的地球化学循环

地球的早期历史

前面的讨论已经表明，在地球形成的时候，化学元素已经被相当程度地分割了宇宙几乎全部由氢而且氦，可能只有不到1%的重元素。另一方面，地球几乎完全由较重的元素组成。氦在地球上是一种非常罕见的元素，以至于在1868年首次在太阳光谱中作为一条未知的线被发现，比它在地球上被发现早了大约30年。氢是适度的丰富的在地球上，很大程度上是因为它与氧气形成水，而氦是惰性元素。

氦和其他惰性气体的稀有霓虹灯，氪,氙在地球上是很好的证据，证明地球是由小的吸积形成的固体对象,或星子．(氩是一个特殊的例子，因为地球上的大多数氩已经形成了内部的地球由放射性衰变钾)。这些星子没有大气，而地球的大气层是由这些星子内的组合气体和闭塞气体排出而来的。这一过程贯穿了整个地质历史，并可能仍在继续;火山活动不仅从地球内部带来了固体物质，还带来了大量的气体，主要是水蒸气，一氧化碳还有二氧化，还有氮．目前大气中的氧气几乎完全是光合作用的产物，因此二氧化碳水被转化为碳水化合物和游离氧。

有关作文的地壳以对单个岩石的数千份分析的形式提供，这些分析的平均值提供了对整体组成的合理精确的估计。为地幔和核心这些信息是间接的，因此不那么精确。地球的起源是由星子的吸积形成的，这是有充分根据的假设，然而，及陨石可能是太阳系前行星阶段幸存下来的星子的例子。由此看来，地球很可能是由含平均成分的石质陨石的固体体吸积形成的。然而，吸积过程导致了元素的大量分离。大部分的铁被还原为金属状态，并下沉到中心形成核心，携带着大部分亲铁元素。亲石元素，具有较大的亲和力氧比铁，合为氧化化合物主要是硅酸盐，为地幔和地壳提供了物质。亲铜元素倾向于形成硫化物;然而，很少有硫化物在地球内部的高温下是稳定的，所以在地球早期历史中，亲铜矿元素的命运多少是不确定的。

地球的主要地球化学分异可以用铁-镁-硅-氧-硫系统来解释，因为这五种元素构成了地球的95%。氧气不足，无法与主要金属元素铁结合，镁、硅;因为镁和硅对氧的亲和力大于对铁的亲和力，这些元素与氧完全结合，剩下的氧与部分铁结合，剩下的作为金属铁和铁硫化．如上所述，金属下沉形成核心，并携带了大部分亲铁元素。硫化铁阶段可能包含了很多亲铜元素;它似乎没有在地球内部形成一个独特的外壳，可能主要留在地球内部传播通过地幔和地核形成。

这种初级的地球化学分异在很大程度上受两个独立因素的控制，即单个元素的地球化学亲和性和地球化学分异密度主要阶段的。重要的是，单个元素的密度与此无关上下文．铀和钍例如，是非常重的元素;然而，由于它们的亲石特性(亲氧)，它们集中在地壳中，而不是在地核中。

壳幔分离所涉及的地球化学过程与地核分离所涉及的地球化学过程截然不同。核心代表高密度金属的物理分离液体与地幔和地壳的硅酸盐物质不混溶，而地壳和地幔的分离是由更微妙的地球化学过程造成的。地幔主要由镁铁硅酸盐、橄榄石和辉石(或它们的高压等价物)组成。如前所述，这些矿物作为其他元素的分选机制，接受离子大小的元素类似的变成镁和铁，排斥那些较大或较小的元素。地壳与地幔的不同之处在于它富含那些不易进入地壳的元素水晶橄榄石和辉石的结构。常见元素包括碱金属(锂除外)、铝,钙在某种程度上。它们以长石矿物的形式在地壳中结合，地壳和地幔的主要区别之一是前者以长石为主，而后者则没有长石。