عناصر القشرة الارضية

تتكون الأرض من أربع طبقات أساسية موجودة في هيكل كروي ، وتتميز الطبقات الأربع بخصائص فيزيائية وكيميائية مميزة تتأثر بموضعها من سطح الأرض ، وهذه الطبقات هي القشرة ، الوشاح ، النواة الداخلية والنواة الخارجية ، كما أن هذه الطبقات لها تأثير مباشر وغير مباشر على سطح الأرض .

طبقات الأرض الأساسية

طبقة النواة الداخلية

النواة الداخلية هي الطبقة المركزية للأرض ، وتتكون من مواد كثيفة يعتقد أنها تراكمت أثناء تكوين الأرض ، وعلى عكس النواة الخارجية حيث توجد النواة الداخلية في شكل صلب بسبب الضغط المتزايد الذي يصلب الحديد في الطبقة ، ويبلغ نصف قطر القلب 750 ميلاً ، ويمكن أن تصل درجات الحرارة داخل القلب إلى أكثر من 10000 فهرنهايت وتحتوي الطبقة في الغالب على عناصر من الحديد والنيكل مع رواسب معدنية ثقيلة من الذهب والفضة والبلاتين والبلاديوم والتنجستن .

طبقة النواة الخارجية

النواة الخارجية عبارة عن طبقة سائلة يبلغ عرضها 1430 ميلاً وعمقها 2100 ميلاً ، ويمكن أن تصل درجات الحرارة إلى 10،345 فهرنهايت وهي ساخنة بدرجة كافية لإذابة الحديد الذي يتكون منه الطبقة ، وتتميز النواة الخارجية بسرعة عالية للغاية حيث تدور بمعدلات أعلى من معدل الأرض مما يؤدي إلى تكوين


المجال المغناطيسي


للأرض .

طبقة الوشاح السفلي

طبقة الوشاح السفلي أكبر من طبقة الوشاح العلوي ويصل عمقها إلى 1800 ميل ، وبالمقارنة مع الوشاح العلوي يكون الوشاح السفلي أقل كثافة ويكون صلبًا في الغالب بسبب ارتفاع درجة الحرارة والضغط .

طبقة الوشاح العلوي

الوشاح العلوي هو الطبقة الثانية أسفل القشرة وتتميز بمواد موجودة في حالة شبه منصهرة إلى صلبة ، وتحتوي طبقة الوشاح العلوي على تيارات حرارية داخلية مسؤولة عن الحركات التكتونية لقشرة الأرض وانتشار قاع البحر وتشكيل الجبال وتنظيم درجة الحرارة ، ويعتقد العلماء أن هذه الحركات كانت مفيدة في تكوين القشرة الأرضية حيث تزداد درجة الحرارة والضغط داخل الوشاح مع العمق ،  وتوجد معظم المواد الموجودة في الوشاح العلوي في حالة شبه منصهرة ويتم إحضارها إلى سطح الأرض من خلال الحركات التكتونية مثل الحركات البركانية ، كما الضغط في الوشاح العلوي مسؤول عن الخصائص الكيميائية والفيزيائية المختلفة ، وتحتوي الصخور في الوشاح العلوي على كمية أقل من السيليكون والحديد والمغنيسيوم أكثر من تلك الموجودة في القشرة .

طبقة القشرة الأرضية

القشرة الأرضية هي الطبقة العليا والأنحف من طبقات الأرض وتتكون بشكل رئيسي من صخور سيال وهي الألومنيوم والسليكا ، وتمتد القشرة إلى عمق لا يقل عن 3.1 ميل وأقصى عمق ه 43.5 ميل ، وتحتوي القشرة على نوعين مختلفين هما القشرة القارية والقشرة المحيطية ، القشرة القارية تدعم كتلة الأرض الصلبة التي نعيش عليها وهي أقل كثافة من القشرة المحيطية ، كما أن لديها مستوى أعلى من الارتفاع بسبب كثافتها المنخفضة وتأثيرها من الموجات الزلزالية ، أما القشرة المحيطية تدعم المحيطات وتتكون من صخور كثيفة مثل المغنيسيوم والصخور النارية السليكاتية ، وفي المناطق التي تلتقي فيها القشرة القارية مع القشرة المحيطية تصبح الخصائص الفيزيائية والكيميائية متشابهة .[1]

العناصر الأكثر وفرة في القشرة الأرضية

تعتبر الأكسجين والسيليكون والألمنيوم هي العناصر الثلاثة الأكثر شيوعًا في القشرة الأرضية ، وتسمى الطبقة العلوية الصلبة للأرض الغلاف الصخري وتتكون من قشرة الأرض والجزء العلوي من الوشاح ، وتحدث معظم الأنشطة الجيولوجية التي تؤثر على الأرض في الغلاف الصخري وهي أكثر طبقات الأرض صلابة .

يتكون الغلاف الصخري من الغلاف الصخري المحيطي والقاري ، ويتكون الغلاف الصخري المحيطي من القشرة المحيطية التي تشكل أرضيات البحار والمحيطات بينما يتكون الغلاف الصخري القاري من القشرة القارية المصنوعة من كتل اليابسة ، وتعتبر قشرة الأرض مهمة لأنها تدعم الحياة البشرية والنباتية وتحتوي على عناصر مثل الألومنيوم التي تسهل التطور التكنولوجي ، وفي ما يلي عناصر القشرة الأرضية .

الأكسجين

الأكسجين هو العنصر الأكثر وفرة في القشرة الأرضية ، ويشكل الأكسجين 46.6٪ من القشرة الأرضية ، وهو يوجد كمركب رئيسي لمعادن السيليكات حيث يتحد مع عناصر أخرى ، كما أنه موجود كمركب في الكربونات والفوسفات ، وللأكسجين أغراض صناعية وطبية وتجارية حيث يتم استخدامه مع الأسيتيلين لقطع ولحام المعادن ، كما يتم استخدامه في المستشفيات لتخفيف أمراض الجهاز التنفسي ويمكن استخدامه أيضًا لتصنيع المتفجرات من بين الاستخدامات العديدة الأخرى .

السليكون

السليكون


هو العنصر الثاني الأكثر شيوعًا في القشرة الأرضية وذلك بنسبة 27.7% حيث يوجد كمركب في الوشاح والقشرة ، ويوجد جنباً إلى جنب مع الأكسجين لتشكيل معادن سيليكات ، ويوجد في الرمل وهو مورد وفير ويمكن الوصول إليه بسهولة على الأرض ، ويتم استرداد السيليكون أيضًا من الكوارتز والميكا والتلك ، ومن السيليكون نحصل على السيليكونز المستخدمة في السوائل الهيدروليكية والعوازل الكهربائية ومواد التشحيم وغيرها .

يُستخدم السليكون الصلب بشكل رئيسي كأشباه الموصلات خاصة في


أجهزة الكمبيوتر


، ويتم استخدامه لصنع الترانزستورات في الصناعة الإلكترونية ، ويستخدم السيليكون في صناعة الألمنيوم في صناعة سبائك الألومنيوم ، ويتم استخدامه أيضاً في إنتاج السيراميك والزجاج ومستحضرات التجميل والمبيدات الحشرية وبعض أنواع الصلب والمنتجات الصيدلانية .

الألمنيوم

الألمنيوم هو ثالث أكثر العناصر وفرة في قشرة الأرض بنسبة 8.1٪ ، والألمنيوم غير موجود كعنصر وحيد حيث يوجد كمركب ، وتشتمل المركبات الوفيرة من الألومنيوم على أكسيد الألومنيوم وهيدروكسيد الألومنيوم وكبريتات الألومنيوم البوتاسيوم ، ويتم استخراج الألمنيوم من مركباته ، أما سبائك الألومنيوم تستخدم على نطاق واسع لصنع رقائق الأواني ومواد التعبئة والتغليف ، ويتم استخدامه في تصنيع أجزاء من السيارات والصواريخ والآلات .

الحديد

يوجد الحديد في القشرة الأرضية بنسبة 5% ، وتستخدم أفران الانفجار لاستعادة الحديد من خامات الحديد ، ويحتوي الحديد على العديد من التطبيقات واسعة النطاق مثل صناعة الفولاذ ، ويستخدم الحديد أيضًا لصنع الأواني وأدوات المطبخ ، كما أنها تستخدم لصنع الحديد الزهر والحديد المطاوع الذي يستخدم على نطاق واسع في العديد من الصناعات .

يتفاعل عنصر الحديد دائمًا مع الماء والأكسجين ويكون سطح الحديد عادة لامعًا ورماديًا فضيًا ، ولكن لديه ميل للأكسدة في الهواء الطلق لإنتاج أكسيد الحديد المائي المعروف باسم الصدأ ، ويكون الحديد في أنقى أشكاله ناعمًا نسبيًا ويتم تقويته وتقويته في عملية الصهر بإضافة نسبة صغيرة من الكربون .[2]

تأثير التعدين على عناصر القشرة الأرضية

المعادن هي المواد التي تتكون بشكل طبيعي في الأرض ، ويكون لديهم تكوين وهيكل كيميائي محدد ، وهناك أكثر من 3000 من المعادن المعروفة بعضها نادر وثمين مثل الذهب والماس والبعض الآخر أكثر اعتيادية مثل


الكوارتز


، وهناك فقط حوالي مائة عنصر وهي اللبنات الأساسية لكل شيء حولنا ، ويمكن العثور عليها إما في شكلها النقي أو مجتمعة كيميائياً مع عناصر أخرى لصنع مركبات وهي عبارة عن عنصرين أو أكثر متصلين كيميائياً معًا .

وتشمل العناصر الوفيرة الأخرى في القشرة الأرضية الكالسيوم والصوديوم والبوتاسيوم والمغنيسيوم والتيتانيوم والهيدروجين ، وينطوي التعدين على استخدام آلات ضخمة على سطح الأرض ، وهذه الأنواع من الآلات تترك حفرة مفتوحة على الأرض وتعطل


النظام البيئي


الهش ، وتطلق العمليات المستخدمة في تعدين العناصر منتجات ثانوية ضارة مثل المعادن الثقيلة والسامة على الحياة البحرية والبرية ، وبالتالي يؤدي التعدين المفرط إلى تدهور بيئي .[3]