Względny udział pierwiastków w skorupie ziemskiej

Wielkość: px

Rozpocząć pokaz od strony:

Download "Względny udział pierwiastków w skorupie ziemskiej"

Jan Zych
7 lat temu
Przeglądów:

1 KRZEM i GLIN

2 Względny udział pierwiastków w skorupie ziemskiej 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% O 46% Si 28% Al 8% Fe 6% Mg 4 % Ca 2,4% K 2,3% Na 2,1% Inne < 1% wg Schlesinger Fig. 2.3.

3 Krzem W skorupie ziemskiej SiO 2 - krzemionka (kwarc) minerały krzemianowe: ortoklaz K 2 O. Al 2 O 3. 6SiO 2 kaolinit Al 2 O 3. 2SiO 2. 2H 2 O chloryt Mg 5 Al 2 Si 3 O 10 (OH) 8

4 Krzem Wietrzenie temperatura (niska, wysoka) mróz (zamarzanie wody) wiatr lodowiec skała macierzysta

5 Krzem WIETRZENIE CHEMICZNE kaolinizacja hydroliza K 2 O. Al 2 O 3. 6SiO 2 + 3H 2 O = Al 2 O 3. 2SiO 2. 2H 2 O + 2KOH + 4SiO 2 ortoklaz kaolinit w obecności CO 2 K 2 O. Al 2 O 3. 6SiO 2 + 2H 2 O + CO 2 = Al 2 O 3. 2SiO 2. 2H 2 O + K 2 CO 3 + 4SiO 2

6 Krzem Azbest minerały krzemianowe Chryzotyl (azbest serpentynowy, azbest biały) Mg 3 (Si 2 O 5 )(OH) 4 Krokidolit (azbest niebieski) Na 2 Fe 2+ 3Fe 3+ 2Si 8 O 22 (OH) 2 Inne minerały: Ca 2 Mg 5 Si 8 O 22 (OH) 2 (Mg, Fe) 7 Si 8 O 22 (OH) 2 Ca 2 (Mg, Fe) 5 (Si 8 O 22 )(OH) 2 Fot. Wikipedia

7 Krzem W ORGANIZMACH śywych

8 OKRZEMKI Bacillariophyta

9 PROMIENICE Radiolaria Ernst Haeckel ( ) Kunstformen der Natur (1904), plate 91: Spumellaria

10 Silicoflagellata mikroskamieniałości

11 DOPŁYW RZEKAMI 5,6 ESTUARIA 0,6 WIĄZANIE BIOGENICZNE 240 RECYKLING 120 DOPŁYW EOLICZNY 0,5 STREFA MIESZANIA PRZYPOWIERZ- CHNIOWEGO BILANS KRZEMU W OCEANIE (Teramole Si/rok) = 6.72 mld t/rok POWRÓT DO EUFOT. 114,5 RECYKLING 90,9 OPAD 29,1 UJŚCIA HYDROTERMALNE 0,2 WIETRZENIE BAZALTU 0,4 DEPOZYCJA NETTO 6,1 wg Treguer et Science

12 GĄBKI

13 GĄBKI

14 Konkrecja krzemienna (Jura Krakowska) Gąbka (Jura Krakowska) KRZEMIENIE minerał biogenny Krzemień pasiasty Krzemionki Opatowskie [ziemia okrzemkowa]

15 Si W ROŚLINACH LĄDOWYCH Skrzyp Equisetum telmateia Equisetum hyemale krzemowe fitolity WIKI

16 Bambus do 70% SiO 2 w s.m. RyŜ (Oryza sativa) łuski do 20% SiO 2 w s.m.

17 Fitolity (konkrecje krzemionkowe) róŝnych roślin Cooke & Leishman 2011

18 POBIERANIE KRZEMU PRZEZ ROŚLINNOŚĆ W EKOSYSTEMACH TROPIKALNYCH LAS DESZCZOWY MURAWY - SAWANNY kg Si/ha-rok kg/ha-rok

19 ZAWARTOŚĆ KRZEMU W TKANKACH SZCZURA Silicon biochemistry D. Evered & M. O Connor, Eds., 1986 W organizmie człowieka: - mięśnie mg/kg - krew 4 mg/kg

20 Glin ROZPUSZCZALNOŚĆ ZWIĄZKÓW GLINU W ZALEśNOŚCI OD ph StęŜenie 4, rozpuszczalność róŝnych kompleksów rozpuszczalność Al 3+ Cox Fig. 2.11

21 Glin klimat gorący opad>>et Proces lateryzacji (ferralizacji) Venezuela; Choroni H + H + H + H + H + H + H + H+ H + Fe O 2 3 Al O 2 3 SiO 2 niewielka ilość próchnicy SiO 2 Na +Ca++ K + Mg ++ N zwierciadło wód gruntowych

22 Glin Kenia, Samburu

23 Glin Melastomataceae; GATUNEK ODPORNY NA Al 3+ IVIC, Venezuela

24 MAGNEZ

25 Względny udział pierwiastków w skorupie ziemskiej 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% O 46% Si 28% Al 8% Fe 6% Mg 4 % Ca 2,4% K 2,3% Na 2,1% Inne < 1% wg Schlesinger Fig. 2.3.

26 Magnez W skorupie ziemskiej 2,3%: krzemiany magnezu np. oliwin Mg 2 SiO 4 dolomity CaCO 3 *MgCO 3 minerały ilaste np. chloryt Mg 5 Al 2 Si 3 O 10 (OH) 8 ewaporyty MgSO 4 *7H 2 O W wodzie: morskiej 1200 mg/kg słodkiej 4 mg/kg

27 Magnez W ORGANIZMACH śywych - składnik chlorofilu - fosforany biologiczne (np. ATP) - składnik krwi i płynów pozakomórkowych W organizmie człowieka średnio 300 mg/kg

28 SÓD i POTAS

29 Względny udział pierwiastków w skorupie ziemskiej 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% O 46% Si 28% Al 8% Fe 6% Mg 4 % Ca 2,4% K 2,3% Na 2,1% Inne < 1% wg Schlesinger Fig. 2.3.

30 W skorupie ziemskiej SÓD POTAS - w krzemianach - w zasadowych glinokrzemianach - skaleniach - skaleniach - NaCl - minerałach ilastych - saletra chilijska (KNO3) W wodzie - morskiej 1,05% - morskiej 380 mg/kg - słodkiej 6 mg/kg - słodkiej 2,3mg/kg

31 W ORGANIZMACH śywych SÓD - kontrola stęŝenia jonów w komórce - rola przy przekazywaniu impulsów nerwowych W organizmie człowieka średnio 1400 mg/kg POTAS - kontrola stęŝenia jonów w komórce - niezbędny dla roślin W organizmie człowieka średnio 2000 mg/kg osocze krwi 400 mg/kg czerwone krwinki 4000 mg/kg mięśnie mg/kg

32 ZAWARTOŚĆ Na i K W BIOMASIE ROŚLIN I ZWIERZĄT g/kg s.m. Na K K:Na Gorczyca 3,5 43,6 12,5 śycica trwała 0,6 16,6 27,7 Roślinność łąki 1,4 24,3 17,4 Jeleń wirginijski 3,9 9,5 2,4 Mysz polna 2,7 8,3 3,0 Sikora modra 3,7 5,8 1,6 Mysikrólik 3,8 5,8 1,5

33 ZAPOTRZEBOWANIE ZWIERZĄT I ROŚLIN Na K

34 OBIEG PIERWIASTKÓW W LESIE RÓWNIKOWYM ROŚLINY (PRODUCENCI) opad ściółki MARTWA MATERIA ORGANICZNA Pp pobranie K + konsumpcja Na+ PULA PIERWIASTKÓW ROŚLINOśERCY DESTRUENCI dekompozycja Na +

35 IZOTOPY POTASU 39 K 93,1% 40 K 0,019% czas półtrwania 1,27* K 6,9% 11% 40 K + 1e - 40 Ar + γ 89% 40 K 40 Ca + β

36 Banana equivalent dose 1 g K: 31 rozpadów/sec => 31 Bq g banan => ok. 0.5 g K => 15 Bq Orzechy brazylijskie: >440 Bq/g Konwersja na dawkę dla K: Sv/Bq BED = Sv czyli 75.3 nsv

37 Banana equivalent dose 1 g K: 31 rozpadów/sec => 31 Bq g banan => ok. 0.5 g K => 15 Bq Orzechy brazylijskie: >440 Bq/g Konwersja na dawkę dla K: Sv/Bq BED = Sv czyli 75.3 nsv Dopuszczalne: 1 msv/rok = 36 bananów/d Ciało ludzkie: 0.40 msv/rok Prom. komiczne: 0.24 msv/rok Ziemia: 0.28 msv/rok Średnio: 2-3 msv/rok Prześwietlenie klatki piersiowej: 6-18 msv

38 Banana equivalent dose 1 g K: 31 rozpadów/sec => 31 Bq g banan => ok. 0.5 g K => 15 Bq Orzechy brazylijskie: >440 Bq/g Konwersja na dawkę dla K: Sv/Bq BED = Sv czyli 75.3 nsv Dawki w odl. 30 km wokół Fukushima 0,001 do 0,300 msv/h Ciało ludzkie: 0.40 msv/rok Prom. komiczne: 0.24 msv/rok Ziemia: 0.28 msv/rok Średnio: 2-3 msv/rok Prześwietlenie klatki piersiowej: 6-18 msv

39 29 March 2011 Nature 471, (2011)

40 nsv/h PAŃSTWOWA AGENCJA ATOMISTYKI

41 CHLOR

42 Chlor W skorupie ziemskiej 130 mg/kg W wodzie morskiej - 1,8% słodkiej - 8 mg/kg W atmosferze 50 mg/kg

43 Chlor W ORGANIZMACH śywych - zachowanie równowagi jonowej - w płynach ustrojowych - w komórkach StęŜenie średnie 0,12%

44 Chlor Pochodzenie związków chloru Naturalne: CH 3 Cl - chlorek metylu HCl (ekshalacje wulkaniczne) Antropogeniczne: polichlorowane bifenyle (PCB) chlorofluorowęglowodory (CFC): CFCl 3 - freon 11 CF 2 Cl 2 - freon 12 Pestycydy DDT, aldrin

45 mokradło Wydzielanie biogenicznych halometanów z ekosystemów lądowych (Dimmer et al. 2001) las iglasty 10-4 g m -2 rok -1

46 Globalny budŝet biogenicznych halometanów ekosystemy lądowe (Dimmer et al. 2001) CHCl 3 torfowiska CHCl 3 mokradła razem CHCl 3 antropogeniczne CH 3 Cl torfowiska - mokradła razem - lasy iglaste - lasy tropikalne - lasy umiarkowane CH 3 Br torfowiska CH 3 I torfowiska Roczny dopływ mln kg/rok Zakres mln kg/rok

47 Chlor Chlorki w atmosferze (wg Cox 1995) StęŜenie czas zatrzymania szacunkowe stęŝenie (ppb) lata w 2030r CH 3 Cl 0,6 1,5 0,6 CF 2 Cl 2 0, ,8 inne CFC <0, <0,2

48 CF 2 Cl 2 + hv (freon 12) CF 2 Cl + Cl Cl + O 3 ClO + O 2 O 3 O + O 2 ClO + O Cl + O Netto: 2 O 3 + hv 3O 2

49 Wikipedia Dziura ozonowa nad Antarktydą w 2006 r

50 nasa earthobservatory Arctic Ozone Loss

51 Dobson Unit (DU) 1 DU = ilość ozonu w kolumnie atmosfery, odpowiadająca warstwie czystego ozonu o grub. 10µm (w warunkach standardowych); [300 DU = 3 mm] molekuł/cm 2 Dziura ozonowa < 220 DU

Podobne dokumenty

Magnez. Wagowy udział pierwiastków w masie Ziemi. Wagowy udział pierwiastków w masie skorupy ziemskiej

Magnez. Wagowy udział pierwiastków w masie Ziemi. Wagowy udział pierwiastków w masie skorupy ziemskiej WAPŃ Magnez 100% 80% inne