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.
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] .
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 | - | - | - | x 10 −10 | - | - |
Hopea | Ag | 0,0x | 0.1 | 0,02 | 0.1 | 0,07 | 0,07 |
Alumiini | Al | 75100 | 74500 | 81300 | 88 000 | 80500 | 82300 |
Argon | Ar | - | neljä | - | - | - | - |
Arseeni | Kuten | x | 5 | 5 | 5 | 1.7 | 1.8 |
Kulta | Au | 0.00x | 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 | 0,0x | 0.1 | 0.2 | 0.2 | 0,009 | 0.17 |
Bromi | Br | x | 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.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 | 0.00x | 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 | x 10 −5 | yksi | viisitoista | viisitoista | 19 | viisitoista |
Gadolinium | Gd | - | 7.5 | 6.36 | kymmenen | kahdeksan | 5.4 |
germaaniumia | Ge | x 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.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.x | kymmenen | 0.3 | 0.5 | 0.4 | 0.5 |
Indium | Sisään | x 10 −5 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0,25 | 0.1 |
Iridium | Ir | x 10 −4 | 0,01 | 0,001 | 0,001 | - | - |
kalium | K | 24 000 | 23500 | 25900 | 26 000 | 25 000 | 20900 |
Krypton | kr | - | 2 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 | x | 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 | x 10 −4 | 0,05 | - | 0,05 | - | - |
Fosfori | P | 1200 | 1200 | 1200 | 800 | 930 | 1050 |
Protactinium | Pa | - | 7 10 -7 | - | 10-6 _ | - | - |
Johtaa | Pb | kaksikymmentä | 16 | 16 | 16 | 16 | 12.5 |
Palladium | Pd | x 10 −5 | 0,05 | 0,01 | 0,01 | 0,013 | - |
Polonium | Po | - | 0,05 | - | 2 10 -10 | - | - |
Praseodyymi | PR | - | 4.5 | 5.53 | 7 | 9 | 8.2 |
Platina | Pt | 0.00x | 0.2 | 0,005 | 0,005 | - | - |
Radium | Ra | x 10 −6 | 2 10 -6 | - | 10-6 _ | - | - |
Rubidium | Rb | x | 80 | 280 | 300 | 150 | 90 |
Renium | Re | - | 0,001 | 0,001 | 0,001 | 7 10 -4 | - |
Rodium | Rh | x 10 −5 | 0,01 | 0,001 | 0,001 | - | - |
Radon | Rn | - | ? | - | 7 10 -12 | - | - |
ruteeni | Ru | x 10 −5 | 0,05 | - | 0,005 | - | - |
Rikki | S | 480 | 1000 | 520 | 500 | 470 | 260 |
Antimoni | Sb | 0.x | 0.5 | (yksi) | 0.4 | 0.5 | 0.2 |
Scandium | sc | 0.x | 6 | 5 | 6 | kymmenen | 22 |
Seleeni | Se | 0,0x | 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 | x | 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 | 0.00x | 0,01 | (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 | x 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 | - | 3 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 |
(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 | 5 10 -6 | - |
Litium | 3 | 0,18 | 2,5 10 -3 |
Beryllium | neljä | 5 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 | 10-4 _ | - |
Natrium | yksitoista | 10670 | 5 |
Magnesium | 12 | 1280 | 2.9 |
Alumiini | 13 | 10-3 _ | 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 | 8 10 -7 | 4 10 -6 |
Titaani | 22 | 10-3 _ | 3 10 -3 |
Vanadiini | 23 | 2 10 -3 | 10-3 _ |
Kromi | 24 | 2,5 10 -4 | 10-3 _ |
Mangaani | 25 | 10-4 _ | 0,01 |
Rauta | 26 | 5 10 −3 | 0,04 |
Koboltti | 27 | 3 10 -5 | 3 10 -4 |
Nikkeli | 28 | 5 10 −4 | 2,5 10 -3 |
Kupari | 29 | 2,5 10 -4 | 7 10 −3 |
Sinkki | kolmekymmentä | 10-3 _ | 0,02 |
Gallium | 31 | 2 10 -5 | 10-4 _ |
germaaniumia | 32 | 5 10 -5 | 7 10 -5 |
Arseeni | 33 | 2 10 -3 | 2 10 -3 |
Seleeni | 34 | 10-4 _ | 2 10 -4 |
Bromi | 35 | 67 | 0,02 |
Krypton | 36 | 10-4 _ | - |
Rubidium | 37 | 0.12 | 2 10 -3 |
Strontium | 38 | 7.9 | 0,05 |
yttrium | 39 | 1,3 10 -5 | 7 10 -4 |
Zirkonium | 40 | 2,6 10 -5 | 2,6 10 −3 |
Niobium | 41 | 5 10 -6 | 10-6 _ |
Molybdeeni | 42 | 0,01 | 10-3 _ |
Teknetium | 43 | - | - |
ruteeni | 44 | 10-7 _ | - |
Rodium | 45 | - | - |
Palladium | 46 | - | - |
Hopea | 47 | 10-4 _ | 2 10 -4 |
Kadmium | 48 | 7 10 -5 | 2 10 -4 |
Indium | 49 | 10-6 _ | - |
Tina | viisikymmentä | 10-5 _ | 4 10 -5 |
Antimoni | 51 | 3 10 -6 | 10-3 _ |
Telluuri | 52 | - | - |
jodi | 53 | 0,05 | 2 10 -3 |
Xenon | 54 | 10-4 _ | - |
Cesium | 55 | 3 10 -4 | 3 10 -5 |
Barium | 56 | 0,018 | 0,03 |
Lantaani | 57 | 3 10 -6 | 5 10 -5 |
Cerium | 58 | 1,2 10 -6 | 8 10 -5 |
Praseodyymi | 59 | 6,4 10 -7 | 7 10 -6 |
neodyymi | 60 | 2,5 10 -6 | 4 10 -5 |
Promethium | 61 | - | - |
Samarium | 62 | 4,5 10 -7 | 8 10 -6 |
Europium | 63 | 1,2 10 -7 | 10-6 _ |
Gadolinium | 64 | 7 10 -7 | 8 10 -6 |
Terbium | 65 | 1,4 10 -7 | 10-6 _ |
Dysprosium | 66 | 8,2 10 -7 | 5 10 -6 |
Holmium | 67 | 2,2 10 -7 | 10-6 _ |
Erbium | 68 | 7,4 10 -7 | 4 10 -6 |
Thulium | 69 | 1,5 10 -7 | 10-6 _ |
Ytterbium | 70 | 8,2 10 -7 | 4 10 -6 |
Lutetium | 71 | 1,5 10 -7 | 10-6 _ |
Hafnium | 72 | - | - |
Tantaali | 73 | - | - |
Volframi | 74 | 10-4 _ | 3 10 -5 |
Renium | 75 | 10-5 _ | - |
Osmium | 76 | 10-6 _ | - |
Iridium | 77 | - | - |
Platina | 78 | - | - |
Kulta | 79 | 4 10 -6 | 2 10 -6 |
Merkurius | 80 | 3 10 -5 | 7 10 -5 |
Tallium | 81 | 10-5 _ | 10-3 _ |
Johtaa | 82 | 3 10 -5 | 10-3 _ |
Vismutti | 83 | 3 10 -5 | - |
Polonium | 84 | - | - |
Astatiini | 85 | - | - |
Radon | 86 | 6 10 -16 | - |
Ranska | 87 | - | - |
Radium | 88 | 10-10 _ | - |
Actinium | 89 | 10-16 _ | - |
Torium | 90 | 10-7 _ | 10-4 _ |
Protactinium | 91 | 10-10 _ | - |
Uranus | 92 | 3 10 -3 | 5 10 −4 |
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 |