Решением вопроса о химическом составе земной коры занимались крупнейшие геохимики — Ф. Кларк, В. И. Вернадский, А. Е. Ферсман, А. П. Виноградов, супруги И. и В. Ноддак и другие. Была проделана колоссальная по объему работа. Особенно много труда потратили на определение содержания мало распространенных элементов. Так, например, чтобы доказать наличие элемента рения в земной коре и определить его среднее содержание, супруги Ноддак произвели 1600 анализов разнообразных минералов и горных пород.
В настоящее время получены сведения о средней распространенности всех химических элементов в литосфере— верхней части земной коры толщиной 16 км (см. табл. 2), морской воде и атмосфере. На рис. 23 приведена диаграмма, показывающая неравномерность распространения 50 основных элементов в земной коре. Несмотря на чрезвычайное разнообразие пород и минералов, все они состоят главным образом всего из нескольких химических элементов — кислорода, кремния, алюминия, железа, кальция, магния, натрия, калия и некоторых других. Наиболее распространенный элемент в литосфере — кислород; на его долю приходится около 50 % веса всей литосферы; примерно 26 % составляет кремний, 7–8 % — алюминий и около 4 % — железо. Суммарное содержание магния, кальция, калия и натрия немногим превышает 10 %. На долю остальных элементов (более восьмидесяти) приходится несколько процентов.
В атмосфере (см. табл. 5) преобладает кислород и азот; на их долю приходится 98,66 % веса всей атмосферы. Соотношение содержания этих двух элементов сохраняется постоянным до весьма большой высоты, вплоть до 150 км. Водород в земной атмосфере содержится в крайне ничтожных количествах, его почти в миллион раз меньше, чем кислорода.
Рис. 23. Распространенность элементов в земной коре.
Однако свыше 160 км состав атмосферы изменяется. Данные, полученные с помощью искусственных спутников, показали, что на высоте 1500–2000 км водород в земной атмосфере становится основным ее компонентом. На долю кислорода, водорода, хлора и натрия в морской воде приходится 99,5 вес. %. Содержание всех остальных элементов составляет всего лишь 0,5 вес. %.
Химический состав мантии и ядра Земли еще не исследован.
Рис. 24. Относительное содержание различных элементов в атмосфере Солнца (1) и на Земле (2).
Предполагается, что они более богаты окисями магния и железа, чем земная кора, но зато содержат меньше кремнезема — SiO2. Неоднократно делались попытки подсчитать общий средний химический состав Земли. По данным акад. А. Е. Ферсмана, который исходил из гипотезы о зональном строении Земли, наиболее распространенным элементом в Земле является железо. Его содержание равно 37 %. На втором месте по распространенности стоит кислород, на третьем — кремний. Для Земли в целом сохраняются те же самые закономерности в распространенности элементов, что и для земной коры. Основная масса также приходится на долю относительно легких элементов. На долю элементов тяжелее железа остается всего лишь около 0,5 % веса Земли.
На рис. 24 показано относительное содержание различных элементов в атмосфере Солнца и на Земле. Видно, что относительное содержание тяжелых элементов, начиная с натрия, почти одинаково как в атмосфере Солнца, так и на Земле. Содержание кислорода, углерода, азота, гелия и тем более водорода в атмосфере Солнца во много десятков раз больше, чем на Земле. Особенно велика разница для водорода. Содержание его в атмосфере Солнца более чем в сто тысяч раз превышает содержание его на Земле.
У многих планет есть спутники. Всего в солнечной системе в настоящее время обнаружено 30 спутников, причем совсем недавно, 1 мая 1949 г., был открыт второй спутник Нептуна — Нереида. Не исключено, что будут еще обнаружены новые спутники, особенно у планет, далеко расположенных от Земли и в первую очередь у Плутона, который еще очень мало исследован. Все спутники представляют собой твердые тела различных размеров, лишенные атмосферы. Только один спутник Сатурна — Титан, самый большой из всех спутников, масса которого почти в два раза больше массы Луны, имеет сравнительно плотную атмосферу. Она состоит преимущественно из метана.