Senda inn spurningu
Sólin Sólin Rís 05:15 • sest 21:38 í Reykjavík
Tunglið Tunglið Rís 01:18 • Sest 04:30 í Reykjavík
Flóð Flóð Árdegis: 07:36 • Síðdegis: 19:53 í Reykjavík
Fjaran Fjara Árdegis: 01:39 • Síðdegis: 13:42 í Reykjavík
Visit the English version

Flokkun:

Náttúruvísindi og verkfræði Jarðvísindi

Hversu stór hluti jarðar er járn?

Sigurður Steinþórsson

Járn kemur fyrir í jörðinni með tvennum hætti, sem málmur (Fe) og í efnasamböndum (til dæmis oxíðið magnetít: Fe3O4 og silíkatíð ólivín: (Fe,Mg)2SiO4). Því má skilja spurninguna tvennum hætti: Að spurt sé um járnmálm (sem er 32% af massa jarðar) eða allt járn, bundið og óbundið (sem er um 39%). Skoðum hvort tveggja.

Ríkjandi hugmynd um uppruna jarðar er svonefnd aðsópskenning – að jörðin (og aðrir hnettir sólkerfisins) hafi orðið til við samsöfnun geimryks og loftsteina af ýmsum stærðum og gerðum. Loftsteinarnir eru einkum þrenns konar; úr bergi (silíkötum, til dæmis ólivín), járnmálmi, og loks járni og silíkötum.

Eftir því sem massi jarðarinnar óx harðnaði loftsteinahríðin (því aðdráttarafl hinnar vaxandi jarðar jókst) og þar kom að svo mikil orka losnaði úr læðingi að jörðin bráðnaði að mestu eða öllu leyti. Við það sökk járnmálmurinn niður í miðju jarðar og myndaði jarðkjarnann sem er 32% af massa jarðar. Auk járns er í kjarnanum ofurlítið af ýmsum efnum sem leysast að nokkru leyti í bráðnu járni, einkum nikkel og sennilega brennisteinn, kísill og fleira.


Mynd sem sýnir gerð jarðarinnar með tölum til hliðsjónar

Meðalgeisli (radíus) jarðar er um 6.370.000 m (6.370 km) þannig að rúmmál hnattarins er 4/3 * π * r3 = 1,08x1021 m3. Hugmyndir um innri gerð jarðar hafa menn úr ýmsum áttum, en jarðskjálftamælingar sýna að í sem stærstum dráttum skiptist hún í þrennt. Í miðju jarðar er kúlulaga jarðkjarni með um 3470 km geisla (radíus); utan um kjarnann er hjúpur, jarðmöttullinn, sem nær frá um 2900 km dýpi langleiðina til yfirborðsins. Yst er jarðskorpan sem skiptist í 40 km þykka meginlandsskorpu og 6-7 km þykka hafsbotnsskorpu.

Um eðli og samsetningu kjarna og möttuls er sitthvað vitað, fyrst út frá jarðskjálftamælingum, en einnig eru loftsteinar taldir vera brot úr hnöttum sem líktust að ýmsu leyti jörðinni þótt smærri væru. Þannig eru járnsteinar taldir vera einhvers konar sýnishorn af kjarna jarðar og bergsteinar af möttlinum. Járnsteinar eru að mestu úr kristölluðu járni (með nikkel og fleiri efni í litlum mæli), en bergsteinar úr járn-magnesíum silíkötum, einkum ólivíni (Fe0,09 Mg0,91)2SiO4.

Taflan hér að neðan sýnir rúmmál hvers hluta jarðarinnar, eðlisþyngd, reiknaðan massa (rúmmál x eðlisþyngd), styrk járns (reiknaðan sem Fe) og loks massa járns í hverjum hluta. Í möttlinum er járnið um 13% FeO, í basaltskorpu 10% FeO og 1,3% Fe2O3 (oxað járn) en í meginlandsskorpu um 3,5% FeO og 0,7% Fe2O3.

Rúmmál (m3)ρ (kg/m3)Massi (kg)%FeMassi Fe (kg)Fe sem % af massa jarðar
Jörðin1,08x10215.5315,9736x10242,32x102439
Kjarni1,75x102010.9201,91x10241001,91x102432
Möttull9,08x10204.5004,08x1024104,08x1023
Hafsbotn2,5x10183.0007,5x10218,56,37x1020
Meginlönd6,08x10182.8001,7x10223,15,28x1020

Önnur svör á Vísindavefnum:

Mynd: Purdue University - GEOS 105 - Robert L. Nowack

Höfundur

Sigurður Steinþórsson

Sigurður Steinþórsson

prófessor emeritus

Útgáfudagur

16.10.2007

Spyrjandi

Ragnheiður Kristjánsdóttir

Efnisorð

Tilvísun

Sigurður Steinþórsson. „Hversu stór hluti jarðar er járn?“ Vísindavefurinn, 16. október 2007. Sótt 26. apríl 2024. http://visindavefur.is/svar.php?id=6849.

Sigurður Steinþórsson. (2007, 16. október). Hversu stór hluti jarðar er járn? Vísindavefurinn. Sótt af http://visindavefur.is/svar.php?id=6849

Sigurður Steinþórsson. „Hversu stór hluti jarðar er járn?“ Vísindavefurinn. 16. okt. 2007. Vefsíða. 26. apr. 2024. <http://visindavefur.is/svar.php?id=6849>.

Chicago | APA | MLA

Þessi síða notar vafrakökur Nánari upplýsingar

Ég samþykki
Spyrja

Sendu inn spurningu LeiðbeiningarTil baka

Hér getur þú sent okkur nýjar spurningar um vísindaleg efni.

Hafðu spurninguna stutta og hnitmiðaða og sendu aðeins eina í einu. Einlægar og vandaðar spurningar um mikilvæg efni eru líklegastar til að kalla fram vönduð og greið svör. Ekki er víst að tími vinnist til að svara öllum spurningum.

Persónulegar upplýsingar um spyrjendur eru eingöngu notaðar í starfsemi vefsins, til dæmis til að svör verði við hæfi spyrjenda. Spurningum er ekki sinnt ef spyrjandi villir á sér heimildir eða segir ekki nægileg deili á sér.

Spurningum sem eru ekki á verksviði vefsins er eytt.

Að öðru leyti er hægt að spyrja Vísindavefinn um allt milli himins og jarðar!

=

Senda grein til vinar

=

Hversu stór hluti jarðar er járn?
Járn kemur fyrir í jörðinni með tvennum hætti, sem málmur (Fe) og í efnasamböndum (til dæmis oxíðið magnetít: Fe3O4 og silíkatíð ólivín: (Fe,Mg)2SiO4). Því má skilja spurninguna tvennum hætti: Að spurt sé um járnmálm (sem er 32% af massa jarðar) eða allt járn, bundið og óbundið (sem er um 39%). Skoðum hvort tveggja.

Ríkjandi hugmynd um uppruna jarðar er svonefnd aðsópskenning – að jörðin (og aðrir hnettir sólkerfisins) hafi orðið til við samsöfnun geimryks og loftsteina af ýmsum stærðum og gerðum. Loftsteinarnir eru einkum þrenns konar; úr bergi (silíkötum, til dæmis ólivín), járnmálmi, og loks járni og silíkötum.

Eftir því sem massi jarðarinnar óx harðnaði loftsteinahríðin (því aðdráttarafl hinnar vaxandi jarðar jókst) og þar kom að svo mikil orka losnaði úr læðingi að jörðin bráðnaði að mestu eða öllu leyti. Við það sökk járnmálmurinn niður í miðju jarðar og myndaði jarðkjarnann sem er 32% af massa jarðar. Auk járns er í kjarnanum ofurlítið af ýmsum efnum sem leysast að nokkru leyti í bráðnu járni, einkum nikkel og sennilega brennisteinn, kísill og fleira.


Mynd sem sýnir gerð jarðarinnar með tölum til hliðsjónar

Meðalgeisli (radíus) jarðar er um 6.370.000 m (6.370 km) þannig að rúmmál hnattarins er 4/3 * π * r3 = 1,08x1021 m3. Hugmyndir um innri gerð jarðar hafa menn úr ýmsum áttum, en jarðskjálftamælingar sýna að í sem stærstum dráttum skiptist hún í þrennt. Í miðju jarðar er kúlulaga jarðkjarni með um 3470 km geisla (radíus); utan um kjarnann er hjúpur, jarðmöttullinn, sem nær frá um 2900 km dýpi langleiðina til yfirborðsins. Yst er jarðskorpan sem skiptist í 40 km þykka meginlandsskorpu og 6-7 km þykka hafsbotnsskorpu.

Um eðli og samsetningu kjarna og möttuls er sitthvað vitað, fyrst út frá jarðskjálftamælingum, en einnig eru loftsteinar taldir vera brot úr hnöttum sem líktust að ýmsu leyti jörðinni þótt smærri væru. Þannig eru járnsteinar taldir vera einhvers konar sýnishorn af kjarna jarðar og bergsteinar af möttlinum. Járnsteinar eru að mestu úr kristölluðu járni (með nikkel og fleiri efni í litlum mæli), en bergsteinar úr járn-magnesíum silíkötum, einkum ólivíni (Fe0,09 Mg0,91)2SiO4.

Taflan hér að neðan sýnir rúmmál hvers hluta jarðarinnar, eðlisþyngd, reiknaðan massa (rúmmál x eðlisþyngd), styrk járns (reiknaðan sem Fe) og loks massa járns í hverjum hluta. Í möttlinum er járnið um 13% FeO, í basaltskorpu 10% FeO og 1,3% Fe2O3 (oxað járn) en í meginlandsskorpu um 3,5% FeO og 0,7% Fe2O3.

Rúmmál (m3)ρ (kg/m3)Massi (kg)%FeMassi Fe (kg)Fe sem % af massa jarðar
Jörðin1,08x10215.5315,9736x10242,32x102439
Kjarni1,75x102010.9201,91x10241001,91x102432
Möttull9,08x10204.5004,08x1024104,08x1023
Hafsbotn2,5x10183.0007,5x10218,56,37x1020
Meginlönd6,08x10182.8001,7x10223,15,28x1020

Önnur svör á Vísindavefnum:

Mynd: Purdue University - GEOS 105 - Robert L. Nowack...