Глава V. ТАБЛИЦА ФИЛЛИПСА-КЛАРКА-ФОХТА И ЕЕ ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ

Смотрите также:

Вернадский Владимир Иванович

Вернадский. Ноосфера Вернадского. Биосфера планеты Земля

Владимир Иванович Вернадский. Основанные Вернадским ...

Биосфера. Вернадский. Дж. Мерей. Зюсс. Ламарк

ВЕРНАДСКИЙ. БИОСФЕРА. Представитель космизма ...

НООСФЕРА. ВЕРНАДСКИЙ

Вернадский. Какое вещество считается живым. Термин «живое ...

ВЛАДИМИР ИВАНОВИЧ ВЕРНАДСКИЙ. Биография и книги ...

ВЕРНАДСКИЙ. Биография и труды Вернадского. Вершиной его ...

Ноосфера. Вернадский. Пьер Тейяр де Шарден

Таблица Филлипса-Кларка-Фохта

Ни один ученый не может сомневаться - на этом основании строится вся наука, - что при изучении им природы он встречается не с индивидуальными случайностями, а с научными закономерностями. Солнечная система есть единое закономерное явление. Все в ней закономерно связано, т.е. химический состав биосферы закономерен и должны быть правильности, которые могут быть численно выражены и сравнены с другими геологическими оболочками, с которыми биосфера генетически связана. Мы пока их не знаем. Надо их найти.

В последнее время, особенно в нашей стране, стараясь подойти к количественному точному изучению полезных ископаемых, геолог пытается использовать другое явление, сложным образом логически связанное с биосферой, но химически, по существу, резко от нее отличное. Геологи для получения количественных расчетов при изучении концентрации химических элементов (полезных ископаемых в том числе) пользуются данными для "земной коры" Кларка, его таблицей, которую я буду называть таблицей Филлипса-Кларка- Фохта.

Земная кора Кларка не должна быть смешиваема с земной корой геологов. Ф.У. Кларк (1847-1931) - директор химической лаборатории Федерального геологического комитета в Вашингтоне, крупный химик-минералог - попытался дать средний химический состав земной коры в пределах тех глубин, из которых он на земной поверхности в геохорах, пользуясь геологической картой, мог иметь образцы горных пород. Он определил эту глубину в 10 миль, т.е. в 16 км (табл. 6).

Как мы видели раньше, земная кора геологов является областью, где жидкое, твердое и газообразное состояние материи резко выражено. Земная кора Кларка охватывает большую часть этой области, и можно думать, что она дает приблизительно средний химический состав коры геолога, так как в составе земной коры Кларка резко преобладают гранитные породы, которые простираются ниже на несколько десятков километров, чем земная кора Кларка и чем земная кора геологов.

Геофизические измерения сейсмических волн позволяют нам сделать заключение, что от нижних границ метаморфических оболочек на глубину 20-25 км, по крайней мере, продолжается гранитная оболочка. А с другой стороны, вычисления показывают, что на глубинах от 50 до 60 км от геохор мы встречаем такие давления, которые делают невозможным существование земной коры геологов, т.е. мы встречаемся здесь с веществом, в котором едва ли может различаться твердое, жидкое и газообразное состояние (см. § 72). В последнее время геологи, говоря об этих областях, правильно говорят о подкоровых явлениях.

Кларки земной коры в исторической последовательности (включая атмо-, гидро- и литосферу до глубины 16 км)

Элемент         Кларк, 1898 г.           В. Вернадский, 1925-1930 гг.            А. Ферсман, 1932-

Водород         -          1,00     1,00

Гелий -          п - Ю-7          1 • 10"6

Литий -          0,01     0,005

Бериллий       -          п • 10"3          2-10^

Бор     -          0,01     5 • 10~3

Углерод         -          0,40     0,35

Азот    -          0,041   0,04

Кислород       46,28   49,66   49,13

Фтор   -          0,10     0,08

Неон   . -        <10"8  5 • Ю-7

Натрий           2,43     2,35     2,40

Магний          2,77     2,07     2,35

Алюминий    8,14     7,27     7,45

Кремний        28,02   25,69   26,00

Фосфор          0,10     п • Ю-2          0,12

Сера    -          0,15     0,10

Хлор               0,20     0,20

Аргон -          4- 10^  4- 10^

Калий 2,47     2,27     2,35

Кальций         3,27     3,20     3,25

Скандий         -          п • 10~5          6- 10^

Титан 0,33     0,60     0,61

Ванадий         -          п  10 ~2          0,02

Хром  -          0,02     0,03

Марганец       -          0,09     0,10

Железо           5,58     4,16     4,20

Кобальт          -          п • Ю-3          0,002

Никель           -          0,0л     0,02

Медь   -          0,01     0,01

Цинк   -          0,04     0,02

Галлий           -          п • 10~7          1 • ю-4

Германий      -          СИГ8  4- 10"4

Мышьяк         -          п  10~5           5 • Ю-4

Селен             п  10"5            8 • 10~5

Бром   -          0,01     0,001

Криптон         -          < ю-8  2  Ю-8

Рубидий                     5 • Ю-3           0,008

Стронций      -          0,02     0,04

Иттрий           -          0,001   0,005

Цирконий      -          0,03     0,025

Ниобий          -          п  Ю-5            3,2 • 10"5

Молибден      -          п • 10"3          1 • 10"3

Мазурий                    <ю-8   1 • ю-7

Рутений         -          <10-8  5 • 10~*

Родий -          < 10"8 1 • ю-6

Палладий       -          п • 10"7          5 • 10"6

Серебро         -          1 • 10"5           1 • 10~5

№        Элемент

48        Кадмий          -          п- Ю"4           5 • 10"4

49        Индий -          п • 10~7          1 • 10~5

50        Олово -          п  10~3           8 • 10~3

51        Сурьма           -          п • 10"5          5 • 10~5

52        Теллур           -          п- 10"6           1 • ю-6

53        Иод     -          п  10~3           1 • ю-4

54        Ксенон           -          < 10"8 з • ю-9

55        Цезий -          п • 10~3          1 • ю-3

56        Барий -          0,008   0,05

57        Лантан           -          п  10"4            6,5 • Ю-4

58        Церий - -        0,001   2,9 • 10"3

59        Празеодимий -          п • Ю-6          4,5 • 10"4

60        Неодимий      -          п  10~5           1,75  10~3

61        Иллиний        _          ю-8     -

62        Самарий        -          п • Ю-7          7 • 10"4

63        Европий         -          < 10~8 2 • Ю-5

64        Гадолиний     -          < 10"8 7,5 • 10"4

65        Тербий           -          <10^    1 • 10"4

66        Диспрозий     -          <10"8  7,5 • 10"4

67        Хольмий        -          СНГ8  1 • Ю-4

68        Эрбий -          п • 10"7          8,5 • 10"4

69        Тулий -          <io-e   1 • 10"4

70        Иттербий       -          <10^    8- 10"4

71        Кассиопей     -          <10-8  1,75  Ю-4

57-71  Редкие земли -          -          0,010

72        Гафний          -          1 • Ю-4           0,0004

73        Тантал            -          1 • кг4 2,4 • Ю-5

74        Вольфрам      -          1 • 10"4           9- 10"4

75        Рений -          < ю-8  1 • ю-7

76        Осмий            _          СНГ8  5 • Ю-7

77        Иридий          -          < Ю-8 1 • ю-6

78        Платина         -          п• 10"6           5- 10"6

79        Золото            -          5- Ю-6            5 • Ю-6

80        Ртуть  -          п  Ю-5            1 • I0"4

81        Таллий                       п • Ю-6          1 • ю-5

82        Свинец           -          0,002   1,6 • 10'3

83        Висмут           -          п 10"6 1 • 10"5

84        Полоний        -          и - Ю-6          5- 10"6

85        Алабамий      -          -          -

86        Эрманий (радон)      -          -          -

87        Виргиний      -          -          -

88        Радий -          /1 • Ю-10       2 • Ю-10

89        Актиний        -          -          -

90        Торий -          1,3 • 10"3        1 ; 10~3

91        Протоактиний          -          7 • Ю-11         7 . 10-11

92        Уран   -          (6 • ю-4)         4- 10"4

Примечание. Взято из книги: Ферсман А.Е. Геохимия. Л.: Госхимтехиздат. 1934. Т. 1. С. 146-149.

Кларк, 1898 г. В. Вернадский, 1925-1930 гг. А. Ферсман, 1932-1933 гг.

Данные Кларка, приведенные к современному уровню знаний, сведены в таблицу, которую в нашей стране, по инициативе А.Е. Ферсмана [1], часто называют таблицей Ф. Кларка, и даже числа ее - кларками. Это имеет некоторое удобство, но едва ли это справедливо, и, мне кажется, широкое вхождение слова "кларк" в нашу геохимическую литературу, все увеличивающееся, делает ее менее понятной, а следовательно, и влиятельной - в мировой литературе. Подобные новые термины должны приниматься на международных конгрессах. Учитывая ход истории научной мысли, я во всем дальнейшем изложении буду таблицу Кларка называть таблицей Филлипса-Кларка- Фохта.

Ясно, что Ф. Кларк и Г. Вашингтон, с ним вместе долго работавший, несомненно, завершили и усовершенствовали работу нескольких поколений до них, когда в 1889-1924 гг. они, исходя и опираясь на химический состав массивных пород, всюду очень однообразных, углубили и расширили учет чисел среднего состава земной коры и опубликовали свои сводки для всей планеты.

Начало этой таблицы было положено на 74 года раньше, после вхождения в новую химию представлений о химических элементах и атомах в начале XIX столетия. В 1815 г. английский минералог квакер В. Фил липе (1773-1828) впервые попытался выяснить химический элементарный состав окружающей человека природы, верхней "земной коры". Он сделал это для 10 химических элементов, в общем правильно выяснив количественно в первом приближении порядок их распространенности [2]. После него его числа несколько раз пересматривались, исправлялись, между прочим, и крупными учеными: Г. Де ля Бичем (1796-1855) в Лондоне, Ж. Эли де Бомоном (1798-1874), Г. Добрэ (1814-1896) в Париже и, наконец, систематически были переработаны Ф. Кларком и Г. Вашингтоном в Вашингтоне. Самостоятельную работу здесь вел одновременно И. Фохт (в Тронтгейме, в Норвегии, в 1898-1916 гг.), который впервые распространил эти данные на нетронутые Кларком и Вашингтоном редкие элементы - многие металлы - и поставил задачу охватить все элементы [3]. С тех пор эта таблица непрерывно перерабатывается и уточняется. Она стоит наряду с менделеевской таблицей атомных весов - в геологической, астрономической и физико-химической работе. В результате мы имеем таблицу точных дат, где числа выражены в атомных и в весовых процентах.

На значение атомного подсчета вещества впервые указал В. Аккройд в Англии, работавший вне научных организаций в 1902 г. [4], но ввел в геохимию молодой тогда А.Е. Ферсман только в 1912 г. [5], не зная о работе Аккройда, о которой напомнил Ф. Астон только в 1922 г. [6].

К содержанию книги: Академик Владимир Иванович Вернадский - Химическое строение биосферы Земли и ее окружения