Концепцията за веществото на Кларк
Основната характеристика на изобилието от елементи е огромният контраст на кларковете. Почти половината от твърдата земна кора се състои от един елемент - О (47% кларк). На второ място е Si (29,5), на трето - Al (8,05). Общо те представляват 84,55%. Ако към това число добавим Fe (4,65), Ca (2,96), Na (2,50), K (2,50), Mg (1,87), Ti (0,45), получаваме 99,48%, т.е. почти цялата земна кора. Останалите 80 елемента заемат по-малко от 1%. Кларковете на повечето елементи не надвишават 0,01–0,0001%. Това са редки (U, Sn, Mo и др.) и редки разсеяни (Br, In, Ra, J, Hf, Re, Sc и др.) елементи. Например кларките на U и Br са почти еднакви (2.5.10-4 и 2.1.10-4%), но U е просто рядък елемент, тъй като са известни много уранови минерали, различни находища на ᴇᴦο, а Br е рядко разпръснат, тъй като почти не е концентриран в земната кора и е известен само един естествен минерал от този елемент. В геохимията се използва и терминът „микроелементи“, който се отнася до елементи, съдържащи се в дадена система в малки количества (от порядъка на 0,01% или по-малко). Така Al е микроелемент в организмите и макроелемент в силикатните скали.
Разпределението на химичните елементи в земната кора. Конвенционалните идеи, извлечени от ежедневния опит, не винаги съвпадат с геохимичните данни. Например Zn и Cu са широко разпространени в бита и технологиите, докато Zr (цирконий) е „рядък елемент“ за нас. В същото време в земната кора има почти 4 пъти повече Zr от Cu. „Рядкостта“ на Zr се обяснява с трудността при извличане на ᴇᴦο от руди. Когато се установи средният състав на земната кора, естествено възникна въпросът - каква е причината за такова неравномерно разпределение на елементите, защо има много от тях, а малко други? Тази причина започва да се търси в характеристиките на структурата на атомите. Атомите са изградени от ядро иелектронна обвивка, а най-отдалечените от ядрото електрони определят химичните свойства на елемента. Естествено възникна предположението, че кларковете на елементите са свързани с техните химични свойства, т.е. зависят от структурата на външните електронни орбити на атомите (броя на валентните електрони и т.н.). Оказа се обаче, че това не е така. Например алкалните метали - Li, Na, K, Rb, Cs, Fr са химически близки помежду си - те са едновалентни (един електрон на външната орбита), образуват разяждащи алкали, лесно разтворими соли и др. Кларковете им са рязко различни: в земната кора има много Na и K (2,50%), малко Rb (1,5∙10-2), още по-малко Li (3,2∙10-3), Cs е много рядък (3,7∙10-4), а Fr отсъства и е получен изкуствено. По същия начин кларковете са рязко различни за такива химически близки елементи като халогени (F, Cl, Br, J, At), Si (29,5) и Ge (1,4∙10-4), Ba (6,5∙10-2) и Ra (2∙10-10). От друга страна, различни елементи имат близки кларкове - метал Mn (0.1) и типичен неметал P (0.093), алкален метал Rb (1.5∙10-2) и Cl (1.7∙10-2). Следователно кларковетене зависят от химичните свойства на елементитеили по-точноса основнонезависими. Тогава мисълта на изследователите се насочи към друга част от атома - ядрото ᴇᴦο, състоящо се от протони и неутрони. Беше разкрито, челеките атоми преобладават в земната кора, заемайки началните клетки на периодичната система, чиито ядра съдържат малък брой протони и неутрони. След Fe (№ 26) няма нито един елемент с голям кларк. Друга особеност на изобилието от елементи е установена от италианския учен Одо и американския учен Харкинс, които отбелязват, че в земната корапреобладават елементи с четни поредни номера и четни атомни маси, т.е. чиито атомни ядра съдържат четен брой протони и неутрони. Сред съседните елементи,четните кларкове са почти винаги по-високи от нечетните кларкове. За първите 9 елемента в изобилие четните кларкове са общо 86,43, а нечетните - само 13,03%.