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Teil einer Artikelserie über Geowissenschaften
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Geochemie ist der Naturwissenschaft diese Prinzipien aus dem from Chemie verwendet, um die Mechanismen hinter großen geologischen Systemen wie dem Erdkruste und Ozeane erklären.^[1] Die geochemische Forschung hat wichtige Erkenntnisse über die physikalischen Prozesse geliefert, die auf Boden, und auch auf andere Planeten im Sonnensystem spielen. Beispiele für diese Prozesse sind Mantelkonvektion, das Formation der Planeten und der Ursprung der magmatischen Gesteine Granit und Basalt.

Beschreibung

Geochemie beschreibt hauptsächlich die Chemie hinter geologischen Prozessen. Das kann zum Beispiel metamorphe Prozesse beziehen sich auf solche, die auftreten, wenn Schichten tief in die Erde eindringen und dort hohen Belastungen ausgesetzt sind Temperatur und Druck. Das Material ändert sich und zum Beispiel neu Mineralien. Dieser Zweig der Geochemie beschäftigt sich hauptsächlich mit der Frage, welche Minerale unter welchen Bedingungen entstehen. Es gibt viele Überschneidungen mit den Mineralogie, das Kristallographie und der Festkörperchemie.

Ein weiteres großes Thema der Geochemie betrifft die physikalischen Eigenschaften und die chemische Zusammensetzung von Gesteinen, die in allen Erdschichten vorkommen. Der Schwerpunkt liegt auf der Erforschung von metamorph und magmatische Gesteine, Spurenelemente und (normalerweise radioaktiv) Isotope.^[2] Man kann Aussagen machen über hohes Alter und Umformbedingungen. Die Rekonstruktion der geologischen Vergangenheit nach Geochemie überschneidet sich mit Planetologie und Astrochemie. Geochemiker forschen auch Sedimente, Gewässer, Böden und der Atmosphäre, wobei die Bestimmung von Elemente spielt eine herausragende Rolle. An diesem Ende des geochemischen Spektrums liegt die Biogeochemie. Sie untersucht das Zusammenspiel von Organismen mit der Chemie der Erde.

Ein weiterer Zweig der Geochemie beschäftigt sich mit Transportphänomenen, zum Beispiel von gelösten Ionen in Fluss- oder Meerwasser, wie sie Tonmineralien gespeichert werden, wo sie landen usw. Hier gibt es ziemlich viele Überschneidungen mit z Umweltchemie, wo die gleiche Frage gestellt wird, diesmal jedoch mit Stoffen, die vom Menschen in die Umwelt eingebracht werden.

Geochemischer Kreislauf

Chemische Elemente können ihre Konzentration ändern und durch die System Erde (die feste Erde, die Atmosphäre, das Hydrosphäre, und der Biosphäre zusammen) bewegen sich in sogenannten geochemischen Kreisläufen.^[3] Erhitzte und komprimierte chemische Elemente oder Verbindungen wie Silizium, Aluminium und Alkali Metalle wandern durch die Lithosphäre aufgrund von Subduktion und Vulkanismus. Die Abbildung dieser Zyklen erfordert eine genaue Beobachtung und theoretische Modellierung. Geochemiker berechnen die durchschnittliche Konzentration chemischer Verbindungen, Elemente oder Isotope in einem bestimmten Teil des Erdsystems: a "geochemisches ReservoirDie Größe des Reservoirs hängt davon ab, was man untersuchen möchte, beispielsweise kann der Ozean ein einziges Reservoir sein oder in mehrere Reservoirs unterteilt sein.^[4] In einem häufig verwendeten Modell, dem "Box-Modell", wird ein Reservoir als eine Box mit Ein- und Ausgängen angesehen.

Geochemische Modelle basieren im Allgemeinen auf Feedback. Im einfachsten Fall eines linearen Zyklus ist der Ein- oder Ausgang eines Reservoirs proportional zu seiner Konzentration. Salz- wird aus dem Ozean beispielsweise durch die Bildung von verdunstet. Bei einer konstanten Verdunstungsrate in einem Evaporitbecken muss die Salzmenge, die dem Becken entnommen wird, proportional zu seiner Konzentration sein. Wenn die Zufuhr zu einem Reservoir konstant ist ein ist und die Ausgabe kC ist für eine gegebene Konstante k, dann ist die Bilanzgleichung für einen gegebenen Wert C:

${displaystyle {frac {dC}{dt}}=a-kC.}$

Das bedeutet, dass jede Massenänderung durch Änderungen des Eingangs oder Ausgangs ausgeglichen werden muss.

Siehe auch

• Astrochemie
• Petrologie
• Tefrochronologie

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