Geokimika

XVII. mendetik XX. mendera ozeanoetan izan den azaleko pH-aren batezbesteko aldaketaren mapa

Geokimika Geologia eta Kimika elkartzen dituen zientzia naturala da. Geokimikak Lurra eta beste planeta batzuen elementu kimikoen konposizioa eta dinamika ikertzen ditu, hauen aberastasuna eta banaketa Lurreko geosfera desberdinen artean (litosfera,hidrosfera,atmosfera eta biosfera) determinatuz, froga moduan lurrazaleko arroken aldaketa eta mineralen konposizioa kontuan hartuz. Lurreko elementu kimiko nagusiak,  'elementu maioritario' deituak, gehien dagoenetik gutxien dagoenera, hauek dira: oxigenoa, silizioa, aluminioa, burdina, kaltzioa, sodioa,potasioa eta magnesioa. Lurra, hidrosfera eta atmosferaren arteko harremanak ere ikertzen ditu.

Geokimika 5 atal ezberdinetan zatitu daiteke:

1. Isotopo geokimika: elementu ezberdinen kopuruak eta kontzentrazioak aztertzen ditu lurraren gainazalean.
2. Lurraren atal ezberdinetan elementuen mugimenduak eta elkarrekintzak aztertzea.
3. Kosmokimika: unibertsoan dauden elementuen distribuzioaren ikerkuntza.
4. Geokimika organikoa: bizi prozesu ezberdinek sorturiko aldaketa kimikoen azterketa.
5. Ingurune ingeniaritzan eta hidrologian kimikak duen eragina aztertzea.

Geokimikaren historia

Geokimikak, diziplina bezala, geologia eta kimikaren historiaren zati handi bat hartzen du, baina Lurreko elementuen historiaz hitz egiten duen zientzia bezala, ezin izan zen elementu kimikoen estrukturaren jakintza erreal bat izan arte sortu, elementuen estruktura atomikoa eta konfigurazio elektronikoan sakondu zenean.

• K.a. 500  Demócrito (greziarra): Atomoaren kontzeptua partikula elemental bezala.
• K.a. 371-K.a. 286 Teofrasto (greziarra): Mineralogia eta arroka eta lurren ikerketen sortzailea.
• 79.urtea, Plinio Zaharra (erromatarra): Mineral batzuen datu exaktuekin lan egin zuen. Vesubio-aren leherketa batean hil zen.
• X.mendea, Lucas-Ben Serapion:"el libro de las Piedras" idatzi zuen.
• 975-1037. urteak, Avicena: Mineralei buruzko tratatu bat idatzi zuen. Kalifikazio bat ezarri zuen:1) harriak eta lurrak; 2) konposatu erregai sulfurikoak; 3) gatzak; 4) metalak.
• 975-1048.urteak Al-Biruni (arabiarra): Mineral baliotsuei buruzko informazioa lortu zuen.
• 1212-1224 Roger Bacon (ingelesa): alkimiari buruzko lehen tratatuak.
• 1490-1555 Georg Bauer (sajoia,): minerala entitate kimiko bezala ezarri zuen.
• 1711-1765 Mijaíl Lomonósov (errusiarra): geokimikari buruzko lehen tratatua idatzi zuen, bertan geokimika hitza agertzen ez bada ere; liburua lurreko kapei eta mineralen sorkuntzari buruz hitz egiten du..
• 1711-1765 Jöns Jacob Berzelius (suediarra): Mineral silikatuen lehen analisi kimikoak egin zituen.
• Geokimika hitzaren lehen erabilpena,Christian Friedrich Schönbein (1838, Baselko unibertsitatea, Suiza). Schönbeinentzat geokimika lurrazaleko prozesu kimikoen jakintzaren jakintza da. Hala ere, terminorik erabiliena XVIII. mendean ``Kimika geologikoa´´ izan zen.

Geokimikaren ekarpenak

Geokimikariek teknika analitiko kimikoak erabiltzen dituzte, besteak beste, Lurraren adina zehazteko, sumendien erupzioak aurreikusteko, orain dela 65 milioi urte lurraz kanpoko gorputz batek, zehazki meteorito bat, lurraren aurka jo egin zuela egiaztatzeko, lurreko aldaketa atmosferikoak ikusteko eta euri azidoak eta kutsadurak lurrazalean eragiten dituen minak zehazteko.

Geokimikaren garapen nagusia XX. mendearen bigarren erdian gertatu zen, hala ere, azken 50 urte hauetan zehar gure planetaren ezagupen handiagoa lortu dugu haurretik zegoena baino. Geokimikaren ekarpena aurrerapen honetan izugarria izan da. Gaur egungo ezagutzaren eta Lurra eta Eguzki sistemaren sorrerari buruzko teorien zati handi bat meteoritoen azterketa geokimikoetatik datoz.

• Geokimika erabiliz denbora geologikoaren eskala kuantifikatu ahal izan da, magmaren formazio temperatura eta sakontasuna zehaztu da eta lur-mantuan lumen existentzia onartu da.

• Geokimikaren bidez jakin dezakegu mendilerroen sortzearen magnitudea eta abiadura plaka kontinentalen ertzetan.
• Glaziazioen arrazoiak eta hauetan egon ziren temperatura bajuak ezagutzen laguntzen digu.
• Geokimikari esker jakin dezakegu arroka sedimentario desberdinen sortze temperatura eta presioak eta hauen sorrera plaka ertz desberdinetan.
• Bizitzaren aztarna zaharrenak ez datoz fosiletatik, baizik eta hauek utzi zituzten aztarna kimikoetatik. Hauek aurkitzeko beharrezkoa da geokimika.
• Marteko bizitzaren aztarnak aurkitzen ere lagundu du geokimikak, beraz, ez litzeke harritzekoa izango beste planeta batzuetan antzeko aztarnak aurkitzen laguntzea.
• Geokimika ingurumen zientzietan garrantzitsuenetako bat da, beraz, euri azidoa, ozono kapako zuloa, berotegi efektua, berotze globala eta ur eta lurren kontaminazioa bezalako hainbat arazo geokimikaren barruan sartzen dira.
• Erregai fosil asko prozesu geokimikoen ondorioz sortuak dira, beraz, hauek aurkitzeko geokimikaren jakintza eduki beharra dago.
• Hondakin askoren gordetzea, espezialki erradioaktiboena, geokimikaren barruan sartzen da.
• Gure ingurumeneko kutsadura maila neurtzen du, beraz, osasunean ekarpen handia du.

Geokimikaren adarrak

Geokimikaren adar batzuk hauek dira:

• Uretako geokimikak elementu batzuen; kuprea, sulfuroa eta merkurioa beste batzuen artean, izaera uretan eta nola egiten duten atmosfera-litosfera-hidrosfera fluxua aztertzen du.
• Biogeokimikak bizitzak lurreko kimikan duen efektua aztertzen du.
• Kosmokimikak elementuen eta beraien isotopoen banaketa aztertzen du kosmosean zehar.
• Isotopoen geokimikak aztertzen du elementuen eta baraien isotopoen banaketa lurrean.
• Geokimika organikoa, bizirik dauden organismoen ondorioz lurrean gertatzen diren prozesuetan parte hartzen duten elementuen azterketa.
• Fotogeokimikak lurrazaleko komposatu naturaletan, argiaren ondorioz gertatzen edo gerta daitezken erreakzio kimikoen azterketa egiten du.
• Eskualde geokimikak ingurumenaren, hidrologiaren eta explorazio mineralogikoaren inguruko azterketak barne hartzen ditu.

Prozesu geokimikoak

Bolkanismoa

Sumendia Lurraren edo beste planeta nahiz satelite baten gainazalean dagoen berezko irekidura edo arraildura da, barrualdean dauden solidoak edo jariakariak(gasak, lurruna, laba, errautsak) ateratzen uzten duena. Sumendi baten barrualdeko egiturak hiru oinarrizko osagai ditu: tximinia, gaiak irteteko bidea; kraterra, tximiniaren kanpoaldeko irtenlekua, eta magma galdara, magma osatzen den lekua. Magma igotzen denean, presioa gutxitu egiten da eta gasak askatzen dira. Gas horiek leherketa eragiten dute, eta leherketa handiagoa edo txikiagoa izaten da presioaren arabera.

Sumendien erupzioekin zerikusia duten gertakari geologikoen multzoari bolkanismoa esaten zaio. Sumendiak aztertzen dituen zientzia bulkanologia da, geokimikaren azpiatala bat.
Meteoroide bat, meteoro gisa ikusgai bihurtua, eta lurrazala jotzean meteorito bilakatua.

Meteoritoen talkak

Meteoritoa kanpoko espazioan sortua den eta lurrazalera iritsi den gorputz natural bat da, talkaren ondorioz suntsitu ez dena. Espazioan daudenean meteoroide izena hartzen dute eta Lurraren atmosferan sartzen direnei meteoro esaten zaie. Asteroideak baino txikiagoak dira (gehienez 50 metroko diametroa)

Atmosferarekin kontaktuan jartzen direnean marruskadurak berotu eta goritzea dakar eta horrela sortzen dira izar usoak.

Meteorito hauek lurrazalaren haurka egitean sortzen diren aldaketak eta prozesuak geokimikaren barruan sartzen dira.

Fosilizazioa eta erregai fosilen sorrera

Fosilak (latinezko fossile-tik, lurretik ateratzen dena) aintzinako izaki bizidunen gorputzen edo ekintzen aztarnak dira. Arroka sedimentarioetan daude eta beraien osaketaren transmorfazioak jasan ditzakete (diagenesi bidez) edota deformazioak (metamorfismo dinamikoaren bidez).

Hil ondoren, izaki organikoak aski laster desegiten dira, baldin eta hil eta handik gutxira atmosferaren, gainerako animalien eta mikroorganismoen eraginetik babesten dituen materialen baten azpian ehortzirik geratzen ez badira. Guztiarekin ere, eskeleto zati gogorrenak eta aurretik gai mineralez hornituak direnak fosilizatzen dira soilik.

Fosilizazio prozesuak eraldatze kimiko saila ekartzen du; eraldatze horietan, normalean, organismo hilaren gai organikoak izaera minerala duten beste gai batzuek ordezkatzen dituzte; gai horiek geihenbat kaltzio karbonatoa edo silizea izaten dira.

Erregai fosila Lurraren litosferan aurkitutako hidrokarburoak dira, erregai gisa erabiliak. Gaur egun, erregai fosilak energia sortzeko lehengai nagusia dira, munduko energia premien %90 betetzen dute eta.

Erregai fosil hauen sortze prozesua, mineralenaren antzera, horain dela milioika urte hil ziren izaki bizidunekin lotua dago. Izaki hauek hiltzean sedimentu kapa batez babestuak izan ziren, eta honen ondorioz, beste komposizio bat hartu eta gaur egun duten itxura artu dute.

Uren arazketa

Ur geza disolbaturiko gatz batez ere sodio kloruro, gutxi duen ura da. Gizakiak, uraren arazketa izeneko tratamendu baten bitartez, garbitu eta edan dezake, edateko ura lortuz, honez gain, ura behin erabilitakoan , substantzia kutsagarriekin nahastuta geratzen da, adibidez, koipeak, olioak, detergenteak, xaboiak eta era guztietako hondakinak, ura berriz erabiltzea galarazten dutenak. Ur horri, baldintza horietan dagoenean, hondakin-ura esaten zaio.

Gehienetan, hondakin-urak segituan isurtzen dira ibaietara edo itsasora, baina gaur egun, gero eta handiagoa da arazten den ur kantitatea. Aipatutako arazte-prozesuetan metodo geokimikoak eta biologikoak erabiltzen dira kutsatzaileak uretatik banatzeko edo desagertzeko.

Kanpo estekak

• Datuak: Q161764
• Multimedia: Geochemistry / Q161764