地壳中元素丰度可视化

Miniature globe on a patch of grass.
The Earth has many layers.Image: Guillaume de Germain/Unsplash
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  • 地壳占地球体积的1%。地壳由许多元素组成,其中一些元素的含量高于其他元素。

  • 氧、硅、铁和铝是地壳中含量最高的元素,占地壳质量的88.1%。

  • 从来没有人到达过地心。人类所到达的最远位置,仅为通往地幔距离的三分之一。

地壳中的元素为人类提供了所有基本构成材料。

不过,尽管地壳是我们发现、开采、提炼和建造所需一切事物的来源,但它其实只是地球表面的一层薄壳。

氧、硅、铁和铝是地壳中含量最高的元素,占地壳质量的88.1%。Image: Visual Capitalist

毕竟,地球最内部的层——地核——占地球体积的15%,而地幔占84%。剩下的1%则是地壳,这一薄层的深度约为5-70 km(约3-44英里)。

这张信息图根据WorldAtlas的数据,展示构成这1%的元素。

地壳中的元素

地壳是一层坚硬的表层,包含海洋和陆地。地壳中的大多数元素含量极微,但有几种元素十分丰富。

地壳约由95%的火成岩和变质岩、4%的页岩、0.75%的砂岩和0.25%的石灰岩组成。

氧、硅、铝和铁占地壳质量的88.1%,另外90种元素则构成剩余的11.9%。

氧在地壳质量中所占比例最高。Image: Visual Capitalist

黄金、白银、铜以及其他贱金属和贵金属都是最受追捧的元素,但它们合计占地壳质量的不到0.03%。

第1位:氧

氧是地壳中含量远高于其他元素的元素,占地壳质量的46%,略低于总质量的一半。

氧是一种反应性很强的元素,会与其他元素结合形成氧化物。常见氧化物包括花岗岩和石英等矿物(硅的氧化物)、铁锈(铁的氧化物),以及石灰岩(钙和碳的氧化物)。

第2位:硅

地壳中90%以上由硅酸盐矿物构成,因此硅是地壳中含量第二高的元素。

硅与氧结合,形成地球上最常见的矿物。例如,在大多数地方,沙子主要由二氧化硅组成,通常呈石英形态。硅是一种重要的半导体,用于制造电子产品和计算机芯片。

第3位:铝

铝是地壳中含量第三高的元素。

由于铝与氧的亲和力很强,它很少以单质形态存在。氧化铝(Al2O3)、氢氧化铝(Al(OH)3)和硫酸铝钾(KAl(SO4)2)都是常见的铝化合物。

铝及铝合金用途广泛,从厨房用箔到火箭制造都有应用。

第4位:铁

铁是地壳中含量第四高的元素,占地壳质量的5%以上。

铁主要从赤铁矿和磁铁矿中提取。在我们开采的所有金属中,有90%以上是铁,主要用于制造由碳和铁组成的合金——钢。铁也是人体必需的营养元素。

第5位:钙

钙约占地壳重量的4.2%。

在纯单质状态下,钙是一种柔软、呈银白色的碱土金属。在自然界中,钙从不以游离状态存在,而是以化合物的形式存在。多种矿物中都含有钙化合物,包括石灰岩(碳酸钙)、石膏(硫酸钙)和萤石(氟化钙)。

钙化合物广泛用于食品和制药行业,作为营养补充剂。它们还用作造纸工业的漂白剂、水泥和电绝缘材料的组分,也用于制造肥皂。

深入地壳

尽管儒勒·凡尔纳写过相关小说,但至今无人到达过地心。

事实上,人类挖掘过的最深钻孔深入地球表面约12 km(7.5英里),约为通往地幔距离的三分之一。达到这一惊人深度耗时约20年。

尽管人类不断有新发现,并向星空进发,但我们脚下的地球仍有许多值得探索之处。

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