地壳中元素的丰度是如何估计的?

Question

在一个测试应用程序中，我惊讶地了解到铝比铁更丰富。在维基百科上研究这个问题时，我发现这篇文章，上面也有这样的评论:

请注意，这些数字是估计值，它们将根据估计的来源和方法而变化。

现在我想知道有什么方法存在和被用来估计这个?我唯一的想法是，他们从不同的地方使用探测器并平均结果，但这听起来像是一个非常模糊的猜测，因为你需要从不同的地方和深度(高达50公里深)使用很多探测器，所以我猜他们使用了另一种方法来估计这一点。如果有人知道这些数字是如何估计的，他还能说这些估计有多准确吗?

Answer 1

他还能说出这个估计有多准确吗?

我们先说地壳是不均匀的。没有一种“地壳成分”。如果你去一个富含石灰石的地方，那么Ca和C是最常见的元素(不包括O)，如果你去一个富含花岗岩的地方，那么Si和Al是最常见的。去玄武岩丰富的地方，你会得到大量的镁。这意味着准确性无关紧要。如果你有整个大陆的平均值，没有一块岩石或一个地区具有这种成分。如果有，那也纯粹是巧合。

有什么方法存在和被用来估计这一点?

求平均值的一种方法是知道每种岩石的含量(如果你有每种岩石的地质图，这很容易)以及每种岩石的成分。然而，有一种更聪明的方法。你可以对沉积物取样。以流域面积很大的主要河流为例。这些河流将这些岩石碎片作为沉积物运送到一个地方。你所要做的就是分析这些沉积物。令人惊讶的是，当你对欧洲、美国、澳大利亚等地的河流进行这样的计算时，它们的组成几乎是相同的!这是推导近似的一种方法。

深达50公里

你不能直接探测那么深。我们最深的钻孔只有10公里多一点，这几乎是不可能的(而且非常昂贵)。幸运的是，我们有一种间接的方法，可以从50公里甚至更深的地方取样。有时岩浆从深处喷发出来，把管道壁上的岩石撕成碎片。然后这些岩石被嵌入到火山岩中。这里有一个例子:

^{资料来源:詹姆斯·圣约翰，flickr}

你有黑色玄武岩，其中有一块来自地表以下几十公里(或更远)的岩石。通过从火山岩中收集大量这些深层岩石，我们可以很好地了解下地壳和上地幔的样子。