سيليكون

السيليكون هو العنصر السابع الأكثر وفرة في الكون، يأتي بعد الهيدروجين، الهيليوم، الكربون، النيتروجين، الأكسجين والنيون. هذه الوفرة ليست متكررة جيدًا على الأرض بسبب فصل العناصر الكبير الذي حدث أثناء تشكيل النظام الشمسي. يشكل السيليكون 27.2% من وزن قشرة الأرض، ويأتي في المرتبة الثانية بعد الأكسجين بنسبة 45.5%، والذي يرتبط به دائمًا في الطبيعة. حدثت تجزئة إضافية خلال تشكيل الأرض بواسطة تمايز كوكبي: يشكل قلب الأرض، الذي يمثل 31.5% من كتلة الأرض، تقريبًا تكوين Fe25Ni2Co0.1S3؛ يشكل الوشاح 68.1% من كتلة الأرض ويتكون أساسًا من الأكاسيد والسيليكات الأكثر كثافة، مثال على ذلك هو الأوليفين (Mg,Fe)2SiO4؛ بينما ترتفع المعادن السيليسية الأخف وزنًا مثل الألومينوسيليكات إلى السطح وتشكل القشرة، ما يمثل 0.4% من كتلة الأرض. تعتمد تبلور الصخور النارية من الصهارة على عدد من العوامل؛ من بينها التكوين الكيميائي للصهارة، سرعة التبريد، وبعض خصائص المعادن الفردية التي ستتشكل مثل طاقة الشبكة، ونقطة الانصهار، وتعقيد البنية البلورية. عند تبريد الصهارة، يظهر الأوليفين أولاً، يليه البيروكسين، الأمفيبول، الميكا البيوتيت، الفلسبار الأورثوكليز، الميكا المسكوفيت، الكوارتز، الزيوليت، وأخيرًا المعادن الحرارية المائية. يظهر هذا التسلسل اتجاهًا نحو وحدات السيليكات الأكثر تعقيدًا مع التبريد، وإدخال أنيونات الهيدروكسيد والفلوريد بالإضافة إلى الأكاسيد. يمكن للعديد من المعادن استبدال السيليكون. بعد تجوية هذه الصخور النارية، النقل والترسيب، تتشكل الصخور الرسوبية مثل الطين، الشيست والحجر الرملي. قد يحدث التحول أيضًا في درجات حرارة وضغوط عالية، مما يخلق تنوعًا أوسع من المعادن. هناك أربعة مصادر لتدفق السيليكون إلى المحيط: تجوية الصخور القارية كيميائيًا، النقل النهري، انحلال السيليكات القارية التيريجيتيكية، ومن خلال التفاعل بين البازلتات تحت الماء والسوائل الحرارية المائية التي تطلق السيليكون الذائب. جميع هذه التدفقات مترابطة في الدورة البيوجيوكيميائية للمحيط لأنها نشأت في البداية من تجوية قشرة الأرض. يُترسب حوالي 300-900 مليون طن من الغبار الريحي في محيطات العالم كل عام. من تلك القيمة، 80-240 مليون طن تكون في شكل السيليكون الجزيئي. لا تزال الكمية الإجمالية لترسب السيليكون الجزيئي في المحيط أقل من كمية تدفق السيليكون إلى المحيط عبر النقل النهري. المدخلات الهوائية للسيليكون الليثوجيني الجزيئي في المحيط الأطلسي الشمالي والمحيط الهادي الشمالي الغربي هي نتيجة لترسب الغبار على المحيطات من صحراء الصحراء وصحراء جوبي، على التوالي. النقل النهري هو المصدر الرئيسي لتدفق السيليكون إلى المحيط في المناطق الساحلية، بينما يتأثر ترسب السيليكون في المحيط المفتوح بشكل كبير بترسب الغبار الهوائي.