Clarkin numero

Kokeneet kirjoittajat eivät ole vielä tarkistaneet sivun nykyistä versiota, ja se voi poiketa merkittävästi 23. lokakuuta 2018 tarkistetusta versiosta . tarkastukset vaativat 3 muokkausta .

Clarken numero (tai alkuaineiden clarke , vielä useammin sanotaan yksinkertaisesti elementin clarke ) - numerot, jotka ilmaisevat kemiallisten alkuaineiden keskimääräistä pitoisuutta maankuoressa , hydrosfäärissä , maassa , kosmisissa kappaleissa, geokemiallisissa tai kosmokemiallisissa järjestelmissä jne. suhteessa tämän järjestelmän kokonaismassaan.

Klarkityypit

Erottele paino (mitattuna % g / t, g / kg tai g / g) ja atomi (% atomien lukumäärästä) clarkit. Amerikkalainen tiedemies F. W. Clark (1889) teki ensimmäisen yleistyksen tiedoista maankuoren muodostavien eri kivien kemiallisesta koostumuksesta, ottaen huomioon niiden jakautumisen 16 kilometrin syvyyteen. Luvut, jotka hän sai kemiallisten alkuaineiden prosenttiosuudesta maankuoren koostumuksessa, joita A. E. Fersman myöhemmin hieman tarkensi , kutsuttiin viimeksi mainitun ehdotuksesta Clarkin numeroiksi tai clarkeiksi [1] .

Alkuaineiden keskimääräisen pitoisuuden maankuoressa, nykyisessä merkityksessä planeetan ylempänä kerroksena Mohorovichichin rajan yläpuolella , laski A.P. Vinogradov (1962) [2] , amerikkalainen tiedemies S.R. Taylor (1964) [3 ] , saksalainen - K. G. Wedepol [4] (1967) [1] . Pienten sarjanumeroiden elementit hallitsevat: 15 yleisintä elementtiä, joiden clarkit ovat yli 100 g/t, ovat sarjanumeroita 26:een (Fe) asti. Elementit, joilla on parillinen sarjanumero, muodostavat 87 % maankuoren massasta ja parittomat luvut vain 13 % [1] ; tämä on seurausta suuremmasta sitoutumisenergiasta ja sen seurauksena suuremmasta stabiilisuudesta ja suuremmasta saannosta nukleosynteesin aikana ytimille , joissa on parillinen määrä nukleoneja .

Maapallon keskimääräinen kemiallinen koostumus laskettiin meteoriittien alkuaineiden runsautta koskevista tiedoista (ks . Geokemia ). Koska alkuaineklarkit toimivat standardina kemiallisten alkuaineiden alhaisten tai korkeiden pitoisuuksien vertailussa mineraaliesiintymissä , kivissä tai kokonaisilla alueilla, niiden tunteminen on tärkeää mineraaliesiintymien etsinnässä ja teollisessa arvioinnissa; ne antavat myös mahdollisuuden arvioida samankaltaisten alkuaineiden ( kloori  - bromi , niobi  - tantaali ) välisten tavanomaisten suhteiden rikkomista ja siten osoittaa erilaisia ​​fysikaalis-kemiallisia tekijöitä, jotka rikkoivat näitä tasapainosuhteita [1] .

Alkuaineiden kulkeutumisprosesseissa alkuaineiden clarkit ovat niiden pitoisuuden määrällinen indikaattori [1] .

Alkuaineiden Clarkkeja maankuoressa eri kirjoittajien mukaan

Kaikki alla olevat arvot ovat mg/kg (vastaa g/t, ppm , ppm )

Elementti Symboli Clarke ja Washington 1924 [5] Fersman (1933-1939) [6] Goldschmidt (1937) [7] Vinogradov (1949) [8] Vinogradov (1962) [2] Taylor (1964) [3]
Actinium AC - - - 0,0000000001x 10 −10  - -
Hopea Ag 0,010,0x 0.1 0,02 0.1 0,07 0,07
Alumiini Al 75100 74500 81300 88 000 80500 82300
Argon Ar - neljä - - - -
Arseeni Kuten yksix 5 5 5 1.7 1.8
Kulta Au 0,0010.00x 0,005 0,001 0,005 0,0043 0,004
Bor B kymmenen viisikymmentä kymmenen 3 12 kymmenen
Barium Ba 470 500 430 500 650 425
Beryllium Olla kymmenen neljä 6 6 3.8 2.8
Vismutti Bi 0,010,0x 0.1 0.2 0.2 0,009 0.17
Bromi Br yksix kymmenen 2.5 1.6 2.1 2.5
Hiili C 870 3500 320 1000 230 200
Kalsium Ca 33900 32500 36300 36 000 29600 41500
Kadmium CD 0.10.x 5 0,18 5 0.13 0.2
Cerium Ce - 29 41.6 45 70 60
Kloori Cl 1900 2000 480 450 170 130
Koboltti co 100 kaksikymmentä 40 kolmekymmentä kahdeksantoista 25
Kromi Cr 330 300 200 200 83 100
Cesium Cs 0,0010.00x kymmenen 3.2 7 3.7 3
Kupari Cu 100 100 70 100 47 55
Dysprosium Dy - 7.5 4.47 4.5 5 3
Erbium Er - 6.5 2.47 neljä 3.3 2.8
Europium Eu - 0.2 1.06 1.2 1.3 1.2
Fluori F 270 800 800 270 660 625
Rauta Fe 47 000 42 000 50 000 51 000 46500 56300
Gallium Ga 0,00001x 10 −5  yksi viisitoista viisitoista 19 viisitoista
Gadolinium Gd - 7.5 6.36 kymmenen kahdeksan 5.4
germaaniumia Ge 0,00001x 10 −5  neljä 7 7 1.4 1.5
Vety H 8800 10 000 - 1500 - -
Helium Hän - 0,01 - - - -
Hafnium hf kolmekymmentä neljä 4.5 3.2 yksi 3
Merkurius hg 0.10.x 0,05 0.5 0,07 0,083 0,08
Holmium Ho - yksi 1.15 1.3 1.7 1.2
jodi minä 0.10.x kymmenen 0.3 0.5 0.4 0.5
Indium Sisään 0,00001x 10 −5  0.1 0.1 0.1 0,25 0.1
Iridium Ir 0,0001x 10 −4  0,01 0,001 0,001 - -
kalium K 24 000 23500 25900 26 000 25 000 20900
Krypton kr - 0,00022 10 -4  - - - -
Lantaani La - 6.5 18.3 kahdeksantoista 29 kolmekymmentä
Litium Li 40 viisikymmentä 65 65 32 kaksikymmentä
Lutetium Lu - 1.7 0,75 yksi 0.8 0.5
Magnesium mg 19400 23500 20900 21 000 18700 23300
Mangaani Mn 800 1000 1000 900 1000 950
Molybdeeni Mo yksix kymmenen 2.3 3 1.1 1.5
Typpi N 300 400 - 100 19 kaksikymmentä
Natrium Na 26400 24 000 28300 26400 25 000 23600
Niobium Huom - 0,32 kaksikymmentä kymmenen kaksikymmentä kaksikymmentä
neodyymi Nd - 17 23.9 25 37 28
Neon Ne - 0,005 - - - -
Nikkeli Ni 180 200 100 80 58 75
Happi O 495 200 491300 466 000 470 000 470 000 464 000
Osmium Os 0,0001x 10 −4  0,05 - 0,05 - -
Fosfori P 1200 1200 1200 800 930 1050
Protactinium Pa - 0,00000077 10 -7  - 0,00000110-6 _  - -
Johtaa Pb kaksikymmentä 16 16 16 16 12.5
Palladium Pd 0,00001x 10 −5  0,05 0,01 0,01 0,013 -
Polonium Po - 0,05 - 0,00000000022 10 -10  - -
Praseodyymi PR - 4.5 5.53 7 9 8.2
Platina Pt 0,0010.00x 0.2 0,005 0,005 - -
Radium Ra 0,000001x 10 −6  0,0000022 10 -6  - 0,00000110-6 _  - -
Rubidium Rb yksix 80 280 300 150 90
Renium Re - 0,001 0,001 0,001 0,00077 10 -4  -
Rodium Rh 0,00001x 10 −5  0,01 0,001 0,001 - -
Radon Rn - ? - 0,0000000000077 10 -12  - -
ruteeni Ru 0,00001x 10 −5  0,05 - 0,005 - -
Rikki S 480 1000 520 500 470 260
Antimoni Sb 0.10.x 0.5 yksi(yksi) 0.4 0.5 0.2
Scandium sc 0.10.x 6 5 6 kymmenen 22
Seleeni Se 0,010,0x 0.8 0.09 0.6 0,05 0,05
Pii Si 257 500 260 000 277 200 276 000 295 000 281 500
Samarium sm - 7 6.47 7 kahdeksan 6
Tina sn yksix 80 40 40 2.5 2
Strontium Sr 170 350 150 400 340 375
Tantaali Ta - 0,24 2.1 2 2.5 2
Terbium Tb - yksi 0,91 1.5 4.3 0.9
Teknetium Tc - 0,001 - - - -
Telluuri Te 0,0010.00x 0,01 0,0018(0,0018?) 0,01 0,001 -
Torium Th kaksikymmentä kymmenen 11.5 kahdeksan 13 9.6
Titaani Ti 5800 6100 4400 6000 4500 5700
Tallium Tl 0,0001x 10 −4  0.1 0.3 3 yksi 0,45
Thulium Tm - yksi 0.2 0.8 0,27 0,48
Uranus U 80 neljä neljä 3 2.5 2.7
Vanadiini V 160 200 150 150 90 135
Volframi W viisikymmentä 70 yksi yksi 1.3 1.5
Xenon Xe - 0,000033 10 -5  - - - -
yttrium Y - viisikymmentä 28.1 28 29 33
Ytterbium Yb - kahdeksan 2.66 3 0,33 3
Sinkki Zn 40 200 80 viisikymmentä 83 70
Zirkonium Zr 230 250 220 200 170 165

Hydrosfäärin elementtien Clarks

(A.P. Vinogradovin (1967) mukaan lisäyksillä V.N. Ivanenkon, V.V. Gordeevin ja A.P. Lisitsinin (1979) ja V.V. Gordeevin (1983) [9] Kaikki arvot on annettu alla mg/kg (vastaa g/t , ppm , ppm ) Meriveden pääelementtien Clarke-arvot on laskettu keskimääräiselle suolapitoisuudelle 34,887 ppm.

Elementti atominumero meriveden kirkkauksia Jokiveden kirkkaat (liuenneessa muodossa)
Vety yksi 108 000 111900
Helium 2 0,0000055 10 -6  -
Litium 3 0,18 0,00252,5 10 -3 
Beryllium neljä 0,0000055 10 -6  -
Bor 5 4.4 0,02
Hiili (inorg.) 6 28 7.9
Typpi 7 0.5 -
Happi kahdeksan 859 000 888000
Fluori 9 1.3 0.1
Neon kymmenen 0,000110-4 _  -
Natrium yksitoista 10670 5
Magnesium 12 1280 2.9
Alumiini 13 0,00110-3 _  0.16
Pii neljätoista 2.1 6
Fosfori viisitoista 0,06 0,04
Rikki 16 898 3.8
Kloori 17 19190 5.5
Argon kahdeksantoista 0.1 -
kalium 19 396 2
Kalsium kaksikymmentä 408 12
Scandium 21 0,000000808 10 -7  0,0000044 10 -6 
Titaani 22 0,00110-3 _  0,0033 10 -3 
Vanadiini 23 0,0022 10 -3  0,00110-3 _ 
Kromi 24 0,000252,5 10 -4  0,00110-3 _ 
Mangaani 25 0,000110-4 _  0,01
Rauta 26 0,0055 10 −3  0,04
Koboltti 27 0,000033 10 -5  0,00033 10 -4 
Nikkeli 28 0,00055 10 −4  0,00252,5 10 -3 
Kupari 29 0,000252,5 10 -4  0,0077 10 −3 
Sinkki kolmekymmentä 0,00110-3 _  0,02
Gallium 31 0,000022 10 -5  0,000110-4 _ 
germaaniumia 32 0,000055 10 -5  0,000077 10 -5 
Arseeni 33 0,0022 10 -3  0,0022 10 -3 
Seleeni 34 0,000110-4 _  0,00022 10 -4 
Bromi 35 67 0,02
Krypton 36 0,000110-4 _  -
Rubidium 37 0.12 0,000022 10 -3 
Strontium 38 7.9 0,05
yttrium 39 0,0000131,3 10 -5  0,00077 10 -4 
Zirkonium 40 0,0000262,6 10 -5  0,00262,6 10 −3 
Niobium 41 0,0000055 10 -6  0,00000110-6 _ 
Molybdeeni 42 0,01 0,00110-3 _ 
Teknetium 43 - -
ruteeni 44 0,000000110-7 _  -
Rodium 45 - -
Palladium 46 - -
Hopea 47 0,000110-4 _  0,00022 10 -4 
Kadmium 48 0,000077 10 -5  0,00022 10 -4 
Indium 49 0,00000110-6 _  -
Tina viisikymmentä 0,0000110-5 _  0,000044 10 -5 
Antimoni 51 0,0000033 10 -6  0,00110-3 _ 
Telluuri 52 - -
jodi 53 0,05 0,0022 10 -3 
Xenon 54 0,000110-4 _  -
Cesium 55 0,00033 10 -4  0,000033 10 -5 
Barium 56 0,018 0,03
Lantaani 57 0,0000033 10 -6  0,000055 10 -5 
Cerium 58 0,00000121,2 10 -6  0,000088 10 -5 
Praseodyymi 59 0,000000646,4 10 -7  0,0000077 10 -6 
neodyymi 60 0,00000252,5 10 -6  0,000044 10 -5 
Promethium 61 - -
Samarium 62 0,000000454,5 10 -7  0,0000088 10 -6 
Europium 63 0,000000121,2 10 -7  0,00000110-6 _ 
Gadolinium 64 0,000000707 10 -7  0,0000088 10 -6 
Terbium 65 0,000000141,4 10 -7  0,00000110-6 _ 
Dysprosium 66 0,000000828,2 10 -7  0,0000055 10 -6 
Holmium 67 0,000000222,2 10 -7  0,00000110-6 _ 
Erbium 68 0,000000747,4 10 -7  0,0000044 10 -6 
Thulium 69 0,000000151,5 10 -7  0,00000110-6 _ 
Ytterbium 70 0,000000828,2 10 -7  0,0000044 10 -6 
Lutetium 71 0,000000151,5 10 -7  0,00000110-6 _ 
Hafnium 72 - -
Tantaali 73 - -
Volframi 74 0,000110-4 _  0,000033 10 -5 
Renium 75 0,0000110-5 _  -
Osmium 76 0,00000110-6 _  -
Iridium 77 - -
Platina 78 - -
Kulta 79 0,0000044 10 -6  0,0000022 10 -6 
Merkurius 80 0,000033 10 -5  0,000077 10 -5 
Tallium 81 0,0000110-5 _  0,00110-3 _ 
Johtaa 82 0,000033 10 -5  0,00110-3 _ 
Vismutti 83 0,000033 10 -5  -
Polonium 84 - -
Astatiini 85 - -
Radon 86 0,00000000000000066 10 -16  -
Ranska 87 - -
Radium 88 0,000000000110-10 _  -
Actinium 89 0,000000000000000110-16 _  -
Torium 90 0,000000110-7 _  0,000110-4 _ 
Protactinium 91 0,000000000110-10 _  -
Uranus 92 0,0033 10 -3  0,00055 10 −4 

Clarke-elementit kaupunkimaissa

Alla on 1900-luvun lopulla – 2000-luvun alkupuolella asuinalueiden (kaupunki)maisemien maaperästä löydettyjä kemiallisia alkuaineita. Kaikki pitoisuudet on annettu mg/kg (vastaa g/t, ppm , ppm ). Kemiallisten alkuaineiden esiintyvyyttä ja jakautumista tutki V.A. Alekseenko ja A.V. Alekseenko akateemikon N.P. Laverov yli 300 siirtokunnan maaperässä. Työ tehtiin 15 vuoden aikana ja mahdollisti sekä oman maaperänäytteistämme datan yleistämisen että huomattavan määrän julkaistuja tutkimuksia kaupunkien maaperän saastumisesta monissa maissa. Yksityiskohtaiset tiedot kaupunkimaan clarkeen laskentamenetelmistä ja käytetyistä tiedoista on annettu artikkeleissa [10] [11] [12] ja kahdessa monografiassa [13] [14] .

Kaupunkimaat muodostuvat jatkuvan ja voimakkaan antropogeenisen toiminnan vaikutuksesta. Voidaan katsoa, ​​että nämä maaperät ovat kokeneet suurimman teknogeenisen paineen verrattuna biosfäärin ja koko maan geokemiallisiin järjestelmiin. Kaupunkimaan maaperän muodostuminen johtuu tarpeesta soveltaa tiettyjä "lähtökohtia" sisällön lukemiseen, eräänlaisia ​​" vertailuarvoja " myöhemmille päätelmille siirtokuntien maaperän saastumisesta. Erilaisten vaihtoehtojen käyttö alkuaineiden enimmäispitoisuuksille on melko vaikeaa, koska ne ( MPC , APC jne.) asetetaan melko mielivaltaisesti ja ovat hyvin erilaisia ​​eri maissa. Melko usein clarke-laatuja käytetään näihin tarkoituksiin ympäristön geokemiallisissa tutkimuksissa. Asutusmaiden maaperän vakiintuneet clarkit ovat niiden geokemiallisia (ympäristögeokemiallisia) ominaisuuksia, jotka heijastavat tietyssä aikajaksossa tapahtuvien teknogeenisten ja luonnonprosessien yhteisvaikutusta. Tieteen ja tekniikan kehityksen myötä pelkistettävien clarkien arvot voivat vähitellen muuttua. Tällaisten muutosten nopeutta ei voida vielä ennustaa, mutta ensimmäistä kertaa raportoituja clarke-arvoja voidaan käyttää kaupunkimaan alkuainepitoisuuksien standardeina 2000-luvun alussa.

Elementti Symboli atominumero Clarkin kaupunkimaa [13]
Hopea Ag 47 0,37
Alumiini Al 13 38200
Arseeni Kuten 33 15.9
Bor B 5 45
Barium Ba 56 853.12
Beryllium Olla neljä 3.3
Vismutti Bi 83 1.12
Hiili C 6 45100
Kalsium Ca kaksikymmentä 53800
Kadmium CD 48 0.9
Kloori Cl 17 285
Koboltti co 27 14.1
Kromi Cr 24 80
Cesium Cs 55 5.0
Kupari Cu 29 39
Rauta Fe 26 22300
Gallium Ga 31 16.2
germaaniumia Ge 32 1.8
Vety H yksi 15 000
Merkurius hg 80 0,88
kalium K 19 13400
Lantaani La 57 34
Litium Li 3 49.5
Magnesium mg 12 7900
Mangaani Mn 25 729
Molybdeeni Mo 42 2.4
Typpi N 7 10 000
Natrium Na yksitoista 5800
Niobium Huom 41 15.7
Nikkeli Ni 28 33
Happi O kahdeksan 490 000
Fosfori P viisitoista 1200
Johtaa Pb 82 54.5
Rubidium Rb 37 58
Rikki S 16 1200
Antimoni Sb 51 1.0
Scandium sc 21 9.4
Pii Si neljätoista 289 000
Tina sn viisikymmentä 6.8
Strontium Sr 38 458
Tantaali Ta 73 1.5
Titaani Ti 22 4758
Tallium Tl 81 1.1
Vanadiini V 23 104.9
Volframi W 74 2.9
yttrium Y 39 23.4
Ytterbium Yb 70 2.4
Sinkki Zn kolmekymmentä 158
Zirkonium Zr 40 255,6

Muistiinpanot

  1. ↑ 1 2 3 4 5 Clarky / Shcherbina V. V. // Kvarner - Kongur. - M .  : Neuvostoliiton tietosanakirja, 1973. - S. 265-266. - ( Great Soviet Encyclopedia  : [30 nidettä]  / päätoimittaja A. M. Prokhorov  ; 1969-1978, v. 12).
  2. ↑ 1 2 Vinogradov A.P. Kemiallisten alkuaineiden keskimääräinen pitoisuus maankuoren päätyypeissä magmakivissä  // Geokemia. - 1962. - Numero. 7 . - S. 555-571 .
  3. ↑ 1 2 Taylor SR Kemiallisten alkuaineiden runsaus mannermaisessa kuoressa: uusi taulukko  //  Geochimica et Cosmochimica Acta. - 1964. - elokuu ( osa 28 , nro 8 ) . - s. 1273-1285 . - doi : 10.1016/0016-7037(64)90129-2 . - .
  4. ↑ Wedepohl KH Geochemie (  saksa) . - Berliini: Verlag Walter de Gruyter, 1967. - 220 S. - (Sammlung Göschen, Bd 1224-1224a/1224b).
  5. ↑ Clarke FW, Washington HS Maankuoren koostumus // US Dep. Sisustus, Geol. Surv.. - 1924. - T. 770 . - S. 518 .
  6. ↑ Fersman A.E. Geokemia. — Luonto ja tekniikka. ONTI, 1933, 1934, 1937 ja 1939. - Osa I-IV.
  7. ↑ Goldschmidt VM Geochemische Verteilungsgesetze der Elemente, IX. Die Mengenverhältnisse der Elemente und Atomarten  (saksa)  // Skrifter utgitt av det Norske Videnskapsakademi i Oslo, I, Matematisk-naturvidenskapelig Klasse. - 1937. - Bd. C1 , H.4 .
  8. ↑ Vinogradov A.P. Kemiallisten alkuaineiden jakautumismallit maankuoressa  // Geokemia. - 1956. - Numero. 1 . - S. 6-52 .
  9. ↑ Solovov A.P., Arkhipov A.Ya., Bugrov V.A. et al.: "Käsikirja mineraalien geokemiallisesta etsinnästä." M.: Nedra, 1990, s. 9-10
  10. ↑ Vladimir Alekseenko, Aleksei Alekseenko. Kemiallisten alkuaineiden runsaus kaupunkimaaperässä  // Journal of Geochemical Exploration. - 2014. - Nro 147 (B) . — S. 245–249 .
  11. ↑ Alekseenko V.A., Laverov N.P., Alekseenko A.V. Clarke maaperän kemiallisista elementeistä asuinmaisemissa. Tutkimusmetodologia // Biogeokemian ja geokemiallisen ekologian ongelmat. - 2012. - Nro 3 . — S. 120–125 . — ISSN 1991-8801 .
  12. ↑ Alekseenko V.A., Laverov N.P., Alekseenko A.V. Kysymys kemiallisten alkuaineiden sisällöstä asuinmaisemien maaperässä // Ekologisen geologian ja järkevän luonnonhoidon laitos. - Pietari. , 2011. - S. 39-45 .
  13. ↑ 1 2 Alekseenko V.A., Alekseenko A.V. Kemialliset alkuaineet geokemiallisissa järjestelmissä. Asuinmaisemien maaperän kirkkarit. - Rostov n/a. : Southern Federal Universityn kustantaja, 2013. - 388 s. -5000 kappaletta.  - ISBN 978-5-9275-1095-5 .
  14. ↑ Alekseenko V.A., Alekseenko A.V. Kemialliset alkuaineet kaupunkimaissa. — M. : Logos, 2014. — 312 s. - 1000 kappaletta.  - ISBN 978-5-98704-670-8 .

Kirjallisuus

Linkit