภทหนึ่ง ตัวอย่างเช่น ในทวีปแอนตาร์กติกา แผ่นน้ำแข็งหนาได้ลดชั้นธรณีภาคลงสู่ระดับน้ำทะเลอย่างรุนแรง ในขณะที่ในแคนาดาและสแกนดิเนเวีย ซึ่งธารน้ำแข็งละลายเมื่อประมาณ 10,000 ปีที่แล้ว ธรณีภาคไม่ได้รับผลกระทบอย่างรุนแรง

ต่อไปนี้คือประเภทอื่นๆ ของการโหลดบนธรณีภาค:

• ภูเขาไฟระเบิด;
• การสะสมของตะกอน
• ระดับน้ำทะเลสูงขึ้น
• การก่อตัวของทะเลสาบและอ่างเก็บน้ำขนาดใหญ่

ตัวอย่างการลดผลกระทบต่อธรณีภาค:

• การพังทลายของภูเขา
• การก่อตัวของหุบเขาและหุบเขา
• การทำให้อ่างเก็บน้ำขนาดใหญ่แห้ง
• ระดับน้ำทะเลลดลง

ด้วยเหตุผลข้างต้น การโค้งงอของเปลือกโลกมักจะค่อนข้างเล็ก (โดยปกติน้อยกว่าหนึ่งกิโลเมตรมาก แต่เราสามารถวัดได้) เราสามารถจำลองธรณีภาคด้วยฟิสิกส์วิศวกรรมอย่างง่าย และรับแนวคิดเกี่ยวกับความหนาของมัน นอกจากนี้เรายังสามารถศึกษาพฤติกรรมของคลื่นไหวสะเทือนและวางฐานของธรณีภาคที่ระดับความลึกซึ่งคลื่นเหล่านี้เริ่มช้าลงซึ่งบ่งชี้ว่ามีหินที่นิ่มกว่า

โมเดลเหล่านี้แนะนำว่าความหนาของเปลือกโลกนั้นแตกต่างกันไปตั้งแต่น้อยกว่า 20 กม. ใกล้สันเขากลางมหาสมุทรไปจนถึงประมาณ 50 กม. ในภูมิภาคมหาสมุทรเก่า ภายใต้ทวีปนั้นเปลือกโลกหนากว่า - จาก 100 ถึง 350 กม.

จากการศึกษาเดียวกันแสดงให้เห็นว่าภายใต้ธรณีภาคมีชั้นหินที่ร้อนและนุ่มกว่าที่เรียกว่าแอสทีโนสเฟียร์ หินของแอสเธโนสเฟียร์มีความหนืด ไม่แข็งกระด้าง และค่อย ๆ บิดเบี้ยวภายใต้ความเค้น เช่น ผงสำหรับอุดรู ดังนั้นเปลือกโลกสามารถเคลื่อนที่ผ่านชั้นบรรยากาศแอสเทโนสเฟียร์ได้ภายใต้อิทธิพลของการแปรสัณฐานของแผ่นเปลือกโลก นอกจากนี้ยังหมายความว่าแผ่นดินไหวก่อให้เกิดรอยแตกที่ขยายผ่านธรณีภาคเท่านั้น แต่ไม่เกินกว่านั้น

โครงสร้างของเปลือกโลก

เปลือกโลกประกอบด้วยเปลือกโลก (ภูเขาของทวีปและพื้นมหาสมุทร) และส่วนบนสุดของเสื้อคลุมใต้เปลือกโลก สองชั้นแตกต่างกันในด้านแร่วิทยา แต่กลไกคล้ายกันมาก ส่วนใหญ่จะทำหน้าที่เป็นจานเดียว

ดูเหมือนว่าเปลือกโลกจะสิ้นสุดลงเมื่ออุณหภูมิถึงระดับหนึ่งเนื่องจากชั้นหินชั้นกลาง (เพอริโดไทต์) อ่อนเกินไป แต่มีภาวะแทรกซ้อนและข้อสันนิษฐานมากมาย และบอกได้เพียงว่าอุณหภูมิเหล่านี้อยู่ในช่วง 600º ถึง 1200º C ส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับความดันและอุณหภูมิ ตลอดจนการเปลี่ยนแปลงในองค์ประกอบของหินอันเนื่องมาจากการแปรสัณฐานของเปลือกโลก อาจเป็นไปไม่ได้ที่จะกำหนดขอบเขตล่างที่ชัดเจนของเปลือกโลกได้อย่างแม่นยำ นักวิจัยมักจะระบุคุณสมบัติทางความร้อน ทางกล หรือทางเคมีของเปลือกโลกในงานของพวกเขา

เปลือกโลกในมหาสมุทรมีความบางมากที่ศูนย์กลางการขยายตัวที่ก่อตัวขึ้น แต่จะหนาขึ้นเมื่อเวลาผ่านไป เมื่อมันเย็นตัวลง หินที่ร้อนกว่าจากชั้นแอสทีโนสเฟียร์จะเย็นตัวลงที่ด้านล่างของธรณีภาค ในช่วงเวลาประมาณ 10 ล้านปี ธรณีภาคในมหาสมุทรมีความหนาแน่นมากกว่าแอสทีโนสเฟียร์ที่อยู่ด้านล่าง ดังนั้นแผ่นเปลือกโลกส่วนใหญ่จึงพร้อมสำหรับการมุดตัวเสมอ

การดัดและการทำลายของเปลือกโลก

แรงที่ดัดและแตกเปลือกโลกส่วนใหญ่มาจากการแปรสัณฐานของแผ่นเปลือกโลก เมื่อแผ่นเปลือกโลกชนกัน เปลือกโลกบนจานเดียวจะจมลงในเสื้อคลุมร้อน ในกระบวนการมุดตัวนี้ เพลทจะก้มลง 90 องศา ขณะที่มันโค้งและลงมา ธรณีภาคที่ย่อยยับจะแตกออกอย่างรุนแรง ทำให้เกิดแผ่นดินไหวบนแผ่นภูเขาที่ลดหลั่นลงมา ในบางกรณี (เช่น ในแคลิฟอร์เนียตอนเหนือ) ส่วนที่ subductive สามารถยุบตัวได้อย่างสมบูรณ์ และจมลงสู่พื้นโลกเมื่อแผ่นเปลือกโลกด้านบนเปลี่ยนทิศทาง แม้แต่ในระดับความลึกมาก ธรณีภาคแบบ subductive ก็สามารถเปราะบางได้เป็นเวลาหลายล้านปีหากอุณหภูมิค่อนข้างเย็น

เปลือกโลกของทวีปสามารถแตกออกได้ในขณะที่ส่วนล่างยุบและจมลง กระบวนการนี้เรียกว่าการแบ่งชั้น ส่วนบนของเปลือกโลกของทวีปมีความหนาแน่นน้อยกว่าส่วนที่ปกคลุมซึ่งในทางกลับกันมีความหนาแน่นมากกว่า asthenosphere ด้านล่าง แรงโน้มถ่วงหรือแรงลากจากชั้นบรรยากาศแอสเทโนสเฟียร์สามารถดึงชั้นของเปลือกโลกและเสื้อคลุมของโลก การเจือปนทำให้เสื้อคลุมร้อนลอยขึ้นและละลายภายใต้ส่วนต่างๆ ของทวีป ทำให้เกิดการยกตัวเป็นวงกว้างและภูเขาไฟ สถานที่ต่างๆ เช่น Californian Sierra Nevada, Eastern Turkey และบางส่วนของประเทศจีนกำลังได้รับการศึกษาในแง่ของกระบวนการแบ่งชั้น

เปลือกโลกเรียกว่าเปลือกแข็งของดาวเคราะห์ซึ่งชื่อมาจากคำภาษากรีก "lithos" ซึ่งหมายถึงหิน คำนี้เสนอโดย J. Burrell ในปี 1916 และในตอนแรกเขาใช้เป็นคำพ้องความหมายสำหรับเปลือกโลก เพียงไม่กี่ปีต่อมาก็ได้รับการพิสูจน์ว่าโครงสร้างของเปลือกโลกของโลกมีความซับซ้อนมากขึ้น ประกอบด้วยสิ่งต่อไปนี้:

• เปลือกโลก;
• เสื้อคลุม (ชั้นบนสุด)

ชั้นพื้นฐาน

เปลือกโลกเป็นส่วนหนึ่งของเปลือกโลกซึ่งมีความลึก 35-70 กม. ใต้ส่วนทวีปของแผ่นดินและ 5-15 กม. ใต้พื้นมหาสมุทร นอกจากนี้ยังประกอบด้วยชั้น:

• เปลือกโลก: ตะกอน, หินแกรนิต, ชั้นหินบะซอลต์;
• มหาสมุทร: ชั้นของตะกอนทะเล (อาจหายไปในบางกรณีทั้งหมด) ชั้นกลางของหินบะซอลต์และคดเคี้ยว ชั้นล่างของแกบโบร

ตารางธาตุเกือบทั้งหมดสามารถพบได้ในองค์ประกอบของเปลือกโลกในสัดส่วนที่ต่างกันเท่านั้น ส่วนใหญ่ประกอบด้วยออกซิเจน เหล็ก ซิลิกอน อลูมิเนียม โซเดียม แมกนีเซียม แคลเซียม และโพแทสเซียม เปลือกโลกมีสัดส่วนประมาณ 1% ของมวลรวมของทั้งโลก

เสื้อคลุมเป็นส่วนล่างของเปลือกโลกซึ่งมีความลึกถึง 2900 กม. ประกอบด้วยซิลิกอน ออกซิเจน เหล็ก แมกนีเซียม นิกเกิลเป็นส่วนใหญ่ ข้างในนั้นมีความโดดเด่นเป็นชั้นพิเศษ - แอสเธโนสเฟียร์ที่สร้างขึ้นจากสารพิเศษ องค์ประกอบของเปลือกแข็งของโลกรวมถึงส่วนของเสื้อคลุมที่อยู่ก่อนชั้นบรรยากาศแอสเทโนสเฟียร์ นี่คือขอบล่างของเปลือกในขณะที่ขอบด้านบนตั้งอยู่ถัดจากชั้นบรรยากาศและไฮโดรสเฟียร์ซึ่งธรณีภาคมีปฏิสัมพันธ์และเจาะเข้าไปบางส่วน

ถือเป็นความผิดพลาดที่จะจำแนกแกนกลางเป็นธรณีภาค ซึ่งเป็นชั้นที่แยกจากกันของโลก ซึ่งตั้งอยู่ที่ความลึก 2900–6371 กม. และประกอบด้วยเหล็กร้อนแดงและนิกเกิล

คุณสมบัติของเชลล์

ตามโครงสร้างของธรณีภาคของโลก มันสามารถโต้แย้งได้ว่ามันเป็นเปลือกที่ค่อนข้างเปราะบาง เนื่องจากมันไม่ใช่เสาหิน มันถูกแยกออกโดยความผิดพลาดลึก ๆ ออกเป็นบล็อก (หรือแผ่นเปลือกโลก) ที่แยกจากกัน ซึ่งเคลื่อนที่ช้ามากในแนวนอนตามแนวชั้นบรรยากาศแอสเทโนสเฟียร์ ดังนั้นจึงมีความแตกต่างระหว่างแพลตฟอร์มที่ค่อนข้างเสถียรและภูมิภาคเคลื่อนที่ (เข็มขัดพับ)

โครงสร้างของธรณีภาคของโลกในปัจจุบันคือการแบ่งพื้นผิวของดาวเคราะห์ออกเป็นแผ่นใหญ่เจ็ดแผ่นและแผ่นเล็กหลายแผ่น ขอบเขตระหว่างพวกเขาถูกทำเครื่องหมายโดยโซนของกิจกรรมภูเขาไฟและแผ่นดินไหวที่สูงที่สุด องค์ประกอบของเปลือกโลกเหล่านี้มีความกว้าง 1,000–10,000 กม.

isostasy

แยกจากกัน ฉันต้องการจะอาศัยอยู่บน isostasy ซึ่งเป็นปรากฏการณ์ที่นักวิทยาศาสตร์ค้นพบในระหว่างการศึกษาเทือกเขาและแรงโน้มถ่วงที่เท้าของพวกเขา (ภูเขาก่อตัวขึ้นที่จุดเชื่อมต่อของแผ่นเปลือกโลก) ก่อนหน้านี้เชื่อกันว่าการบรรเทาทุกข์ที่มีขนาดใหญ่ทำให้แรงดึงดูดในภูมิภาคเพิ่มขึ้น อย่างไรก็ตาม ปรากฎว่าแรงโน้มถ่วงบนพื้นผิวโลกทั้งหมดเท่ากัน โครงสร้างขนาดใหญ่มีความสมดุลอยู่ที่ไหนสักแห่งในส่วนลึกของโลก ในเสื้อคลุมชั้นบน ยิ่งภูเขายิ่งใหญ่เท่าไหร่ก็ยิ่งจมอยู่ในธรณีภาคลึกเท่านั้น ในบางครั้ง เปลือกโลกอาจไม่สมดุลภายใต้อิทธิพลของแรงแปรสัณฐาน แต่แล้วก็กลับคืนสู่สภาพเดิม

โครงสร้างของเปลือกโลก

เปลือกโลกประกอบด้วยสองชั้น: เปลือกโลกและส่วนหนึ่งของเสื้อคลุมด้านบน พรมแดนระหว่างพวกเขาคือสิ่งที่เรียกว่า ขอบเขต Mohorovichic แตกต่างบนพื้นฐานของการเพิ่มขึ้นของความเร็วการแพร่กระจายของคลื่นไหวสะเทือนตามยาวและความหนาแน่นของสสาร

เปลือกโลกเป็นเปลือกแข็งชั้นนอกสุดของโลก เปลือกโลกไม่ใช่การก่อตัวที่มีลักษณะเฉพาะ มีอยู่เฉพาะกับโลกเท่านั้นเพราะ พบได้บนดาวเคราะห์ภาคพื้นส่วนใหญ่ ดาวเทียมของโลก - ดวงจันทร์ และบริวารของดาวเคราะห์ยักษ์: ดาวพฤหัสบดี ดาวเสาร์ ดาวยูเรนัส และดาวเนปจูน อย่างไรก็ตามบนโลกเท่านั้นที่มีเปลือกโลกสองประเภท: มหาสมุทรและทวีป ในเขตแดนเปลือกโลกประเภทกลางพัฒนา - อนุทวีปหรือใต้มหาสมุทรซึ่งก่อตัวขึ้นเช่นในโซนของส่วนโค้งของเกาะ ในเขตของสันเขากลางมหาสมุทรสามารถแยกแยะเปลือกโลกประเภทรอยแยกได้เนื่องจากไม่มีชั้นกาบโบร - เซอร์เพนติไนต์ในโซนเหล่านี้และตำแหน่งปิดของแอสเทอโนสเฟียร์

เปลือกโลกในมหาสมุทรประกอบด้วยสามชั้น: ตะกอนบน, หินบะซอลต์ระดับกลาง และกาบโบร-เซอร์เพนติไนต์ตอนล่าง ซึ่งเพิ่งรวมอยู่ในชั้นหินบะซอลต์เมื่อไม่นานมานี้

ความหนาของมันมีตั้งแต่ 2 กม. ในโซนของสันเขากลางมหาสมุทรถึง 130 กม. ในเขตมุดตัวซึ่งเปลือกโลกในมหาสมุทรพุ่งเข้าสู่เสื้อคลุม ความแตกต่างนี้เกิดจากความจริงที่ว่าในโซนของสันเขากลางมหาสมุทรนั้นเปลือกโลกในมหาสมุทรถูกสร้างขึ้นเมื่อมันเคลื่อนตัวออกจากสันเขาความหนาเพิ่มขึ้นไม่เกิน 7 กม. ถึงระดับสูงสุดในโซนแช่ เปลือกลงในเสื้อคลุมด้านบน เขตมุดตัวจำนวนมากที่สุดเกิดขึ้นในมหาสมุทรแปซิฟิก แผ่นดินไหวที่ทรงพลังเกี่ยวข้องกับพวกมัน

ชั้นตะกอนที่ปกคลุมส่วนที่หลอมละลายมีขนาดเล็ก: ความหนาของมันไม่เกิน 0.5 กม. ถึงความหนา 10-12 กม. ใกล้บริเวณสามเหลี่ยมปากแม่น้ำขนาดใหญ่เท่านั้น ชั้นตะกอนประกอบด้วยทราย ตะกอนซากสัตว์ และแร่ธาตุที่ตกตะกอน ที่ฐานของมัน มักเกิดตะกอนโลหะที่เป็นโลหะบางๆ ซึ่งไม่สอดคล้องกันตามจังหวะการกระแทก โดยมักจะมีเหล็กออกไซด์เด่นกว่า ส่วนล่างของชั้นประกอบด้วยหินคาร์บอเนตซึ่งไม่พบที่ระดับความลึกมากเนื่องจากการละลายที่แรงดันสูงของเปลือก foraminifers และ coccolithophorids ที่ประกอบเป็นหินคาร์บอเนต ที่ระดับความลึกเกิน 4.5 กม. หินคาร์บอเนตจะถูกแทนที่ด้วยดินเหนียวทะเลลึกสีแดงและตะกอนทราย

ชั้นหินบะซอลต์ในส่วนบนประกอบด้วย tholeiitic basaltic lavas ซึ่งเรียกอีกอย่างว่า pillow lavas เนื่องจากมีรูปร่างลักษณะเฉพาะ ด้านล่างเป็นเขื่อนกั้นน้ำที่เกิดจากเขื่อนโดเลอไรต์ เขื่อนเป็นช่องทางที่ลาวาบะซอลต์ไหลลงสู่ผิวน้ำ ด้วยเหตุผลนี้ ชั้นหินบะซอลต์จึงถูกเปิดเผยในหลายตำแหน่งที่อยู่ติดกับสันเขากลางมหาสมุทร

ในเขตมุดตัว ชั้นหินบะซอลต์จะกลายเป็นเอกโกลิธซึ่งมีความหนาแน่นมากกว่าเพอริโดไทต์ที่อยู่รอบๆ ปัจจุบันมวลของเอกโกลิธอยู่ที่ประมาณ 7% ของมวลของเสื้อคลุมทั้งหมดของโลก

ชั้นกาบโบร-เซอร์เพนติไนต์อยู่เหนือเสื้อคลุมด้านบนโดยตรง องค์ประกอบของมันรวมถึงแกบบรอยด์และเพอริโดไทต์เซอร์เพนทิไนซ์ซึ่งเกิดขึ้นตามลำดับในระหว่างการตกผลึกช้าของหินบะซอลต์ละลายในห้องแมกมาและในระหว่างการให้ความชุ่มชื้นของเสื้อคลุมพื้นฐานตามรอยร้าวของธรณีภาค ความหนาของชั้นคือ 3-6 กม. สามารถสืบหาได้ในทุกมหาสมุทร ความเร็วของคลื่นไหวสะเทือนตามแนวยาวภายในชั้นคือ 6.5-7 กม./วินาที

อายุเฉลี่ยของเปลือกโลกในมหาสมุทรคือ 100 ล้านปี ส่วนที่เก่าแก่ที่สุดของเปลือกโลกในมหาสมุทรมีอายุ 156 ล้านปี (ยุคจูราสสิกตอนปลาย) และตั้งอยู่ในภาวะซึมเศร้า Pijafeta ในมหาสมุทรแปซิฟิก

อายุน้อยเช่นนี้อธิบายได้จากการก่อตัวและการดูดซับของเปลือกโลกในมหาสมุทรอย่างต่อเนื่อง ทุกปีในเขตรอยแยกของสันเขากลางมหาสมุทรอันเป็นผลมาจากการแยกลาวาบะซอลต์ใต้พวกเขาและการหลั่งไหลลงสู่พื้นผิวของพื้นมหาสมุทรทำให้เกิดหินอัคนี 24 กม. 3 ที่มีน้ำหนัก 70 พันล้านตัน หากเราพิจารณาว่ามวลรวมของเปลือกโลกในมหาสมุทรตามการคำนวณคือ 5.9 × 10 18 ตัน ปรากฎว่าเปลือกโลกในมหาสมุทรทั้งหมดได้รับการต่ออายุใน 100 ล้านปี ซึ่งถือเป็นอายุเฉลี่ย ความหนาของเปลือกโลกในมหาสมุทรแทบไม่เปลี่ยนแปลงตามเวลา เนื่องจากการสร้างจากการหลอมละลายที่ปล่อยออกมา

เปลือกโลกในมหาสมุทรไม่เพียงแต่กระจุกตัวอยู่บนเตียงของมหาสมุทรโลกเท่านั้น ส่วนโบราณขนาดเล็กเป็นที่รู้จักในแอ่งปิดตัวอย่างซึ่งเป็นแอ่งทางเหนือของทะเลแคสเปียน พื้นที่ทั้งหมดของเปลือกโลกในมหาสมุทรคือ 306 ล้าน km2

เปลือกโลกตามชื่อหมายถึงอยู่ใต้ทวีปของโลกและเกาะขนาดใหญ่ ซึ่งแตกต่างจากเปลือกทวีปมหาสมุทรประกอบด้วยสามชั้น: ตะกอนบน, หินแกรนิตระดับกลางและหินบะซอลต์ล่าง ความหนาของเปลือกโลกประเภทนี้ภายใต้ภูเขาเล็กถึง 75 กม. ภายใต้ที่ราบจาก 35 ถึง 45 กม. ภายใต้ส่วนโค้งของเกาะจะลดลงเหลือ 20-25 กม.

ชั้นตะกอนของเปลือกโลกประกอบด้วย: ตะกอนดินเหนียวและคาร์บอเนตของแอ่งน้ำตื้นภายในแพลตฟอร์ม Proterozoic; ผิวหน้าหยาบ-คลาสสิค แทนที่ต้นน้ำด้วยตะกอนทราย-argillaceous และคาร์บอเนตของ facies ชายฝั่งใน foredeeps และบนขอบ passive ของทวีปประเภทแอตแลนติก

ชั้นหินแกรนิตของเปลือกโลกเกิดจากการบุกรุกของแมกมาเป็นรอยแตกในเปลือกโลก ประกอบด้วยซิลิกา อะลูมิเนียม และแร่ธาตุอื่นๆ ความหนาของชั้นหินแกรนิตถึง 25 กม. ความเร็วของคลื่นไหวสะเทือนตามแนวยาวอยู่ระหว่าง 5.5 ถึง 6.3 กม./วินาที ชั้นนี้เก่ามาก: อายุเฉลี่ยประมาณ 3 พันล้านปี

ที่ความลึก 15-20 กม. ขอบเขตของคอนราดมักจะถูกติดตาม ซึ่งความเร็วการแพร่กระจายของคลื่นไหวสะเทือนตามยาวจะเพิ่มขึ้น 0.5 กม./วินาที แนวเขตแยกชั้นหินแกรนิตและหินบะซอลต์

ชั้นหินบะซอลต์เกิดขึ้นในระหว่างการเทลาวาพื้นฐาน (บะซอลต์) ลงบนพื้นผิวดินในโซนของแมกมาทิซึมภายในแผ่น หินบะซอลต์หนักกว่าหินแกรนิตและมีธาตุเหล็ก แมกนีเซียม และแคลเซียมมากกว่า ความเร็วของคลื่นไหวสะเทือนตามแนวยาวภายในชั้นคือ 6.5 ถึง 7.3 กม./วินาที

แนวเขตระหว่างชั้นหินแกรนิตและหินบะซอลต์ในหลาย ๆ แห่งไหลไปตามสิ่งที่เรียกว่า พื้นผิวของคอนราดซึ่งมีความเร็วเพิ่มขึ้นอย่างกะทันหันของคลื่นไหวสะเทือนตามยาวจาก 6 เป็น 6.5 กม./วินาที ในสถานที่อื่น ความเร็วของคลื่นไหวสะเทือนตามยาวจะเพิ่มขึ้นทีละน้อยและขอบเขตระหว่างชั้นจะเบลอ และสุดท้าย ก็มีบางพื้นที่ที่มีการสังเกตพื้นผิวหลายพื้นผิวในคราวเดียว ซึ่งภายในมีคลื่นไหวสะเทือนเพิ่มขึ้น

มวลรวมของเปลือกโลกอยู่ที่ประมาณ 2.8 × 10 19 ตัน ซึ่งเป็นเพียง 0.473% ของมวลของโลกทั้งโลก

จากด้านล่าง เปลือกโลกแยกออกจากเสื้อคลุมด้านบนโดยขอบ Mohorovic หรือ Moho ซึ่งก่อตั้งขึ้นในปี 1909 โดย Andrei Mohorovic นักธรณีฟิสิกส์ชาวโครเอเชียและนักแผ่นดินไหววิทยา ที่แนวเขต มีความเร็วเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วของคลื่นไหวสะเทือนตามยาวและตามขวาง ความหนาแน่นของสสารก็เพิ่มขึ้นเช่นกัน ขอบเขต Moho อาจไม่ตรงกับขอบเขตของเปลือกโลก เห็นได้ชัดว่าแยกบริเวณที่มีองค์ประกอบทางเคมีต่างกัน: เปลือกโลกที่เป็นกรดเบาและเสื้อคลุม ultrabasic หนาแน่น

ชั้นใต้เปลือกโลกเรียกว่าเสื้อคลุม เสื้อคลุมถูกแบ่งโดยชั้น Golitsyn เป็นด้านบนและด้านล่าง ขอบเขตระหว่างนั้นอยู่ที่ระดับความลึกประมาณ 670 กม.

ภายในเสื้อคลุมชั้นบน แอสเธโนสเฟียร์โดดเด่น - ชั้นแผ่น ซึ่งความเร็วของคลื่นไหวสะเทือนจะลดลง

เปลือกโลกเรียกว่าเปลือกแข็งส่วนบนของโลกซึ่งประกอบด้วยเปลือกโลกและชั้นของเสื้อคลุมด้านบนที่อยู่ใต้เปลือกโลก ขอบล่างของเปลือกโลกถูกวาดที่ความลึกประมาณ 100 กม. ภายใต้ทวีปและประมาณ 50 กม. ใต้พื้นมหาสมุทร ส่วนบนของเปลือกโลก (ส่วนที่มีชีวิต) เป็นส่วนสำคัญของชีวมณฑล

เปลือกโลกประกอบด้วยหินอัคนีและหินตะกอน เช่นเดียวกับหินแปรที่เกิดจากทั้งสอง

หินเป็นกลุ่มแร่ธรรมชาติขององค์ประกอบและโครงสร้างบางอย่าง ซึ่งเกิดขึ้นจากกระบวนการทางธรณีวิทยาและเกิดขึ้นในเปลือกโลกในรูปของวัตถุอิสระ องค์ประกอบ โครงสร้าง และเงื่อนไขของการเกิดของหินถูกกำหนดโดยคุณสมบัติของกระบวนการทางธรณีวิทยาที่ก่อตัวขึ้นซึ่งเกิดขึ้นในการตั้งค่าบางอย่างภายในเปลือกโลกหรือบนพื้นผิวโลก ขึ้นอยู่กับธรรมชาติของกระบวนการทางธรณีวิทยาหลัก แบ่งกลุ่มพันธุกรรมของหินสามประเภท: ตะกอน หินอัคนี และแปรสภาพ

อัคนีหินเป็นกลุ่มแร่ธรรมชาติที่เกิดขึ้นระหว่างการตกผลึกของแมกมา (ซิลิเกตและบางครั้งก็ไม่ใช่ซิลิเกตละลาย) ในบาดาลของโลกหรือบนพื้นผิวของมัน ตามปริมาณซิลิกา หินอัคนีแบ่งออกเป็นกรด (SiO 2 - 70-90%) ปานกลาง (SiO 2> ประมาณ 60%) เบสิก ( SiO 2 ประมาณ 50%) และ ultrabasic (SiO 2 น้อยกว่า 40%) ตัวอย่างของหินอัคนี ได้แก่ หินภูเขาไฟและหินแกรนิต

ตะกอนหินคือหินเหล่านั้นที่อยู่ภายใต้สภาวะทางอุณหพลศาสตร์ซึ่งมีลักษณะเฉพาะของส่วนพื้นผิวของเปลือกโลกและเกิดขึ้นจากการสลายตัวของผลิตภัณฑ์ที่ผุกร่อนและการทำลายของหินต่าง ๆ การตกตะกอนทางเคมีและทางกลจากน้ำกิจกรรมที่สำคัญของสิ่งมีชีวิต หรือทั้งสามกระบวนการพร้อมกัน หินตะกอนจำนวนมากเป็นแร่ธาตุที่สำคัญที่สุด ตัวอย่างของหินตะกอน ได้แก่ หินทราย ซึ่งถือได้ว่าเป็นการสะสมของควอตซ์ ดังนั้น ซิลิกา (SiO 2) concentrators และหินปูน - CaO concentrators แร่ธาตุ ซึ่งเป็นหินตะกอนที่พบได้บ่อยที่สุด ได้แก่ ควอตซ์ (SiO 2) ออร์โธเคลส (KalSi 3 O 8) kaolinite (A1 4 Si 4 O 10 (OH) 8) แคลไซต์ (CaCO 3) โดโลไมต์ CaMg (CO 3) 2 ฯลฯ.

แปรสภาพเรียกว่าหิน ซึ่งเป็นลักษณะเด่นของแร่ (องค์ประกอบแร่ โครงสร้าง พื้นผิว) เกิดจากกระบวนการแปรสภาพ ในขณะที่สัญญาณของแหล่งกำเนิดอัคนีปฐมภูมิสูญหายไปบางส่วนหรือทั้งหมด หินแปร ได้แก่ หินดินดาน แกรนูล อิคล็อกไทต์ ฯลฯ แร่ธาตุทั่วไปสำหรับพวกมันคือไมกา เฟลด์สปาร์ และโกเมน ตามลำดับ

สารของเปลือกโลกประกอบด้วยธาตุแสงเป็นส่วนใหญ่ (รวมถึงธาตุเฟ) และธาตุที่ตามหลังธาตุเหล็กในตารางธาตุมีสัดส่วนเพียงเศษเสี้ยวของเปอร์เซ็นต์เท่านั้น นอกจากนี้ยังตั้งข้อสังเกตอีกว่าธาตุที่มีค่ามวลอะตอมเท่ากันมีอิทธิพลเหนือกว่าอย่างมีนัยสำคัญ: ก่อตัวเป็น 86% ของมวลรวมของเปลือกโลก ควรสังเกตว่าในอุกกาบาตส่วนเบี่ยงเบนนี้จะสูงกว่าและมีจำนวนถึง 92% ในอุกกาบาตโลหะและ 98% ในอุกกาบาตหิน

องค์ประกอบทางเคมีเฉลี่ยของเปลือกโลกตามที่ผู้เขียนหลายคนแสดงไว้ในตาราง 25:

ตารางที่ 25

องค์ประกอบทางเคมีของเปลือกโลก, wt. % (กูซาโคว่า, 2004)

องค์ประกอบและออกไซด์	คลาร์ก 2467	Fugt, 2474	Goldschmidt, 1954	Poldervaatr, 1955	ยาโรเชฟสกี้, 1971
SiO2	59,12	64,88	59,19	55,20	57,60
TiO2	1,05	0,57	0,79	1,6	0,84
Al2O3	15,34	15,56	15,82	15,30	15,30
Fe2O3	3,08	2,15	6,99	2,80	2,53
เฟO	3,80	2,48	6,99	5,80	4,27
MNO	0,12	-	-	0,20	0,16
MgO	3,49	2,45	3,30	5,20	3,88
CaO	5,08	4,31	3,07	8,80	6,99
Na2O	3,84	3,47	2,05	2,90	2,88
K2O	3,13	3,65	3,93	1,90	2,34
P2O5	0,30	0,17	0,22	0,30	0,22
H2O	1,15	-	3,02	-	1,37
CO2	0,10	-	-	-	1,40
ส	0,05	-	-	-	0,04
Cl	-	-	-	-	0,05
ค	-	-	-	-	0,14

การวิเคราะห์ช่วยให้เราสามารถสรุปข้อสรุปที่สำคัญดังต่อไปนี้:

1) เปลือกโลกประกอบด้วยองค์ประกอบหลักแปดประการ: O, Si, A1, Fe, Ca, Mg, Na, K; 2) ส่วนที่เหลืออีก 84 ธาตุมีสัดส่วนน้อยกว่าร้อยละหนึ่งของมวลเปลือกโลก 3) ในบรรดาองค์ประกอบที่มีมากที่สุด บทบาทพิเศษในเปลือกโลกเป็นของออกซิเจน

บทบาทพิเศษของออกซิเจนคืออะตอมของมันประกอบด้วย 47% ของมวลของเปลือกโลกและเกือบ 90% ของปริมาตรของแร่ธาตุที่สำคัญที่สุดที่สร้างหิน

มีการจำแนกองค์ประกอบทางธรณีเคมีจำนวนหนึ่ง ขณะนี้การจำแนกประเภทธรณีเคมีกำลังได้รับความสนใจตามที่องค์ประกอบทั้งหมดของเปลือกโลกแบ่งออกเป็นห้ากลุ่ม (ตารางที่ 26)

ตาราง 26

ตัวแปรของการจำแนกประเภทธรณีเคมีขององค์ประกอบ (Gusakova, 2004)

ลิโธฟิลิก -เหล่านี้เป็นองค์ประกอบหิน ที่เปลือกนอกของไอออนของพวกมันคือ 2 หรือ 8 อิเล็กตรอน ธาตุลิโธฟีลิกนั้นยากต่อการลดสถานะเป็นธาตุ โดยปกติพวกมันจะสัมพันธ์กับออกซิเจนและประกอบขึ้นเป็นซิลิเกตและอะลูมิโนซิลิเกตจำนวนมาก นอกจากนี้ยังพบในรูปของซัลเฟต ฟอสเฟต บอเรต คาร์บอเนต และฮาโดจิไนด์

Chalcophilicธาตุเป็นองค์ประกอบของแร่ซัลไฟด์ บนเปลือกนอกของไอออนมีอิเล็กตรอน 8 (S, Se, Te) หรือ 18 (สำหรับส่วนที่เหลือ) ในธรรมชาติพวกมันเกิดขึ้นในรูปแบบของซัลไฟด์, ซีลีไนด์, เทลลูไรด์เช่นเดียวกับในสภาพดั้งเดิม (Cu, Hg, Ag, Pb, Zn, As, Sb, Bi, S, Se, Te, Sn)

siderophilicองค์ประกอบคือองค์ประกอบที่มี d- และ f-shells อิเล็กทรอนิกส์ที่สมบูรณ์ พวกเขาแสดงความสัมพันธ์เฉพาะสำหรับสารหนูและกำมะถัน (PtAs 2, FeAs 2, NiAs 2 , FeS , NiS , MoS 2 เป็นต้น) รวมทั้งฟอสฟอรัส คาร์บอน ไนโตรเจน ธาตุ siderophile เกือบทั้งหมดยังพบได้ในสภาพดั้งเดิม

บรรยากาศองค์ประกอบที่เป็นองค์ประกอบของบรรยากาศ ส่วนใหญ่มีอะตอมที่มีเปลือกอิเล็กตรอนเต็ม (ก๊าซเฉื่อย) Atmophilic ยังรวมถึงไนโตรเจนและไฮโดรเจน เนื่องจากศักยภาพในการแตกตัวเป็นไอออนสูง ธาตุในบรรยากาศจึงแทบจะไม่เข้าไปในสารประกอบกับธาตุอื่นๆ ดังนั้นในธรรมชาติ (ยกเว้น H) ส่วนใหญ่จะอยู่ในสถานะธาตุ (โดยกำเนิด)

ไบโอฟิลิกองค์ประกอบคือองค์ประกอบที่ประกอบขึ้นเป็นส่วนประกอบอินทรีย์ของชีวมณฑล (C, H, N, O, P, S) จากสิ่งเหล่านี้ (ส่วนใหญ่) และองค์ประกอบอื่น ๆ โมเลกุลที่ซับซ้อนของคาร์โบไฮเดรต โปรตีน ไขมันและกรดนิวคลีอิกจะเกิดขึ้น องค์ประกอบทางเคมีเฉลี่ยของโปรตีน ไขมัน และคาร์โบไฮเดรตแสดงไว้ในตาราง 27.

ตาราง 27

องค์ประกอบทางเคมีเฉลี่ยของโปรตีน ไขมัน และคาร์โบไฮเดรต โดยน้ำหนัก % (กูซาโคว่า, 2547)

ปัจจุบันพบมากกว่า 60 ธาตุในสิ่งมีชีวิตต่างๆ องค์ประกอบและสารประกอบของพวกมันที่สิ่งมีชีวิตต้องการในปริมาณที่ค่อนข้างมากมักถูกเรียกว่าองค์ประกอบแมคโครไบโอจีนิก ธาตุและสารประกอบ ซึ่งถึงแม้จะจำเป็นสำหรับชีวิตของระบบชีวภาพ ก็ยังต้องการในปริมาณที่น้อยมาก แต่ก็เรียกว่าองค์ประกอบทางจุลชีววิทยา สำหรับพืช ตัวอย่างเช่น ธาตุ 10 ธาตุมีความสำคัญ: Fe, Mn, Cu, Zn, B, Si, Mo, C1, W, Co .

สัตว์ก็ต้องการองค์ประกอบทั้งหมดเหล่านี้ ยกเว้นโบรอน นอกจากนี้ สัตว์อาจต้องการซีลีเนียม โครเมียม นิกเกิล ฟลูออรีน ไอโอดีน ดีบุก ระหว่างมาโครและองค์ประกอบขนาดเล็กเป็นไปไม่ได้ที่จะวาดขอบเขตที่ชัดเจนและเหมือนกันสำหรับสิ่งมีชีวิตทุกกลุ่ม

กระบวนการผุกร่อน

พื้นผิวของเปลือกโลกสัมผัสกับบรรยากาศซึ่งทำให้อ่อนไหวต่อกระบวนการทางกายภาพและทางเคมี สภาพดินฟ้าอากาศเป็นกระบวนการทางกลซึ่งเป็นผลมาจากการที่หินถูกบดขยี้ให้เป็นอนุภาคขนาดเล็กโดยไม่มีการเปลี่ยนแปลงองค์ประกอบทางเคมีอย่างมีนัยสำคัญ เมื่อแรงกดของเปลือกโลกถูกขจัดออกไปโดยการยกตัวขึ้นและการกัดเซาะ ความเค้นภายในภายในหินที่อยู่เบื้องล่างก็จะถูกขจัดออกไปเช่นกัน ซึ่งช่วยให้รอยแตกที่ขยายกว้างเปิดออกได้ รอยแตกเหล่านี้สามารถแยกออกจากกันได้เนื่องจากการขยายตัวทางความร้อน (ที่เกิดจากความผันผวนของอุณหภูมิรายวัน) การขยายตัวของน้ำในระหว่างกระบวนการเยือกแข็ง และการกระทำของรากพืช กระบวนการทางกายภาพอื่นๆ เช่น การเกิดน้ำแข็ง ดินถล่ม และรอยถลอกของทราย จะทำให้หินแข็งอ่อนตัวลงอีก กระบวนการเหล่านี้มีความสำคัญเนื่องจากจะเพิ่มพื้นที่ผิวของหินที่สัมผัสกับสารเคมีในสภาพดินฟ้าอากาศ เช่น อากาศและน้ำอย่างมาก

การผุกร่อนของสารเคมีเกิดจากน้ำ โดยเฉพาะน้ำที่เป็นกรด และก๊าซ เช่น ออกซิเจน ที่สลายแร่ธาตุ ไอออนและสารประกอบของแร่บางส่วนจะถูกลบออกด้วยสารละลายที่ซึมผ่านเศษแร่และป้อนน้ำใต้ดินและแม่น้ำ ของแข็งที่มีเนื้อละเอียดสามารถถูกชะล้างออกจากพื้นที่ที่ผุกร่อนได้ โดยทิ้งสารตกค้างที่เปลี่ยนแปลงทางเคมีซึ่งเป็นพื้นฐานของดิน กลไกต่างๆ ของการผุกร่อนของสารเคมีเป็นที่ทราบกันดีอยู่แล้ว:

1. การละลาย ปฏิกิริยาการผุกร่อนที่ง่ายที่สุดคือการละลายของแร่ธาตุ โมเลกุลของน้ำมีประสิทธิภาพในการทำลายพันธะไอออนิก เช่น พันธะที่เชื่อมโซเดียม (Na +) และคลอรีน (Cl -) เข้าด้วยกันในเฮไลต์ (เกลือสินเธาว์) เราสามารถแสดงการละลายของเฮไลต์ด้วยวิธีง่าย ๆ เช่น

NaCl (ทีวี) นา + (aq) + Cl - (aq)

2. การเกิดออกซิเดชัน ออกซิเจนอิสระมีบทบาทสำคัญในการสลายตัวของสารในรูปแบบที่ลดลง ตัวอย่างเช่น การเกิดออกซิเดชันของเหล็กรีดิวซ์ (Fe 2+) และกำมะถัน (S) ในซัลไฟด์ทั่วไป ไพไรต์ (FeS 2) นำไปสู่การก่อตัวของกรดซัลฟิวริกที่แรง (H 2 SO 4):

2FeS 2 (ทีวี) + 7.5 O 2 (g) + 7H 2 O (l) 2Fe (OH) 3 (ทีวี) + H 2 SO 4 (aq)

ซัลไฟด์มักพบในหินทราย-เกลเซียส เส้นแร่ และแหล่งถ่านหิน ในระหว่างการพัฒนาแหล่งแร่และถ่านหิน ซัลไฟด์ยังคงอยู่ในหินเสียซึ่งสะสมอยู่ในกองขยะ กองหินเสียดังกล่าวมีพื้นผิวที่สัมผัสกับบรรยากาศขนาดใหญ่ซึ่งการเกิดออกซิเดชันของซัลไฟด์เกิดขึ้นอย่างรวดเร็วและมีขนาดใหญ่ นอกจากนี้ แร่ที่ถูกทิ้งร้างถูกน้ำท่วมอย่างรวดเร็วด้วยน้ำบาดาล การก่อตัวของกรดซัลฟิวริกทำให้น้ำระบายน้ำจากเหมืองร้างมีความเป็นกรดสูง (pH สูงถึง 1 หรือ 2) ความเป็นกรดนี้สามารถเพิ่มความสามารถในการละลายของอะลูมิเนียมและก่อให้เกิดความเป็นพิษต่อระบบนิเวศทางน้ำ จุลินทรีย์มีส่วนเกี่ยวข้องกับการเกิดออกซิเดชันของซัลไฟด์ ซึ่งสามารถจำลองได้จากปฏิกิริยาหลายอย่าง:

2FeS 2 (tv) + 7O 2 (g) + 2H 2 O (l) 2Fe 2+ + 4H + (aq) + 4SO 4 2- (aq) (pyrite oxidation) ตามด้วยการเกิดออกซิเดชันของเหล็กเป็น:

2Fe 2+ + O 2 (g) + 10H 2 O (l) 4Fe (OH) 3 (ของแข็ง) + 8H + (aq)

ออกซิเดชัน - เกิดขึ้นช้ามากที่ค่า pH ต่ำของน้ำแร่ที่เป็นกรด อย่างไรก็ตาม ต่ำกว่า pH 4.5 การเกิดออกซิเดชันของเหล็กจะถูกเร่งโดย Thiobacillus ferrooxidans และ Leptospirillum เหล็กออกไซด์สามารถโต้ตอบกับไพไรต์เพิ่มเติมได้:

FeS 2 (ทีวี) + 14 Fe 3+ (aq) + 8H 2 O (l) 15 Fe 2+ (aq) + 2SO 4 2- (aq) + 16H + (aq)

ที่ค่า pH สูงกว่า 3 มาก เหล็ก (III) จะตกตะกอนเป็นเหล็ก (III) ออกไซด์ทั่วไป goethite (FeOOH):

Fe 3+ (aq) + 2H 2 O (g) FeOOH + 3H + (aq)

เกอไทต์ตกตะกอนปกคลุมก้นลำธารและงานก่ออิฐในรูปแบบของการเคลือบสีส้มเหลืองที่มีลักษณะเฉพาะ

ธาตุเหล็กซิลิเกตที่ลดลง เช่น โอลิวีน ไพรอกซีน และแอมฟิโบลบางชนิด สามารถเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชันได้เช่นกัน:

Fe 2 SiO 4 (ทีวี) + 1 / 2O 2 (g) + 5H 2 O (l) 2Fe (OH) 3 (tv) + H 4 SiO 4 (aq)

ผลิตภัณฑ์ ได้แก่ กรดซิลิซิก (H 4 SiO 4) และเหล็กไฮดรอกไซด์คอลลอยด์ ซึ่งเป็นเบสที่อ่อนแอ เมื่อถูกคายน้ำ จะให้ธาตุเหล็กออกไซด์จำนวนหนึ่ง เช่น Fe 2 O 3 (เฮมาไทต์ - สีแดงเข้ม) FeOOH (โกเอไทต์และเลพิโดโครไซต์ - เหลืองหรือเหลือง) สนิม) การเกิดขึ้นบ่อยครั้งของเหล็กออกไซด์เหล่านี้บ่งชี้ว่าไม่สามารถละลายได้ภายใต้สภาวะออกซิไดซ์ของพื้นผิวโลก

การปรากฏตัวของน้ำเร่งปฏิกิริยาออกซิเดชันตามปรากฏการณ์ที่สังเกตได้ทุกวันของการเกิดออกซิเดชันของเหล็กโลหะ (สนิม) น้ำทำหน้าที่เป็นตัวเร่งปฏิกิริยา ศักยภาพการเกิดออกซิเดชันขึ้นอยู่กับความดันบางส่วนของก๊าซออกซิเจนและความเป็นกรดของสารละลาย ที่ pH 7 น้ำที่สัมผัสกับอากาศจะมี Eh อยู่ที่ 810 mV ซึ่งมีศักยภาพในการออกซิไดซ์มากกว่าที่จำเป็นสำหรับการเกิดออกซิเดชันของเหล็กเฟอร์รัส

ออกซิเดชันของสารอินทรีย์การเกิดออกซิเดชันของอินทรียวัตถุในดินถูกเร่งโดยจุลินทรีย์ การเกิดออกซิเดชันของแบคทีเรียที่เป็นสื่อกลางของสารอินทรีย์ที่ตายแล้วต่อ CO 2 มีความสำคัญในแง่ของการเกิดกรด ในดินที่มีฤทธิ์ทางชีวภาพ ความเข้มข้นของ CO 2 อาจสูงกว่าที่คาดไว้ 10-100 เท่าที่สภาวะสมดุลกับ CO 2 ในบรรยากาศ ซึ่งนำไปสู่การก่อตัวของกรดคาร์บอนิก (H 2 CO 3) และ H + ในระหว่างการแยกตัวออกจากกัน เพื่อลดความซับซ้อนของสมการ สารอินทรีย์ถูกแทนด้วยสูตรทั่วไปสำหรับคาร์โบไฮเดรต CH 2 O:

CH 2 O (ทีวี) + O 2 (ก.) CO 2 (ก.) + H 2 O (ล.)

CO 2 (g) + H 2 O (g) H 2 CO 3 (aq)

H 2 CO 3 (aq) H + (aq) + HCO 3 - (aq)

ปฏิกิริยาเหล่านี้สามารถลดค่า pH ของน้ำในดินจาก 5.6 (ค่าที่กำหนดในสภาวะสมดุลกับ CO 2 ในบรรยากาศ) เป็น 4-5 นี่เป็นการทำให้เข้าใจง่ายขึ้นเนื่องจากอินทรียวัตถุในดิน (ฮิวมัส) ไม่ได้ย่อยสลายเป็น CO 2 อย่างสมบูรณ์เสมอไป อย่างไรก็ตามผลิตภัณฑ์ของการทำลายบางส่วนมีคาร์บอกซิล (COOH) และกลุ่มฟีนอลซึ่งเมื่อแยกตัวออกจะให้ H + ไอออน:

RCOOH (aq) RCOO - (aq) + H + (aq)

โดยที่ R หมายถึงหน่วยโครงสร้างอินทรีย์ขนาดใหญ่ ความเป็นกรดที่สะสมระหว่างการสลายตัวของอินทรียวัตถุใช้ในการทำลายซิลิเกตส่วนใหญ่ในกระบวนการไฮโดรไลซิสของกรด

3. กรดไฮโดรไลซิส น้ำธรรมชาติมีสารที่ละลายน้ำได้ซึ่งทำให้มีความเป็นกรด - นี่คือการแยกตัวของ CO 2 ในบรรยากาศในน้ำฝนและการแยกตัวของดิน CO 2 บางส่วนด้วยการก่อตัวของ H 2 CO 3 การแยกตัวของซัลเฟอร์ไดออกไซด์ตามธรรมชาติและมานุษยวิทยา (SO 2) ด้วยการก่อตัวของ H 2 SO 3 และ H 2 SO 4 . ปฏิกิริยาระหว่างแร่ธาตุและสารทำให้ผุกร่อนของกรดมักเรียกว่ากรดไฮโดรไลซิส สภาพดินฟ้าอากาศของ CaCO 3 แสดงให้เห็นปฏิกิริยาต่อไปนี้:

CaCO 3 (ทีวี) + H 2 CO 3 (aq) Ca 2+ (aq) + 2HCO 3 - (aq)

การไฮโดรไลซิสของกรดของซิลิเกตอย่างง่าย เช่น โอลิวีนที่อุดมด้วยแมกนีเซียม ฟอร์สเทอไรท์ สามารถสรุปได้ดังนี้

Mg 2 SiO 4 (ทีวี) + 4H 2 CO 3 (aq) 2Mg 2+ (aq) + 4HCO 3 - (aq) + H 4 SiO 4 (aq)

โปรดทราบว่าการแยกตัวของ H 2 CO 3 ทำให้เกิด HCO 3 - แตกตัวเป็นไอออน ซึ่งเป็นกรดที่แรงกว่าโมเลกุลที่เป็นกลางเล็กน้อย (H 4 SiO 4 ) ที่เกิดขึ้นระหว่างการสลายตัวของซิลิเกต

4. การผุกร่อนของซิลิเกตที่ซับซ้อน จนถึงตอนนี้ เราได้พิจารณาสภาพดินฟ้าอากาศของโมโนเมอร์ซิลิเกต (เช่น โอลิวีน) ที่ละลายได้อย่างสมบูรณ์ (การละลายที่สม่ำเสมอ) ทำให้ปฏิกิริยาเคมีง่ายขึ้น อย่างไรก็ตาม การปรากฏตัวของแร่ที่ผุกร่อนแสดงให้เห็นว่าการละลายที่ไม่สมบูรณ์เป็นเรื่องปกติมากขึ้น ปฏิกิริยาการผุกร่อนอย่างง่ายโดยใช้อะนอร์ไทต์ที่อุดมด้วยแคลเซียมเป็นตัวอย่าง:

CaAl 2 Si 2 O 8 (ทีวี) + 2H 2 CO 3 (aq) + H 2 O (l) Ca 2+ (aq) + 2HCO 3 - (aq) + Al 2 Si 2 O 5 (OH) 4 (ทีวี )

ผลิตภัณฑ์ที่เป็นของแข็งของปฏิกิริยาคือ kaolinite Al 2 Si 2 O 5 (OH) 4 ตัวแทนที่สำคัญของแร่ดินเหนียว