„Geologia to sposób na życie” – najprawdopodobniej powie geolog zapytany o swój zawód, zanim przejdzie do suchych i nudnych sformułowań, tłumacząc, że geologia dotyczy budowy i składu ziemi, historii jej narodzin, formacji i wzorców rozwoju, o niegdyś nieobliczalnym, a dziś niestety „szacunkowym” bogactwie jego wnętrzności. Inne planety Układ Słoneczny są również przedmiotem badań geologicznych.

Opis danej nauki często zaczyna się od historii jej powstania i powstania, zapominając, że narracja pełna jest niezrozumiałych terminów i definicji, dlatego lepiej najpierw przejść do sedna.

Etapy badań geologicznych

Najbardziej ogólny schemat sekwencji badań, w który można „wcisnąć” wszelkie prace geologiczne mające na celu rozpoznanie złóż kopalin (dalej MPO), wygląda zasadniczo następująco: badania geologiczne (kartowanie wychodni skał i form geologicznych), poszukiwania , poszukiwanie, obliczanie zasobów, raport geologiczny. Z kolei geodezja, poszukiwanie i rozpoznanie dzieli się naturalnie na etapy w zależności od skali prac i uwzględniając ich celowość.

Do wykonania takiego kompleksu prac zaangażowana jest cała armia specjalistów najszerszego wachlarza specjalności geologicznych, którą prawdziwy geolog musi opanować znacznie bardziej niż na poziomie „wszystkiego po trochu”, bo ma do czynienia z zadanie podsumowania wszystkich tych wszechstronnych informacji i ostatecznie dojścia do odkrycia złoża (lub dokonania go), ponieważ geologia jest nauką, która bada wnętrzności ziemi przede wszystkim pod kątem rozwoju zasobów mineralnych.

Rodzina nauk geologicznych

Jak inni nauki przyrodnicze(fizyka, biologia, chemia, geografia itp.), geologia to cały zespół powiązanych ze sobą i przenikających się dyscyplin naukowych.

Przedmioty geologiczne bezpośrednio obejmują geologię ogólną i regionalną, mineralogię, tektonikę, geomorfologię, geochemię, litologię, paleontologię, petrologię, petrografię, gemologię, stratygrafię, geologię historyczną, krystalografię, hydrogeologię, geologię morską, wulkanologię i sedymentologię.

Do nauk stosowanych, metodologicznych, technicznych, ekonomicznych i innych związanych z geologią należą: geologia inżynierska, sejsmologia, petrofizyka, glacjologia, geografia, geologia minerałów, geofizyka, gleboznawstwo, geodezja, oceanografia, oceanologia, geostatystyka, geotechnika, geoinformatyka, geotechnologia, kataster i monitoring ziemie, gospodarka gruntami, klimatologia, kartografia, meteorologia i szereg nauk o atmosferze.

„Czysta” geologia terenowa nadal pozostaje w dużej mierze opisowa, co nakłada na wykonawcę pewną odpowiedzialność moralną i etyczną, dlatego geologia, która rozwinęła swój własny język, podobnie jak inne nauki, nie może obejść się bez filologii, logiki i etyki.

Ponieważ poszukiwania i eksploracja szlaków, szczególnie w obszarach trudno dostępnych, to praca praktycznie nie do opanowania, geolog zawsze kusi się subiektywnymi, ale dobrze i pięknie przedstawionymi ocenami czy wnioskami, a tak się niestety dzieje. Niegroźne „nieścisłości” mogą prowadzić do bardzo poważnych konsekwencji zarówno pod względem naukowym, produkcyjnym, jak i materialno-ekonomicznym, dlatego geolog po prostu nie ma prawa do oszustwa, przeinaczania i błędu, jak saper czy chirurg.

Trzon nauk o Ziemi jest ułożony w hierarchiczne serie (geochemia, mineralogia, krystalografia, petrologia, litologia, paleontologia i geologia właściwa, w tym tektonika, stratygrafia i geologia historyczna), odzwierciedlające podporządkowanie coraz bardziej złożonych obiektów badań atomom i cząsteczkom na Ziemię jako całość.

Każda z tych nauk rozgałęzia się szeroko w różnych kierunkach, podobnie jak właściwa geologia obejmuje tektonikę, stratygrafię i geologię historyczną.

Geochemia

W polu widzenia tej nauki znajdują się problemy rozmieszczenia pierwiastków w atmosferze, hydrosferze i litosferze.

Współczesna geochemia to zespół dyscyplin naukowych obejmujący geochemię regionalną, biogeochemię oraz geochemiczne metody poszukiwania złóż kopalin. Przedmiotem badań dla wszystkich tych dyscyplin są prawa migracji pierwiastków, warunki ich koncentracji, separacji i ponownego osadzania się, a także procesy ewolucji form znajdowania każdego pierwiastka lub związków z kilku, zwłaszcza podobnych we właściwościach.

Geochemia opiera się na właściwościach i budowie atomu i materii krystalicznej, na danych dotyczących parametrów termodynamicznych, które charakteryzują część skorupy ziemskiej lub poszczególnych powłok, a także na ogólnych wzorach tworzonych przez procesy termodynamiczne.

Bezpośrednim zadaniem badań geochemicznych w geologii jest wykrywanie MPO, dlatego minerały rudne są koniecznie poprzedzone i towarzyszą im badania geochemiczne, których wyniki służą do identyfikacji obszarów dyspersji użytecznego składnika.

Mineralogia

Jeden z głównych i najstarszych działów nauk geologicznych, badający rozległe, piękne, niezwykle interesujące i tajemniczy świat minerały. Badania mineralogiczne, których cele, zadania i metody zależą od konkretnych zadań, prowadzone są na wszystkich etapach prac poszukiwawczo-rozpoznawczych i obejmują szeroki zasięg metody od wizualnej oceny składu mineralnego po mikroskopię elektronową i diagnostykę dyfrakcji rentgenowskiej.

Na etapach rozpoznania, poszukiwania i eksploracji MPO prowadzone są badania mające na celu doprecyzowanie mineralogicznych kryteriów poszukiwań oraz wstępną ocenę praktycznego znaczenia potencjalnych złóż.

Na etapie rozpoznawczym prac geologicznych oraz przy ocenie zasobów rudy lub surowców niemetalicznych ustalany jest jej pełny skład ilościowy i jakościowy mineralny wraz z identyfikacją zanieczyszczeń użytecznych i szkodliwych, których dane są brane pod uwagę przy wyborze technologii przetwarzania lub wyciągania wniosków na temat jakości surowców.

Oprócz kompleksowego badania składu skał, do głównych zadań mineralogii należy badanie prawidłowości w zestawieniu minerałów w zespołach naturalnych oraz doskonalenie zasad systematyki gatunków mineralnych.

Krystalografia

Kiedyś krystalografia była uważana za część mineralogii, a ścisły związek między nimi jest naturalny i oczywisty, ale dziś jest samodzielną nauką z własnym przedmiotem i własnymi metodami badawczymi. Zadania krystalografii polegają na kompleksowym badaniu struktury, właściwości fizycznych i optycznych kryształów, procesów ich powstawania oraz cech oddziaływania z ośrodkiem, a także zmian zachodzących pod wpływem wpływów o różnym charakterze.

Nauka o kryształach dzieli się na krystalografię fizyczną i chemiczną, która bada wzorce powstawania i wzrostu kryształów, ich zachowanie w różnych warunkach, w zależności od kształtu i struktury, oraz krystalografię geometryczną, której przedmiotem są geometryczne prawa rządzące kształt i symetria kryształów.

Tektonika

Tektonika jest jedną z podstawowych gałęzi geologii, zajmującą się strukturalnym badaniem cech jej powstawania i rozwoju na tle różnego rodzaju ruchów, deformacji, uskoków i dyslokacji wywołanych procesami głębokimi.

Tektonika dzieli się na gałęzie regionalne, strukturalne (morfologiczne), historyczne i stosowane.

Kierunek regionalny operuje takimi strukturami jak platformy, płyty, tarcze, obszary fałdowe, zagłębienia mórz i oceanów, uskoki transformacyjne, strefy ryftowe itp.

Przykładem jest regionalny plan strukturalno-tektoniczny charakteryzujący geologię Rosji. Europejska część kraju położona jest na platformie wschodnioeuropejskiej, zbudowanej z prekambryjskich skał magmowych i metamorficznych. Terytorium między Uralem a Jenisejem znajduje się na platformie zachodniej Syberii. Platforma Syberyjska (Wyżyna Środkowosyberyjska) rozciąga się od Jeniseju do Leny. Obszary pofałdowane są reprezentowane przez pasy fałdowe Ural-Mongo, Pacyfiku i częściowo Morza Śródziemnego.

Tektonika morfologiczna, w porównaniu z tektoniką regionalną, bada struktury niższego rzędu.

Historią powstania i kształtowania się głównych typów form strukturalnych oceanów i kontynentów zajmuje się geotektonika historyczna.

Zastosowany kierunek tektoniki wiąże się z identyfikacją prawidłowości w rozmieszczeniu różnych typów MPO w powiązaniu z określonymi typami morfostruktur i cechami ich rozwoju.

W „merkantylnym” sensie geologicznym uskoki w skorupie ziemskiej są uważane za kanały dostarczające rudę i czynniki kontrolujące rudę.

Paleontologia

Dosłownie oznaczająca „naukę o starożytnych istotach”, paleontologia bada organizmy kopalne, ich szczątki i ślady życiowej aktywności, głównie w celu stratygraficznego rozbioru skał skorupy ziemskiej. Do kompetencji paleontologii należy zadanie odtworzenia obrazu odzwierciedlającego proces ewolucji biologicznej na podstawie danych uzyskanych w wyniku rekonstrukcji wyglądu, cech biologicznych, sposobów rozmnażania i odżywiania organizmów starożytnych.

Według dość oczywistych oznak, paleontologia dzieli się na paleozoologię i paleobotanikę.

Organizmy są wrażliwe na zmiany parametrów fizykochemicznych środowiska, dlatego są wiarygodnymi wskaźnikami warunków, w jakich powstały skały. Stąd wynika ścisły związek między geologią a paleontologią.

Na podstawie badań paleontologicznych, wraz z wynikami określenia bezwzględnego wieku formacji geologicznych, opracowano skalę geochronologiczną, w której dzieje Ziemi podzielone są na epoki geologiczne (archaik, proterozoik, paleozoik, mezozoik i kenozoik). Ery dzielą się na okresy, a te z kolei na epoki.

Żyjemy w epoce plejstocenu (20 tys. lat temu do chwili obecnej) czwartorzędu, który rozpoczął się około 1 miliona lat temu.

Petrografia

Petrografia (petrologia) zajmuje się badaniem składu mineralnego skał magmowych, metamorficznych i osadowych, ich właściwościami teksturalnymi i strukturalnymi oraz genezą. Badania prowadzi się za pomocą mikroskopu polaryzacyjnego w wiązkach przepuszczanego światła spolaryzowanego. W tym celu cienkie (0,03-0,02 mm) płytki (skrawki) wycina się z próbek skał, a następnie przykleja do szklanej płytki balsamem kanadyjskim (właściwości optyczne tej żywicy są zbliżone do właściwości szkła).

Minerały stają się przezroczyste (większość), a na nich właściwości optyczne przeprowadzana jest identyfikacja minerałów i ich skał składowych. Wzory interferencyjne w cienkim przekroju przypominają wzory w kalejdoskopie.

Szczególne miejsce w cyklu nauk geologicznych zajmuje petrografia skał osadowych. Jej wielki teoretyczny i wartość praktyczna ze względu na to, że przedmiotem badań są osady współczesne i starożytne (kopalne), które zajmują około 70% powierzchni Ziemi.

Geologia inżynierska

Geologia inżynierska to nauka o tych cechach składu, właściwościach fizycznych i chemicznych, powstawaniu, występowaniu i dynamice górnych poziomów skorupy ziemskiej, które są związane z działalnością gospodarczą, głównie inżynieryjno-budowlaną człowieka.

Badania inżynieryjno-geologiczne mają na celu wykonanie kompleksowego i ocena zintegrowana czynniki geologiczne spowodowane działalnością gospodarczą człowieka w połączeniu z naturalnymi procesami geologicznymi.

Jeśli przypomnimy sobie, że w zależności od metody przewodniej nauki przyrodnicze dzielą się na opisowe i dokładne, to geologia inżynierska należy oczywiście do tych drugich, w przeciwieństwie do wielu jej „towarzyszy w sklepie”.

geologia morska

Niesprawiedliwe byłoby pominięcie rozległej gałęzi geologii, która bada budowę geologiczną i cechy rozwoju dna oceanów i mórz. Jeśli przyjąć najkrótszą i najbardziej pojemną definicję, która charakteryzuje geologię (naukę o Ziemi), to geologia morska jest nauką o dnie morza (oceanu), obejmującą wszystkie gałęzie „drzewa geologicznego” (tektonika, petrografia, litologia, geologia historyczna i czwartorzędowa, paleogeografia, stratygrafia, geomorfologia, geochemia, geofizyka, doktryna o minerałach itp.).

Badania w morzach i oceanach prowadzone są ze specjalnie wyposażonych statków, pływających platform wiertniczych i pontonów (na półce). Do pobierania próbek oprócz wiercenia stosuje się pogłębiarki, chwytaki dwuszczękowe oraz rurki przelotowe. Za pomocą pojazdów autonomicznych i ciągniętych realizowane są dyskretne i ciągłe badania fotograficzne, telewizyjne, sejsmiczne, magnetometryczne i geolokacyjne.

W naszych czasach wiele problemów współczesnej nauki nie zostało jeszcze rozwiązanych, w tym nierozwiązane tajemnice oceanu i jego głębin. Geologia morska jest honorowana nie tylko ze względu na naukę „ujawnienia tajemnicy”, ale także za opanowanie kolosalnego minerału

Głównym zadaniem teoretycznym współczesnej gałęzi geologii morskiej jest badanie historii rozwoju skorupy oceanicznej i identyfikacja głównych prawidłowości jej budowy geologicznej.

Geologia historyczna to nauka o wzorcach rozwoju skorupy ziemskiej i planety jako całości w historycznie obserwowalnej przeszłości od momentu jej powstania do dnia dzisiejszego. Badanie historii kształtowania się struktury litosfery jest ważne, ponieważ występujące w niej przesunięcia i deformacje tektoniczne wydają się być najważniejszymi czynnikami determinującymi większość zmian, jakie zaszły na Ziemi w minionych epokach geologicznych.

Teraz, po otrzymaniu ogólnego pojęcia o geologii, możemy zwrócić się do jej pochodzenia.

Wycieczka do historii nauki o Ziemi

Trudno powiedzieć, jak daleko wstecz historia geologii sięga tysięcy lat wstecz, ale neandertalczyk wiedział już, z czego zrobić nóż lub topór, używając krzemienia lub obsydianu (szkła wulkanicznego).

od czasów prymitywny człowiek Do połowy XVIII wieku trwał przednaukowy etap gromadzenia i kształtowania się wiedzy geologicznej, głównie o rudach metali, kamieniach budowlanych, solach i wodach podziemnych. W ówczesnej interpretacji zaczęto mówić o skałach, minerałach i procesach geologicznych już w starożytności.

Do XIII wiek w krajach azjatyckich rozwija się górnictwo i powstają podstawy wiedzy o górnictwie i rudach.

W renesansie (XV-XVI w.) ukształtowała się heliocentryczna idea świata (J. Bruno, G. Galileo, N. Kopernik), idee geologiczne N. Stenona, Leonarda da Vinci i G. Bauera urodzonych oraz kosmogoniczne koncepcje P. Kartezjusza i G. Leibniza.

Podczas formowania się geologii jako nauki (XVIII-XIX w.) Pojawiły się kosmogoniczne hipotezy P. Laplace'a i I. Kanta oraz idee geologiczne M. V. Łomonosowa i J. Buffona. Narodziły się stratygrafia (I. Lehman, G. Fuchsel) i paleontologia (J.B. Lamarck, W. Smith), krystalografia (R.J. Gayuy, M.V. Łomonosow), mineralogia (I. Ya. Berzelius, A. Kronstedt, VM Severgin, K. F. Moos, itp.), rozpoczyna się mapowanie geologiczne.

W tym okresie powstały pierwsze towarzystwa geologiczne i państwowe służby geologiczne.

Od drugiego połowa XIX Do początku XX wieku najważniejszymi wydarzeniami były obserwacje geologiczne Karola Darwina, powstanie doktryny platform i geosynklin, pojawienie się paleogeografii, rozwój petrografii instrumentalnej, mineralogii genetycznej i teoretycznej, powstanie koncepcje magmy i doktryna złóż rud. Zaczęła pojawiać się geologia ropy naftowej, a geofizyka ( magnetometria , grawimetria , sejsmometria i sejsmologia ) zaczęła nabierać rozpędu. W 1882 roku powstał Komitet Geologiczny Rosji.

Współczesny okres rozwoju geologii rozpoczął się w połowie XX wieku, kiedy nauka o Ziemi przyjęła technologie komputerowe i pozyskała nowe instrumenty laboratoryjne, narzędzia i środki techniczne co umożliwiło rozpoczęcie badań geologicznych i geofizycznych oceanów i najbliższych planet.

Do najwybitniejszych osiągnięć naukowych należała teoria strefowania metasomatycznego D. S. Korżyńskiego, teoria facji metamorfizmu, teoria M. Strachowa o typach litogenezy, wprowadzenie geochemicznych metod poszukiwania złóż rud itp.

Pod kierownictwem A. L. Yanshina, N. S. Shatsky'ego i A. A. Bogdanowa stworzono ankietowe mapy tektoniczne krajów Europy i Azji oraz opracowano atlasy paleogeograficzne.

Opracowano koncepcję nowej tektoniki globalnej (J. T. Wilson, G. Hess, V. E. Khain itp.), poczyniono postępy w geodynamice, geologii inżynierskiej i hydrogeologii, nakreślono nowy kierunek w geologii – ekologiczny, który dziś stał się priorytetem.

Problemy współczesnej geologii

Dziś w wielu fundamentalnych kwestiach problemy współczesnej nauki wciąż pozostają nierozwiązane, a takich zagadnień jest co najmniej półtora setki. Mówimy o biologicznych podstawach świadomości, tajemnicach pamięci, naturze czasu i grawitacji, pochodzeniu gwiazd, czarnych dziur i naturze innych obiektów kosmicznych. Geologia ma również wiele problemów, które nie zostały jeszcze rozwiązane. Dotyczy to głównie budowy i składu Wszechświata, a także procesów zachodzących wewnątrz Ziemi.

Współcześnie znaczenie geologii rośnie ze względu na konieczność kontrolowania i uwzględniania rosnącego zagrożenia katastrofalnymi konsekwencjami geologicznymi związanymi z nieracjonalną działalnością gospodarczą, pogłębiającą problemy środowiskowe.

Edukacja geologiczna w Rosji

Powstanie nowoczesnej edukacji geologicznej w Rosji wiąże się z otwarciem w Petersburgu korpusu inżynierów górnictwa (przyszły Instytut Górnictwa) i utworzeniem Uniwersytetu Moskiewskiego, a jego rozkwit rozpoczął się, gdy w 1930 r. w Leningradzie powstał, a następnie przeniesiony do geologii (obecnie GIN AH CCCP).

Dziś Instytut Geologiczny zajmuje czołową pozycję wśród instytucji badawczych w dziedzinie stratygrafii, litologii, tektoniki i historii nauk o cyklu geologicznym. Główne obszary działalności związane są z opracowywaniem złożonych podstawowych problemów budowy i powstawania skorupy oceanicznej i kontynentalnej, badaniem ewolucji formacji skalnych kontynentów i sedymentacji w oceanach, geochronologią, globalną korelacją procesów geologicznych i zjawiska itp.

Nawiasem mówiąc, poprzednikiem GIN było Muzeum Mineralogiczne, przemianowane w 1898 r. na Muzeum Geologiczne, a następnie w 1912 r. na Muzeum Geologiczne i Mineralogiczne. Piotr Wielki.

Od samego początku podstawą edukacji geologicznej w Rosji była zasada trójcy: nauka – szkolenie – praktyka. Tą zasadą, mimo pierestrojki, kieruje się dziś geologia edukacyjna.

W 1999 roku decyzją kolegiów Ministerstwa Edukacji i Zasobów Naturalnych Rosji przyjęto koncepcję formacji geologicznej, która została przetestowana w instytucje edukacyjne oraz zespoły produkcyjne „uprawiające” personel geologiczny.

Obecnie wyższe wykształcenie geologiczne można uzyskać na ponad 30 uniwersytetach w Rosji.

I puścić „na eksplorację w tajdze” lub wyjechać „na duszne stepy” w naszych czasach nie jest już tak prestiżowe jak kiedyś, wybiera je geolog, bo „jest szczęśliwy, kto zna bolesne uczucie drogi” ...

Badanie Ziemi jest zaangażowane w geologię, a nauki są ze sobą powiązane. Geofizyka bada płaszcz, skorupę, zewnętrzną ciecz i wewnętrzne jądro stałe. Dyscyplina bada oceany, wody powierzchniowe i gruntowe. Nauka ta bada również fizykę atmosfery. W szczególności aeronomia, klimatologia, meteorologia. Co to jest geologia? W ramach tej dyscypliny prowadzonych jest kilka innych badań. Następnie dowiedz się, co studiuje geologia.

Informacje ogólne

Geologia ogólna to dyscyplina, która bada strukturę i wzorce rozwoju Ziemi, a także innych planet należących do Układu Słonecznego. Ponadto dotyczy to również ich naturalnych satelitów. Geologia ogólna to zespół nauk. Badanie przeprowadzane jest metodami fizycznymi.

Główne kierunki

Są ich trzy: geologia historyczna, dynamiczna i opisowa. Każdy kierunek wyróżnia się podstawowymi zasadami, a także metodami badawczymi. Przyjrzyjmy się im bliżej.

Kierunek opisowy

Bada rozmieszczenie i skład odpowiednich ciał. W szczególności dotyczy to ich kształtów, rozmiarów, relacji i kolejności występowania. Ponadto kierunek ten zajmuje się opisem skał i różnych minerałów.

Badanie ewolucji procesów

To właśnie robi dynamiczny kierunek. W szczególności badane są procesy niszczenia skał, ich przemieszczanie przez wiatr, fale podziemne lub przyziemne oraz lodowce. Ponadto nauka ta uwzględnia wewnętrzne erupcje wulkanów, trzęsienia ziemi, ruch skorupy ziemskiej i gromadzenie się opadów.

Porządek chronologiczny

Mówiąc o tym, czym zajmuje się geologia, należy powiedzieć, że badania obejmują nie tylko zjawiska zachodzące na Ziemi. Jednym z kierunków dyscypliny jest analiza i opis chronologicznego porządku procesów zachodzących na Ziemi. Badania te prowadzone są w ramach geologii historycznej. Kolejność chronologiczna jest zorganizowana w specjalnej tabeli. Ona jest lepiej znana jako Ona z kolei jest podzielona na cztery interwały. Dokonano tego zgodnie z analizą stratygraficzną. Pierwszy interwał obejmuje Następny okres: powstanie Ziemi - współczesność. Kolejne skale odzwierciedlają ostatnie segmenty poprzednich. Oznaczono je gwiazdkami w powiększeniu.

Cechy wieku bezwzględnego i względnego

Badanie geologii Ziemi ma ogromne znaczenie dla ludzkości. Dzięki badaniom stał się znany m.in. Zdarzenia geologiczne są przypisane dokładna data odnoszące się do określonego momentu w czasie. W tym przypadku mówimy o wieku bezwzględnym. Zdarzenia można również przypisać do określonych przedziałów skali. To jest wiek względny. Mówiąc o tym, czym jest geologia, należy powiedzieć, że jest to przede wszystkim cały kompleks badań naukowych. W ramach dyscypliny stosuje się różne metody określania okresów, z którymi powiązane są określone wydarzenia.

Metoda datowania radioizotopowego

Został otwarty na początku XX wieku. Ta metoda umożliwia określenie wieku bezwzględnego. Przed jego odkryciem geolodzy byli mocno ograniczeni. W szczególności do określenia wieku odpowiednich wydarzeń wykorzystano wyłącznie metody datowania względnego. Taki system może jedynie ustalić kolejność ostatnich zmian, a nie datę ich wprowadzenia. Jednak ta metoda jest nadal bardzo skuteczna. Dotyczy to przypadku, gdy dostępne są materiały pozbawione izotopów promieniotwórczych.

Kompleksowe badanie

Porównanie pewnej jednostki stratygraficznej z inną odbywa się kosztem warstw. Składają się ze skał osadowych i skalistych, skamieniałości i osadów powierzchniowych. W większości przypadków względny wiek określa się metodą paleontologiczną. To samo opiera się głównie na chemicznych i fizycznych właściwościach skał. Z reguły wiek ten określa się na podstawie datowania radioizotopowego. Odnosi się to do gromadzenia się produktów rozpadu odpowiednich pierwiastków, które są częścią materiału. Na podstawie otrzymanych danych ustalana jest przybliżona data wystąpienia każdego zdarzenia. Znajdują się one w określonych punktach ogólnej skali geologicznej. Aby zbudować dokładną sekwencję, ten czynnik jest bardzo ważny.

Główne sekcje

Trudno krótko odpowiedzieć na pytanie, czym jest geologia. Należy w tym miejscu zaznaczyć, że nauka obejmuje nie tylko powyższe kierunki, ale także różne grupy dyscyplin. Jednocześnie rozwój geologii trwa do dziś: pojawiają się nowe gałęzie systemu naukowego. Istniejące wcześniej i powstające nowe grupy dyscyplin związane są ze wszystkimi trzema obszarami nauki. Nie ma więc między nimi ścisłych granic. To, co studiuje geologia, jest w pewnym stopniu badane przez inne nauki. W rezultacie system styka się z innymi obszarami wiedzy. Istnieje klasyfikacja następujących grup nauk:

Mineralogia

Co studiuje geologia w ramach tej sekcji? Badania dotyczą minerałów, zagadnień ich genezy, a także klasyfikacji. Litologia zajmuje się badaniem skał, które powstały w procesach związanych z hydrosferą, biosferą i atmosferą Ziemi. Warto zauważyć, że nadal błędnie nazywane są osadowymi. Geokryologia to nauka o wielu charakterystyczne cechy i właściwości, jakie nabywają skały wiecznej zmarzliny. Krystalografia była pierwotnie jedną z dziedzin mineralogii. Obecnie można to raczej przypisać dyscyplinie fizycznej.

Petrografia

Ta gałąź geologii bada skały metamorficzne i magmowe głównie od strony opisowej. W tym przypadku mówimy o ich genezie, składzie, cechach fakturalnych i klasyfikacji.

Najwcześniejsza sekcja geotektoniki

Istnieje kierunek, który zajmuje się badaniem zaburzeń w skorupie ziemskiej i formami występowania odpowiednich ciał. Jego nazwa to geologia strukturalna. Muszę powiedzieć, że gdy pojawiła się nauka o geotektonice początek XIX wiek. Geologia strukturalna badała dyslokacje tektoniczne na średnią i małą skalę. Rozmiar - od dziesiątek do setek kilometrów. Nauka ta ukształtowała się ostatecznie dopiero pod koniec wieku. Nastąpiło więc przejście do alokacji jednostek tektonicznych w skali globalnej i kontynentalnej. W przyszłości doktryna ta stopniowo rozwinęła się w geotektonikę.

Tektonika

Ta gałąź nauk geologicznych obejmuje również następujące obszary:

1. Eksperymentalna tektonika.
2. Neotektonika.
3. Geotektonika.

Wąskie sekcje

• Wulkanologia. Dość wąska gałąź geologii. Studiuje wulkanizm.
• Sejsmologia. Ta gałąź geologii zajmuje się badaniem procesów geologicznych zachodzących podczas trzęsień ziemi. Obejmuje to również strefy sejsmiczne.
• Geokryologia. Ta gałąź geologii koncentruje się na badaniu wiecznej zmarzliny.
• Petrologia. Ta dziedzina geologii zajmuje się badaniem genezy i warunków powstania skał metamorficznych i magmowych.

Sekwencja procesu

Wszystko, co studiuje geologia, przyczynia się do lepszego zrozumienia pewnych procesów zachodzących na Ziemi. Na przykład chronologia wydarzeń jest istotnym tematem. W końcu każda nauka geologiczna ma w mniejszym lub większym stopniu charakter historyczny. Rozpatrują istniejące formacje z tego punktu widzenia. Przede wszystkim nauki te wyjaśniają kolejność powstawania nowoczesnych struktur.

Klasyfikacja okresu

Cała historia Ziemi jest podzielona na dwa główne etapy, które nazywane są eonami. Klasyfikacja odbywa się według wyglądu organizmów z częściami stałymi, które pozostawiają ślady w skałach osadowych. Według danych paleontologicznych pozwalają one określić względny wiek geologiczny.

Przedmioty badań

Fanerozoik rozpoczął się wraz z pojawieniem się skamielin na planecie. W ten sposób rozwinęło się otwarte życie. dany okres Poprzedzał prekambr i kryptozoik. W tym czasie istniało ukryte życie. Geologia prekambryjska jest uważana za dyscyplinę szczególną. Faktem jest, że bada specyficzne, najczęściej powtarzalne i silnie metamorficzne kompleksy. Ponadto charakteryzuje się specjalnymi metodami badawczymi. Paleontologia koncentruje się na badaniu starożytnych form życia. Prowadzi opis szczątków kopalnych i śladów żywotnej aktywności organizmów. Stratygrafia określa względny wiek geologiczny skał osadowych oraz podział ich warstw. Zajmuje się również korelacją różnych formacji. Definicje paleontologiczne są źródłem danych dla stratygrafii.

Co to jest geologia stosowana

Niektóre dziedziny nauki w jakiś sposób wchodzą w interakcje z innymi. Są jednak dyscypliny, które są na pograniczu z innymi gałęziami. Na przykład geologia minerałów. Dyscyplina ta zajmuje się metodami wyszukiwania i rozpoznawania skał. Dzieli się na następujące rodzaje: geologia węgla, gazu, ropy. Istnieje również metalogeneza. Hydrogeologia koncentruje się na badaniu wód podziemnych. Jest wiele dyscyplin. Wszystkie mają znaczenie praktyczne. Na przykład, czym jest Ta sekcja dotyczy badania interakcji struktur i środowiska. Geologia gleby jest z nią w ścisłym kontakcie, ponieważ na przykład wybór materiału do budowy budynków zależy od składu gleby.

Inne podtypy

• Geochemia. Ta gałąź geologii zajmuje się badaniem fizycznych właściwości ziemi. Obejmuje również zestaw metod eksploracyjnych, w tym eksplorację elektryczną różnych modyfikacji, eksplorację magnetyczną, sejsmiczną i grawitacyjną.
• Geobarotermometria. Nauka ta zajmuje się badaniem zestawu metod określania temperatur i ciśnień powstawania skał i minerałów.
• Geologia mikrostrukturalna. Ta sekcja dotyczy badania deformacji skał na poziomie mikro. Sugerowana jest skala agregatów i ziaren minerałów.
• Geodynamika. Nauka ta koncentruje się na badaniu procesów zachodzących w skali planetarnej w wyniku ewolucji planety. Badany jest związek mechanizmów w skorupie ziemskiej, płaszczu i jądrze.
• Geochronologia. Ta sekcja dotyczy określania wieku minerałów i skał.
• Litologia. Nazywana jest również petrografią osadową. Zaangażowany w badanie odpowiednich materiałów.
• Historia geologii. Ta sekcja koncentruje się na zbiorze otrzymanych informacji i działalności wydobywczej.
• Agrogeologia. Ta sekcja jest odpowiedzialna za poszukiwanie, wydobywanie i wykorzystanie agrorud do celów rolniczych. Ponadto zajmuje się badaniem składu mineralogicznego gleb.

Następujące sekcje geologiczne koncentrują się na badaniu Układu Słonecznego:

1. Kosmologia
2. Planetologia.
3. Geologia kosmiczna.
4. Kosmochemia.

geologia górnicza

Zróżnicowany jest ze względu na rodzaje surowców mineralnych. Istnieje podział na geologię skał niemetalicznych i rudnych. Ta sekcja dotyczy badania wzorców rozmieszczenia odpowiednich depozytów. Ustalono również ich związek z następującymi procesami: metamorfizmem, magmatyzmem, tektoniką, sedymentacją. W ten sposób pojawiła się niezależna gałąź wiedzy, która nazywa się metalogenezą. Geologia minerałów niemetalicznych jest również podzielona na nauki o substancjach palnych i caustobiolitach. Obejmuje to łupki, węgiel, gaz, ropę. Geologia skał niepalnych obejmuje materiały budowlane, sole i nie tylko. Dział ten obejmuje również hydrogeologię. Jest dedykowany do wód podziemnych.

Kierunek ekonomiczny

To dość specyficzna dyscyplina. Pojawiła się na styku ekonomii i geologii minerałów. Dyscyplina ta koncentruje się na szacunkach kosztów obszarów podglebia i złóż. Termin „zasób mineralny”, biorąc pod uwagę to, można przypisać raczej sferze ekonomicznej niż geologicznej.

Cechy inteligencji

Geologia złoża to rozległy kompleks naukowy, w ramach którego podejmowane są działania mające na celu określenie wartości przemysłowej obszarów skalnych, które uzyskały pozytywną ocenę na podstawie wyników prac poszukiwawczo-rozpoznawczych. Podczas poszukiwań ustalane są parametry geologiczne i przemysłowe. Te z kolei są niezbędne do właściwej oceny stanowisk. Dotyczy to również przetwarzania kopalin wydobywalnych, zapewniania środków operacyjnych, projektowania budowy przedsiębiorstw górniczych. W ten sposób określa się morfologię brył odpowiednich materiałów. Jest to bardzo ważne przy doborze mineralnego systemu doczyszczania. Jest instalacja konturów ich ciał. Uwzględnia to granice geologiczne. W szczególności dotyczy to powierzchni uskoków i styków litologicznych. różne rasy. Uwzględnia również charakter rozmieszczenia minerałów, obecność szkodliwych zanieczyszczeń, zawartość składników towarzyszących i głównych.

Górne poziomy skorupy

Są badane przez geologię inżynierską. Informacje uzyskiwane podczas badań gruntów dają możliwość określenia przydatności odpowiednich materiałów do budowy konkretnych obiektów. Górne poziomy skorupy ziemskiej są często określane jako środowisko geologiczne. Przedmiotem tej części są informacje o jego cechach regionalnych, dynamice i morfologii. Badana jest również interakcja ze strukturami inżynierskimi. Te ostatnie są często określane jako elementy technosfery. Uwzględnia to planowaną, obecną lub realizowaną działalność gospodarczą danej osoby. Inżynieryjno-geologiczna ocena terenu polega na wyborze szczególnego elementu, który charakteryzuje się jednorodnymi właściwościami.

Kilka podstawowych zasad

Powyższe informacje pozwalają dość jasno zrozumieć, czym jest geologia. Jednocześnie trzeba powiedzieć, że nauka jest uważana za historyczną. Ma wiele ważnych zadań. Przede wszystkim dotyczy to ustalenia kolejności zdarzeń geologicznych. Aby jakościowo wypełnić te zadania, od dawna opracowano szereg intuicyjnie regularnych i prostych cech związanych z czasowym związkiem skał. Związki natrętne to kontakty odpowiednich skał i ich warstw. Wszystkie wnioski są wyciągane na podstawie wykrytych cech. Wiek względny pozwala również na określenie siecznych relacji. Na przykład, jeśli łamie skały, to pozwala nam wnioskować, że uskok powstał później niż one. Zasada ciągłości polega na tym, że materiał budowlany, z którego powstają warstwy, może być rozciągnięty na powierzchni planety, jeśli nie jest ograniczony jakąś inną masą.

Informacje historyczne

Pierwsze obserwacje są zwykle przypisywane geologii dynamicznej. W tym przypadku dotyczy to informacji o przesuwaniu się linii brzegowych, erozji gór, erupcjach wulkanów i trzęsieniach ziemi. Próby klasyfikacji ciał geologicznych i opisu minerałów podejmowali Avicenna i Al-Burini. Obecnie niektórzy uczeni sugerują, że współczesna geologia wywodzi się ze średniowiecznego świata islamu. Podobne badania prowadzili w okresie renesansu Girolamo Fracastoro i Leonardo da Vinci. Jako pierwsi zasugerowali, że skamieniałe muszle są pozostałościami wymarłych organizmów. Wierzyli też, że historia samej Ziemi jest znacznie dłuższa niż biblijne idee na jej temat. Pod koniec XVII wieku powstała ogólna teoria dotycząca planety, która stała się znana jako diluwianizm. Naukowcy tamtych czasów uważali, że skamieliny i same skały osadowe powstały w wyniku globalnej powodzi.

Zapotrzebowanie na minerały bardzo szybko wzrosło pod koniec XVIII wieku. W ten sposób zaczęto badać jelita. Zasadniczo przeprowadzono gromadzenie materiałów faktograficznych, opisy właściwości i cech skał, a także badanie warunków ich występowania. Ponadto opracowano techniki obserwacji. Przez prawie cały XIX wiek geologia zajmowała się wyłącznie kwestią dokładnego wieku Ziemi. Szacunkowe szacunki były bardzo zróżnicowane: od stu tysięcy lat do miliardów. Jednak wiek planety został pierwotnie określony już na początku XX wieku. Pod wieloma względami ułatwiło to datowanie radiometryczne. Otrzymane oszacowanie to około 2 miliardy lat. Prawdziwy wiek Ziemi został już ustalony. Ma około 4,5 miliarda lat.

Treść artykułu

GEOLOGIA, nauka o budowie i historii rozwoju Ziemi. Głównym obiektem badań są skały, w których zapisany jest zapis geologiczny Ziemi, a także współczesne procesy i mechanizmy fizyczne działające zarówno na jej powierzchni, jak i w głębinach, których badanie pozwala zrozumieć, jak rozwijała się nasza planeta w przeszłość.

Ziemia nieustannie się zmienia. Niektóre zmiany następują nagle i bardzo szybko (na przykład erupcje wulkanów, trzęsienia ziemi lub duże powodzie), ale najczęściej powoli (warstwa opadów o grubości nie większej niż 30 cm ulega zniszczeniu lub nagromadzeniu w ciągu stulecia). Takie zmiany nie są zauważalne przez całe życie jednej osoby, ale gromadzono pewne informacje o zmianach przez długi czas, a przy pomocy regularnych dokładnych pomiarów rejestrowane są nawet nieznaczne ruchy skorupy ziemskiej. Na przykład ustalono w ten sposób, że obszar wokół Wielkich Jezior (USA i Kanada) i Zatoki Botnickiej (Szwecja) obecnie się podnosi, podczas gdy wschodnie wybrzeże Wielkiej Brytanii tonie i zalewa.

Jednak o wiele bardziej wymowne informacje o tych przemianach kryją się w samych skałach, które nie są tylko zbiorem minerałów, ale stronami biografii Ziemi, które można przeczytać, znając język, w jakim są napisane.

Ta kronika Ziemi jest bardzo długa. Historia Ziemi rozpoczęła się równocześnie z rozwojem Układu Słonecznego około 4,6 miliarda lat temu. Jednak zapis geologiczny charakteryzuje się fragmentacją i niekompletnością, ponieważ wiele starożytnych skał zostało zniszczonych lub pokrytych młodszymi osadami. Luki należy wypełnić korelacją ze zdarzeniami, które miały miejsce gdzie indziej i dla których dostępnych jest więcej danych, a także analogią i hipotezami. Względny wiek skał określa się na podstawie zawartych w nich kompleksów szczątków kopalnych, a osadów, w których takich szczątków nie ma, na podstawie względnego położenia obu. Ponadto bezwzględny wiek prawie wszystkich skał można określić metodami geochemicznymi.

Dyscypliny geologiczne.

Geologia pojawiła się jako niezależna nauka w XVIII wieku. Współczesna geologia dzieli się na kilka ściśle ze sobą powiązanych gałęzi. Należą do nich: geofizyka, geochemia, geologia historyczna, mineralogia, petrologia, geologia strukturalna, tektonika, stratygrafia, geomorfologia, paleontologia, paleoekologia, geologia mineralna. Istnieje również kilka interdyscyplinarnych kierunków studiów: geologia morza, geologia inżynierska, hydrogeologia, geologia rolnicza i geologia środowiskowa (ekogeologia). Geologia jest ściśle powiązana z takimi naukami jak hydrodynamika, oceanologia, biologia, fizyka i chemia.

NATURA ZIEMI

Skorupa, płaszcz i rdzeń.

Większość informacji o wewnętrznej budowie Ziemi uzyskuje się pośrednio na podstawie interpretacji zachowania się fal sejsmicznych rejestrowanych przez sejsmografy.

W trzewiach Ziemi ustalono dwie główne granice, w których następuje gwałtowna zmiana charakteru propagacji fal sejsmicznych. Jeden z nich, o silnej mocy odbijającej i refrakcyjnej, znajduje się na głębokości 13-90 km od powierzchni pod kontynentami i 4-13 km pod oceanami. Nazywa się to granicą Mohorowicza lub powierzchnią Moho (M) i jest uważana za granicę geochemiczną i strefę przemian fazowych minerałów pod wpływem wysokiego ciśnienia. Ta granica oddziela skorupę ziemską od płaszcza. Druga granica znajduje się na głębokości 2900 km od powierzchni Ziemi i odpowiada granicy między płaszczem a jądrem (ryc. 1).

Temperatury.

Pole grawitacyjne Ziemi.

Badania grawitacyjne wykazały, że skorupa ziemska i płaszcz uginają się pod wpływem dodatkowych obciążeń. Na przykład, gdyby skorupa ziemska miała wszędzie taką samą grubość i gęstość, to można by się spodziewać, że w górach (gdzie masa skał jest większa) działałaby większa siła przyciągania niż na równinach czy morzach. Jednak od około połowy XVIII w. zauważono, że przyciąganie grawitacyjne w górach iw ich pobliżu jest mniejsze niż oczekiwano (zakładając, że góry są po prostu dodatkową masą skorupy ziemskiej). Fakt ten tłumaczono obecnością „pustek”, które interpretowano jako skały rozpadające się po podgrzaniu lub jako solne jądro gór. Takie wyjaśnienia okazały się nie do utrzymania iw latach pięćdziesiątych XIX wieku zaproponowano dwie nowe hipotezy.

Zgodnie z pierwszą hipotezą skorupa ziemska składa się z bloków skał o różnej wielkości i gęstości, unoszących się w gęstszym środowisku. Podstawy wszystkich bloków znajdują się na tym samym poziomie, a bloki charakteryzujące się niską gęstością powinny być większa wysokość niż bloki o dużej gęstości. Struktury górskie przyjęto jako bloki o małej gęstości, a baseny oceaniczne - jako wysokie (o tej samej masie całkowitej obu).

Zgodnie z drugą hipotezą gęstość wszystkich bloków jest taka sama i unoszą się one w gęstszym ośrodku, a różne wysokości powierzchni tłumaczy się ich różnymi grubościami. Jest znana jako hipoteza korzeni górskich, ponieważ im wyższy blok, tym głębiej jest zanurzony w środowisku gospodarza. W latach czterdziestych XX wieku uzyskano dane sejsmiczne potwierdzające ideę pogrubienia skorupy ziemskiej na obszarach górskich.

izostazja.

Ilekroć na powierzchnię ziemi nakładane jest dodatkowe obciążenie (na przykład w wyniku sedymentacji, wulkanizmu lub zlodowacenia), skorupa ziemska zapada się i opada, a po usunięciu tego obciążenia (w wyniku denudacji, topnienia pokryw lodowych, itp.), skorupa ziemska podnosi się. Ten proces kompensacyjny, znany jako izostaza, jest prawdopodobnie realizowany poprzez poziomy transfer masy w płaszczu, gdzie może wystąpić okresowe topienie materiału. Ustalono, że niektóre części wybrzeża Szwecji i Finlandii podniosły się o ponad 240 m w ciągu ostatnich 9000 lat, głównie z powodu topnienia pokrywy lodowej. Wypiętrzone brzegi Wielkich Jezior Ameryka północna powstaje również w wyniku izostazy. Pomimo działania takich mechanizmów kompensacyjnych duże rynny oceaniczne i niektóre delty wykazują znaczny deficyt masy, podczas gdy niektóre obszary Indii i Cypru wykazują znaczny jej nadmiar.

Wulkanizm.

Pochodzenie lawy.

W niektórych częściach świata magma wypływa na powierzchnię ziemi w postaci lawy podczas erupcji wulkanów. Wydaje się, że wiele łuków wysp wulkanicznych jest związanych z systemami głębokich uskoków. Ośrodki trzęsień ziemi znajdują się w przybliżeniu na głębokości do 700 km od poziomu powierzchni ziemi, tj. materiał wulkaniczny pochodzi z górnego płaszcza. Na łukach wysp często ma skład andezytowy, a ponieważ andezyty mają podobny skład do skorupy kontynentalnej, wielu geologów uważa, że ​​skorupa kontynentalna na tych obszarach buduje się w wyniku wkładu materii płaszcza.

Wulkany, które działają wzdłuż grzbietów oceanicznych (na przykład hawajskiego), wyrzucają materiał o przeważającym składzie bazaltowym. Wulkany te są prawdopodobnie związane z płytkimi trzęsieniami ziemi, których głębokość nie przekracza 70 km. Ponieważ lawy bazaltowe występują zarówno na kontynentach, jak i wzdłuż grzbietów oceanicznych, niektórzy geolodzy sugerują, że bezpośrednio pod skorupą ziemską istnieje warstwa, z której pochodzą lawy bazaltowe.

Nie jest jednak jasne, dlaczego na niektórych obszarach zarówno andezyty, jak i bazalty powstają z materii płaszcza, a na innych tylko bazalty. Jeśli, jak się obecnie uważa, płaszcz jest rzeczywiście ultramaficzny (tj. Wzbogacony w żelazo i magnez), to lawy pochodzące z płaszcza muszą mieć skład raczej bazaltowy niż andezytowy, ponieważ minerały andezytowe nie występują w skałach ultramaficznych. Tę sprzeczność rozwiązuje teoria tektoniki płyt, zgodnie z którą skorupa oceaniczna porusza się pod łukami wysp i topi się na określonej głębokości. Te stopione skały wylewają się w postaci andezytowych law.

Źródła ciepła.

Jednym z nierozwiązanych problemów przejawów aktywności wulkanicznej jest określenie źródła ciepła niezbędnego do lokalnego stopienia warstwy bazaltu lub płaszcza. Takie topnienie musi być bardzo zlokalizowane, ponieważ przejście fal sejsmicznych pokazuje, że skorupa i górny płaszcz są zwykle w stanie stałym. Ponadto energia cieplna musi być wystarczająca do stopienia ogromnych ilości materiału stałego. Na przykład w USA, w dorzeczu rzeki Columbia (Waszyngton i Oregon), objętość bazaltów wynosi ponad 820 tysięcy km 3; podobne duże warstwy bazaltów znajdują się w Argentynie ( Patagonia ), Indiach ( płaskowyż Decan ) i Afryce Południowej ( Great Karoo Rise ). Obecnie istnieją trzy hipotezy. Niektórzy geolodzy uważają, że topnienie jest spowodowane lokalnymi wysokimi stężeniami pierwiastków promieniotwórczych, ale takie stężenia w przyrodzie wydają się mało prawdopodobne; inni sugerują, że zaburzeniom tektonicznym w postaci przesunięć i uskoków towarzyszy uwalnianie energii cieplnej. Istnieje inny punkt widzenia, zgodnie z którym górny płaszcz jest w stanie stałym w warunkach wysokiego ciśnienia, a gdy ciśnienie spada z powodu pęknięcia, topi się i płynna lawa wypływa z pęknięć.

Geochemia i skład Ziemi.

Określenie składu chemicznego Ziemi jest zadaniem trudnym, ponieważ jądro, płaszcz i większość skorupy są niedostępne do bezpośredniego pobierania próbek i obserwacji, a wnioski należy wyciągać na podstawie interpretacji danych pośrednich i analogii.

Ziemia jest jak gigantyczny meteoryt.

Skład chemiczny oceanów.

Przyjmuje się, że początkowo na Ziemi nie było wody. Najprawdopodobniej współczesne wody na powierzchni Ziemi mają pochodzenie wtórne, tj. zostały uwolnione w postaci pary z minerałów skorupy ziemskiej i płaszcza ziemskiego w wyniku aktywności wulkanicznej i nie powstały w wyniku połączenia wolnych cząsteczek tlenu i wodoru. Gdyby woda morska stopniowo się gromadziła, wówczas objętość Oceanu Światowego musiałaby stale rosnąć, ale nie ma bezpośrednich geologicznych dowodów na to; oznacza to, że oceany istniały w całej historii geologicznej Ziemi. Zmiana składu chemicznego wód oceanicznych następowała stopniowo.

Sial i Sima.

Istnieje różnica między skałami skorupy ziemskiej, które leżą u podstaw kontynentów, a skałami leżącymi pod dnem oceanu. Skład skorupy kontynentalnej odpowiada granodiorytowi, tj. skała, składająca się ze skalenia potasowego i sodowego, kwarcu i małe ilości minerały żelazowo-magnezowe. Skorupa oceaniczna odpowiada bazaltom złożonym ze skalenia wapniowego, oliwinu i piroksenu. Skały skorupy kontynentalnej charakteryzują się jasnym kolorem, małą gęstością i zwykle kwaśnym składem, często nazywane są sialem (ze względu na przewagę Si i Al). Skały skorupy oceanicznej wyróżniają się ciemnym kolorem, dużą gęstością i podstawowym składem, nazywane są sima (zgodnie z przewagą Si i Mg). Uważa się, że skały płaszcza mają skład ultramaficzny i składają się z oliwinu i piroksenu. We współczesnej rosyjskiej literaturze naukowej terminy „sial” i „sima” nie są używane, ponieważ uważane za przestarzałe.

PROCESY GEOLOGICZNE

Procesy geologiczne dzielą się na egzogeniczne (niszczące i akumulacyjne) oraz endogeniczne (tektoniczne).

PROCESY DESTRUKCYJNE

Obnażenie.

Działanie cieków wodnych, wiatru, lodowców, fal morskich, wietrzenia mrozowego i rozpuszczania chemicznego prowadzi do niszczenia i zmniejszania powierzchni kontynentów (ryc. 2). Produkty zniszczenia pod działaniem sił grawitacyjnych przenoszone są do zagłębień oceanicznych, gdzie się gromadzą. W ten sposób skład i gęstość skał tworzących kontynenty i baseny oceaniczne są uśredniane, a amplituda rzeźby Ziemi maleje.

Co roku 32,5 miliarda ton materiału detrytycznego i 4,85 miliarda ton rozpuszczonych soli jest usuwanych z kontynentów i odkładanych w morzach i oceanach, w wyniku czego przemieszczane jest około 13,5 km 3 wody morskiej. Gdyby takie tempo denudacji utrzymywało się w przyszłości, kontynenty (której objętość części nadwodnej wynosi 126,6 mln km 3) po 9 mln lat zamieniłyby się w prawie płaskie równiny - peneplens. Taka peneplanizacja (niwelacja) rzeźby jest możliwa tylko teoretycznie. W rzeczywistości wypiętrzenia izostatyczne rekompensują straty spowodowane denudacją, a niektóre skały są tak mocne, że są praktycznie niezniszczalne.

Redystrybucja osadów kontynentalnych następuje w wyniku połączonego działania wietrzenia (niszczenia skał), denudacji (mechaniczne niszczenie skał pod wpływem wód płynących, lodowców, procesów wiatrowych i falowych) oraz akumulacji (depozyty materiału sypkiego i powstawanie nowe skały). Wszystkie te procesy zachodzą tylko do pewnego poziomu (zwykle poziomu morza), który jest uważany za podstawę erozji.

Podczas transportu osad sypki jest sortowany według wielkości, kształtu i gęstości. W rezultacie kwarc, którego zawartość w pierwotnej skale może wynosić zaledwie kilka procent, tworzy jednorodną warstwę piasków kwarcowych. Podobnie cząsteczki złota i niektórych innych ciężkich minerałów, takich jak cyna i tytan, gromadzą się w kanałach strumieni lub płyciznach i tworzą osady aluwialne, podczas gdy materiał drobnoziarnisty osadza się w postaci mułów, a następnie przekształca się w łupki. Na przykład składniki takie jak magnez, sód, wapń i potas są rozpuszczane i przenoszone przez wody powierzchniowe i gruntowe, a następnie osadzają się w jaskiniach i innych zagłębieniach lub dostają się do wody morskiej.

Etapy rozwoju rzeźby erozyjnej.

Rzeźba służy jako wskaźnik stopnia wyrównania (lub peneplanizacji) kontynentów. W górach i obszarach, które doświadczyły intensywnego wypiętrzenia, procesy erozyjne są najbardziej aktywne. Obszary takie charakteryzują się szybkim wcinaniem dolin rzecznych i wzrostem ich długości w górnym biegu, a krajobraz odpowiada młodemu lub młodemu etapowi erozji. Na innych obszarach, gdzie amplituda wysokości jest niewielka, a erozja w dużej mierze ustała, duże rzeki niosą głównie osady porwane i zawieszone. Taka ulga jest nieodłącznym elementem dojrzałej fazy erozji. Na obszarach o małych amplitudach wysokości, gdzie powierzchnia lądu nieznacznie przekracza poziom morza, dominują procesy akumulacyjne. Tam rzeka zwykle płynie nieco powyżej ogólnego poziomu niziny na naturalnym wzniesieniu złożonym z materiału osadowego i tworzy deltę w strefie ujścia rzeki. Jest to najstarsza płaskorzeźba erozyjna. Jednak nie wszystkie obszary znajdują się na tym samym etapie rozwoju erozji i mają taki sam wygląd. Formy rzeźby są bardzo zróżnicowane w zależności od warunków klimatycznych i pogodowych, składu i struktury lokalnych skał oraz charakteru procesu erozji (ryc. 3, 4).

Przerwy w cyklach erozji.

Zaobserwowana sekwencja procesów erozyjnych dotyczy kontynentów i basenów oceanicznych, które znajdują się w warunkach statycznych, ale w rzeczywistości podlegają one wielu procesom dynamicznym. Cykl erozji może zostać przerwany przez zmiany poziomu mórz (na przykład w wyniku topnienia pokryw lodowych) i wysokości kontynentów (na przykład w wyniku budowy gór, uskoków tektonicznych i aktywności wulkanicznej). W stanie Illinois (USA) moreny pokryły dojrzałą rzeźbę przedlodowcową, nadając jej typowy młody wygląd. W Wielkim Kanionie Kolorado przerwa w cyklu erozji była spowodowana podniesieniem się terenu do poziomu 2400 m. W miarę wzrostu terytorium rzeka Kolorado stopniowo wcinała się w równinę zalewową i okazała się ograniczona bokami doliny. W wyniku tej przerwy powstały nałożone na siebie meandry, charakterystyczne dla pradawnych dolin rzecznych występujących w warunkach młodej rzeźby (ryc. 5). W obrębie płaskowyżu Kolorado meandry są wcięte na głębokość 1200 m. Głębokie meandry rzeki Susquehanna, która przecina Appalachy, również wskazują, że obszar ten był kiedyś niziną, przez którą przepływała „zniszczona” rzeka.

Współczesne geosynkliny

- są to zagłębienia wzdłuż wysp Jawa i Sumatra, okopy Tonga - Kermadec, Puerto Rico itp. Być może ich dalsze odchylenie doprowadzi również do powstania gór. Według wielu geologów wybrzeże Zatoki Meksykańskiej w Stanach Zjednoczonych również reprezentuje współczesną geosynklinę, chociaż sądząc po danych wierceń, nie ma tam oznak budowy gór. Aktywne przejawy współczesnej tektoniki i budownictwa górskiego najwyraźniej obserwuje się u młodych krajach górskich ah - Alpy, Andy, Himalaje i Góry Skaliste.

Wypiętrzenia tektoniczne.

Na końcowych etapach rozwoju geosynklin, po zakończeniu budowy gór, następuje intensywne ogólne wypiętrzenie kontynentów; w krajach górskich na tym etapie formowania się rzeźby występują dysjunktywne dyslokacje (przemieszczanie się poszczególnych bloków skał wzdłuż linii uskoków).

CZAS GEOLOGICZNY

Skala stratygraficzna.

Standardowa skala czasu geologicznego (lub kolumna geologiczna) jest wynikiem systematycznych badań skał osadowych w różnych regionach globu. Ponieważ większość wczesnych prac prowadzono w Europie, sekwencję stratygraficzną osadów w tym regionie przyjęto jako punkt odniesienia dla innych obszarów. Jednak z różnych powodów skala ta ma braki i luki, dlatego jest stale aktualizowana. Skala jest bardzo szczegółowa dla młodszych okresów geologicznych, ale jej szczegółowość jest znacznie zmniejszona dla starszych. Jest to nieuniknione, ponieważ zapis geologiczny jest najbardziej kompletny dla wydarzeń z niedawnej przeszłości i staje się coraz bardziej fragmentaryczny wraz z wiekiem osadów. Skala stratygraficzna opiera się na uwzględnieniu organizmów kopalnych, które służą jako jedyne wiarygodne kryterium korelacji międzyregionalnych (zwłaszcza odległych). Ustalono, że niektóre skamieliny odpowiadają ściśle określonemu czasowi i dlatego są uważane za przewodnie. Skały zawierające te wiodące formy i ich kompleksy zajmują ściśle określoną pozycję stratygraficzną.

Znacznie trudniej jest dokonać korelacji dla skał milczących paleontologicznie, które nie zawierają skamieniałości. Ponieważ dobrze zachowane muszle znajdują się dopiero z okresu kambru (ok. 570 mln lat temu), czas prekambru, obejmujący ok. 85% historii geologicznej nie może być badane i dzielone z takimi samymi szczegółami jak młodsze epoki. Do korelacji międzyregionalnych skał milczących paleontologicznie stosuje się metody datowania geochemicznego.

W razie potrzeby dokonano zmian w standardowej skali stratygraficznej, aby odzwierciedlić specyfikę regionalną. Na przykład w Europie istnieje okres karboński, aw USA odpowiadają mu dwa - Mississippi i Pensylwania. Wszędzie pojawiają się trudności w skorelowaniu lokalnych schematów stratygraficznych z międzynarodową skalą geochronologiczną. Międzynarodowa Komisja Stratygrafii pomaga rozwiązać te problemy i ustala standardy nomenklatury stratygraficznej. Zdecydowanie zaleca stosowanie lokalnych jednostek stratygraficznych w badaniach geologicznych i porównywanie ich z międzynarodową skalą geochronologiczną dla porównania. Niektóre skamieniałości mają bardzo szeroką, niemal globalną dystrybucję, podczas gdy inne są wąsko regionalne.

Ery to największe podziały w dziejach Ziemi. Każdy z nich łączy w sobie kilka okresów charakteryzujących się rozwojem określonych klas starożytnych organizmów. Pod koniec każdej epoki następowało masowe wymieranie różnych grup organizmów. Na przykład trylobity zniknęły pod koniec paleozoiku, a dinozaury pod koniec mezozoiku. Przyczyny tych katastrof nie zostały jeszcze wyjaśnione. Mogą to być krytyczne etapy ewolucji genetycznej, szczyty promieniowania kosmicznego, emisje gazów wulkanicznych i pyłów, a także bardzo gwałtowne zmiany klimatu. Istnieją argumenty na poparcie każdej z tych hipotez. Jednak stopniowe zanikanie duża liczba Rodziny i klasy zwierząt i roślin pod koniec każdej ery i pojawianie się nowych wraz z początkiem następnej ery jest nadal jedną z zagadek geologii. Próby powiązania masowej śmierci zwierząt w końcowych stadiach paleozoiku i mezozoiku z globalnymi cyklami budowy gór zakończyły się niepowodzeniem.

Geochronologia i bezwzględna skala wieku.

Skala stratygraficzna odzwierciedla jedynie kolejność stratyfikacji skał i dlatego może służyć jedynie do wskazania względnego wieku poszczególnych warstw (ryc. 9). Możliwość ustalenia wieku bezwzględnego skał pojawiła się po odkryciu promieniotwórczości. Wcześniej podejmowano próby oszacowania wieku bezwzględnego innymi metodami, na przykład analizując zawartość soli w woda morska. Zakładając, że odpowiada on stałemu spływowi rzek świata, można zmierzyć minimalny wiek mórz. Opierając się na założeniu, że wody oceaniczne początkowo nie zawierały zanieczyszczeń solnych, a biorąc pod uwagę tempo ich napływania, wiek mórz oszacowano w szerokim przedziale – od 20 mln do 200 mln lat. Kelvin oszacował wiek skał, z których składa się Ziemia, na 100 milionów lat, ponieważ jego zdaniem ochłodzenie początkowo stopionej Ziemi do obecnej temperatury powierzchni zajęło tyle czasu.

Oprócz tych prób, pierwsi geolodzy zadowalali się określeniem względnego wieku skał i wydarzeń geologicznych. Przyjęto bez wyjaśnienia, że ​​od powstania ziemi do powstania różnego rodzaju osadów w wyniku procesów, które trwają do dziś, upłynął dość długi czas. I dopiero gdy naukowcy zaczęli mierzyć tempo rozpadu promieniotwórczego, geolodzy otrzymali „zegary” do określania bezwzględnego i względnego wieku skał zawierających pierwiastki promieniotwórcze.

Szybkości rozpadu promieniotwórczego niektórych pierwiastków są znikome. Dzięki temu możliwe jest określenie wieku starożytnych wydarzeń poprzez pomiar zawartości takich pierwiastków i produktów ich rozpadu w konkretnej próbce. Ponieważ tempo rozpadu promieniotwórczego nie zależy od parametrów środowiska, możliwe jest określenie wieku skał znajdujących się w dowolnych warunkach geologicznych. Najczęściej stosowane metody uranowo-ołowiowe i potasowo-argonowe. Metoda uranowo-ołowiowa umożliwia dokładne datowanie na podstawie pomiarów stężenia radioizotopów toru (232 Th) i uranu (235 U i 238 U). Podczas rozpadu promieniotwórczego powstają izotopy ołowiu (208 Pb, 207 Pb i 206 Pb). Jednak skały zawierające te pierwiastki w wystarczających ilościach są dość rzadkie. Metoda potasowo-argonowa opiera się na bardzo powolnej radioaktywnej konwersji izotopu 40 K do 40 Ar, co umożliwia datowanie wydarzeń mających kilka miliardów lat na podstawie stosunku tych izotopów w skałach. Istotną zaletą metody potasowo-argonowej jest to, że potas, bardzo powszechny pierwiastek, występuje w minerałach powstałych we wszystkich środowiskach geologicznych - wulkanicznych, metamorficznych i osadowych. Jednak argon będący gazem obojętnym powstały w wyniku rozpadu radioaktywnego nie jest związany chemicznie i wycieka. W związku z tym tylko te minerały, w których jest dobrze zachowany, mogą być niezawodnie wykorzystywane do datowania. Pomimo tej wady metoda potasowo-argonowa jest szeroko stosowana. Bezwzględny wiek najstarszych skał na planecie wynosi 3,5 miliarda lat. Bardzo stare skały są reprezentowane w skorupie ziemskiej wszystkich kontynentów, więc pytanie, która z nich jest najstarsza, nawet nie powstaje.

Wiek meteorytów, które spadły na Ziemię, według metod potasowo-argonowych i uranowo-ołowiowych, wynosi około 4,5 miliarda lat. Według geofizyków, na podstawie danych metody uranowo-ołowiowej, Ziemia ma również wiek ok. 4,5 miliarda lat. Jeśli te szacunki są prawidłowe, to w zapisie geologicznym istnieje przerwa wynosząca 1 miliard lat, odpowiadająca ważnemu wczesnemu etapowi ewolucji Ziemi. Być może najwcześniejsze dowody zostały zniszczone lub wymazane w jakiś sposób, gdy Ziemia była w stanie stopionym. To też jest prawdopodobne starożytne rasy Ziemie były ogołocone lub rekrystalizowane przez wiele milionów lat.

Geologia to nauka o składzie, strukturze i wzorcach rozwoju Ziemi, innych planet Układu Słonecznego i ich naturalnych satelitów.

Istnieją trzy główne obszary badań geologicznych: geologia opisowa, dynamiczna i historyczna. Każdy kierunek ma swoje podstawowe zasady i metody badawcze. Geologia opisowa zajmuje się badaniem rozmieszczenia i składu ciał geologicznych, w tym ich kształtu, wielkości, relacji, kolejności występowania oraz opisem różnych minerałów i skał. Geologia dynamiczna uwzględnia ewolucję procesów geologicznych, takich jak niszczenie skał, ich transport przez wiatr, lodowce, grunt lub wody gruntowe, akumulacja opadów (na zewnątrz skorupy ziemskiej) lub ruch skorupy ziemskiej, trzęsienia ziemi, wulkaniczne erupcje (wewnętrzne). Geologia historyczna zajmuje się badaniem sekwencji procesów geologicznych w przeszłości.

pochodzenie nazwy

Pierwotnie słowo „geologia” było przeciwieństwem słowa „teologia”. Nauka o życiu duchowym przeciwstawiała się nauce o prawach i regułach ziemskiej egzystencji. W tym kontekście słowa tego użył biskup R. de Bury w swojej książce Philobiblon (Miłość do ksiąg), która została opublikowana w 1473 r. w Kolonii. Słowo to pochodzi od greckiego γῆ oznaczającego „Ziemię” i λόγος oznaczającego „nauczanie”.

Opinie na temat pierwszego użycia słowa „geologia” we współczesnym znaczeniu są podzielone. Według niektórych źródeł, w tym TSB, terminu tego po raz pierwszy użył norweski naukowiec Mikkel Pedersøn Escholt (M.P. Escholt, 1600-1699) w swojej książce Geologica Norvegica (1657). Według innych źródeł, słowo „geologia” zostało po raz pierwszy użyte przez Ulisse Aldrovandi w 1603 r., Następnie przez Jeana André Deluca w 1778 r., A termin ten ustalił Horace Benedict de Saussure w 1779 r.

Historycznie używano również terminu geognozja (lub geognostyka). Tę nazwę nauki o minerałach, rudach i skałach zaproponowali niemieccy geolodzy G. Füchsel (w 1761 r.) i A. G. Werner (w 1780 r.). Twórcy tego terminu oznaczali przez nich praktyczne obszary geologii, które badały obiekty widoczne na powierzchni, w przeciwieństwie do ówczesnej geologii czysto teoretycznej, która zajmowała się powstaniem i historią Ziemi, jej skorupą i Struktura wewnętrzna. Termin ten był używany w literaturze specjalistycznej w XVIII i na początku XIX wieku, ale zaczął wychodzić z użycia w drugiej połowie XIX wieku. W Rosji termin ten zachował się do końca XIX wieku w tytułach tytułu i stopnia naukowego „Doktor Mineralogii i Geognozji” oraz „Profesor Mineralogii i Geognozji”.

Działy geologii

Dyscypliny geologiczne działają we wszystkich trzech kierunkach geologii i nie ma dokładnego podziału na grupy. Na styku geologii z innymi dziedzinami wiedzy pojawiają się nowe dyscypliny. TSB podaje następującą klasyfikację: nauki o skorupie ziemskiej, nauki o współczesnych procesach geologicznych, nauki o historycznym przebiegu procesów geologicznych, dyscypliny stosowane i geologia regionalna.

Minerały powstają w wyniku naturalnych procesów fizycznych i chemicznych i mają określony skład chemiczny oraz właściwości fizyczne.

Nauka o ziemi:

• Mineralogia jest działem geologii zajmującym się badaniem minerałów, zagadnieniami ich genezy i kwalifikacji. Badanie skał powstałych w procesach związanych z atmosferą, biosferą i hydrosferą Ziemi zajmuje się litologią. Skały te nie są dokładnie nazywane skałami osadowymi. Skały wiecznej zmarzliny nabierają wielu charakterystyczne właściwości i cechy badane przez geokryologię.
• Petrografia jest działem geologii zajmującym się badaniem skał magmowych i metamorficznych głównie od strony opisowej - ich genezy, składu, cech fakturalnych i strukturalnych, a także klasyfikacji.
• Geologia strukturalna - dział geologii zajmujący się badaniem form występowania ciał geologicznych i zaburzeń w skorupie ziemskiej.
• Krystalografia - pierwotnie jedna z dziedzin mineralogii, obecnie bardziej dyscyplina fizyczna.

Nauki o współczesnych procesach geologicznych (geologia dynamiczna):

• Tektonika to dział geologii zajmujący się badaniem ruchu skorupy ziemskiej (geotektonika, neotektonika i tektonika eksperymentalna).
• Wulkanologia jest gałęzią geologii, która bada wulkanizm.
• Sejsmologia jest gałęzią geologii, która bada procesy geologiczne podczas trzęsień ziemi, strefy sejsmiczne.
• Geokryologia to dział geologii zajmujący się badaniem skał wiecznej zmarzliny.
• Petrologia to dział geologii zajmujący się badaniem genezy i warunków powstania skał magmowych i metamorficznych.

Nauki o historycznym przebiegu procesów geologicznych (geologia historyczna):

• Geologia historyczna - gałąź geologii zajmująca się badaniem danych sekwencyjnych główne wydarzenia w historii ziemi. Wszystkie nauki geologiczne, w mniejszym lub większym stopniu, mają charakter historyczny, rozważają istniejące formacje w aspekcie historycznym i zajmują się przede wszystkim wyjaśnieniem historii powstawania współczesnych struktur. Historia Ziemi dzieli się na dwa główne etapy – eony, według wyglądu organizmów z częściami stałymi, pozostawiającymi ślady w skałach osadowych i pozwalającymi, według danych paleontologicznych, określić względny wiek geologiczny. Wraz z pojawieniem się skamielin na Ziemi rozpoczął się fanerozoik – czas życia otwartego, a wcześniej kryptotoza czyli prekambr – czas życia ukrytego. Geologia prekambryjska wyróżnia się jako dyscyplina szczególna, gdyż zajmuje się badaniem specyficznych, często silnie i wielokrotnie metamorfizowanych kompleksów oraz posiada specjalne metody badawcze.
• Paleontologia bada dawne formy życia i zajmuje się opisem szczątków kopalnych oraz śladów żywotnej aktywności organizmów.
• Stratygrafia jest nauką zajmującą się określaniem względnego wieku geologicznego skał osadowych, podziałem warstw skalnych oraz korelacją różnych formacji geologicznych. Jednym z głównych źródeł danych dla stratygrafii są definicje paleontologiczne.

Stosowane dyscypliny:

• Geologia mineralna zajmuje się badaniem typów złóż, metod ich poszukiwania i eksploracji. Dzieli się na geologię ropy i gazu, geologię węgla, metalogenezę.
• Hydrogeologia to dział geologii zajmujący się badaniem wód podziemnych.
• Geologia inżynierska jest gałęzią geologii, która bada interakcje między środowiskiem geologicznym a konstrukcjami inżynierskimi.

Poniżej pozostałe działy geologii, stojące głównie na styku z innymi naukami:

• Geochemia - dział geologii zajmujący się badaniem składu chemicznego Ziemi, procesów, które się skupiają i rozpraszają pierwiastki chemiczne w różne pola Ziemia.
• Geofizyka to dział geologii badający właściwości fizyczne Ziemi, który obejmuje również zestaw metod eksploracyjnych: grawitacyjnych, sejsmicznych, magnetycznych, elektrycznych, różne modyfikacje itp.
• Geobarotermometria to nauka, która bada zestaw metod określania ciśnienia i temperatur powstawania minerałów i skał.
• Geologia mikrostrukturalna to dział geologii zajmujący się badaniem deformacji skał na poziomie mikro, w skali ziaren minerałów i agregatów.
• Geodynamika to nauka zajmująca się badaniem procesów o skali najbardziej planetarnej w wyniku ewolucji Ziemi. Bada związek procesów zachodzących w jądrze, płaszczu i skorupie ziemskiej.
• Geochronologia to dział geologii, który określa wiek skał i minerałów.
• Litologia (petrografia skał osadowych) to dział geologii zajmujący się badaniem skał osadowych.

Badaniami Układu Słonecznego zajmują się następujące działy geologii: kosmochemia, kosmologia, geologia kosmiczna i planetologia.

Podstawowe zasady geologii

Geologia jest nauką historyczną, a jej najważniejszym zadaniem jest ustalanie kolejności zdarzeń geologicznych. Aby wykonać to zadanie, od czasów starożytnych opracowano szereg prostych i intuicyjnych znaków zależności czasowych skał.

Relacje natrętne są reprezentowane przez kontakty między natrętnymi skałami a otaczającymi je warstwami. Odkrycie śladów takich związków (strefy twardnienia, groble itp.) jednoznacznie wskazuje, że intruzja powstała później niż skały macierzyste.

Relacje seksualne pozwalają również określić względny wiek. Jeśli uskok rozdziera skały, to powstał później niż oni.

Ksenolity i klasty wchodzą do skał odpowiednio w wyniku zniszczenia ich źródła, odpowiednio, powstały wcześniej niż skały macierzyste i mogą być wykorzystane do określenia względnego wieku.

Zasada aktualności postuluje, że siły geologiczne działające w naszych czasach działały podobnie w dawnych czasach. James Hutton sformułował zasadę aktualizmu frazą „Teraźniejszość jest kluczem do przeszłości”.

Oświadczenie nie jest całkowicie dokładne. Pojęcie „siły” nie jest pojęciem geologicznym, ale fizycznym, które ma pośredni związek z geologią. Bardziej poprawne jest mówienie o procesach geologicznych. Identyfikacja sił towarzyszących tym procesom mogłaby być głównym zadaniem geologii, a tak niestety nie jest.

„Zasada aktualności” (lub metoda aktualizacji) jest synonimem metody „analogii”. Ale metoda analogii nie jest metodą dowodzenia, jest metodą formułowania hipotez, a co za tym idzie, wszystkie prawidłowości otrzymane metodą aktualizmu musiałyby przejść procedurę dowodzenia ich obiektywności.

Obecnie zasada aktualizmu stała się hamulcem rozwoju idei procesów geologicznych.

Zasada pierwotnej horyzontalności mówi, że formujące się osady morskie osadzają się poziomo.

Zasada superpozycji polega na tym, że skały znajdujące się w obrębie występowania niezaburzonego fałdami i uskokami następują w kolejności ich powstawania, skały leżące wyżej są młodsze, a niżej w przekroju starsze.

Zasada ostatecznej sukcesji zakłada, że ​​te same organizmy występują w oceanie w tym samym czasie. Wynika z tego, że paleontolog, po ustaleniu zestawu szczątków kopalnych w skale, może znaleźć jednocześnie uformowane skały.

Historia geologii

Pierwsze obserwacje geologiczne związane są z geologią dynamiczną - są to informacje o trzęsieniach ziemi, erupcjach wulkanów, erozji gór, przesunięciach linii brzegowych. Podobne stwierdzenia znajdują się w pracach takich naukowców jak Pitagoras, Arystoteles, Pliniusz Starszy, Strabon. Badania materiałów fizycznych (minerałów) ziemi datuje się co najmniej wstecz starożytna Grecja kiedy Teofrasta (372-287 pne) napisał dzieło „Peri Lithon” („Na kamieniach”). W okresie rzymskim Pliniusz Starszy szczegółowo opisał wiele minerałów i metali oraz ich praktyczne zastosowanie, a także poprawnie określił pochodzenie bursztynu.

Opisy minerałów i próby klasyfikacji ciał geologicznych znajdują się w Al-Biruni i Ibn Sina (Avicenna) w X-XI wieku. Pisma Al-Biruniego zawierają wczesny opis geologii Indii, sugerujący, że subkontynent indyjski był kiedyś morzem. zasugerował Awicenna szczegółowe wyjaśnienie formacje górskie, pochodzenie trzęsień ziemi i inne tematy, które są kluczowe dla współczesnej geologii i które zawierają niezbędne podstawy dalszy rozwój nauki ścisłe. Niektórzy współcześni uczeni, tacy jak Fielding H. Garrison, uważają, że współczesna geologia rozpoczęła się w średniowiecznym świecie islamu.

W Chinach encyklopedysta Shen Kuo (1031-1095) sformułował hipotezę dotyczącą procesu formowania się ziemi: na podstawie obserwacji skamielin pancerzy zwierząt w warstwie geologicznej w górach oddalonych o setki kilometrów od oceanu doszedł do wniosku, że ziemia powstała w wyniku erozji górskiej i osadzania się mułu.

W okresie renesansu badania geologiczne prowadzili naukowcy Leonardo da Vinci i Girolamo Fracastoro. Najpierw zasugerowali, że skamieniałe muszle są szczątkami wymarłych organizmów, a także, że historia Ziemi jest dłuższa niż przedstawienia biblijne. Niels Stensen dokonał analizy przekroju geologicznego Toskanii, wyjaśnił kolejność zdarzeń geologicznych. Przypisuje się mu trzy definiujące zasady stratygrafii: zasadę superpozycji (ang.), zasadę pierwotnej poziomości warstw (ang.) oraz zasadę kolejności formowania się ciał geologicznych (ang.).

Na przełomie XVII i XVIII wieku pojawiła się ogólna teoria Ziemi, którą nazwano diluwianizmem. Według ówczesnych naukowców skały osadowe i znajdujące się w nich skamieniałości powstały w wyniku globalnej powodzi. Poglądy te podzielali Robert Hooke (1688), John Ray (1692), Joanne Woodward (1695), I. Ya. Scheikzer (1708) i inni.

W drugiej połowie XVIII wieku gwałtownie wzrosło zapotrzebowanie na minerały, co skłoniło do badań podłoża, w szczególności nagromadzenia materiału faktograficznego, opisu właściwości skał i warunków ich występowania oraz rozwój technik obserwacji. W 1785 roku James Hutton przedłożył Towarzystwu Królewskiemu w Edynburgu artykuł zatytułowany Teoria Ziemi. W tym artykule wyjaśnił swoją teorię, że Ziemia musi być znacznie starsza niż wcześniej sądzono, aby dać wystarczająco dużo czasu na erozję gór i osady na utworzenie nowych skał na dnie morskim, które z kolei zostały podniesione stać się suchym lądem. W 1795 roku Hutton opublikował dwutomową pracę opisującą te idee (t. 1, t. 2). James Hutton jest często uważany za pierwszego współczesnego geologa. Zwolennicy Huttona byli znani jako plutoniści, ponieważ wierzyli, że pewne skały (bazalt i granit) powstały w wyniku aktywności wulkanicznej i były wynikiem osadzania się lawy z wulkanu. Inny punkt widzenia prezentowali neptuniści, na czele z Abrahamem Wernerem, którzy wierzyli, że wszystkie skały osiadły z wielkiego oceanu, którego poziom stopniowo obniżał się w czasie, i wyjaśniali aktywność wulkaniczną podziemnym spalaniem węgla. W tym samym czasie prace geologiczne Łomonosowa „Słowo o narodzinach metali z trzęsienia ziemi” (1757) i „O warstwach ziemi” (1763) ujrzały światło w Rosji, w których rozpoznał wpływ zarówno zewnętrznych, jak i wewnętrznych sił na rozwój Ziemi.

William Smith (1769-1839) narysował niektóre z pierwszych map geologicznych i rozpoczął proces porządkowania warstw skalnych, badając zawarte w nich skamieliny. Smith sporządził „skalę formacji osadowych Anglii”. Prace nad rozdzieleniem warstw kontynuowali naukowcy Georges Cuvier i A. Brongniard. W 1822 r. wyodrębniono system karbonu i kredy, co zapoczątkowało systematykę stratygraficzną. Główne podziały współczesnej skali stratygraficznej zostały oficjalnie przyjęte w 1881 roku w Bolonii na II Międzynarodowym Kongresie Geologicznym. Pierwszymi mapami geologicznymi w Rosji były prace D. Lebiediewa i M. Iwanowa (mapa wschodniej Transbaikalii, 1789-1794), N. I. Kokszarowa (europejska Rosja, 1840), G. P. Gelmersena („Ogólna mapa formacji górskich europejskiej Rosji” , 1841). Utwory syluru, dewonu, karbonu dolnego, liasu i trzeciorzędu zostały już zaznaczone na mapach Kokszarowa.

Jednocześnie metodologiczne podstawy takiego podziału były wciąż dopracowywane w ramach kilku teorii. J. Cuvier rozwinął teorię katastrof, która głosi, że cechy Ziemi kształtują się w jednym zdarzeniu katastroficznym i pozostają niezmienione w przyszłości. L. Buch tłumaczył ruchy skorupy ziemskiej wulkanizmem (teorią „kraterów wypiętrzonych”), L. Elie de Beaumont wiązał przemieszczenie warstw z kompresją skorupy ziemskiej podczas ochładzania centralnego jądra. W 1830 roku Charles Lyell po raz pierwszy opublikował swoją słynną książkę Podstawy geologii. Książka, która wpłynęła na idee Karola Darwina, z powodzeniem przyczyniła się do rozpowszechnienia aktualizmu. Teoria ta głosi, że powolne procesy geologiczne miały miejsce w całej historii Ziemi i nadal zachodzą. Chociaż Hutton wierzył w aktalizm, pomysł ten nie był wówczas powszechnie akceptowany.

Przez większą część XIX wieku geologia obracała się wokół pytania o dokładny wiek ziemi. Szacunki wahały się od 100 000 do kilku miliardów lat. Na początku XX wieku datowanie radiometryczne umożliwiło określenie wieku Ziemi, szacowanego na dwa miliardy lat. Uświadomienie sobie tego ogromnego okresu czasu otworzyło drzwi do nowych teorii na temat procesów, które ukształtowały planetę. Najważniejszym osiągnięciem geologii XX wieku było opracowanie w 1960 roku teorii tektoniki płyt i udoskonalenie wieku planety. Teoria tektoniki płyt wyrosła z dwóch odrębnych obserwacji geologicznych: rozprzestrzeniania się dna morskiego i dryfu kontynentów. Teoria ta zrewolucjonizowała nauki o Ziemi. Obecnie wiadomo, że wiek Ziemi wynosi około 4,5 miliarda lat.

Pod koniec XIX wieku potrzeby gospodarcze krajów w stosunku do podłoża doprowadziły do ​​zmiany statusu nauki. Pojawiło się wiele służb geologicznych, w szczególności US Geological Survey (1879) i Rosyjski Komitet Geologiczny (1882). Wprowadzono szkolenie geologów.

Aby rozbudzić zainteresowanie geologią, Organizacja Narodów Zjednoczonych ogłosiła rok 2008 „Międzynarodowym Rokiem Planety Ziemi”.

(Odwiedzono 51 razy, 1 wizyty dzisiaj)

Geologia zajmuje się badaniem składu materiałowego, struktury skorupy ziemskiej, procesów i historii. Geologia łączy w sobie wiele nauk, w tym: mineralogię, geologię minerałów, geofizykę, geochemię, petrografię, geodynamikę, paleontologię, wulkanologię, tektonikę, stratygrafię i wiele innych. Nauka ta obejmuje również badanie organizmów zamieszkujących naszą planetę. Ważną częścią geologii jest badanie zmian struktury, procesów, organizmów i elementów Ziemi w czasie. Osoby studiujące geologię nazywane są geologami.

Czym zajmują się geolodzy?

Geolodzy pracują nad lepszym zrozumieniem historii naszej planety. Im lepiej znamy historię Ziemi, tym dokładniej możemy określić, jak wydarzenia i procesy z przeszłości mogą wpłynąć na przyszłość. Oto kilka przykładów:

• Geolodzy badają procesy zachodzące na Ziemi, takie jak osunięcia ziemi, trzęsienia ziemi, powodzie, erupcje wulkanów itp., które mogą być niebezpieczne dla ludzi.
• Geolodzy badają Ziemię, z której wiele jest używanych przez ludzkość na co dzień.
• Geolodzy badają historię ziemi. Dziś jesteśmy zaniepokojeni, a wielu geologów pracuje nad poznaniem warunków klimatycznych Ziemi w przeszłości i ich zmian w czasie. Te informacje historyczne pozwalają nam zrozumieć, jak zmienia się nasz obecny klimat i jakie mogą być konsekwencje tych zmian dla ludzkości.

Co studiuje geologia?

Głównym przedmiotem badań geologii jest skorupa ziemska, a także procesy geologiczne i historia ziemi:

Minerały

Minerał jest naturalny związek chemiczny, zwykle pochodzenia krystalicznego i abiogennego (nieorganicznego). Minerał ma jeden określony skład chemiczny, podczas gdy skała może być zbiorem różnych minerałów lub mineraloidów. Nauka o minerałach nazywa się mineralogią.

Istnieje ponad 5300 znanych rodzajów minerałów. Minerały krzemianowe stanowią ponad 90% skorupy ziemskiej. Krzem i tlen tworzą około 75% skorupy ziemskiej, co jest bezpośrednio związane z przewagą minerałów krzemianowych.

Minerały różnią się właściwościami chemicznymi i fizycznymi. Różnice w składzie chemicznym i strukturze krystalicznej pozwalają na rozpoznanie gatunków, które zostały zdeterminowane przez środowisko geologiczne minerału podczas ich powstawania. Wahania temperatury, ciśnienia czy składu objętościowego górotworu powodują zmiany w minerałach.

Minerały można opisać różnymi właściwości fizyczne, które są związane z ich budową chemiczną i składem. Typowe cechy to struktura krystaliczna, twardość, połysk, kolor, smugi, wytrzymałość, rozszczepianie, pękanie, waga, magnetyzm, smak, zapach, radioaktywność, reakcja na kwas itp.

Minerały o wyjątkowej urodzie i trwałości nazywane są kamieniami szlachetnymi.

Skały

Skały to stałe mieszaniny co najmniej jednego minerału. Podczas gdy minerały mają kryształy i wzory chemiczne, skały charakteryzują się teksturą i składem mineralnym. Na tej podstawie skały dzieli się na trzy grupy: skały magmowe (powstałe w wyniku stopniowego ochładzania magmy), skały metamorficzne (powstają, gdy zmieniają się skały magmowe i osadowe) oraz skały osadowe (powstałe, gdy niskie temperatury i ciśnienie po przeliczeniu opadów morskich i kontynentalnych). Te trzy podstawowe typy skał biorą udział w procesie zwanym cyklem skalnym, który opisuje żmudne przejścia, zarówno nad, jak i pod ziemią, z jednego rodzaju skały do ​​drugiego w długich okresach czasu geologicznego.

Skały są ważnymi ekonomicznie minerałami. Węgiel to kamień, który służy jako źródło energii. W budownictwie stosuje się inne rodzaje skał, w tym kamień, tłuczeń itp. Jeszcze inne są potrzebne do wykonania narzędzi, od kamiennych noży naszych przodków po kredę używaną przez dzisiejszych artystów.

skamieniałości

Skamieliny to ślady żywych istot, które istnieją od bardzo dawna. Mogą przedstawiać odciski ciał, a nawet produkty przemiany materii organizmów. Skamieniałości obejmują również ślady stóp, nory, gniazda i inne znaki pośrednie. Skamieniałości są wyraźnym dowodem wczesnego życia na Ziemi. Geolodzy sporządzili zapisy życia w starożytności, sięgające setek milionów lat wstecz.

Mają one znaczenie praktyczne, ponieważ zmieniają się w czasie geologicznym. Zapis kopalny służy do identyfikacji skał. Geologiczna skala czasu opiera się prawie wyłącznie na skamielinach i jest uzupełniana innymi metodami datowania. Dzięki niemu możemy śmiało porównywać skały osadowe z całego świata. Skamieniałości są również cennymi eksponatami muzealnymi i kolekcjonerskimi.

Ukształtowania terenu, struktury geologiczne i mapy

Formy w całej swej różnorodności są wynikiem cyrkulacji skał. Powstały w wyniku erozji i innych procesów. Formy terenu dostarczają informacji o tym, jak skorupa ziemska powstawała i zmieniała się w przeszłości geologicznej, na przykład podczas epoki lodowcowej.

Struktura jest ważną częścią badania wychodni skalnych. Większość części skorupy ziemskiej jest zdeformowana, wygięta i do pewnego stopnia zniekształcona. Świadczą o tym geologiczne dowody – węzły, uskoki, tekstury i niekonsekwencje skał pomagają w ocenie struktur geologicznych, a także w pomiarach zboczy i orientacji skał. Budowa geologiczna podłoża jest ważna dla zaopatrzenia w wodę.

Mapy geologiczne to wydajna baza informacji geologicznych o skałach, topografii i budowie.

Procesy geologiczne i zagrożenia

Procesy geologiczne prowadzą do krążenia skał, powstawania struktur i form terenu, a także skamielin. Obejmują one erozję, sedymentację, fosylizację, uskoki, wypiętrzenie, metamorfizm i wulkanizm.

Zagrożenia geologiczne są potężnym przejawem procesów geologicznych. Osuwiska, erupcje wulkanów, trzęsienia ziemi, tsunami, zmiana klimatu, powodzie i wpływ przestrzeni kosmicznej to główne przykłady zagrożeń. Zrozumienie podstawowych procesów geologicznych może pomóc ludzkości zmniejszyć szkody spowodowane katastrofami geologicznymi.

Tektonika i historia Ziemi

Ruch płytowy w San Andreas

Tektonika to działalność geologiczna na największą skalę. Gdy geolodzy sporządzali mapy skał i badali cechy i procesy geologiczne, zaczęli zadawać pytania dotyczące tektoniki — cyklu życia pasm górskich i łańcuchów wulkanicznych, ruchu kontynentów, podnoszenia się i opadania poziomów oraz procesów zachodzących w rdzeń i . Tektonika płyt wyjaśnia, w jaki sposób poruszają się płyty litosfery, i umożliwiła badanie naszej planety jako pojedynczej struktury.

Geologiczna historia Ziemi to historia opowiedziana przez minerały, skały, skamieniałości, ukształtowanie terenu i tektonikę. Badania kopalne w połączeniu z różne metody podać spójną ewolucyjną historię życia na Ziemi. (epoki skamieniałości) z ostatnich 542 milionów lat są dobrze przedstawione i uwypuklone jako czas obfitości. Poprzednie cztery miliardy lat to czas ogromnych zmian w atmosferze, oceanach i kontynentach.

Rola geologii

Istnieje wiele powodów, dla których geologia jest ważna dla życia i cywilizacji. Pomyśl o trzęsieniach ziemi, osunięciach ziemi, powodziach, suszach, aktywności wulkanicznej, prądach oceanicznych, rodzajach gleby, minerałach (złoto, srebro, uran) itp. Geolodzy badają wszystkie te koncepcje. Tak więc studium geologii gra ważna rola w Nowoczesne życie i cywilizacji.

Geologia jest zdefiniowana jako „ Badania naukowe pochodzenie, historia i budowa Ziemi. Prawie wszystko, czego używamy w naszym życiu, ma coś wspólnego z Ziemią. Domy, ulice, komputery, zabawki, narzędzia itp. wykonane z surowców naturalnych. Chociaż Słońce jest najważniejszym źródłem energii dla Ziemi, potrzebujemy dodatkowej energii pochodzącej ze spalania gazu ziemnego, drewna i tak dalej. Nauki geologiczne mają ogromne znaczenie dla zlokalizowania tych źródeł energii na Ziemi, a także wyjaśniają, jak wydajniej wydobywać je z wnętrzności planety, przy minimalnych kosztach ekonomicznych i najmniejszym wpływie na środowisko. są niezwykle ważne dla ludzkości, ale w wielu częściach świata brakuje słodkiej wody. Badanie geologii pomaga znaleźć źródła wody w celu zmniejszenia wpływu niedoboru wody na ludzi.

Konsekwencje katastrofalnego trzęsienia ziemi w San Francisco w USA w 1906 roku

Nauka geologii obejmuje również procesy ziemskie, które mogą mieć wpływ na cywilizację. Trzęsienie ziemi może zniszczyć tysiące istnień ludzkich w ciągu kilku minut. Ponadto tsunami, powodzie, osunięcia ziemi, susze i aktywność wulkaniczna mogą mieć ogromny wpływ na cywilizację. Geolodzy badają te procesy iw razie potrzeby zalecają podjęcie pewnych działań w celu zminimalizowania szkód w przypadku wystąpienia takich zdarzeń. Na przykład, badając wzorce powodzi w rzekach, geolodzy mogą zalecać unikanie pewnych obszarów podczas budowy nowych miast, aby zapobiec potencjalnym szkodom. Sejsmologia — gałąź geologii — chociaż jest bardzo złożoną dziedziną badań, może pomóc uratować wiele istnień ludzkich, oceniając, gdzie trzęsienie ziemi jest najbardziej prawdopodobne (zwykle wzdłuż linii uskoków geologicznych) i zalecając rodzaj technologii stosowanej do budowy budynków w tych wrażliwych miejscach obszary .

Wiele przedsiębiorstw opiera swoją działalność na informacjach otrzymanych od geologów. Złoto, diamenty, srebro, ropa naftowa, żelazo, aluminium i węgiel to surowce naturalne szeroko wykorzystywane w przemyśle. Geolodzy i nauka geologii pomagają w znajdowaniu tych i innych zasobów. Nawet prosty materiał budowlany, taki jak piasek, musi zostać znaleziony i wydobyty, a następnie użyty do budowy domów, firm, szkół itp.

W rzeczywistości geologia nie jest jeszcze powszechnie uznawana we współczesnym świecie, podobnie jak np. genetyka, chemia czy medycyna. Niemniej jednak wszyscy mieszkańcy naszej planety są uzależnieni od zasobów naturalnych znalezionych dzięki geologom i nauce geologii. Geologia jest więc niezwykle ważna i wymaga dalszego rozwoju i popularyzacji w społeczeństwie.