Предмет и методы геохимии. Связь с другими дисциплинами

Геохимия – одна из наук о Земле, в узком смысле наука о химическом составе земной коры и физико – химических процессах в земной коре при взаимодействии с другими геосферами: с атмосферой, гидросферой с одной стороны и мантий Земли, с другой. В этом смысле она представляется как отрасль геологии, в широком смысле геохимия исследует и состав атмосферы, и состав гидросферы. В таком случае гидрохимия и аэрохимия являются ее составными частями. Она тесно связана с физикой, химией, биологией, почвоведением, гидрологией, гидрогеологией и другими науками. В своих исследованиях геохимия опирается на достижениях аналитической химии, микробиологии, палеонтологии, на достижениях в изучении радиоизотопов, на развитии производства оптических приборов и т.д.

Состав земной коры.Разнообразные породы, образующие зем­ную кору, или литосферу,— это разные сочетания химических эле­ментов. Элементы далеко не одинаково представлены в земной коре. По весовому соотношению она почти наполовину со­стоит из кислорода (49,13%), на четверть — из кремния, на тринад­цатую часть — из алюминия и т. д. Три этих элемента составляют 82,58% земной коры. Поэтому по вещественному составу земную кору называют сиаль. Кислород, кремний, алюминий, железо, каль­ций, натрий, калий, магний, водо­род, титан, углерод, хлор состав­ляют 99,29%. На остальные эле­менты приходится 0,71%. В пределах мантии увеличивается содержание магния, поэтому по вещественному составу ее называют сима. В составе ядра Земли больше всего железо и никель, отсюда и название - нифе

Различные составные части гидросферы имеют различный химический состав. Льды Антарктиды и Греландии, горные ледники пресные. Относительно меньше содержат соли и реки. Озера бывают и пресные и соленые. Причем и состав солей у различных озер различен. Что касается солености Мирового океана. Многочис­ленные ручьи и реки несут в океан растворы солей. Совершая кру­гооборот, вода испаряется из океанов, а соли остаются. Таким образом, океан служит местом скопления растворенных солей. Соотношение солей в морской воде постоянно, оно регулируется главным образом жизнедеятельностью организмов. Среди солей морской воды преобладают хлориды (NaCI 77,8%, MgCl₂ 10,9%), меньше доля сульфатов (MgS0₄, CaS0₄, K2SO4), еще меньше карбонатов (СаСОз) и бромистых солей. Средней соленостью морской воды считается 35%о промилле (35 г на 1 л).

Атмосфера состоит из смеси нескольких газов, называемой воздухом. Основными газами, составляющими воздух, являются азот и кислород. В сухом и чистом воздухе (т. е. лишенном водяного пара и случайных примесей) нижних слоев атмосферы 78% объема приходится на азот и почти 21% на кислород. На все остальные газы остается менее одного процента: аргон — около 0,93% и углекис­лый газ — около 0,03%. Только 0,01% остается на гелий, крип­тон, неон, ксенон, озон, радон, йод, метан.

Воздух нижних слоев атмосферы почти никогда не бывает сухим. В нем всегда содержится в большем или меньшем коли­честве водяной пар. Содержание водяного пара в атмосфере переменно: оно ме­няется как or места к месту, так и во времени. Наличие водяного пара в атмосфере имеет огромное значение для погоды и климата на Земле.

Особую роль в атмосфере играет озон, т. е. трехатомный кис­лород. Особенно значителен он в слоях от 25 до 50 км. Озон возникает здесь из кислорода вслед­ствие фотохимических реакций, происходящих под действием ультрафиолетовой радиации солнца.

В больших городах и промышленных центрах, а также при лесных и торфяных пожарах и при извержениях вулканов в ат­мосферу попадают различные газовые примеси, загрязняющие воздух. К ним относятся окислы серы и азота, аммиак, окись углерода и многие другие. Общее их количество незначительно. Но эти газы вредны, подчас ядовиты, а временами и местами их содержание в воздухе может намного превышать допустимые санитарные нормы. Особенно много газовых примесей в воздухе создается непрерывно растущим автомобильным транспортом (выхлопные газы).

Постоянство газового состава биосферы и солевого состава Мирового океана поддерживается живым веществом Земли в процессе круговорота веществ