التركيب الكيميائي لـ”لب الأرض”
1998 الموسوعة الجيولوجية الجزء الثاني
مؤسسة الكويت للتقدم العلمي
مؤسسة الكويت للتقدم العلمي
التركيب الكيميائي للب الأرض لب الأرض علوم الأرض والجيولوجيا
يتكون لب الأرض من المواد الواقعة ما بين عمق 2900 كيلومتراً وحتى مركز الأرض، وبذلك يشكل كرة مركزية في باطن الأرض يبلغ نصف قطرها 3478 كيلومتراً تقريباً.
وقد أوضحت الدراسات الجيوفيزيائية وكذلك البيانات التي تم الحصول عليها من دراسة التركيب الكيميائي للنيازك، أن لب الأرض مكون من فلز الحديد مخلوط بالنيكل، وأن معدل العدد الذري المكونة للب يقل عن العدد الذري للحديد.
لذا اقترح البعض أن يكون السيليكون عنصـراً رئيسياً هاماً ضمن العناصر البانية للب الأرض، كما اقترح البعض وجود الكبريت، ولكن يحتمل وجود نسبة قليلة من البوتاسيوم لأمداد اللب بالطاقة اللازمة لتيارات الحمل في الجزء الخارجي من اللب (اللب الخارجي).
أما بالنسبة للعناصر الشحيحة فيمكن استنتاج كميتها وتوزيعها في لب الأرض قياساً على التركيب الكيميائي للنيازك.
الأطوار المتبلورة الهامة :
يوجد جزء رئيسـي من الغلاف الصخري في حالة متصلدة. وغالباً ما تكون المواد المتصلدة في حالة متبلورة جيداً في القشـرة وينطبق ذلك كذلك على الوشاح. إن أكثر العناصر شيوعاً في القشـرة والوشاح هما الأوكسجين والسيليكون.
وغالباً ما تتكون الأطوار الصلدة من أكاسيد أو سيليكات وتعتمد بدرجة كبيرة على العوامل التي ستوصف بعد ذلك مع خصائص هذه الأكاسيد والمركبات السيليكاتية، ولذلك فإن كيميائية البلورات لأطوار المعادن الرئيسية سيتم استعراضها بإيجاز في هذه المرحلة. انظر: (علم المعادن).
تركيب الأكاسيد :
تركيب معظم الأكاسيد المكونة للصخور بسيط. ويعتمد هيكل التركيب في جميع الأكاسيد على أيونات الأوكسجين الكبيرة : (O–).
ففي تركيب البيركليز (MgO) توجد أيونات (O–) في ترتيب مكعب متلاصق وتحتل أيونات (Mg) الفراغات البينية على شكل ترابط ثماني الأوجه بين أيونات الأكسجين.
وفي مجموعة الاسبينيل (R"R'"O4) فإن أيونات العنصر الثنائي التكافؤ (R") والثلاثي (R'") يحتلا الفراغات البينية على شكل ترابط رباعي الأوجه أو ثماني الأوجه بين أيونات الأوكسجين المتلاصقة. ويوجد الترتيب المتلاصق السداسي الأوجه في الكوراندوم (Al2O3).
وله علاقة بمعادن مثل الألمنيت (FeTiO3) وجييكيليت (MgTiO3). وفي هذه التراكيب فإن الكاتيونات تحتل كذلك الفراغات في الهيكل بين أيونات الأوكسجين بطريقة ترابط إما رباعية أو سداسية.
تركيب السيليكات :
تركيب السيليكات أكثر تعقيداً من تركيب الأكاسيد. والوحدة التركيبية للأكسجين – سيليكون هي الرباعية الأوجه (Si O44-) التي تتكون من أيون سيليكون (Si4+) في مركز رباعي الأوجه وتحتل أيونات الأكسجين O—— أركانه الأربعة .
وهذه الترتيبات الرباعية الأوجه يمكن أن تتصل بأيونات موجبة كما في الأوليفين (Mg,Fe)2 SiO4 والزركون (ZrSiO4) أو معادن الجارنت 2 (SiO4)3" R"3 R.
وفي هذه التراكيب تخدم مجموعات (SiO44-) غرضا يتشابه مع مجموعة (SiO42-) في الكبريتات. وتركيب مجموعة الأوليفينات يتشابه مع تركيب مجموعة الأسبينيل، لذا فإن مجموعة الأوليفينات تتحول إلى تركيب الاسبنيل تحت الضغوط العالية.
وفي معظم المكونات السيليكاتية، تتبلمر مجموعات (SiO44)، وهذ البلمرة تؤدي إلى مجموعات من اثنين أو ثلاثة أو ستة من الأشكال رباعية الأوجه إلى سلاسل لانهائية أو سلاسل مزدوجة.
كما تؤدي إلى تراكيب صفائحية أو نظام شبكي ذوي ثلاثة أبعاد من مجموعات (SiO44-) وتعزى الخصائص الفيزيائية للمعادن السليكاتية غالباً وببساطة إلى نوعية البلمرة لمجموعات (SiO44-) فمثلاً تتوازى مستويات الانفصام لمجموعات البيروكسينات والأمفيبولات والفلسبارات مع السلاسل اللانهائية أو السلاسل المزدوجة التي تميز هذه المجموعات من المعادن.
كما أن صفائح (SiO44-) رباعية الأوجه تتوازى مع التشقق الواضح والمميز لمجموعات الميكا ومعادن الطين ومجموعة معادن الكلوريت. والنظام الشكبي ذو ثلاثة الأبعاد الموحد لمعدن الكوارتز ينعكس في اختفاء الانفصام في هذا المعدن.
وعند ضغوط أكثر من 10000 ضغط جوي فإن البناء الداخلي لمعظم المعادن السيليكاتية يطرأ عليه تعديلات بحيث تصبح أكثر كثافة، فمثلاً الكوارتز يتحول إلى الكوسيت وبعد ذلك إلى الاستشوفيت، ولذا فإنه من المرجح أن معادن الوشاح تتأثر بشدة بمثل هذه التغيرات.
[KSAGRelatedArticles] [ASPDRelatedArticles]