Skorupa ziemska, skały, minerały

Skorupa ziemska, najbardziej zewnętrzna powłoka kuli ziemskiej otoczona na powierzchni przez atmosferę i hydrosferę, natomiast w głębi granicząca z płaszczem Ziemi wzdłuż nieciągłości Mohoroviicia.
Stanowi sztywny, niejednorodny twór, którego struktura jest zależna od obecności i sposobu wykształcenia trzech głównych warstw występujących w profilu pionowym.
Warstwa osadowa, górna (najbardziej zewnętrzna) warstwa skorupy ziemskiej. Występuje zarówno na obszarach zajętych przez bloki kontynentalne, jak i pod oceanami. Stanowi część wszystkich typów skorupy ziemskiej. Na lądach znajduje się nad warstwą granitową i może sięgać kilkunastu km w głąb ziemi.
Pod oceanami znajduje się nad warstwą bazaltową (lub warstwą pośrednią, skorupa oceaniczna) i dochodzi do ok. 1-2 km. Zbudowana jest przede wszystkim ze skał osadowych i luźnych osadów podlegających procesom litogenezy.
Warstwa granitowa, środkowa warstwa skorupy ziemskiej. Występuje prawie wyłącznie na obszarach zajętych przez bloki kontynentalne, stanowiąc część skorupy kontynentalnej. Znajduje się między warstwą osadową a warstwą bazaltową.
Zbudowana jest głównie z granitów i skał metamorficznych, a jej średnia szerokość wynosi kilkanaście km. W postaci nieciągłej, osiągając bardzo małą głębokość, może występować pod oceanami.
Warstwa bazaltowa, dolna warstwa skorupy ziemskiej. Występuje zarówno na obszarach zajmowanych przez bloki kontynentalne, jak ipod oceanami.
Stanowi część wszystkich typów skorupy ziemskiej: kontynentalnej, oceanicznej i suboceanicznej. Na lądach znajduje się między warstwą granitową (oddziela ją od niej nieciągłość Conrada) a warstwą perydotytową (oddziela ją od niej nieciągłość Mohoroviicia).
Zbudowana jest z bazaltu, gabra lub granulitu, a jej średnia szerokość wynosi ok. 20 km. Pod oceanami znajduje się między warstwą osadową a warstwą perydotytową (oddziela ją od niej nieciągłość Mohoroviicia). Zbudowana jest z bazaltu, gabra lub serpentynitu i osiąga tu szerokość do 5-6 km.
Z tego względu wyróżnia się trzy typy skorupy ziemskiej: skorupę kontynentalną, skorupę oceaniczną i skorupę suboceaniczną (subkontynentalną).
Skorupa kontynentalna, typ skorupy ziemskiej występujący na obszarach zajmowanych przez bloki kontynentalne.
Grubość skorupy kontynentalnej wynosi średnio ok. 35 km, może jednak dochodzić nawet do 80 km.
Skorupa suboceaniczna, typ skorupy ziemskiej występujący na obszarach zajmowanych przez łuki wysp, baseny załukowe i rowy oceaniczne. Stanowi przejściowy typ między skorupą kontynentalną a skorupą oceaniczną.

Skorupa oceaniczna, typ skorupy ziemskiej występujący na obszarach zajmowanych przez oceany, stanowiący ok. 60% powierzchni Ziemi. Grubość skorupy oceanicznej wynosi średnio ok. 7-8 km, może jednak dochodzić do 12 km.
Grubość skorupy ziemskiej wynosi ok. 5-12 km pod dnem oceanów, ok. 35-40 km pod platformami kontynentalnymi, dochodząc do 80 km pod niedawno wypiętrzonymi górami. Na obszarze Polski grubość skorupy ziemskiej oceniana jest na 27-47 km.
Minerały, występują w skorupie ziemskiej jako pierwiastki (np.złoto srebro, platyna, węgiel, siarka) lub związki chemiczne(np.sylwin, kwarc, anhydryt, hematyt, blenda cynkowa). Wytworzyły się one bez udziału człowieka.
Skały to naturalnie powstały zbiór minerałów, który można podzielić ze względujego powstawania. Wyróżniamy skały magmowe, osadowe i metamorficzne. Na Ziemi, we Wszechświecie i w organizmach żywych występuje 45% tlenu, 27% krzemu, 8,2% glinu, 6,1 żelaza, 4,6% wapnia, 2,7% magnezu, 2,3% sodu i 1,8% potasu. Pozostały procent stanowią pozostałe metale i niemetale.
Surowce mineralne to skały i minerały, które człowiek przetwarza w różny dziedzinach życia. Stanowią one nieodnawialne bogactwa naszej planety. Wydobywa je z głębi i powierzchni ziemi nie zawsze pamiętając by jej nie zanieczyścić i nie zniszczyć. Surowce mineralne dzielimy ze względu na zastosowanie. Wyróżniamy surowce budowlane (skały np. wapienne, gipsowe, piasek), chemiczne(rudy metali, skały wapienne, sól kamienna, nawozy mineralne), energetyczne(ropa naftowa, gaz ziemny, węgiel), metalurgiczne(rudy żelaza, miedzi, cynku, ołowiu), zdobnicze(metale i kamienie szlachetne).
Głównym składnikiem kredy, marmuru i wapienia (skał osadowych)jest kalcyt. Kalcyt (CaCO3), występuje powszechnie w przyrodzie. Jest to najtrwalsza krystaliczna postać węglanu wapnia, o strukturze trygonalnej (sieć romboedryczna).
Może być bezbarwny lub w zależności od domieszek dawać odmiany barwne żółte, różowe lub szare. Jest to składnik wielu skał osadowych (wapieni, margli) oraz metamorficznych (marmurów). Wykorzystywany jest głównie w przemyśle ceramicznym i szklarskim.
Wapienie to skały osadowe składające się z kalcytu. Mogą zawierać także domieszki: dolomitu, kwarcu, glaukonitu, pirytu lub minerałów ilastych. Barwa najczęściej biała, żółtawa, szara, niekiedy czerwonawa, różowa, zielonkawa lub brunatna.
Ze względu na wielkość ziaren wapiennych budujących skałę rozróżnia się: wapienie mikrytowe (drobnoziarniste) - złożone z bardzo drobnoziarnistych agregatów (do kilku tysięcznych mm) i wapienie sparytowe (gruboziarniste) - zawierające stosunkowo duże kryształy węglanu wapnia (widzialne makroskopowo).
Ze względu na pochodzenie wyróżnia się wapienie: organogeniczne i nieorganiczne (pochodzenia chemicznego). Wapienie organogeniczne powstają w wyniku nagromadzenia się dużych ilości węglanowych szkieletów gąbek, koralowców i mszywiołów, często tworzących swoiste struktury, tzw. rafy (wapienie rafowe, wapienie gąbkowe), szczątków szkarłupni - głównie liliowców (wapienie krynoidowe, wapienie trochitowe), skorup i muszli otwornic, małżów, ślimaków, ramienionogów lub głowonogów - często tworzących tzw. zlep muszlowy (muszlowiec), a także przy udziale glonów (stromatolity).
Wapienie nieorganiczne tworzą się w wyniku chemicznego wytrącania się węglanu wapnia z wody morskiej (wapienie oolitowe, oolity) lub wód źródlanych (martwica). Wskutek małej odporności wapieni na procesy krasowienia powstają malownicze formy rzeźby krasowej, m.in.: wywierzyska, lejki krasowe, uwały, jaskinie, żłobki krasowe.
Wapienie należą do najbardziej rozpowszechnionych skał na świecie. W Polsce występują m.in.: na Wyżynie Krakowsko-Częstochowskiej, w Górach Świętokrzyskich, Tatrach, Pieninach i Sudetach (Góry Kaczawskie).
Znajdują szerokie zastosowanie w przemyśle metalurgicznym (jako topnik) oraz chemicznym (produkcja nawozów sztucznych, karbidu i sody), wykorzystywane są jako surowce do wyrobu szkła, wapna palonego i cementu, a także jako kamień budowlany, drogowy oraz materiał dekoratorski
Marmur, skała metamorficzna składająca się głównie z ziaren kalcytu. W zależności od domieszek może przybierać różne barwy: białą, szarą, różową, zielonkawą, czarną. Marmur można szlifować, piłować, polerować. Pod działaniem zakwaszonej wody matowieje i rozpada się.
Cenny materiał rzeźbiarski stosowany powszechnie od starożytności, sporadycznie w średniowieczu. Popularny w sztuce renesansu i baroku, w klasycyzmie używano głównie marmuru białego jako materiału do dekoracji. Najbardziej znane i cenione już w antyku to marmury białe: paryjski - wydobywany na wyspie Paros i kararyjski z okolic Carrary - pozbawiony żył i plam.
W Polsce najczęściej stosowane marmury małopolskie - czarny i ciemnoszary z Dębnika, marmury kieleckie - brązowo-czerwony chęciński. Marmur w kamieniołomach występuje zazwyczaj w postaci żył.
Kreda, skała osadowa powstała w wyniku nagromadzenia dużych ilości wapiennych szkieletów glonów planktonicznych (plankton), skorupek otwornic i drobnych nieorganicznych ziaren kalcytu. W Polsce występuje na Wyżynie Lubelskiej.
Wapno palone, jest to tlenek wapnia CaO, powstały w wyniku termicznego rozkładu (prażenia wapieni). Proces ten wykorzystywany jest na skalę przemysłową. Tlenek wapnia jest białym, krystalicznym ciałem stałym o właściwościach higroskopijnych tzn. pochłaniania wody, oraz z powietrza dwutlenku węgla. CaO reaguje z wodą bardzo energicznie i jest to reakcja egzoenergetyczna. Powstały wodorotlenek wapnia Ca(OH)2 zwany jest wapnem gaszonym. Jest to substancja słabo rozpuszczalna w wodzie, a stężona ma właściwości żrące. Stosuje się je w budownictwie jako składnik zaprawy murarskiej oraz w przemyśle chemicznym do produkcji wielu odczynników chemicznych. Sprzedawane jest w stanie suchym jako wapno Hydratyzowane. Używa się go również w rolnictwie do wapnowania (odkwaszania) gleby oraz do bielenia drzew owocowych i ścian wewnątrz budynków gospodarczych., ponieważ ma własności bakteriobójcze.
Wapno gaszone zmieszane z wodą i piaskiem tworzy tzw. zaprawę murarską. Jest to materiał plastyczny i wykorzystuje się go do spajania cegieł i sporządzania tynków. Proces wiązania zaprawy, to tężenie i wysychanie jej, w miarę upływu czasu. Proces ten zachodzi pod wpływem dwutlenku węgla, zawartego w powietrzu. Piasek (tlenek krzemu IV) również bierze udział w twardnieniu zaprawy. Powstaje krzemian wapnia, który nadaje jej porowatość. Z reakcji tych równań wynika, że jednym z produktów reakcji jest woda. Dlatego w nowo wybudowanych budynkach jest woda.
Siarczan wapnia CaSO4 to niezbyt dobrze rozpuszczalne w wodzie (0,202g w 1000g wody w temp. 18oC) białe ciało stałe. Występuje w dwóch odmianach:
1.Gips CaSO4.2H2O - minerał tworzący często samodzielne skały gipsowe, będące osadami chemicznymi. Podczas ogrzewania traci częściowo wodę i w temperaturze 120-130oC przechodzi w gips palony CaSO4.1/2H2O, który łatwo pobiera wodę i twardnieje. Znajduje zastosowanie do wyrobu kwasu siarkowego, cementu, nawozów i farb malarskich, odlewania rzeźb, wytwarzania form do odlewów, wyrobu sztucznego kamienia i ozdób architektonicznych, w chirurgii do unieruchamiania części ciała w przypadku złamania kości. Odmianą gipsu jest selenit o połysku perłowym, występujący w doskonale przezroczystych taflach. Z selenitu wyrabiane są przyrządy optyczne. Zdolność gipsu do wiązania wody zanika po ogrzaniu go do temperatury powyżej 323oC (600K). W temperaturze około 1023oC (1300K) rozpoczyna się rozkład gipsu na CaO.
2.Anhydryt CaSO4 - pospolity składnik złóż solnych. Służy do otrzymywania kwasu siarkowego i cementu.
Hydrat – uwodniona sól, oznacza to że zawiera w sieci krystalicznej cząsteczki wody. Gips krystaliczny (alabaster) – dwuwodny siarczan wapnia o wzorze CaSO4 ∙ 2H2O. Gips palony (półhydrat) – biały lub szary proszek nierozpuszczalny w wodzie, powstały w skutek podgrzewania gipsu krystalicznego. Jest to półwodny siarczan (VI) wapnia o wzorze (CaSO4)2 ∙ H2O. Zastosowanie: Zaprawa gipsowa nie ma właściwości żrących, W medycynie do unieruchamiania złamanych kości, W budownictwie do wyrównywania ścian jako dodatek do cementu. Do produkcji płyt gipsowych, Do modeli i odlewów w ceramice. Zaprawa hydrauliczna wykorzystywana jest do wyrównywania ścian, lub jako dodatek do cementu. Zaprawa twardnieje pod wpływem wody.