二酸化ケイ素は地球の地殻を構成する主要成分であり、その割合は42.86%に達する。石英をはじめとする鉱物の形で広く存在し、自然界において重要な役割を果たしている。
1. 地殻における二酸化ケイ素の割合
地球の地殻の42.86%は二酸化ケイ素（SiO₂）、すなわちシリカから構成されている。これは地球上で最も豊富な化合物の一つであり、岩石や鉱物の主要成分として広く存在している。
二酸化ケイ素は、高度に発達した巨大な共有結合の結晶構造を持ち、ダイヤモンドと類似した構造を形成する。非常に硬く、融点が高いため、耐熱性や耐久性に優れている。また、絶縁体としても優秀な特性を示す。天然では、主に石英（クォーツ）として存在し、通常は乳白色や透明な鉱物の形をとるが、多様な形態を持つ。
2. 二酸化ケイ素を含む鉱物
二酸化ケイ素を含む鉱物は多岐にわたり、以下のような代表的なものがある：
- 石英（クォーツ）：最も一般的な形態で、透明または乳白色を呈する。
- アメジスト（紫水晶）：鉄イオンの影響で紫色を帯びた石英の変種。
- シトリン（黄水晶）：鉄イオンの影響で黄色を呈する石英。
- ローズクォーツ（紅水晶）：マンガンやチタンの影響で淡いピンク色を示す。
- メノウ（アゲート）：微細な石英の結晶が集まって層状になったもの。
- カーネリアン（紅玉髄）：赤や橙色を呈するメノウの一種。
- フリント（火打石）：緻密な微細結晶質の二酸化ケイ素鉱物。
- ジャスパー（碧玉）：不純物を含み、不透明な色合いを持つ石英の一種。
- カミネッソ（綿メノウ）：メノウの仲間で、多孔質の特徴を持つ。
これらの鉱物は、装飾品、建築材料、工業用途など多方面で利用されている。
3. 砂の正体と二酸化ケイ素
一般に「砂」と呼ばれるものの主成分も二酸化ケイ素であるが、砂は単一の化学成分ではなく、多種多様な鉱物の粒子が混在している。純粋なSiO₂で構成される砂は比較的少なく、多くの砂には不純物が含まれる。浜辺の砂の色が異なるのは、含まれる鉱物成分の違いによるものである。
4. 地球上の砂粒の推定数
興味深いことに、世界中に存在する砂粒の総数は天文学的な数字になる。アルキメデスは古代において「宇宙全体に存在する砂粒の数を計算する」という試みを行い、その結果、10¹⁵～10³⁰粒の範囲と推定した。現代の研究では、地球上の砂粒の総数を約10²⁰（100垓）個と見積もる説もある。
また、仮に地殻の二酸化ケイ素をすべて取り出して砂状にした場合、その重量は1.187 × 10²² kgにも達すると計算されている。これは、冥王星の質量に匹敵する規模である。
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