Geokémia

Az oldal jelenlegi verzióját még nem ellenőrizték tapasztalt közreműködők, és jelentősen eltérhet a 2021. június 6-án felülvizsgált verziótól ; az ellenőrzések 5 szerkesztést igényelnek .

A tudomány
Geokémia
angol  Geokémia
Téma	geológia , kémia
Tanulmányi tárgy	Föld és bolygók
Eredeti időszak	19. század
Fő irányok	biogeokémia , kozmokémia , izotópgeokémia , regionális geokémia stb.
Médiafájlok a Wikimedia Commons oldalon

Geokémia (a Föld kémiája, más görög nyelvből γῆ "Föld" + kémia ) - a Föld és a bolygók kémiai összetételének tudománya, az elemek és izotópok eloszlásának és mozgásának törvényei különböző geológiai környezetben, a képződési folyamatok sziklák , talajok és természetes vizek.

A geokémia feladatai közé tartozik:

• Elemek és izotópok relatív és abszolút mennyiségének meghatározása a Földön és felszínén.
• Az elemek eloszlásának és mozgásának vizsgálata a Föld különböző részein ( kéreg , köpeny , hidroszféra stb.) az elemek egyenetlen eloszlásának törvényszerűségeinek és okainak tisztázása érdekében.
• Elemek és izotópok eloszlásának elemzése a térben és a Naprendszer bolygóin ( kozmokémia ).
• Az élő vagy kihalt szervezetek által termelt geológiai folyamatok és anyagok tanulmányozása ( biogeokémia ).

Történelem

A geokémia kifejezést 1838-ban Christian Schönbein vezette be [1] , aki ezt mondta: "Az összehasonlító geokémiát el kell indítani, mielőtt a geokémia geológiává válhatna, és mielőtt feltárulna bolygóink és szervetlen anyagaik létezésének rejtélye" [2] 1844-ben jelent meg.

Gyakori kifejezés volt a "kémiai geológia" is [2] .

V. M. Goldshmidt , F. W. Clark , V. I. Vernadsky , A. E. Fersman , A. P. Vinogradov és más tudósok nagymértékben hozzájárultak a geokémia mint önálló tudomány létrehozásához .

A geokémia történelmileg a geoszférák elemeinek kémiájaként alakult ki, és sok tekintetben továbbra is az. Ezt Fersman és Vernadsky idejében indokolták. De az anyagok tulajdonságai a fázisok tulajdonságai. Ugyanaz az elem különböző fázisok összetételében lehet, és maga is számos nagyon eltérő tulajdonságú fázist alkot (például a szén több fázisa ). A fáziselemzési módszerek a XX. Ezért a geokémia továbbfejlesztése a geoszférák fáziskémiája. A geológiai minták durva elemanalízisét fázisanalízissel kell alátámasztani. Egyébként most indokolatlan átugrás történik az anyagszerveződés szerkezeti szintjén: a kémiai elemtől az ásványi fázist megkerülve a kőzetig és a geológiai testig.

A 20. század első felében sok tudós sokféle módszert alkalmazott a földkéreg összetételének meghatározására , és számos ritka elem geokémiáját tanulmányozták a kialakulóban lévő emissziós spektroszkópia módszerével . A legtöbb ásvány kristályszerkezetét röntgendiffrakcióval határozták meg . VI. Vernadsky kidolgozta a biogeokémia alapjait .

A tudomány és a technológia óriási fejlődése a második világháború során új műszerek megjelenéséhez vezetett. . De a geokémia akkoriban még viszonylag lassan fejlődött. Az 1950-es években mindössze néhány folyóirat elég volt ahhoz, hogy a geokémia összes fontos vívmányát közzétegyék. Az Amerikai Geofizikai Társaság ülésén több geokémiai ülés is volt, ezek többsége a helyi problémákkal foglalkozott, és nem terjedt túl a geokémián.

Az 1950-es évek közepén Alekszandr Pavlovics Vinogradov , a Szovjetunió Tudományos Akadémia akadémikusa új irányt alapított a geokémiában - az izotópgeokémiát - a könnyű elemek ( oxigén , kén , szén , kálium és ólom ) izotópjainak frakcionálását természetes folyamatokban. Vinogradov akadémikus munkájának eredménye a Föld abszolút korának meghatározása , a pajzsok - a balti , ukrán , aldan és mások, valamint India, Afrika és más régiók sziklái; a meteoritok (a szén, gázok és mások különböző formái) összetételét tanulmányozták . [3] Kutatásai új szakaszt indítottak a geokémia fejlődésében. [négy]

Az 1960-as években a légköri és tengeri geokémiát integrálták a szilárd Föld geokémiájába; A kozmokémia és a biogeokémia óriási mértékben hozzájárult bolygónk történetének megértéséhez. Megkezdődött a Föld mint egységes rendszer tanulmányozása.

A nagyszabású tengeri expedíciók megmutatták, hogyan és milyen gyorsan keverednek az óceánok vizei, és kimutatták a kapcsolatot a tengerbiológia , a fizikai oceanológia és a tengeri üledékképződés között. A hidrotermikus szellőzőnyílások felfedezése megmutatta, hogyan keletkeznek érclerakódások . Korábban ismeretlen ökoszisztémákat fedeztek fel , és tisztázták a tengervíz összetételét meghatározó tényezőket.

A lemeztektonika elmélete átalakította a geokémiát. A geokémikusok végre megértették az üledékek és az óceáni kéreg viselkedését a szubdukciós zónákban , süllyedésüket és exhumálásukat. A földmélység hőmérsékletével és nyomásával végzett új kísérletek lehetővé tették annak kiderítését, hogy mi a köpeny háromdimenziós szerkezete, és hogyan történik a magmaképződés . A holdkőzetek eljuttatása a Földre, a bolygók és műholdaik űrhajókkal történő feltárása , valamint a bolygók sikeres keresése más csillagrendszerekben forradalmasította az univerzumról alkotott ismereteinket.

A geokémia is szorosan összefonódik az ökológiával. . Az ózonlyukak felfedezése egyértelmű riasztó jelként hangzott, és új alapvető nézetek forrása a fotokémiában és a légköri dinamikában. A légköri CO 2 fosszilis tüzelőanyagok elégetése és az erdőirtás miatti növekedése a globális antropogén éghajlatváltozásról szóló nagy viták tárgya volt és továbbra is az lesz. E jelenségek tanulmányozása új információforrásként szolgál a légkörnek a bioszférával, a földkéreggel és az óceánokkal való kölcsönhatásáról.

Napjainkban a geokémia vezető helyet foglal el a geotudományok között. . Tanulmányozza az anyag és az energia globális mozgását időben és térben. . Vernadsky jóslata a geokémia központi szerepéről az anyagtudományok között beigazolódott .

A geokémia ágai

A geokémia néhány alszekciója [5] :

• A vízi geokémia különféle elemek szerepét vizsgálja a vízgyűjtőkben, beleértve a réz, a kén, a higanyt, valamint azt, hogy a légkör, a talaj és a víz kölcsönhatása során hogyan cserélődnek a részecskeáramok 6]
• A biogeokémia  egy olyan tudományterület, amely az életnek a Föld kémiájára gyakorolt ​​hatását vizsgálja [7] .
• A kozmokémia magában foglalja az elemek és izotópjaik térbeli eloszlásának elemzését [8] .
• Az izotópos geokémia magában foglalja az elemek és izotópjaik relatív és abszolút koncentrációinak meghatározását a Földön és annak felszínén [9] .
• A szerves geokémia élő vagy egykor élő szervezetekből származó folyamatok és vegyületek szerepét vizsgálja [10] .
• A fotogeokémia  a fény által kiváltott kémiai reakciók tanulmányozása, amelyek a földfelszín természetes összetevői között fordulnak elő vagy fordulhatnak elő [11] .
• A regionális geokémia magában foglalja az ökológiai, hidrológiai és ásványtani vizsgálatok alkalmazását [12] .

Módszerek

1. Röntgen-fluoreszcencia analízis (XRF, XRF) . Jelenleg a legszélesebb körben használt módszer a főbb és ritka elemek meghatározására kőzetekben. Akár 80 elem is meghatározható széles koncentráció-tartományban 100%-tól az első g/t-ig.
2. Atomabszorpciós spektrometria (AAS) . Nagy érzékenység, de nem nagy teljesítmény, nem hasonlítható össze az XRF-vel és az ICP-MS-sel.
3. Neutronaktiválási elemzés .
   • műszeres neutronaktivációs analízis (INAA)
   • radiokémiai neutronaktivációs elemzés (NAA)
4. Gamma spektrometria . A három elem természetes radioaktivitásának mérése U, Th, K. Egy detektor segítségével megmérjük az egyes elemek jellemző sugárzását.
5. Emissziós spektrometria induktív csatolású plazmával . Viszonylag új típusú elemzés, elvileg a PS minden eleme meghatározható.
6. Tömegspektrometria . Különféle formákban ez a leghatékonyabb módszer az izotóparányok meghatározására.
   • Izotóphígításos tömegspektrometria
   • Induktív csatolású plazma tömegspektrometria ICP-MS
7. Elektron-mikroteszt (mikroszonda elemzés) . Petrogén elemek meghatározása egyes apró ásványszemcsékben. Az elv hasonló a röntgenfluoreszcencia módszeréhez, de a mintát elektronsugár gerjeszti.
8. Ion-mikroelemzés (ionszonda) . Ritka elemek és izotópok meghatározására szolgál.

A geokémiai adatok értelmezése:

A ritkaföldfém elemeket (REE) C1 kondritra (Boynton, 1984) és primitív köpenyre (PM) normalizálják (Sun & McDonough, 1989). A kapott normalizált adatokat logaritmikus skálán ábrázoljuk. Az így létrejövő tendencia, az elemek feltárt maximumai és minimumai jelzik, milyen körülmények között keletkezett a kőzet.

Geokémiai szervezetek és társaságok

• 1955 - Geochemical Society _
• 1966 – Geokémiai és Kozmokémia Nemzetközi Szövetsége
• Európai Geokémiai Szövetség ( European Association for Geochemistry ).

Szervezetek és laboratóriumok Oroszországban:

• Vlagyivosztok

Távol-keleti Földtani Intézet, az Orosz Tudományos Akadémia Távol-keleti Kirendeltsége

• Jekatyerinburg

Földtani és Geokémiai Intézet. A. N. Zavaritsky, az Orosz Tudományos Akadémia uráli fiókja

• Irkutszk

A Földkéreg Intézete SB RAS

Geokémiai Intézet. A. P. Vinogradova SB RAS

• Moszkva

Ásványtani, Geokémiai, Kristálykémiai és Ritka Elemek Intézete (IMGRE)

Ércelelőhelyek Földtani, Petrográfiai, Ásványtani és Geokémiai Intézet RAS

Geokémiai és Analitikai Kémiai Intézet. V. I. Vernadszkij

• Novoszibirszk

Ásványtani és Kőzettani Intézet [13] részeként

Egyesült Földtani, Geofizikai és Ásványtani Intézet. A. A. Trofimuka

• Petrozavodszk

Az Orosz Tudományos Akadémia Karéliai Tudományos Központjának Geológiai Intézete

• Sziktivkar

Földtani Intézet, Komi Tudományos Központ, Orosz Tudományos Akadémia Uráli Kirendeltsége

Geokémikusok kongresszusai

• 1971 – Nemzetközi Geokémiai Kongresszus [14] .
• 1991 – Goldschmidt Konferencia .

Geokémiai irodalom

Sorozatok

• 1950 – Geokémia és kozmokémia Geochimica et Cosmochimica Acta
• 1986 – Alkalmazott geokémia (" Alkalmazott geokémia ")

Oroszországban a geokémiával kapcsolatos cikkeket a Geochemistry folyóiratban közölnek .

Recenziók, monográfiák és tankönyvek

K. Rankam és T. G. Saham geokémiája (K. Rankam, Th. G. Saham) 1950-ben jelent meg. V. M. Goldshmidt az 1940-es években elindított egy azonos című könyvet, amely 1954-ben jelent meg.

1969 és 1978 között KH Wedepohl egy csoport szerkesztővel (CW Correns et al.) és számos szerzővel együtt megalkotta a Geochemistry kézikönyvét. Mindhárom áttekintés áttekintő fejezetekkel kezdődik, amelyeket egy vagy hasonló elemek egy kis csoportjának geokémiájáról szóló fejezetek követnek. Mára mindegyik elavult, hiszen az elemzési módszerek újításai és a tudományban dolgozó kutatók számának növekedése jelentős mennyiségű adatot hozott létre, amely számos új nézetet generált az alapvető geokémiai problémákról.

2003-ban az Elsevier kiadó új összefoglaló áttekintést adott ki a geokémiáról " Treatise on geochemistry " Holland és Turekian szerkesztésében. Ez az ismertető kicsit másképp készült, mint az előzőek. 10 kötetből áll, amelyek mindegyike a geoszférák vagy a geokémia egy-egy szakaszának szentel. Az utolsó kötet szószedet. 2014-ben az értekezést bővített kiadásban újra kiadták. Az új kiadás 16 kötetből áll .

Szovjet és orosz tankönyvek

• A. E. Fersman . Geokémia. - 1-4. kötet, 1933-1939.
• V. I. Vernadszkij . A Föld bioszférájának és környezetének kémiai szerkezete. — M.: Nauka , 1965. — 348 p.
• A. I. PERELMAN. Geokémia. - M .: Felsőiskola, 1988. - 527 p.
• A. I. Perelman, N. S. Kasimov . A táj geokémiája. — M.: Astreya-2000, 1999. — 762 p.
• V. A. Alekseenko . Ökológiai geokémia. — M.: Logosz, 2000. — 627 p.
• Yu. E. Saet et al., Geochemistry of the Environment. - M.: Nedra, 1990. - 335 p.
• A tájak ökogeokémiája / N. S. Kasimov . — M.: IP Filimonov M.V., 2013—208 p.
• V. A. Alekseenko . Geoökológia. Ökológiai geokémia. — Rostov-n/D.: Főnix , 2016. — 688 p.

További geokémia tankönyvek:

További geokémia tankönyvek:

• A. A. Jarosevszkij. A modern geokémia problémái Az Orosz Tudományos Akadémia Geokémiai Intézetében a 2003-2004. téli félévben elhangzott előadások kivonata
• V. F. Barabanov. Geokémia. - L .: Nedra, 1985. - 423 p.
• A. I. Tugarinov "Általános geokémia". - Atomizdat , 1978.
• "A geokémiai adatok értelmezése". Szerkesztette: E. V. Sklyarov. – Intermet Engineering, 2001.

Egy olyan fontos téma területén, mint az üledékes kőzetek geokémiája, már sok minden történt oroszul. Bizonyos szempontból (a szén geokémiája, fémtartalmú fekete palák geokémiája, litokémia - üledékes kőzetek kőzetképző kémiai elemeinek geokémiája) - több, mint Nyugaton.

Monográfiák

• Yudovich Ya. E. , Ketris MP A feketepalák geokémiája. — L.: Nauka , 1988, 272 p.
• Yudovich Ya. E. , Ketris MP Elemek - szennyeződések fekete palában. - Jekatyerinburg: UIF Nauka , 1994, 304 p.
• Yudovich Ya. E. , Ketris MP A szén szervetlen anyaga. - Jekatyerinburg: Az Orosz Tudományos Akadémia Uráli Fiókja , 2002, 422 p.
• Yudovich Ya. E. , Ketris M. P. A litokémia alapjai. - L .: Nauka, 2000, 479 p.
• Yudovich Ya. E. , Ketris MP Mérgező elemek-szennyeződések a szénben. - Jekatyerinburg: Az Orosz Tudományos Akadémia Uráli Fiókja , 2005, 655 p.
• Yudovich Ya. E. , Ketris MP Értékes elemek-szennyeződések a szénben. - Jekatyerinburg: Az Orosz Tudományos Akadémia Uráli Fiókja , 2006, 538 p.
• Energlin U., Brealey L. Analitikai geokémia. - L. , Nedra , 1975. - 296 p.

Egyéb irodalom

• Fersman A.E.  Szórakoztató geokémia. - Leningrád, 1954.
• Faure G. Az izotópgeológia alapjai , 1989 .

Lásd még

• Biogeokémiai ciklus
• Az elemek geokémiai osztályozása
• Geoökológia
• heliometria
• A Föld köpenye

Jegyzetek

1. ↑ Schönbein  // Khvoyka - Shervinsky. - M  .: Great Russian Encyclopedia, 2017. - S. 793. - ( Great Russian Encyclopedia  : [35 kötetben]  / főszerkesztő Yu. S. Osipov  ; 2004-2017, 34. v.). — ISBN 978-5-85270-372-9 .
2. ↑ 12 Kragh , Helge. A geokémiától a kozmokémiáig: Egy tudományos tudományág eredete, 1915–1955 // Chemical Sciences in the 20th Century: Bridging Boundaries  (angol) / Reinhardt, Carsten. - John Wiley & Sons , 2008. - P. 160-192. - ISBN 978-3-527-30271-0 . . - "összehasonlító geokémiát kellene elindítani, mielőtt a geokémiából geológia válhatna, és mielőtt feltárulna bolygóink és szervetlen anyagaik keletkezésének titka."
3. ↑ Alekszandr Pavlovics Vinogradov. Kreatív portré a diákok és munkatársak emlékirataiban. Születésének 110. évfordulója alkalmából / Főszerkesztő E. M. Galimov akadémikus. V. I. Vernadsky RAS .. - Moszkva: Nauka, 2005. - 382 p. — ISBN 5-02-033736-6 .
4. ↑ Vinogradov Alekszandr Pavlovics, kiváló tudós, az izotópgeokémia tudományának új irányának megteremtője - Szovjetunió - Tudomány / találmányok - Cikkek - Dicső nevek . slavnyeimena.ru. Hozzáférés dátuma: 2019. február 16. Az eredetiből archiválva : 2019. február 17. (határozatlan)
5. ↑ Üdvözöljük a GPS Geochemistry oldalán . GPS kutatási program . California Institute of Technology. Letöltve: 2017. október 2. Az eredetiből archiválva : 2017. szeptember 21.. (határozatlan)
6. ↑ Langmuir, Donald. Vizes környezeti geokémia. - Upper Saddle River, NJ: Prentice Hall , 1997. - ISBN 9780023674129 .
7. ↑ Schlesinger, William H.; Bernhardt, Emily S. Biogeokémia: a globális változások  elemzése . — Harmadik. - Akadémiai Kiadó , 2013. - ISBN 9780123858740 .
8. ↑ McSween, Jr, Harry Y.; Huss, Gary R. Kozmokémia. - Cambridge University Press , 2010. - ISBN 9781139489461 .
9. ↑ Kendall, Carol; Caldwell, Eric A. 2. fejezet: Az izotópgeokémia alapjai // Isotope Tracers in Catchment Hydrology / Kendall, C.; McDonnell, JJ. - Amsterdam: Elsevier Science , 1998. - S. 51-86.
10. ↑ Killops, Stephen D.; Killops, Vanessa J. Bevezetés a szerves geokémiába. - John Wiley & Sons , 2013. - ISBN 9781118697207 .
11. ↑ Doane, TA A fotogeokémia felmérése // Geochem Trans. - 2017. - T. 18 . - S. 1 . - doi : 10.1186/s12932-017-0039-y . — PMID 28246525 .
12. ↑ Garrett, R.G.; Reimann, C.; Smith, D. B.; Xie, X. A geokémiai kutatástól a nemzetközi geokémiai térképezésig: történeti áttekintés: 1. táblázat  //  Geochemistry: Exploration, Environment, Analysis : Journal. - 2008. - november ( 8. évf. , 3-4. sz. ). - 205-217 . o . - doi : 10.1144/1467-7873/08-174 .
13. ↑ Ásványtani és Kőzettani Intézet . web.archive.org (2005. április 4.). Hozzáférés időpontja: 2022. január 6. (határozatlan)
14. ↑ 1. Nemzetközi Geokémiai Kongresszus: Moszkva, 1971. Moszkva: GEOKHI AN SSSR , 1972.

Linkek

• Geokémia az ásványok katalógusában.
• Radioaktív elemek izotópjainak geokémiája (U, Th, Ra) .
• Geokémiai kifejezések szótára .
• Geokémia tankönyv .

Szótárak és enciklopédiák	Nagy dán Nagy norvég Nagy Szovjet (1 kiadás) Britannica (online) Universalis Modern Ukrajna
Bibliográfiai katalógusokban	GND : 4020198-3 J9U : 987007562986505171 LCCN : sh85053960 NDL : 00573044 NKC : ph120501

Földtudományok
Földrajz Geodézia Geológia Geomágnesesség Geomorfológia Geofizika Geokémia Geoökológia Glaciológia Hidrológia Klimatológia Meteorológia légköri tudományok Óceánológia környezetvédelem Paleoklimatológia talajtudomány Fizikai földrajz és mások

Geológia
elméleti	Geokémia Kristályográfia Litológia Ásványtan Kőzettan Szerkezeti Ökológiai
Dinamikus	Vulkanológia Geodinamika Geokriológia Geomechanika Geomorfológia Geotektonika Neotektonika Szeizmogeológia
történelmi	Geokronológia Ősföldrajz Paleoklimatológia Paleontológia paleotektonika Rétegtan negyedidőszak
Alkalmazott	Katonai Ásványgeológia hidrogeológia Mérnöki Regionális Földrajzi felmérés
Egyéb	Geofizika Geoökológia Tér Tengeri radiogeológia A geológia története
Kategória Geológia