3.2. Химический состав Земли и земной коры

 О среднем составе Земли судят по веществу, из которого состоят метеориты, так как считается, что именно из этого материала в свое время произошли планеты Солнечной системы, в том числе Земля. Выделяют три группы метеоритов: 1) каменные (аэролиты, 97,7%), состоящие главным образом из богатых железом и магнием силикатных минералов и включений железа; 2) железокаменные (сидеролиты, 1,3%), состоящие из железа и силикатных минералов; 3) железные (5,6%), состоящие из никелистого железа. Их химический анализ позволяет предположить, что в составе Земли преобладает железо (30-35%), кислород (28-31%), кремний (14-15%) и магний (13-17%). Все остальные элементы присутствуют в количестве, меньшем 1% (рис. 9) [6].

Рис. 9. Химический состав Земли

Средний химический состав земной коры значительно отличается от среднего химического состава Земли. Имеются наиболее достоверные сведения об этом составе, так как земная кора доступна для непосредственного наблюдения и анализа. В составе земной коры наиболее распространены следующие восемь химических элементов, составляющих в сумме свыше 98% по весу: кислород (46,5%), кремний (25,7%), железо (6,2%), кальций (5,8%), магний (3,2%), натрий (1,8%), калий (1,3%). Еще пять элементов содержатся в земной коре в количестве десятых долей процента: титан (0,52%), углерод (0,46%), водород (0,16%), марганец (0,12%), сера (0,11%) [8].

Глава 4. Методы исследования состава и строения планет и Солнца

1. Определение масс и диаметров планет:

При изучении планет с физической точки зрения прежде всего необходимо знать их размеры и массу. Зная то и другое, можно легко высчитать плотность планеты.

Определение масс планет, имеющих спутники, производится на основании III закона Кеплера (рис. 10), где M - масса Солнца, m₁ и m₂ – массы планеты и спутника, Т₁ и Т₂ – периоды обращения планеты вокруг Солнца и спутника вокруг планеты, а₁ и а₂ – большие полуоси их орбит.

Рис. 10. Третий закон Кеплера

Помимо этого, зная массу Земли, можно найти массу Солнца и тех планет, у которых есть спутники.

Линейный диаметр планеты легко определить, зная ее угловой диаметр. Измерение угловых диаметров производится с помощью микрометра, помещаемого в фокусе телескопа;

2. Наблюдение поверхностей планет с помощью телескопа;

3. Фотографирование;

4. Спектральный анализ: дает возможность изучать температуру, состав, строение и даже движение небесных объектов [9];

Что касается методов исследования состава и строения Земли, то в числе главных можно назвать следующие:

1. Методы полевой геологической съемки - изучение геологических обнажений, слоев горных пород в шахтах, изверженных вулканических продуктов, непосредственное полевое изучение протекающих на поверхности геологических процессов.

2. Геофизические методы - используются для изучения глубинного строения Земли и литосферы. Сейсмические методы позволили выделить внутренние оболочки Земли. Гравиметрические методы позволяют обнаружить положительные и отрицательные гравитационные аномалии и предполагать наличие определенных видов полезных ископаемых. 

3. Астрономические и космические методы основаны на изучении метеоритов, приливно-отливных движений литосферы, а также на исследовании других планет и Земли (из космоса). Позволяют глубже понять суть происходящих на Земле и в космосе процессов.

4. Методы моделирования позволяют в лабораторных условиях воспроизводить (и изучать) геологические процессы.

5. Минералогические и петрографические методы изучают минералы и горные породы (поиск полезных ископаемых, восстановление истории развития Земли) [10].