表 5 表成地圈不同组成成分中主要化学元素平均含量(重量%)
元素序号 |
元素 |
地壳 |
沉积岩 |
土壤 |
海洋 |
河流 |
大气圈 |
生物 |
|
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
1 |
H |
1.0 |
0.15 |
- |
10.72 |
11.1 |
5 × 1 -5 0 |
10.5 |
|
6 |
C |
2.3 × 10- |
1.0 |
2.0 2.8 × 10- |
2.2 × 10- |
0.01 |
18.0 |
||
2 |
3 |
3 |
|||||||
7 |
N |
1.9 × 10- |
6 × 10-2 |
0.1 |
1 × 10-5 |
6.7 × 10- |
75.51 |
0.3 |
|
3 |
5 |
||||||||
8 |
O |
47.0 |
52.8 |
49.0 |
85.32 |
88.79 |
23.14 |
70.0 |
|
9 |
F |
6.6 × 1 - 0 |
5 × 1 -2 0 |
2 × 10-2 |
1.3 × 10- |
2 × 1 -5 0 |
- |
1 × |
10-5 |
2 |
4 |
||||||||
11 |
Na |
2.50 |
0.66 |
0.63 |
1.04 |
1 × 10-3 |
- |
2 × |
10-2 |
12 |
Mg |
1.87 |
1.34 |
0.63 |
0.13 |
6.1 × 10- |
- |
7 × |
10-2 |
4 |
|||||||||
13 |
Al |
8.05 |
10.45 |
7.13 |
1 × 10-6 |
1.2 × 10- |
- |
2 × |
10-2 |
4 |
|||||||||
14 |
Si |
29.5 |
23.8 |
33.0 |
3 × 10-4 |
9.6 × 10- 4 |
- |
0.15 |
|
15 |
P |
9.3 × 1 - 0 |
7.7 × 1 - 0 |
8 × 10-2 |
7 × 1 -6 0 |
- |
- |
7 × |
10-2 |
2 |
2 |
||||||||
16 |
S |
4.7 × 1 - 0 |
3 × 1 -2 0 |
8.5 × 10- |
9 × 1 -2 0 |
7.2 × 1 - 0 |
- |
5 × |
10-2 |
2 |
2 |
4 |
|||||||
17 |
Cl |
1.7 × 10- |
1.6 × 10- |
1 × 10-2 |
1.94 |
2 × 10-3 |
n × 10-6 |
2 × |
10-2 |
2 |
2 |
||||||||
19 |
K |
2.50 |
2.28 |
1.36 |
0.039 |
3.8 × 10- |
- |
0.3 |
|
4 |
|||||||||
20 |
Ca |
2.96 |
2.53 |
1.37 |
0.04 |
3.6 × 10- |
- |
0.3 |
|
3 |
|||||||||
22 |
Ti |
0.45 |
0.45 |
0.46 |
1 × 10-7 |
- |
- |
1 × |
10-4 |
25 |
Mn |
0.1 |
6.7 × 1 - 0 |
8.5 × 10- |
2 × 1 -7 0 |
- |
- |
1 × |
10-3 |
2 |
2 |
||||||||
26 |
Fe |
4.65 |
3.3 |
3.8 |
1 × 1 -6 0 |
2.6 × 1 - 0 |
- |
2 × |
10-2 |
4 |
|||||||||
38 |
Sr |
3.4 × 10- 2 |
4.5 × 10- 2 |
3 × 10-2 |
8 × 10-4 |
n × 10-3 (-6 ) |
- |
n × 10-4 |
|
56 |
Ba |
6.5 × 10- 2 |
8 × 10-2 |
5 × 10-2 |
2 × 10-6 |
- |
- |
n × 10-4 |
注:大气圈仅仅引用了主要气体成分(不包括水和尘埃),除了表中所列举的元素以外,还应补充:氩(Ar)1.28;氖(Ne)1.8×10-3;氦(He)5×10-4;氪(Kr)1×10-4;氙(Xe)8×10-6。
可见,地壳是表成地圈其它部分,首先是海洋部分固体物质的“供应者”。水圈的主要组成成分是水,因此,水圈的 96.5%全部是由氧和氢两种化
学元素构成的。然而水圈的水绝不是蒸馏水,门捷列夫元素周期表中几乎所有元素都可在水中找到,它们都是以溶解了的矿物盐、悬浮固体微粒、大气
可溶性气体、生物物质及其生命活动的有机产品的形式而存在。水圈水的成分和性质取决于它以多种形式与地壳其它组成成分相互联系的结果。
世界海洋与大气圈是以复杂的热、气、水交换以及盐分的交换联系着。关于热交换我们已经讲过了。由于水有吸收性能,气体得以渗透到水圈中去, 并且在水圈中以溶解状态保存起来。此外,由于水的表层波动而形成了气泡。冷水比热水对气体的吸收较强烈些,氧被水体吸收比氮强,而二氧化碳又更强些;结果被溶解的空气在组成上与大气圈的空气是不同的(表 6)。
水生生物利用溶解于水中的氧进行呼吸,并且提供了氧化反应的可能性。二氧化碳渗透到海洋中是它的全球循环的一个重要环节,它表现为盐基反应,形成了碳酸盐和重碳酸盐,被海洋生物充分地利用来构成自己的骨架, 而在有机体死亡以后便积累在海洋底部。
随着河川径流每年从地壳携带到世界海洋约 130 亿到 500 亿吨悬浮粒子
(据各种统计资料)和 25 亿到 55 亿吨可溶性盐类。这些物质首先基本上沉积在海洋底部,其次可能部分地以溶液状态保存千百万年(特别是氯、钠、钙、镁),还有一小部分被生物体所吸收(主要是钙),或者形成不溶于水的化合物淀积下来。因此与陆地的剥蚀作用联系起来而形成海洋底部的沉积物。
另一方面,世界海洋是表成地圈有效水的主要来源,它在一年内通过蒸发 45 万立方公里水供给行星的水分循环,即占总变化量