up
Search      menu
علم و تکنولوژی :: مقاله ژئو شيمي PDF
QR code - ژئو شيمي

ژئو شيمي

● ريشه لغوي
ژئوشيمي از دو کلمه Geo به معني زمين و chemi stry به معني شيمي تشکيل شده است.
● ديد کلي
در ساده ترين شکل ژئوشيمي را مي توان به عنوان علمي تعريف کرد که با شيمي کل زميني و اجزاي تشکيل دهنده آن سرو کار دارد. علم ژئوشيمي به تعبيري هم محدود تر و هم گسترده تر از زمين شناسي مي باشد. اين علم با توزيع و مهاجرت عناصر شيميايي در درون زمين و در ابعاد زمان و مکان سرو کار دارد. علم رخداد و توزيع عناصر در جهان ، بطور کلي شيمي فضايي ناميده مي شود. جهت درک درست شيمي زمين حائز اهميت است که تا حد امکان از شيمي و تاريخ خورشيد و ساير اجسام سياره اي منظومه شمسي و همچنين شيمي ستارگان و فضاي بين سياره اي و ميان ستاره اي مطلع باشيم.
▪ بطور کلي وظايف اصلي ژئوشيمي را مي توان به صورت زير خلاصه کرد :
تعيين فراواني نسبي و مطلق عناصر و انواع اتمها ( ايزوتوپها ) در زمين.
مطالعه توزيع و مهاجرت هر يک از عناصر در بخشهاي مختلف زمين ( اتمسفر ، هيدروسفر ، پوسته و غيره ) و همچنين در کانيها و سنگها به منظور کشف اصول اداره کننده اين توزيع و مهاجرت.
● تاريخچه ژئوشيمي
علم ژئوشيمي عمدتا در طي قرن اخير توسعه يافته است. با اين وجود ، مفهوم نظامي مستقل که با شيمي زمين سر و کار داشته باشد، مفهوم کهن است و واژه ژئوشيمي نيز براي اولين بار توسط شيميدان سوئيسي به نام شون بين (کاشف اوزون) ، در سال ۱۸۳۸ معرفي گرديد.
مفهوم جديد يک عنصر را مي توان به زمان لاووازيه و کتاب معروف وي در مورد عناصر شيميايي ( ۱۷۸۹ ) نسبت داد.
در سال ۱۸۶۰ بنزن و کيرشف چگونگي کاربرد طيف سنج در تشخيص و شناسايي عناصر را به نمايش گذاشتند، پس از آن عناصر Cs ، Rb و Tl به سرعت و پي در پي به وسيله اين دستگاه جديد کشف شدند. با بر پا شدن سازمان زمين شناسي آمريکا در سال ۱۸۸۴ و انتخاب کلارک به عنوان شيميدان اصلي ، سازماني مرکزي براي تحقيقات شيميايي زمين ، در قاره آمريکا بنا نهاده شد.
تاسيس آزمايشگاه ژئوفيزيکي بوسيله موسسه کارنگي واشنگتن در ۱۹۰۴ ، موجب پيدايش پيشرفتهاي بزرگي در ژئوشيمي گرديد. گلدشميت که در سال ۱۹۱۱ از دانشگاه آسلو ، فارغ التحصيل گرديد، رساله دکتراي وي کمکي اساسي به ژئوشيمي بود.
سال ۱۹۱۲ ، از بسياري جهات مي تواند تاريخي حياتي براي توسعه و پيشرفت علم ژئوشيمي به حساب آيد. در اين سال فون لو نشان داد که ترتيب قرار گرفتن منظم اتمها در بلورها مي تواند به صورت شبکه انکساري در مقابل اشعه هاي ايکس عمل کند و بنابراين به اکتشافي دست يافت که مي توانست ساختار اتمي اجسام جامد را تعيين کند.
يک مرکز مهم ژئوشيمي نيز در سال ۱۹۱۷ در اتحاد جماهير شوروي تاسيس شد. بزرگان نامي اين مرکز را ورنادسکي و همکاران جوانتر وي ، فرسمن و وينوگرادف تشکيل مي دادند. بازدهي علمي اين مرکز بسيار زياد بوده است. ژئوشيمي در اتحاد جماهير شوروي بخصوص در راستاي جستجو و استخراج مواد معدني خام قرار داشته، و ظاهرا موفقيت قابل ملاحظه اي در اين زمينه کسب کرده است.
در اختيار داشتن نمونه هاي کره ماه ، داده هاي کاوش از راه دور اتمسفرها و سطوح سيارات و پذيرش مفهوم تکتونيک صفحه اي در سالهاي ۱۹۶۰ و ۱۹۷۰ ، ديدگاهي نوين براي نمونه برداري و نظريه ژئوشيمي فراهم آورد. افزوده شدن داده هاي گسترده اي از ماه و داده هاي زمين و شخانه ها ، اين امکان را بوجود آورد که بسياري از نظريه هاي ارائه شده در مورد سياره شناسي و شيمي فضايي آزمايش شوند.
● فراواني عناصر در فضا
گلدشيمت در سال ۱۹۳۷ بر مبناي داده هاي حاصل از ترکيب شخانه ها و مواد خورشيدي و ستاره اي ، اولين جدول رضايت بخش از فراواني عناصر و ايزوتوپها در فضا را گردآوري کرد. داده هاي مربوط به هيدروژن و هليوم و ساير مواد فرار عمدتا از بررسي خورشدي و ستاره ها بدست آمده است و اعداد مربوط به ساير عناصر نيز بر مبناي فراواي نسبي مواد شخانه اي استوار است. فراواني نسبي يک عنصر مکن است که صد يا هزاربار از عنصر مجاور خود در جدول تناوبي بيشتر يا کمتر باشد. با اين وجود هنگامي که داده ها به دقت بررسي مي شوند. نظم بنديهاي بيشماري به چشم مي خورد.
▪ اين نظمها را مي توان به صورت زير جمع بندي کرد:
فراواني عناصر کاهش نمايي و سريع براي عناصر داراي اعداد اتمي پايين ( تا حدود عدد اتمي ۴۰ ) را نشان مي دهد، اين کاهش نمايي ، مقادير تقريبا ثابتي از عناصر سنگين تر را به دنبال دارد.
عناصر داراي عدد اتمي زوج فراوانتر از عناصر داراي عدد اتمي فرد واقع در دو طرف خود مي باشند، وجود اين نظم در فراواني نسبي عناصر براي اولين در سال ۱۹۱۴ بطور مستقل توسط اودو و در سال ۱۹۱۷ توسط هارکينز تشخيص داده شد و به همين دليل گاهي اوقات آن را قانون اودو هارکينز مي گويند.
تغيير فراواني نسبي عناصري که عدد اتمي آنها بيشتر از نيکل است، کمتر از عناصري است که عدد اتمي آنها کوچکتر از عدد اتمي نيکل مي باشد.
تنها ده عنصر که عدد اتمي همه آنها کوچکتر از ۲۷ است فراواني قابل ملاحظه اي دارند، و از اين ميان هيدروژن و هليوم از هشت عنصر ديگر بسيار فراوانتر مي باشد.
در محل عدد اتمي ۲۶ يک قله فراواني بسيار مشخص ديده مي شود، و قله هاي کوچکتري نيز در محل چندين عدد اتمي سنگين تر قابل مشاهده است.
● ساختار منطقه اي زمين
▪ اتمسفر :
اگر چه اتمسفر فقط جزء کوچکي از کل جرم زمين را تشکيل مي دهد، اما تاثير آن روي شيمي سطح زمين قابل ملاحظه است. اتمسفر به عنوان محيط انتقال همنه هاي بسياري از واکنش هاي ژئوشيميايي سطح زمين عمل مي کند، مانند انتقال اکسيژن ، دي اکسيد کربن و آب ؛ که در فرآيندهاي هوازدگي شيمياي اجزاي اصلي را تشکيل مي دهند.
ترکيبات اتمسفر :
ترکيب ساده بوده و تقريبا تماما از سه عنصر نيتروژن ، اکسيژن و آرگون تشکيل شده است. و گازهاي ديگري هم که به مقدار بسيار کم اتمسفر وجود دارند شامل دي اکسيد کربن ، نئون ، هليوم ، کريپتون ، گزنون ، هيدروژن و اکسيد نيتروژن مي باشند. اين دسته اجزاي اتمسفر در نمونه اي مختلف هوا نسبتا ثابت بوده و در جاهاي مختلف و يا زمانهاي مختلف تفاوتي نمي کند. ولي بعضي از اجزاي سازنده ي اتمسفر مقدارشان متغيير است و شامل گازهاي مي باشند.
▪ هيدروسفر :
قشري ناپيوسته از آب شيرين ، شور و جامد در سطح زمين است. هيدروسفر از اقيانوسها همراه با درياها و خليج هاي پيوسته به آنها ، درياچه ها ، آب رودها و رودخانه ها ، آبهاي زيرزميني و برف و يخ تشکيل شده است.
▪ بيوسفر :
واژه بيوسفر براي اولين بار توسط لامارک به کار برده شد. اين واژه کاربردي دوگانه دارد؛ يکي براي مشخص کردن آن بخش از زمين که توانايي حفظ حيات را دارا مي باشد و ديگري براي نشان دادن مقدار کل ماده زنده موجود شامل گياهان ، جانوران و موجودات ذره بيني.
ترکيبات بيونسفر :
دانش ما از مقدار نسبي جانوران مختلف بيونسفر از حدس و گمان هوشيارانه فراتر نمي رود. آب جز اصلي تمام مواد آبي است. چوب حدود ۵۰% آب دارد و مهره داران حدود ۶۶ % ، در حاليکه مقدار آب بي مهرگان دريايي بيش از ۹۰% است. عناصر موجود در بيونسفر عبارتند از: انرژي عناصر تغذيه اي بزرگ و عناصر اغذيه اي کوچک براي گياهان و جانوران فقط براي گياهان و Co و I فقط براي جانوران).
▪ پوسته زمين :
پوسته زمين ، ضخامتي از زمين است که از سطح شروع مي شود و تا ناپيوستگي موهو ادامه مي يابد.
ترکيبات شيميايي پوسته زمين :
ترکيب ميانگين پوسته در اصل همان ترکيب سنگهاي آذرين است، زيرا مقدار کل سنگهاي رسوبي و دگرگوني پوسته در مقام مقايسه با توده سنگهاي آذرين موجود فاقد اهميت است.
▪ گوشته زمين :
گوشته زمين از قاعده پوسته شروع مي شود و تا عمق ۲۹۰۰ کيومتري که ناپيوستگي گوتنبرگ ويچرت قرار دارد، ادامه مي يابد.
ترکيب شيميايي گوشته :
ترکيب شيميايي گوشته از کانيهاي سيليکاتي ، احتمالا بيشتر اليوين و پيروکسين ها يا معادلهاي فشار بالاي آنها تبعيت مي کند.
هسته زمين :
هسته زمين از ناپيوستگي گوتنبرگ ويچرت در عمق ۲۹۰۰ کيلومتر شروع مي شود، تا مرکز زمين ادامه مي يابد. از نظر شيميايي هسته از آهن و نيکل تشکيل شده است.
هسته خارجي زمين :
هسته خارجي از عمق ۲۹۰۰ کيلومتري شروع مي شود و تا عمق تقريبا ۵۰۰۰ کيلومتر ادامه مي يابد اين قسمت از هسته بصورت مايع مي باشد.
هسته داخلي زمين :
هسته داخلي از عمق ۵۰۰۰ شروع و تا مرکز زمين ادامه مي يابد، اين قسمت از هسته به صورت جامد مي باشد.

● خواص ترکيبات آلي فلزي شباهت ترکيبات آلي فلزي از نظر خواص فيزيکي به ترکيبات آلي در مقايسه با ترکيبات معدني بيشتر است. بسياري از اين ترکيبات داراي ساخ ...

● علم شيمي شاخه اي از علوم تجربي است که از يک سو درباره شناخت خواص ، ساختار و ارتباط بين خواص و ساختار مواد و قوانين مربوط به آنها بحث مي کند. از سوي ...

● تاريخچه : اين ماده را از قرنها پيش بصورت گاز در آتشکده و يا به فرم قير (کاده اي که پس از تبخير مواد فرار يا سبک نفت از آن باقي ميماند) ميشناختهاند ي ...

تاريخچه اين ماده را از قرنها پيش بصورت گاز در آتشکده و يا به فرم قير (ماده اي که پس از تبخير مواد فرار يا سبک نفت از آن باقي مي‌ماند) مي‌شناخته‌اند يا ...

● زمينه هاي تاريخي تجريه کيفي به ابتکار «پروفسور رونالد بلچر» که به نارساييهاي متعدد سيستم هاي تجزيه کيفي معدني موجود پي برده و تصميم به اصلاح اين سيس ...

تمامي ارگانيسم ها از باکتري ها مانند اشرشياکلي تا انسان، از واحدهاي ساختماني يکساني که به صورت ماکرومولکول ها تجمع مي يابند، تشکيل يافته اند. انتقال ا ...

مواد شيميايي بطور عمده به دو گروه بزرگ مواد معدني و مواد آلي تقسيم بندي مي شوند. هر يک از اين دو گروه ، در دو مبحث شيمي آلي و شيمي معدني بررسي مي شوند ...

مواد آلي در درون سنگ منشأ تبديل به کروژن (Kerogen) مي شوند؛ کروژن به مواد آلي درشت دانه اي گفته مي شود که توانايي انحلال در اسيدهاي آلي را ندارند. نفت ...

دانلود نسخه PDF - ژئو شيمي