إذا طُلب منك سرد العناصر الكيميائية التي تشكل معظم طبقات الأرض، فقد تفاجأ بمدى صعوبة تخمين العناصر الصحيحة، وقد ترغب أيضاً في معرفة ما إذا كان السائل يشمل تكوين الغلاف الجوي فوق الأرض أم القشرة نفسها؟
والعناصر الكيميائية هي أنواع مختلفة من الذرات، واعتباراً من عام 2020، تم تحديد 118 منها، 92 منها تظهر بكميات كبيرة في الطبيعة.
في حين أنه من المستحيل معرفة التركيب الدقيق للطبقات العميقة من الأرض على وجه اليقين، فإن 4 عناصر تشكل وحدها ما يقرب من 90% من الجزء العلوي من الأرض، أو القشرة؛ بينما تشكل 4 عناصر أخرى العُشر المتبقي.
عناصر الأرض الأربعة الأكثر انتشاراً
يبلغ عمق قشرة الأرض 40 كم وتتكون من الصخور الصلبة والمعادن التي بردت وتجمدت عندما كانت الأرض صغيرة.
هناك العديد من العناصر المختلفة التي يمكن العثور عليها في القشرة، ويأتي ترتيب العناصر العشرة الأكثر وفرة، وفقاً لكتيب CRC للكيمياء والفيزياء في قشرة الأرض كما يلي:
- الأوكسجين – 46.1%.
- السيليكون – 28.2%.
- الألومنيوم – 8.23%.
- الحديد – 5.63%.
- الكالسيوم – 4.15%.
- الصوديوم – 2.36%.
- المغنيسيوم – 2.33%.
- البوتاسيوم – 2.09%.
- التيتانيوم – 0.565%.
- الهيدروجين – 0.140%.
الأوكسجين أول العناصر
الأوكسجين: هذا العنصر الشهير هو رقم 6 في الجدول الدوري للعناصر، ويشكل حوالي 47% من كتلة القشرة، وهو متوفر أيضاً في الغلاف الجوي، كما أنه المكون الرئيسي للماء بالكتلة، ناهيك عن أنه يشكّل حوالي ثلثي مكونات جسم الإنسان.
فالأوكسجين عنصر شديد التفاعل ويمكن أيضاً دمجه بسهولة مع العناصر الأخرى. لهذا السبب، يوجد الأوكسجين في عدد كبير من المركبات الشائعة على الأرض وفي القشرة على وجه التحديد.
السيليكون.. ثاني العناصر
يتواجد هذا العنصر، رقم 14 في الجدول الدوري، كمادة صلبة بلورية. يتفاعل بشكل سيئ مع معظم العناصر الأخرى، لكنه استعصى على الكيميائيين عزله لفترة طويلة بسبب تقاربه مع الأوكسجين، وبالتالي ميله إلى البقاء “متخفياً” في صورة أكسيد السيليكون.
ثاني أكسيد السيليكون هو المكون الرئيسي لأنواع كثيرة من الصخور البلورية الصلبة مثل الكوارتز والجمشت والأوبال والكريستال الصخري. كما أن ثاني أكسيد السيليكون هو أيضاً ما يكوّن معظم أنواع الرمل، وهو سبب وجوده الشائع جداً في قشرة الأرض، حسب موقع World Atlas.
ومع ذلك، لا ينبغي الخلط بين السيليكون الطبيعي والسيليكون المصنع، أي مادة البوليمر المصنوعة من السيليكون والأوكسجين وعناصر أخرى للاستخدام في الزيوت والشحوم وغيرها.
الألومنيوم.. ثالث العناصر
وهو المعدن رقم 13 في الجدول الدوري للعناصر. يعد الألمنيوم عنصراً غير مغناطيسي وعالي التفاعل، لدرجة أنه نادراً ما يوجد بصورته النقية.
بدلاً من ذلك، يتم العثور عليه عادةً مدمجاً في الصخور ومركبات أخرى، حسب موقع Sciensing.
الحديد.. رابع العناصر
الحديد عنصر حيوي ومشهور في كل من البناء والهندسة؛ يمثل الحديد تقريباً كتلة معظم أنواع الفولاذ، على سبيل المثال.
وعندما يتحد الحديد والكربون ينتجان مادة الفولاذ، إحدى أكثر المعادن استخداماً في كل شيء من الأدوات المنزلية الصغيرة إلى الجسور والمباني.
بل هو موجود في الأعضاء البشرية، إذ إنه مكون مطلوب لكريات الدم الحمراء، وهو أيضاً أحد مكونات الكلوروفيل في النباتات.
معادن ثمينة أخرى
في حين أن الذهب والفضة والنحاس وغيرها من المعادن الأساسية والثمينة من بين العناصر الأكثر طلباً وأغلاها، فإنها تشكل معاً أقل من 0.03% من قشرة الأرض من حيث الكتلة، حسب موقع Elements.
