1.Основные этапы развития геохимии

ГЕОХИМИЯ (от греч. ge- Земля и химия), наука о распространенности и миграции хим. элементов в геосферах. Геохимия как наука возникла из тесной взаимосвязи физики и химии с науками о Земле: минералогией петрографией и геологией.

Основы геохимии разработаны в нач. 20 в. В. И. Вернадским, А. Е. Ферсманом, В. М. Гольдшмидтом и Ф. У. Кларком.

Термин «геохимия» был введен немецким химиком Х. Шенбейном (1799 – 1868)

Важнейшие этапы:

1. Открытие в 1859 году Р. Бунзеном и Г.Кирхгофом спектрального анализа;

2. Открытие в 1869 году Д.И. Менделеевым периодического закона химических элементов

3. Ф.У. Кларк в 1889 году дал первую сводную таблицу среднего химического состава земной коры

4. 1896г. – открытие радиоактивности;

5. 1898 г. – открытие электрона Дж.Томсоном

6. 1898 г. – открытие сильно радиоактивных элементов радия и полония П. Кюри и М. Кюри;

7. 1912г. - открытие дифракции рентгеновских лучей в кристаллах и экспериментальное доказательство атомного строения кристаллических веществ.

8. 1913 г.- установлен закон Мозли согласно которому порядковый номер в таблице Д.И. Менделеева равен заряду атомного ядра;

9. на основе квантовой теории Н.Бор предлагает модель атома;

10. 1925 – 1927 закладываются основы квантовой механики Л. де Бройлем,

11. Э. Шредингером, В. Гейзенбергом;

12. 1924 – В.М. Гольдшмидт предложил геохимическую классификацию элементов;

13. 1926 – введение В.М. Гольдшмидтом понятие изоморфизма

14. 1924 - 1932 – разработка В.И. Вернадским учения о биосфере.

В 1960-х годах начался расцвет геохимии, продолжающийся до сих пор. За это время в науке произошёл существенный прогресс. Атмосферная и морская геохимия интегрировались в геохимию твёрдой Земли; космохимия и биогеохимия внесли огромный вклад в наше понимание истории нашей планеты. Началось изучение Земли как единой системы.

Масштабные морские экспедиции показали, как и насколько быстро смешиваются воды океанов, они продемонстрировали связь между морской биологией, физической океанологией и морским осадконакоплением. Открытие гидротермальных источников показало, как формируются рудные месторождения. Были открыты прежде неизвестные экосистемы, и были выяснены факторы, которые управляют составом морской воды.

Теория тектоники плит преобразила геохимию. Геохимики наконец поняли поведение осадков и океанической коры в зонах субдукции, их погружение и эксгумацию. Новые эксперименты при температурах и давлениях глубин Земли позволили выяснить, какова трехмерная структура мантии и как происходит генерация магм. Доставка на Землю лунных пород, исследование с помощью космических аппаратов планет и их спутников и успешный поиск планет в других звёздных системах произвели революцию в нашем понимании Вселенной.

2.Задачи геохимии

1. Определение относительной и абсолютной распространённости элементов и изотопов в Земле и на её поверхности.

2. Изучение распределения и перемещения элементов в различных частях Земли (коре, мантии, гидросфере и т. д.) для выяснения законов и причин неравномерного распределения элементов.

3. Анализ распределения элементов и изотопов в космосе и на планетах Солнечной системы (космохимия).

4. Изучение геологических процессов и веществ, производимых живыми или вымершими организмами (биогеохимия).

5. Согласно В.М. Гольдшмиту, абсолютные количества элементов (кларки) зависят от строения атомного ядра, а их распределение, обусловленное миграцией, от строения электронных оболочек.

В соответствии с задачами геохимию подразделяют на:

1. Геохимия гидросферы

Происхождение гидросферы. Химический состав вод гидросферы. Эволюция состава гидросферы в истории Земли. Глобальный круговорот воды на Земле. Вода в мантийных минералах. Физико-химический контроль морской воды

2. Геохимия атмосферы

Происхождение атмосферы. Состав атмосферы. Эволюция состава атмосферы

3. Геохимия осадочных пород

Химический состав и минералогия осадочных пород. Поведение элементов в ходе выветривания. Образование и диагенез карбонатных пород. Органическое вещество в осадках. Образование докембрийских кремнистых сланцев

4. Геохимия земной коры

Рост и эволюция континентальной коры. Распространенность элементов в земной коре. Минералы в земной коре. Химический состав и классификация магматических пород. Поведение компонентов примесей.

Гранитоиды. Проблема формирования гранитоидов. Геохимия продуктов островодужного вулканизма. Геохимия морских базальтов. Типы морских базальтов и их геохимия. Типы метаморфизма, метаморфические фации.

Химическая геодинамика зон субдукции. Поведение элементов в зонах субдукции.

5. Изотопная геохимия

Механизмы распада радиоактивных атомов. Закон радиоактивного распада. Изотопная геология радиогенных изотопов. Методы определения абсолютного возраста. Стабильные изотопы

6. Геохимия магматических, метаморфических, гидротермальных процессов.

7. Биогеохимия

Зависимость физических свойств вещества от химического состава определяет взаимосвязь геохимии и геофизики.