jeokimya
Jeokimyası ( Yunanca γεω- jeo [için 'toprak ile ilgili' γῆ ge ve topraklama] kimya ) kimya dalı olan malzeme yapısı, dağıtım, kararlılık ve döngüsüne olan fiyatlar kimyasal elementlerin yanı sıra onların izotoplar içinde mineraller , kayalar içinde, toprak , su ve dünya atmosferi ve biyosferin . Jeoloji ve kimyayı birleştiren bilimsel disiplindir . Araştırma nesnesini jeoloji ile, araştırma yöntemlerini kimya ile paylaşır .
Tarih
19. yüzyılın sonlarına kadar, yer bilimlerinde kayaları ve mineralleri dış özelliklerine göre anlamaya çalışan, ancak malzeme temelini ve kimyasal dinamiklerini içermeyen veya çok az dahil eden tanımlayıcı bir yaklaşım izlendi. Ancak bu dinamikleri anlamak çok önemlidir, çünkü birçok soru yalnızca jeokimyasal yaklaşımlarla yanıtlanabilir.
Victor Moritz Goldschmidt , Wladimir Iwanowitsch Wernadski , Frank Wigglesworth Clarke ve Alfred Treibs'in 20. yüzyılın başlarından ortalarına kadar kurucuları arasında olduğu modern jeokimyanın tarihi , bu nedenle jeoloji ve mineraloji ile yakından bağlantılıdır . Terimin kendisi İsviçreli kimyager Christian Friedrich Schönbein'e (1838) dayanmaktadır . Karl Gustav Bischof (1846), Justus Roth (1818-1892; 1859) ve James David Forbes'un (1868) çalışmaları modern bir jeokimya anlayışına giden yolda önemli aşamaları temsil ediyordu.
araştırma nesnesi
Modern jeokimyada konu iki bölüme ayrılmıştır. Bir yandan metamorfik ve magmatik kayaçların araştırılması var, asıl odak noktası eser element içerikleri ve (çoğunlukla radyojenik) izotop oranları. Beyan edilen amaç, yaş ( jeokronoloji ) ve eğitim koşulları ( jeotermobarometri ) hakkında açıklamalarda bulunabilmektir. İle erken jeolojik tarihin yeniden yapılanma alanında buradan bir örtüşme vardır gezegenbilim ve astrokimya . Öte yandan, kararlı izotopların araştırılması ve önemli rol oynayan elementlerin türleşmesi ile tortu, su, toprak, canlılar ve havanın araştırılması var. Jeokimya spektrumunun bu ucunda biyojeokimya , yani organizmaların dünyanın kimyası üzerindeki etkisinin incelenmesi biyokimya ve biyolojiye geçişi oluşturur .
Araştırma yöntemleri
Sıvı numunelerin araştırılması için, iyon değişim kromatografisi, ana unsurları belirlemek için sıklıkla kullanılır; eser elementler için endüktif olarak eşleşmiş plazma (ICP-OES) ile optik emisyon spektrometrisi ve ultra- iz için indüktif olarak eşleşmiş plazma (ICP-MS) ile kütle spektrometrisi öğeleri . İkincisi, bir numunedeki farklı izotopların sıklığını ölçmek için de kullanılabilir . Bir lazerle birleştirme yoluyla, katı numuneler, numune yüzeyinden lazer çıkararak malzeme ile ICP-MS ile de incelenebilir. Katı numunelerin kimyasal bileşimini doğrudan ölçmenin bir başka yolu da elektron ışını mikroanalizidir . Çoğunlukla katı numuneler de sindirime tabi tutulur ve eritilir veya çözülür. Katılaşmış ağızda dağılan tablet daha sonra X-ışını floresan analizi kullanılarak incelenebilirken, yukarıda bahsedilen yöntemlerin tamamı solüsyonlar için kullanılabilir.
: Bu, standart yöntemlere ek olarak, özel soruları başka yöntemler de vardır Mössbauer Spektroskopisi iki-değerli ve üç-değerli arasında ayrım yapmak için demir , elektron spin rezonans paramanyetik mineral iyon, düşük konsantrasyonlarda tespiti için X-ışını soğurma spektroskopisi ve atomik kuvvet mikroskopisi için Yüzeylerin kimyasal araştırması, Raman spektroskopisi ve belirli bağların ve bunlara dahil olan elementlerin tespiti için kızılötesi spektroskopi ve ayrıca son derece düşük konsantrasyonlar için nötron aktivasyon analizi .
Başvurular
- Litosferin jeokimyası Bir mineraldeki elementlerin
içeriği ve dağılımı, oluşum sırasındaki basınç ve sıcaklık koşulları ( jeotermobarometri ) dahil olmak üzere kaya oluşumunun geçmişi hakkında bilgi sağlar . Birçok kaya sınıflandırması jeokimyasal verilere dayanmaktadır. Bunun örnekleri, camsı volkanik kayaçlar için TAS diyagramı (Toplam Alkali Silika) ve granitlerin S-tipi granitler ve I-tipi granitlere bölünmesidir . Lantanoidlerin konsantrasyonları , oluşum koşullarını belirlemek ve kayaları sınıflandırmak için sıklıkla kullanılır . - Hidrosfer jeokimyası
Hidrojeokimya yüzey ve yeraltı sularının su kalitesini , su döngüsünü ve su ile mineraller arasındaki etkileşimleri inceler . - Jeokimyası Dünya'nın Atmosfer
atmosferik kimyada önemli konular şunlardır sera etkisi , hava kirliliği gelen ince toz ve asit yağmuru . -
İzotop jeokimyası
Kararlı izotoplar , kayaların, cevherlerin ve suyun oluşum alanları, ayrışma süreçleri ve taşıma süreçleri hakkında bilgi sağlar ; radyojenik izotoplar, minerallerin ve kayaların yaşının belirlenmesini sağlar ( jeokronoloji ). -
Astrokimya
soruşturma meteorların oluşumu hakkında bilgi veren evren , güneş sistemi ve toprak .
dersler
Jeokimyanın temelleri birçok yerbilimsel lisans programında öğretilir (ör. "Yerbilimleri", "Jeoloji / Mineraloji"). Derinlemesine bilgi, "Jeomalzemeler ve Jeokimya" alanında yüksek lisans derecesinde veya çoğunlukla mineralojik yönelimli lisans programlarında jeokimya uzmanlıklarında edinilebilir. Alman üniversite politikasında jeokimya küçük bir konu olarak sınıflandırılır ; mineraloji, petroloji ve benzeri konularla birlikte "Küçük Konular Birimi" tarafından kayıt altına alınmaktadır.
Edebiyat
- CJ Allègre, G. Michard, RN Varney: Jeokimyaya Giriş. ISBN 90-277-0497-X .
- G. Hata: Jeokimyanın prensipleri ve uygulamaları. 2. Baskı. Prentice Hall, New Jersey 1998, ISBN 0-02-336450-5 .
- AA Levinson: Keşif Jeokimyasına Giriş. 2. Baskı. Applied Publishing, 1980, ISBN 0-915834-04-9 .
- CP Marshall, RW Fairbridge: Jeokimya Ansiklopedisi. (= Yer Bilimleri Serisi Ansiklopedisi ). Springer-Verlag, 1999, ISBN 0-412-75500-9 .
- B. Mason, C. Moore: Jeokimyanın Temelleri. 2. Baskı. Spectrum Academic Publishing House, 1985, ISBN 3-432-94611-2 .
- J. Matschullat, HJ Tobschall, H.-J. Voigt: Jeokimya ve Çevre. Springer-Verlag, Berlin 1997, ISBN 3-540-61866-X .
- WH Schlesinger: Biyojeokimya. (= Jeokimya Üzerine İnceleme. Cilt 8). Elsevier Science, 2005, ISBN 0-08-044642-6 .
