为什么地球表面有大量的硅?

Question

地球表面有如此大量的硅的原因是什么?

Answer 1

硅，以二氧化硅的形式存在(氧化硅:Si^{4 +}或SiO₂)，在地球表面确实很常见。

这个答案有两个部分:为什么硅在整个地球上很常见，为什么它特别集中在地壳(因此是表面)。

为什么硅在地球上很常见

硅是在大恒星(比太阳大)和超新星的核合成过程中形成的。事实证明，相当多的硅可以通过这种方式形成。当我们的太阳系还是一个热分子气体云时，我们所在的地区富含硅(以及其他元素)，所以最终地球上有很多硅。这有点超出了我的专业领域，所以我会参考链接，丹尼尔。诺伊曼给出了他的评论和UCSB科学线上有很好的解释。

为什么硅在地壳中如此丰富?

现在我们知道地球上有很多硅元素。为什么地壳(最外层)的硅比地幔(中间层，在地壳和铁金属核之间)的硅还要多?

答案就在于岩石融化时会发生什么。你有一个岩石地幔，假设有35%到45%的SiO₂。当这块岩石被加热或减压(或变湿，但现在先不管这个)，它就会融化。但它不会完全融化，只是部分融化。在SiO，这将永远更丰富₂比原来的岩石要多，融化后的残留物中SiO的含量甚至更少₂。一旦SiO₂富硅熔体在地球上向上移动(有时甚至爆发为火山)，它移动更多的SiO₂富含物质的地壳。经过数十亿年的大规模连续部分融化事件，你最终会有相当多的SiO₂在地壳中。

这就更好了，因为在这些SiO中₂除了富含硅的岩石外，还有大量石英，石英是一种由纯硅组成的矿物₂: 100% SiO₂。这是一种非常耐蚀和耐风化的矿物。所以如果你的花岗岩只有三分之一的石英，随着时间的推移，其他三分之二(大部分是长石)会腐烂变成粘土(又名灰尘，泥浆)。只有石英会被留下来，其余的将被水冲走进入海洋(最终)。这就是为什么你有令人印象深刻的沙丘，几乎是纯硅的“海洋”₂：

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Answer 2

地球表面有如此大量的硅的原因是什么?

我假设这里问的是地壳与地幔的关系，而不是地壳与地核的关系，或者地壳与宇宙的关系。

地幔中有很多硅。按照质量排序，地幔中最丰富的六种元素是氧、镁、硅、铁、钙和铝。这六种元素也是地壳中最丰富的元素，但顺序不同。按质量排序，地壳中最丰富的六种元素是氧、硅、铝、铁、钙和镁。地幔岩石和地壳岩石之间唯一最显著的区别是镁。与其说地壳富含硅，不如说与地幔相比，地壳的镁元素严重匮乏。镁是唯一具有这种特性的亲石元素。

原因是部分融化发生在火山和岩浆侵入形成的地方。镁的化学性质倾向于使镁化合物停留在固体中。这反过来又将地壳与地幔区分开来。

Answer 3

地球上最丰富的5种元素是:来自维基百科的漂亮表格…

• 氧气
• 硅
• 铝
• 铁
• 钙

硅是形成岩石的矿物的基本成分:石英、长石、角闪石和其他硅酸盐。硅在整个地球上都很常见(在地核可能不那么常见)。

所有的内行星水星、金星、地球(加上月球)和火星似乎都含有大量的硅。岩状/石质陨石也含有丰富的硅。