Історія Землі. Роберт Гейзен

була повністю позбавлена кисню. Навіть сьогодні майже весь кисень, що є на Землі – його 99,9999 %, – прихований у гірських породах та мінералах. Коли ви сходите на величну скелясту гору або ж мандруєте скелястим мисом, де звідусіль віють вітри, більшість атомів у вас під ногами – це кисень. Коли ви лежите на піщаному пляжі, майже два з трьох атомів, що тримають вагу вашого тіла, – це теж кисень.

      Для того щоб кисень виконував таку важливу хімічну роль акцептора електронів, мають існувати багато інших атомів, що готові віддати чи поділитися своїми електронами з ним. Найпродуктивнішим донором електронів є кремній, кількість якого становить майже четверту частину від усіх електронів в земній корі та мантії. В ядрі кремнію чотирнадцять позитивно заряджених протонів, які компенсують чотирнадцять негативно заряджених електронів. Зазвичай кремній віддає чотири електрони, щоб у нього залишилося магічне число у десять електронів, і в такий спосіб трансформується в іон кремнію з позитивним електричним зарядом. У земній корі та мантії ці чотири «зайві» електрони майже завжди поглинаються двома атомами кисню, які в результаті перетворюються на негативно заряджені іони. У підсумку цього майже в усіх гірських породах є сполуки з міцними кремнієво-кисневими зв’язками, як от кварц, або SiO2 – поєднання одного атому кремнію із двома атомами кисню. Тверді прозорі зерна кварцу існують з давніх-давен. Вони незліченними трильйонами прикрашають узбережжя, адже кварц – найпоширеніший мінерал надбережного піску. Можливо, ви бачили такі гарні, добре грановані прозорі кристали кварцу, що продають в езотеричних магазинах як «кристали сили». Тримаючи в руках такий скарб, ви, фактично, тримаєте кисень, який складає дві третини кварцу.

      Кристали із кремнієво-кисневими зв’язками, які називають силікатами, є найтиповішими мінералами на Землі – наразі відомо більше ніж тринадцять тисяч різновидів силікатів (і майже щомісяця додаються нові). Багатство кремнієво-кисневих зв’язків спричинило розмаїття атомних структур з різними властивостями, як-от у міцній і атмосферостійкій структурі кварцу та польового шпату або в гронах блискучого зеленого олівіну чи червоного гранату (напівкоштовних оберегах народжених у серпні та січні, відповідно), чи голчастих габітусах із силоксановим зв’язком деяких сумновідомих форм азбесту, чи тонких і пласких мінералах, наприклад, слюді, яку колись використовували як дешевий замінник віконного скла.

      Кальцій, магній та алюміній, хоча вони й не такі поширені, як-от кремній, відіграють ключову роль у структурі більшості типових силікатних гірських порід, розповсюджених в корі та мантії Землі. Це позитивно заряджені іони, і подібно до своїх «кузенів» (силікатів), що зустрічаються доволі часто, вони також подекуди об’єднуються з киснем, утворюючи оксид кальцію, відомий як негашене вапно; оксид магнію, а також рубін і сапфір (коли оксид алюмінію поєднаний з незначною кількістю таких рідкісних елементів,