化学元素的地球丰度研究

化学元素的地球丰度研究

摘要：随着科学技术的进步，我国对地球化学元素的丰度研究也日益增多，人

们对于化学元素的地球丰度认识也更为深入。基于此，本文将针对地壳、地幔、

地核的元素丰度进行分析，进而提出地球的元素丰度的研究分析，希望可以对化

学元素的地球丰度研究有所帮助。

关键词：化学元素；地球丰度；飞地幔；地核

引言

化学元素的地球丰度研究对于人类对地球认知程度的提升有着重要的影响。

长期以来，不管是物理学界，还是化学界，都比较关注化学元素的地球丰度研究

问题，但是，现阶段，相关的理论研究还不够成熟，具体的研究方法也不够科学，而地球又具有一定的持续变化性，所以本文针对化学元素的地球丰度的研究分析

是具有一定的实际意义的。

1地壳的元素丰度

研究地壳的化学元素丰度是化学元素的地球丰度研究的必要组成部分。现阶段，国外对于地壳元素丰度的研究，还局限于陆地地壳的元素丰度，缺乏全面性。与此同时，对于整个地球来说，地壳的质量只占到了地球的0.4。由此可以看出，对于整个地球常量元素的丰度计算，地壳与水圈、大气圈以及生物圈的差别不大，在此分量上，是基本上可以忽略不计的。本质上都没有差别, 其在地球总质量当

中所占的分量很小, 所以在研究中也可以忽略不计。但是，对于整个地球的微量

元或超微量元素的丰度计算来说，地壳的研究就很必要了。在有些地壳中所含的

微量或是超微量元素，在地幔中的含量是比较少的，所以以地壳成分对来进行计

算值考量是必要的。通常情况下，在进行化学元素的地球丰度计算的过程中，对

于某些微量或是超微量元素的地壳丰度计算一般会以0.4作为标准值来进行。也

就是说，虽然地壳的元素丰度比较低，但是对于化学元素地球丰度的微量以及超

微量元素研究来说，还是具有一定的研究价值的。

2地幔的元素丰度

地幔元素丰度的研究是化学元素的地球丰度研究的重要环节。在高中物理课

程学习的过程中，我们可以从地球层壳模型中看出，地幔处于两个一级界面M与G之间的层面，地幔的厚度在2883公里左右，地幔的质量比较大，其可以达到地球总质量的68.1%，由此可以看出，地幔作为地球最大的地壳层，对其的丰度计

算十分关键。而要想进行地幔元素丰度的计算，首先需要进行地幔的分解，通常

情况下，相关研究人员会把地幔以R界面为分解界线，把地幔分为上地幔和下地

幔两个部分，这样不仅可以提高对飞地幔的元素丰度研究的科学性，还可以在很

大程度上提高上地幔和其衍生物间化学演进关系反应的科学性与合理性。通过相

关的研究与计算可以得出，上地幔的质量为整个地球质量的2.77以上，而对于下

地幔来说，其质量只有地球的4.04[1]。

3地核的元素丰度

地核拥有较多金属元素，但是具体是由什么物质构成还存在着争议。传统学

者认为主要是由铁和铁镍合金构成是的，也就是说，铁是最多的元素，但随着研

究的深入，近年来模拟实验发现，纯铁或者铁镍合金的密度是大于地核的，且体

积小于地核，由此可以看出，在地核中至少有一种质量较轻，但是体积较大，而