jern (geokemi)

Jern (geokemi), Jern er det grundstof, der findes i jordkloden i størst mængde, idet det udgør ca. 35% af dennes vægt. Det er med 5 vægtpct. det fjerdehyppigste grundstof i jordskorpen efter oxygen, silicium og aluminium. Jern udgør 8 vægtpct. af kappen. Fordelingen mellem kerne og kappe skyldes, at jordkloden i sin tidligste historie gennemløb en smelteproces, som koncentrerede metallisk jern i kernen, men den omgivende "slagge", der blev til kappen, indeholdt også noget jern. Fordelingen af jern mellem kappe og skorpe skyldes opsmeltningsprocesser i kappen, som stadig foregår.

I skorpen og kappen er jern lithofilt og findes som hovedbestanddel af silikatmineraler som olivin, pyroxen og amfibol og oxidmineraler som magnetit, hæmatit, goethit, ilmenit og chromit. I Jordens kerne er jern siderofilt, idet metallisk jern findes sammen med nikkel, cobalt og platinmetallerne. Jern danner mineraler med svovl, fx pyrit og troilit, og kan således også opføre sig chalcofilt.

Når magmaer størkner, vil de udfældede krystaller af olivin og pyroxen være fattigere på jern (og rigere på magnesium) end smelten, hvorved der kan ske en løbende jernberigning, som det fx ses i Skærgårdsintrusionen i Østgrønland. Magmabjergarters jern findes i overvejende grad med oxidationstrinnet +2 i mineraler som olivin og pyroxen, og i mindre grad +3 i mineraler som magnetit og ægirin og 0 som i metallisk jern. Foregår forvitringen af magmabjergarter i et iltfattigt miljø, kan Fe²⁺ transporteres i opløsning i neutralt eller svagt surt, carbondioxidholdigt vand pga. tilstedeværelsen af hydrogencarbonationer (HCO₃^-). I et sådant miljø kan jern udfældes som siderit i lerjernsten, eller, hvis der er svovl til stede, som pyrit i fx alunskifre. Foregår forvitringen under oxiderende forhold, oxideres Fe²⁺ til Fe³⁺, og der udfældes mineraler som hæmatit eller goethit. Dette kan under gunstige forhold resultere i dannelse af sedimentære jernmalme. I jordklodens tidligste tid var atmosfæren uden oxygen. Havvandet indeholdt derfor store mængder opløst Fe²⁺. Dette blev udfældet som hæmatit og goethit ved reaktion med det oxygen, der blev afgivet, efterhånden som livet i havet udviklede sig. Således dannedes de store forekomster af kvartsbåndede jernmalme BIF, men processen ophørte for ca. 1800 mio. år siden, da indholdet af oxygen i atmosfæren var blevet så stort, at jern løbende blev oxideret og udfældet som jernoxidmineraler. Havvands jernindhold er nu kun 0,002-0,02 mg/l.

I det danske grundvand er koncentrationen af Fe²⁺ 0,1-4 mg/l. I jordbunden kan der findes udfældninger af myremalm eller al og i kilder af okker.

Læs mere om jern.