Основные геологические науки. Наиболее ранний раздел геотектоники. Преимущества профессии геолога

Родыгин С.А.

Геология

Лекция 1 Геология как наука, ее главнейшие отрасли, связь с другими науками. Основные этапы развития геологии

Лекция 2 Земля в мировом пространстве, ее происхождение. Состав и строение Земли

Лекция 3 Общий обзор геодинамических процессов. Экзогенные процессы. Выветривание. Геологическая деятельность ветра

Лекция 4 Геологическая деятельность текучих вод

Лекция 5 Геологическая деятельность подземных вод. Гравитационные явления. Геологическая деятельность льда

Лекция 6 Геологическая роль озёр и болот. Геологическая деятельность моря

Лекция 7 Процессы внутренней динамики (эндогенные). Землетрясения

Лекция 8 Колебательные движения земной коры

Лекция 9 Складкообразующие движения земной коры

Лекция 10 Разрывообразующие движения земной коры. Формирование рельефа

Геология как наука, ее главнейшие отрасли, связь с другими науками. Основные этапы развития геологии

Геология как наука

Краткий обзор истории развития геологических знаний

Вопросы для самопроверки

Геология как наука

Геология (греч. "гео" - Земля, "логос" - учение) - наука о Земле, ее составе, строении и развитии, о процессах, протекающих на ней, в ее воздушной, водной и каменной оболочках.

Земля состоит из нескольких оболочек, химический состав, физическое состояние и свойства которых различны. Геология изучает главным образом наружную оболочку - земную кору или литосферу (греч. "литос" - камень) в тесном сотрудничестве с другими науками - биологией, почвоведением, геофизикой, географией и т.д. При геологических исследованиях изучаются прежде всего верхние горизонты земной коры в естественных обнажениях (выходах на поверхность Земли горных пород из-под наносов) и в обнажениях искусственных - горных выработках (канавах, шурфах, шахтах, скважинах) Для исследования глубинных частей земной коры используются геофизические методы.

В настоящее время геология представляет собой совокупность многих геологических дисциплин, выделившихся из нее в результате углублённой разработки отдельных отраслей геологических знаний.

Геологическому исследованию подвергаются в основном каменные массы, слагающие земную кору, называемые горными породами. Непосредственным изучением горных пород занимается особая отрасль геологии, выделившаяся в самостоятельную дисциплину и называемая петрографией (греч. "петрос" - камень). Петрография описывает состав горных пород, их строение, условия залегания, а также их происхождение и изменения, вызываемые различными факторами.

Горные породы являются либо рыхлыми скоплениями, либо (гораздо чаще) прочно спаянными агрегатами отдельных твердых частиц (зерен), каждая из которых в отдельности представляет собой химически и физически однородное тело. Эти составные части горных пород, нередко резко отличающиеся друг от друга и являющиеся очень сложными химическими соединениями, называются минералами. Химический состав, свойства и происхождение их изучает минералогия. Физические особенности внутреннего строения вещества минералов, находящегося в твердом кристаллическом состоянии, изучает кристаллография. Данные кристаллографии, минералогии, петрографии в сочетании с выводами других геологических наук служат базой геохимии. Она устанавливает закономерности распределения, сочетания и перемещения отдельных химических элементов и их изотопов в недрах Земли и на ее поверхности. У перечисленных выше дисциплин, изучающих материальный состав Земли, есть родственная наука - почвоведение, которая рассматривает самый поверхностный слой земной коры, обладающий плодородием и называемый почвой.

К наукам, рассматривающим вещественный состав Земли, относится и учение о полезных ископаемых. Это отрасль геологии, изучающая условия образования, распространение и изменение месторождений полезных ископаемых в земной коре. Из них выделяются рудные (металлы) и нерудные (минеральные удобрения, строительные материалы, горючие ископаемые и др.). Эта отрасль имеет особенно большое практическое значение.

Под воздействием внутренних (эндогенных) сил, связанных с источниками энергии внутри Земли и внешних (экзогенных) сил, обусловленных получаемой земной поверхностью солнечной энергией, земная кора и Земля в целом непрерывно изменяются, проходя ряд последовательных стадий развития. Комплекс наук, изучающих геологические процессы, изменяющие лик Земли, объединяет динамическая геология. Она рассматривает процессы, вызывающие изменение земной коры, формирование рельефа земной поверхности и обусловливающих развитие Земли в целом. Большое разнообразие объектов исследования привело к выделению из динамической геологии таких самостоятельных дисциплин, как вулканология, сейсмогеология и геотектоника.

Вулканология изучает процессы вулканических извержений, строение, развитие и причины образования вулканов и состав продуктов, ими выбрасываемых.

Сейсмогеология - наука о геологических условиях возникновения и проявления землетрясений.

Геотектоника (тектоника) - наука, изучающая движения и деформации земной коры и особенности ее строения, возникающие в результате этих движений и деформаций.

Раздел геологии, рассматривающий закономерности размещения и сочетания различных горных пород в литосфере, определяющие ее структуру, называется структурной геологией.

Науки, изучающие внешние (экзогенные) геологические явления, происходящие в поверхностных частях земной коры в результате взаимодействия с атмосферой и гидросферой, относятся к физической географии, хотя они и связаны с динамической геологией. К числу таких наук относятся: 1 - геоморфология - наука, которая изучает образование и развитие форм рельефа; 2 - гидрология суши, исследующая водные пространства континентов Земли (реки, озера).

Земля имеет очень длительную и сложную историю развития, которая запечатлена в горных породах, последовательно возникавших в недрах Земли и на ее поверхности. Восстановление истории Земли и объяснение причин ее развития составляет предмет исторической геологии. Эта наука устанавливает связь развития органического мира с развитием всей земной коры. Специальными ее дисциплинами являются стратиграфия, палеонтология, палеогеография.

Стратиграфия устанавливает хронологическую последовательность образования горных пород земной коры, служащих главными документами прошлого. Для этой науки особое значение представляет палеонтология (греч. ??????? - ?ревний, ????? - ?ущий; организм), которая изучает окаменелости, заключенные в горных породах и являющиеся остатками некогда существовавших животных и растений. По ним палеонтологи восстанавливают растительный и животный мир, существовавший на Земле в прошлые геологические эпохи. Палеонтология на основе изучения остатков вымерших животных и растений устанавливает возраст горных пород и делает возможным сопоставление разнородных толщ осадочных образований, возникших одновременно. Геологическое летоисчисление и периодизация геологической истории основаны на данных этой науки. Она имеет также большое значение для выяснения физико-географических условий, обстановки прошлых геологических эпох, что является задачей палеогеографии. Средством для этого выяснения служат горные породы и содержащиеся в них окаменелости.

Раздел исторической геологии, изучающий историю развития Земли в последний, так называемый четвертичный период, выделяется в особую область - четвертичную геологию. Отложения, образующиеся в четвертичном периоде, как самые молодые и поверхностные, служат непосредственной основой для сельскохозяйственной и инженерной деятельности человека.

В ХХ веке особенно интенсивно стала развиваться новая наука - геофизика, применяющая физические методы изучения земной коры и земного шара в целом. Применение физических методов позволило уточнить строение глубинных недр Земли.

К важнейшим геологическим наукам, занимающимся изучением практических вопросов, относятся учение о полезных ископаемых (см. выше), гидрогеология и инженерная геология.

Гидрогеология - наука о происхождении, физических и химических свойствах, динамике и условиях залегания подземных вод, их проявлений на земной поверхности.

Инженерная геология - учение о свойствах горных пород, тех геологических явлениях, которые возникают в результате строительства и могут оказать на него влияние.

В отличие от большинства естественных наук, широко использующих в качестве основного метода исследования лабораторный опыт, геология является наукой, в которой экспериментальный метод исследований имеет ограниченное применение. Основная трудность применения эксперимента в геологии заключается в несоизмеримости масштаба времени геологических процессов с длительностью человеческой жизни. Геологические процессы, протекающие в природных условиях, длятся сотни тысяч, миллионы и миллиарды лет. Поэтому для изучения геологических процессов применяется метод актуализма (фр. "актюэль" - современный). Сущность его заключается в понимании прошлого посредством настоящего, т.е. наблюдения над современными геологическими процессами. Однако, применяя этот метод, необходимо помнить, что сама Земля, физико-географические условия на ее поверхности, а также условия в недрах, климат, состав атмосферы, соленость морей и океанов, органический мир непрерывно менялись и развивались, поэтому чем дальше от нас прошлая геологическая эпоха, тем менее полно применим для познания ее геологических условий метод актуализма.

Применение геологических знаний не ограничивается задачей поисков и разведки месторождений полезных ископаемых, хотя эта задача и является первоочередной. Большое значение геология имеет и в других отраслях народного хозяйства: в строительстве, сельском хозяйстве, здравоохранении и др. Теоретическое значение геологии - в познании строения Земли и Вселенной, развития органического мира. Геология имеет мировоззренческое, философское значение, отвечая с научных позиций на такие животрепещущие вопросы, как происхождение жизни на Земле, ход геологической истории нашей планеты не только в прошлом, но и в будущем, куда позволяет заглянуть знание закономерностей развития земной коры.

Геология – это комплекс наук о составе, строение, и истории развития земной коры и Земли в целом.

Геология:

Прямые методы - Образец горной породы, исследуются в лабораторных условиях, ставятся эксперименты, измерение; бурение земной коры. (Самое большое бурение на Кольском полуострове 80-90гг, 1500 м, 12,5км)

Косвенные методы - Изучение загрязнения атмосферы с помощью растений, изучение атмосферного воздуха, рентген,

Объект геологии - является твердая оболочка земли «литосфера» - камень.

Предмет геологии – система геологических процессов в литосфере.

Методы изучения геологии:

Геохимические – изучение горных пород с помощью химического анализа (макроскопические)

Геофизические – изучение структур нашей планеты по средством физических параметров.

Палеонтологические – изучение относительного возраста осадочных толщ земной коры.

Аэрокосмические

Компьютерное моделирование и другие информационные методы

Метод актуализма ил метод мышления.

Суть метода мышления : в сходных условиях геологические процессы идут сходным процессом. Поэтому, изучая современные процессы можно судить о том, как шли аналогические процессы в далеком прошлом. Современные процессы можно наблюдать в природе (извержение вулканов, либо создавать искусственные, подвергая образцы горных пород давлению высоких температур и давлению). Однако геологическая и географическая обстановка на историческом пути менялась необратимо и мы не всегда можем иметь полностью объективное представление о тех условиях, которые были на нашей планете в прошлом. Поэтому чем древнее изучение толщи, тем ограниченнее применения метода актуальности.

Структура и состав геологической науки.

Структура геологической науки:

Описательная (статистические)

Динамическая (динамические)

Исторические (ретроспективные)

Состав геологической науки:

Геофизика - комплекс наук, исследующих физическими методами строение Земли, ее физические свойства и процессы, происходящих в ее оболочках.

Геохимия - наука, изучающая химический состав Земли, распространенность в ней химических элементов и их изотопов, закономерность распределения химических элементов в различных геосферах, законы поведения, сочетание и миграции элементов в природных процессах.

Геодинамика – отрасль геологии, изучающая силы и процессы в коре, мантии и ядре Земли, обуславливающие глубинные и поверхностные массы во времени и пространстве.

Тектоника - отрасль геологии, изучающая развития структур земной коры, ее изменения под влиянием тектонических движений и деформации, связанных с развитием Земли в целом.

Минералогия – наука о минералах, их составе, свойствах, особенностях и закономерностях физического строения, условиях образования, нахождения и изучения в природе.

Петрография (петрология) – наука о горных породах их минералогическом составе, химическом составе, структуре и текстуре условиях залегания закономерностях распространения, происхождения и изучения в земной коре и на ее поверхности.

Литология – наука об осадочных горных породах и современных осадках, их вещественном составе, строении, закономерностях в условиях образования и изменения.

Палеонтология – наука о вымерших живых организмах, сохранившихся в виде ископаемых остатков, отпечатков и следов жизнедеятельности, о смене их и пространстве и времени, обо всех доступных изучению проявления в жизни в геологическом прошлом.

Гидрогеология – наука о подземных водах, изучающая их состав, свойства, происхождение закономерности распространения и движения, а так же взаимодействия с горными породами.

Инженерная геология – процессы и явления, свойства грунтов, на которых возводятся инженерные сооружения.

Геокриология – наука, изучающая состав и строение, свойства, происхождения распространения и историю развития мерзлых толщ в земной коре, а также процессы, связанные с их промерзанием и оттаиванием.

Место геологии в системе естественных наук.

В ряду наук естественноисторических геология занимает видное и тесно с другими естественноисторическими науками связанное положение. При изучении минеральных изменений Земли геология соприкасается с химией, физикой, минералогией и даже астрономией, в особенности при разборе вопроса о происхождении Земли. При изучении ископаемых организованных остатков геология вступает в тесные соотношения с ботаникой и зоологией. При изучении бывших изменений на земной поверхности она вступает в тесную связь с физической географией, и, изучая современные геологические явления, она не столько интересуется причинностью их, сколько теми результатами, которые оставляют эти явления на земной поверхности. Геология не только в область естественных наук, но и в обширную область человеческих знаний внесла новый элемент. Минералог, ботаник или зоолог, изучая готовые продукты природы, т. е. минерал, растение или животное, может относиться безразлично к тому времени, когда появился на Земле этот продукт природы. Но геолог открывает возможность при последовательном разборе памятников жизни Земли отмечать те страницы, на которых более или менее отчетливо запечатлено нахождение данного минерала или организма. Проследить за его пребыванием на земной поверхности можно на следующих страницах памятников жизни Земли и, наконец, можно отметить момент, когда данный организм или совершенно исчезает с лица Земли, или заменяется новым.

Геология ввела в науки новый элемент - время, который дает возможность обнять более широким духовным взором экономию природы и показать, как длинен и последователен был путь, которым выработалась окружающая нас природа. Здесь, конечно, можно провести параллель с науками гуманитарными, для которых история человечества составляет такой же краеугольный камень, какой геология - для наук естественноисторических. Геология, кроме того, доставила массу материала, совершенно нового с точки зрения классификации. Для примера можно взять зоологию. Долгое время однокопытные животные состояли совершенно изолированными среди других млекопитающих, и генетическая связь их являлась, таким образом, утерянной. Только благодаря геологическим находкам можно было с достаточной наглядностью и последовательностью доказать, что однокопытные животные тесно генетически связаны с другими непарнопалыми, в современной своей организации, представляющими так мало общего с однокопытными. Если принять во внимание, какую массу ископаемых организмов, как водных, так и наземных, уже исчезнувших с лица Земли, открыла геология, и если обратить внимание на так называемые эмбриональные и сборные типы, то сделается вполне понятным, что этой науке обязана ботаника и зоология современными своими классификациями.

При разборе новейших страниц жизни Земли геология соприкасается и с историей человечества. При выработке торфа из болот Дании уже давно извлекались изделия, приготовленные из камня грубой или более или менее совершенной обивкой, изделия из бронзы и железа. Последовательный геологический разбор наслоения торфа обнаружил, что эти остатки распределены в нем с известной последовательностью: каменные изделия распределены в нижних слоях, бронзовые - в средних и железные - в верхних. Это и подало повод установить в ходе культуры доисторического человека Западной Европы века: каменный, бронзовый и железный. Но этим не удовольствовались и попробовали при помощи остатков растений в торфе восстановить природу того времени. Оказалось, что господствующей древесной породой времени жизни человека каменного века были сосна, бронзового - дуб и железного - бук. Такое вертикальное распределение древесной растительности дает возможность из сравнения с современным распределением на Земле растений прийти к заключению, что со времени жизни на Земле человека каменного века произошли значительные климатические изменения и что в то время в Дании климат был значительно суровее, чем ныне. О Дании известно из древних римских известий: постоянно там упоминается как господствующая древесная порода - бук; следовательно, еще римляне застали в этой стране бук; a когда здесь были леса дубовые или им предшествующие сосновые - это теряется во временах глубокой древности, конечно, не только не захваченной историей человеческой, но и задолго до времени эпоса. Наконец, находки еще более древних остатков человека - современника мамонта и сибирского носорога - должны теряться в еще более отдаленных от нас временах.

Строение Земли и картина природы в представлении мыслителей древности.

Основные этапы развития геологических знаний.

Истоки геологических знаний относятся к глубокой древности и связаны с первыми сведениями о горных породах, минералах и рудах. Еще в древности умение находить, добывать и использовать ценные материалы в земной коре, в том числе различные металлы чрезвычайно высоко ценилось. Таким образом, первоначальные геологические сведения, полученные людьми, были теснейшим образом взаимосвязаны с процессом использованием земной коры.

Древние греческие мыслители: Фалес Милетский , Ксенофан Колофонский , Гераклит Эфесский , Аристотель , Теофраст (или Феофраст , или Тиртамос , или Тиртам ) за сотни лет до начала новой эры в своих сочинениях пытались объяснить земные процессы реальными процессами.

Гераклит Эфесский (530-470 до н.э.) утверждал, что мир вечен, что он непрерывно изменяется и в нем процессы созидания периодическими сменяются процессами разрушения.

Аристотель (384-322 до н.э.) обратил внимание на окаменелости как на остатки исчезнувших организмов. Уже в древней Греции наметились 2 основных толкования природы геологических явлений позже получивших название плутонизм и нептунизм.

Плиний Старший (23-79 н.э.) в древнем Риме написал около 70 книг в значительной части которых в той или иной мере раскрывал начало истории Земли.

Абу Али Хусейн ибн Абдаллах ибн Сина Абу , илиАвиценна (980-1037) в своем энциклопедическом сочинении Китаб аль-Шифа (книга исцеления души) он изложил весьма передовые средневековые взгляды. По его мнению горы и долины произошли как в результате действия внутренних сил земли в частности сильных землетрясений, так и под, воздействием внешних причин, воды и ветра. Он считал, что мир вечен.

В 15веке широкую известность получили труды итальянского художника и ученого Леонардо Давинчи (1452-1519). Он полагал, что очертание суши и океанов начали изменяться далеком прошлом, что этот процесс происходит медленно этот, процесс постоянен, и является праобразом библейской легенде о Всемирном потопе, утверждал, что Земля существует гораздо дольше, чем сказано в священном писании.

Сам термин геология ввел норвежский ученый Эшольт М.П. в 1657г.

Самостоятельно ветвь естественной геологии выделилась в 18в. - начало 19века. Это связанно с деятельностью: Уильям Смит, Абраам Готлоб Вернер, Джеймс Хаттон, Чарлз Лайелл или Лайель, Михаил Васильевич Ломоносов, Василий Михайлович Севергин .

Уильям Смит (1769-1839) английский инженер, один из основоположников биостратиграфии, работая по строительным каналам установил что возраст осадочно-горных пород по заключенным в них остаткам ископаемых организмов. Составил первую геологическую карту Англии с распределением горных пород по их возрасту.

Биостратиграфия – это раздел стратиграфии, изучающий распределение в осадочных отложениях ископаемых остатков организмов с целью выяснения относительного возраста этих отложений.

Абраам Готлоб Вернер (1749-1817) немецкий геолог и минералог, основатель немецкой научной школы минералогии. Разработал классификацию горных пород и минералов. Основатель нептунизма.

Нептунизм – это геологическая концепция (к 18 – началу 19 вв.), основанная на представлениях о происхождении всех горных пород из вод мирового океана.

Джеймс Хаттон (1726-1797) шотландский геолог представлял геологическую историю Земли, как разрушение и возникновение (одних континентов в другие). Указал на сходство современных и древних геологических процессов. Основоположник плутонизма.

Плутонизм – это геологическая концепция (к 18 – началу 19 вв.), о ведущей роли в геологическом прошлом внутренних сил Земли вызывающих вулканизм, землетрясения, тектонические движения.

Чарлз Лайелл или Лайель (1797-1875) английский естествоиспытатель, один из основоположников актуализма и эволюционизмов в геологии. В своих главных трудах под названием «Основы геологии в противовес теории катастроф» развил учение о медном и непрерывном изменении поверхности Земли под влиянием поставленных геологических факторов.

Михаил Васильевич Ломоносов (1711-1765) первый ученый естествоиспытатель мирового значения. Открыл атмосферу на Венере, описал строение Земли, объяснил происхождение многих полезных ископаемых и минералов, опубликовал руководство по металлургии. Металлургически рассматривал все явления природы.

Василий Михайлович Севергин (1765-1826) русский минералог и химик. Один из основоположников русской минералогической школы. Автор обширных сведений о минералогии. Ввел понятие о парагенезисе минералов. Автор трудов по химической технологии, также разрабатывал русскую научную терминологию.

Владимир Иванович Вернадский (1863-1945) русский естествоиспытатель, мыслитель и общественный деятель. Основоположник целого комплекса современной наук о Земле. Геохимия, биогеохимия, радиогеология, гидрогеология и др. Ввел существенный вклад в минералогию и кристаллографию. Он разработал генетическую минералогию, установил связь между формой кристаллических минералов, его химическим составом, генезисом и условиями образования. Сформулировал основные идеи и проблемы геохимии. С 1907 он вел геологические исследования радиогеологии. 1916-1940гг. он сформулировал главные принципы и проблемы биогеохимии, также создал учение о биосфере и ее эволюции, им были. Им были схематично очерчены главные тенденции в эволюции биосферы:

экспансия жизни на поверхности Земли усиление ее преобразующего влияния на абиотическую среду.

возрастание масштабов и интенсивности биогенных миграций атомов. Появление качественных геохимических функций живого вещества, завоевание жизнью новых минералогических и энергетических ресурсов.

переход биосферы в ноосферу

Ноосфера – новая эволюционное состояние биосферы, при котором разумная деятельность человека, становиться решающим фактором ее развития.

Качественный скачек в истории геологии, а именно превращение ее в комплекс наук, (на рубеже 19-20 вв.). Он связан с ведением физико-химических и математических методов исследования.

Современный этап развития геологии связан с ведением в геологии информационных методов исследования (геологические базы данных, комплексные моделирование), а также с появлением современной технических средств позволяющих глубже и шире понимать объект геологии и геологических процессов (ЭВМ, аэрокосмические средства, геофизические установки).

Строение Солнечной Системы.

В солнечную систему входят: звезда; Солнце, которое является, желтым карликом, 2 или 3 поколения; планеты, в порядке удаления от солнца: Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун. Планеты подразделяются на 2 группы: 1.Земной группы, 2.Внешней группы (планеты гиганты).

Характеристика планет земной группы.

Располагаются ближе к Солнцу, имеют небольшие размеры, высокую плотность, относительно небольшую массу, имеют несколько спутников, либо не имеют их вовсе. Если имеют атмосферу, которая состоит из тяжелых газов: оксида углерода, азота, озона, криптона, кислорода и др. их атмосфера имеет эндогенное происхождение, то есть газы атмосферы появились из недр планет в процессе их эволюции. Эти планеты в основном твердое вещество, масса – оксид кремния и различные металлы внешние оболочки (кора) в основном представленная силикатами, самые внутренние оболочки – сплавами тяжелых металлов железо никель.

Характеристика планет-гигантов

Большие размеры и масса, относительно невысокая плотность, расположены дальше от Солнца. Все она имеют большое количество спутников, имеют кольца, состоящие из пылевых частиц, кристаллов льда и больших обломков горных пород. В состав планет газовых гигантов в основном входят легкие газы,

Гипотезы происхождения Солнечной Системы и их классификация.

Первая теория образования Солнечной системы, предложенная в 1644 г. Декартом. По представлениям Декарта, Солнечная система образовалась из первичной туманности, имевшей форму диска и состоявшей из газа и пыли (монистическая теория). В 1745 г. Бюффон предложил дуалистическую теорию; согласно его версии, вещество, из которого образованы планеты, было отторгнуто от Солнца какой-то слишком близко проходившей большой кометой или другой звездой. Если бы Бюффон оказался прав, то появление такой планеты, как наша, было бы событием чрезвычайно редким. Кант исходил из эволюционного развития холодной пылевой туманности, в ходе которого сначала возникло центральное массивное тело - будущее Солнце, а потом планеты, в то время как Лаплас считал первоначальную туманность газовой и очень горячей с высокой скоростью вращения. Сжимаясь под действием силы всемирного тяготения, туманность, вследствие закона сохранения момента количества движения, вращалась все быстрее и быстрее. Из-за больших центробежных сил от него последовательно отделялись кольца. Потом они конденсировались, образуя планеты. Таким образом, согласно гипотезе Лапласа, планеты образовались раньше Солнца. Однако, несмотря на различия, общей важной особенностью является представление, что Солнечная система возникла в результате закономерного развития туманности. Поэтому и принято называть эту концепцию "гипотезой Канта-Лапласа". Наиболее знаменитая теория была выдвинута сэром Джеймсом Джинсом, известным популяризатором астрономии в годы между Первой и Второй мировыми войнами. Она полностью противоположна гипотезе Канта-Лапласа. Если последняя рисует образование планетарных систем как единственный закономерный процесс эволюции от простого к сложному, то в гипотезе Джинса образование таких систем есть дело случая. Исходная материя, из которой потом образовались планеты, была выброшена Солнца (которое к тому времени было уже достаточно "старым" и похожим на нынешнее) при случайном прохождении вблизи него некоторой звезды. Это прохождение был настолько близким, что его можно рассматривать практически как столкновение. Благодаря приливным силам со стороны налетевшей на Солнце звезды, из поверхностных слоев Солнца выброшена струя газа. Эта струя останется в сфере притяжения Солнца и после того, как звезда уйдет от Солнца. Потом струя сконденсируется и даст начало планетам. Если бы гипотеза Джинса была правильной, число планетарных систем, образовавшихся за десять миллиардов лет ее эволюции, можно было пересчитать по пальцам. Но планетарных систем фактически много, следовательно, эта гипотеза несостоятельна. И ниоткуда не следует, что выброшенная из Солнца струя горячего газа может сконденсироваться в планеты. Таким образом, космологическая гипотеза Джинса оказалась несостоятельной. В основе гипотезы О.Ю. Шмидта лежит мысль об образовании планет путем объединения твердых тел и пылевых частиц. Возникшее около Солнца газопылевое облако сначала состояло на 98% из водорода и гелия. Остальные элементы конденсировались в пылевые частицы. Беспорядочное движение газа в облаке быстро прекратилось: оно сменилось спокойным движением облака вокруг Солнца.Пылевые частицы сконцентрировались в центральной плоскости, образовав слой повышенной плотности. Когда плотность слоя достигла некоторого критического значения, его собственное тяготение стало «соперничать» с тяготением Солнца. Слой пыли оказался неустойчивым и распался на отдельные пылевые сгустки. Сталкиваясь друг с другом, они образовали множество сплошных плотных тел. Наиболее крупные из них приобретали почти круговые орбиты и в своем росте начали обгонять другие тела, став потенциальными зародышами будущих планет. Как более массивные тела, новообразования присоединяли к себе оставшееся вещество газопылевого облака. В конце концов, сформировалось девять больших планет, движение которых по орбитам остается устойчивым на протяжении миллиардов лет.

Общая характеристика Земли. Основные физические параметры планеты.

Физические поля Земли.

Физическое поле – форма материи, осуществляющая определенные взаимодействия между макроскопическими телами ли частицами, входящими в состав вещества. Представлены гравитационным, магнитным, геометрическим и электрическим полями и изучаются соответствующими отраслями наук. Стр.59 в землеведении http://www.russika.ru/pavlov/glava4.pdf

Общая характеристика геосфер.

К настоящему времени человечеством получено множество данных, позволивших с высокой степенью достоверности установить характеристики основных геосфер земли.

Ядро Земли – занимает центральную область нашей планеты. Это самая глубокая геосфера. Средний радиус ядра около 3500 км, располагается оно глубже 2900 км. Состоит из двух частей – большого внешнего и малого внутреннего ядра. Природа внутреннего ядра Земли с глубины 5000 км остается загадкой. Это шар диаметром 2200 км, который, как полагают ученые, состоит из железа и никеля и имеет температуру плавления порядка 4500 °С. Внешнее ядро представляет собой жидкость – расплавленное железо с примесью никеля и серы. Давление в этом слое меньше. Внешнее ядро – шаровой слой толщиной 2200 км.

Мантия – наиболее мощная оболочка Земли, занимающая 2/3 ее массы и большую часть объема. Она также существует в виде двух шаровых слоев – нижней и верхней мантии. Толщина нижней части мантии – 2000 км, верхней – 900 км. Благодаря высокому давлению вещество мантии, скорее всего, находится в кристаллическом состоянии. Температура мантии составляет около 2500 ° С. Именно высокие давления обусловили такое агрегатное состояние вещества, в ином случае указанная температура привела бы к его расплавлению. В расплавленном состоянии находится астеносфера – нижняя часть верхней мантии. Это подстилающий верхнюю мантию и литосферу слой. В целом же верхняя мантия обладает интересной особенностью: по отношению к кратковременным нагрузкам она ведет себя как жесткий материал, а по отношению к длительным нагрузкам – как пластичный.

Литосфера – этоземная корас частью подстилающей ее мантии, которая образует слой толщиной порядка 100 км. Земная кора обладает высокой степенью жесткости, но и большой хрупкостью. В верхней части она слагается гранитами, в нижней – базальтами. Геологические особенности коры определяются совместными действиями на нее атмосферы, гидросферы и биосферы – трех самых внешних оболочек планеты. Состав коры и внешних оболочек непрерывно обновляется. На поверхности литосферы в результате совокупной деятельности ряда факторов возникает почва – это сложнейшая система, стремящаяся к равновесному взаимодействию с окружающей средой.

Гидросфера – водная оболочка Земли представлена на нашей планете Мировым океаном, пресными водами рек и озер, ледниковыми и подземными водами. Общие запасы воды на Земле составляют 1,5 млрд. км 3 . Из этого количества 97 % приходится на соленую морскую воду, 2 % составляет замерзшая вода ледников и 1 % – пресная вода. Гидросфера – это сплошная оболочка Земли, так как моря и океаны переходят в подземные воды на суше, а между сушей и морем идет постоянный круговорот воды, ежегодный объем которого составляет 100 тыс. км 3 .Воде свойственны высокая теплоемкость, теплота плавления и испарения. Вода является хорошим растворителем, поэтому в ней содержится множество химическим элементов и соедине­ний, необходимых для поддержания жизни. Большую часть поверхности Земли занимает Мировой океан (71 % поверхности планеты). Он окружает материки (Евразию, Африку, Северную и Южную Америку, Австралию и Антарктиду) и острова. Океан делится материками на четыре части: Тихий (50 % площади Мирового океана), Атлантический (25 %), Индийский (21 %) и Северный Ледовитый (4 %) океаны. Важной частью гидросферы Земли являются реки – водные потоки, текущие в естественных руслах и питающиеся за счет поверхностного и подземного стока с их бассейнов.

Озера, болота, подземные воды также часть гидросферы Земли.

Ледники, образующие ледяную оболочку Земли (криосферу), также являются частью гидросферы нашей планеты. Они занимают 1/10 часть поверхности Земли. Именно в них содержатся основные запасы пресной воды (3/4).

Атмосфера – это воздушная оболочка Земли, окружающая ее и вращающаяся вместе с ней. Она состоит из воздуха – смеси газов (азота, кислорода, инертных газов, водорода, углекислого газа, паров воды). Кроме того, воздух содержит большое количество пыли и различных примесей, порождаемых геохимическими и биологическими процессами на поверхности планеты.

Атмосфера Земли имеет слоистое строение, причем слои отличаются по физическим и химическим свойствам. Важнейшими из них являются температура и давление, изменение которых лежит в основе выделения атмосферных слоев. Таким образом, в атмосфере Земли выделяют: тропосферу, стратосферу, ионосферу, мезосферу, термосферу и экзосферу.

Тропосфера – это нижний слой атмосферы, определяющий погоду на нашей планете. Имеет постоянную температуру. Его толщина – 10–18 км. С высотой падают давление и температура. В тропосфере содержится основное количество водяных паров, образуются облака и формируются все виды осадков.

Толщина стратосферы доходит до 50 км. Наблюдается повышение температуры из-за поглощения солнечного излучения озоном.

Ионосфера – эта часть атмосферы, начинающаяся с высоты 50 км и состоящая из ионов (электрически заряженных частиц воздуха). Ионизация воздуха происходит под действием Солнца.

С высоты 80 км начинается мезосфера , роль которой состоит в поглощении ультрафиолетовой радиации Солнца озоном, водяным паром и углекислым газом.

На высоте 90–400 км находится термосфера . В ней происходят основные процессы поглощения и преобразования солнечного ультрафиолетового и рентгеновского излучений.

Исследованием Земли занимается геология и науки взаимосвязаны друг с другом. Геофизика изучает мантию, кору, внешнее жидкое и внутреннее твердое ядро. В рамках дисциплины исследуются океаны, поверхностные и подземные воды. Также эта наука изучает физику атмосферы. В частности, аэрономию, климатологию, метеорологию. Что такое геология? В рамках этой дисциплины осуществляются несколько иные исследования. Далее выясним, что изучает геология.

Общие сведения

Общая геология - это дисциплина, в рамках которой исследуется строение и закономерности развития Земли, а также других планет, относящихся к Солнечной системе. Кроме того, это применимо и к их естественным спутникам. Общая геология представляет собой комплекс наук. Исследование осуществляется с помощью физических методов.

Основные направления

Всего их три: историческая, динамическая и описательная геология. Каждое направление отличается своими основными принципами, а также методами исследования. Далее рассмотрим их подробнее.

Описательное направление

Оно изучает размещение и состав соответствующих тел. В частности, это относится к их формам, размерам, взаимоотношению и последовательности залегания. Кроме того, данное направление занимается описанием горных пород и различных минералов.

Исследование эволюции процессов

Этим занимается динамическое направление. В частности, исследуются процессы разрушения горных пород, их перемещения ветром, подземными или наземными волнами, ледниками. Также данная наука рассматривает внутренние извержения вулканов, землетрясения, движение земной коры и накопление осадков.

Хронологический порядок

Говоря о том, что изучает геология, следует сказать, что исследования распространяются не только на явления, имеющие место на Земле. Одно из направлений дисциплины анализирует и описывает хронологический порядок процессов на Земле. Эти исследования осуществляются в рамках исторической геологии. Хронологический порядок организован в специальную таблицу. Она больше известна как Она, в свою очередь, разбита на четыре интервала. Это было сделано в соответствии со стратиграфическим анализом. Первый интервал охватывает следующий период: формирование Земли - настоящее время. Последующие шкалы отражают последние сегменты предыдущих. Они отмечаются при помощи звездочек в увеличенном масштабе.

Особенности абсолютного и относительного возраста

Изучение геологии Земли имеет важнейшее значение для человечества. Благодаря исследованиям стал известен например. Геологическим событиям присваивается точная дата, относящаяся к конкретному моменту времени. В данном случае речь идет об абсолютном возрасте. Также события могут быть отнесены к определенным интервалам шкалы. Это и есть относительный возраст. Говоря о том, что такое геология, следует сказать, что в первую очередь это целый комплекс научных исследований. В рамках дисциплины применяются различные способы определения периодов, к которым привязаны конкретные события.

Метод радиоизотопного датирования

Он был открыт в начале XX века. Этот метод предоставляет возможность для определения абсолютного возраста. До его открытия геологи были сильно ограничены. В частности, использовались только относительные методы датирования для того, чтобы определить возраст соответствующих событий. Подобная система способна устанавливать только последовательный порядок последних изменений, а не дату их совершения. Тем не менее, данный метод по-прежнему остается весьма эффективным. Это относится к случаю, когда материалы, лишенные радиоактивных изотопов, имеются в наличии.

Комплексное исследование

Сопоставление определенной стратиграфической единицы с другой происходит за счет пластов. Они состоят из осадочных и горных пород, окаменелостей и поверхностных отложений. В большинстве случаев относительный возраст определяется с помощью палеонтологического метода. В то же в основном базируется на химических и физических свойствах горных пород. Как правило, данный возраст определяется радиоизотопным датированием. Имеется в виду накопление продуктов распада соответствующих элементов, которые входят в состав материала. На основе полученных данных устанавливается примерная дата возникновения каждого события. Они размещаются в определенных точках общей геологической шкалы. Для построения точной последовательности этот фактор является очень важным.

Основные разделы

Коротко ответить на вопрос о том, что такое геология, достаточно сложно. Здесь надо отметить, что наука включает в себя не только приведенные выше направления, но и различные группы дисциплин. При этом и сегодня продолжается развитие геологии: появляются новые ветви научной системы. Существовавшие ранее и формирующиеся новые группы дисциплин связаны со всеми тремя направлениями науки. Таким образом, точных границ между ними нет. То, что изучает геология, в той или иной степени исследуется и другими науками. В результате происходит соприкосновение системы с другими сферами знаний. Существует классификация следующих групп наук:

Минералогия

Что изучает геология в рамках этого раздела? Исследования касаются минералов, вопросах их генезиса, а также классификации. Литология занимается изучением пород, которые образовались в процессах, связанных с гидросферой, биосферой и атмосферой Земли. Стоит отметить, что они еще неточно называются осадочными. Геокриология занимается изучением ряда характерных особенностей и свойств, которые приобретают многолетнемерзлые горные породы. Кристаллография изначально являлась одним из направлений минералогии. В настоящее время ее можно скорее отнести к физической дисциплине.

Петрография

Данный раздел геологии изучает метаморфические и магматические породы в основном с описательной стороны. В данном случае речь идет об их генезисе, составе, текстурных особенностях и классификации.

Наиболее ранний раздел геотектоники

Существует направление, которое занимается изучением нарушений земной коры и форм залегания соответствующих тел. Его название - структурная геология. Надо сказать, что как наука геотектоника появилась еще в начале XIX века. Структурная геология исследовала тектонические дислокации среднего и мелкого масштаба. Размер - десятки-сотни километров. Данная наука окончательно сформировалась только к концу столетия. Таким образом, произошел переход к выделению тектонических единиц глобального и континентального масштаба. В дальнейшем учение постепенно переросло в геотектонику.

Тектоника

Этот раздел геологии изучает В него также включаются следующие направления:

1. Экспериментальная тектоника.
2. Неотектоника.
3. Геотектоника.

Узкие разделы

• Вулканология. Довольно узкий раздел геологии. Он занимается изучением вулканизма.
• Сейсмология. Данный раздел геологии занимается изучением геологических процессов, которые возникают во время землетрясений. Сюда также включается сейсморайонирование.
• Геокриология. Этот раздел геологии сосредоточен на изучении многолетнемерзлых пород.
• Петрология. Данный раздел геологии изучает генезис, а также условия происхождения метаморфических и магматических горных пород.

Последовательность процессов

Все, что изучает геология, способствует лучшему пониманию тех или иных процессов на земле. Например, хронология событий является важнейшим предметом. Ведь каждая геологическая наука носит исторический характер в той или иной степени. Они рассматривают существующие образования именно с этой точки зрения. Прежде всего, эти науки выясняют последовательность формирования современных структур.

Классификация периодов

Всю истории Земли разделяют на два крупнейших этапа, которые называются эонами. Классификация происходит в соответствии с появлением организмов с твердыми частями, которые оставляют следы в осадочных породах. Согласно данным палеонтологии, они позволяют определить относительный геологический возраст.

Предметы исследований

Фанерозой начался с появлением ископаемых на планете. Таким образом, развивалась открытая жизнь. Данному периоду предшествовали докембрий и криптозой. В это время существовала скрытая жизнь. Геология докембрия считается особой дисциплиной. Дело в том, что она изучает специфические, в основном многократно и сильно метаморфозные комплексы. Кроме того, для нее характерны особые методы проведения исследований. Палеонтология сосредоточена на изучении древних форм жизни. Она проводит описание ископаемых остатков и следов жизнедеятельности организмов. Стратиграфия определяет относительный геологический возраст осадочных горных пород и расчленение их толщ. Она также занимается корреляцией различных образований. Палеонтологические определения представляют собой источник данных для стратиграфии.

Что такое прикладная геология

Одни направления науки так или иначе взаимодействуют с другими. Однако существуют дисциплины, которые находятся на границе с другими ответвлениями. Например, геология полезных ископаемых. Эта дисциплина занимается методами поиска и разведки пород. Делится на следующие виды: геологию угля, газа, нефти. Также существует металлогения. Гидрогеология сосредоточена на изучении подземных вод. Дисциплин достаточно много. Все они имеют практическое значение. Например, что такое Это раздел, занимающийся исследованием взаимодействия сооружений и окружающей среды. Тесно соприкасается с ним геология грунтов, поскольку от состава почвы зависит, например, выбор материала для строительства зданий.

Прочие подтипы

• Геохимия. Этот раздел геологии сосредоточен на изучении физических свойств Земли. Также сюда включается комплекс разведочных методов, среди них электроразведка различных модификаций, магнито- , сейсмо- и гравиразведка.
• Геобаротермометрия. Данная наука занимается изучением комплекса методов определения температур и давления образования горных пород и минералов.
• Микроструктурная геология. Этот раздел занимается изучением деформации пород на микроуровне. Подразумевается масштаб агрегатов и зерен минералов.
• Геодинамика. Данная наука сосредоточена на изучении процессов в планетарных масштабах, которые происходят в результате эволюции планеты. Изучается связь механизмов в земной коре, мантии и ядре.
• Геохронология. Данный раздел занимается определением возраста минералов и пород.
• Литология. Она еще называется петрографией осадочных пород. Занимается изучением соответствующих материалов.
• История геологии. Этот раздел сосредоточен на совокупности полученных сведений и рудном деле.
• Агрогеология. Данный раздел отвечает за поиск, добычу и использование агроруд для сельскохозяйственных целей. Кроме того, он изучает минералогический состав почв.

На изучении Солнечной системы сосредоточены следующие геологические разделы:

1. Космология
2. Планетология.
3. Космическая геология.
4. Космохимия.

Горная геология

Она является дифференцированной по видам минерального сырья. Существует подразделение на геологию нерудных и рудных полезных пород. Данный раздел занимается изучением закономерности размещения соответствующих месторождений. Также устанавливается их связь со следующими процессами: метаморфизма, магматизма, тектоники, осадкообразования. Таким образом, появилась самостоятельная отрасль знаний, которая называется металлогенией. Геология нерудных полезных ископаемых также подразделяется на науки о горючих веществах и каустобиолитах. Сюда относятся сланцы, уголь, газ, нефть. Геология негорючих пород включает в себя строительные материалы, соли и многое другое. Также в этот раздел входит гидрогеология. Она посвящена подземным водам.

Экономическое направление

Представляет собой довольно специфическую дисциплину. Она появилась на стыке экономики и геологии полезных ископаемых. Данная дисциплина сосредоточена на стоимостных оценках участков недр и месторождений. Термин "полезное ископаемое", учитывая это, можно скорее отнести к экономической сфере, нежели к геологической.

Особенности разведки

Геология месторождения представляет собой обширный научный комплекс, в рамках которого проводятся мероприятия, позволяющие определить промышленное значение участков залегания пород, получивших положительную оценку по результатам поисково-оценочных действий. Во время разведки происходит установка геолого-промышленных параметров. Они, в свою очередь, необходимы для соответствующей оценки участков. Это также относится к переработке извлекаемых полезных ископаемых, обеспечению эксплуатационных мероприятий, проектированию строительства горнодобывающих предприятий. Таким образом, происходит определение морфологии тел соответствующих материалов. Это очень важно для выбора системы последующей обработки полезных ископаемых. Происходит установка контуров их тел. При этом учитываются геологические границы. В частности, это относится к поверхности разломов и контактам литологически различных пород. Также происходит учет характера распределения полезных ископаемых, наличия вредных примесей, содержания попутных и основных компонентов.

Верхние горизонты коры

Их изучением занимается инженерная геология. Сведения, которые получают в ходе изучения грунтов, предоставляют возможность определения пригодности соответствующих материалов для строительства конкретных объектов. Верхние горизонты земной коры часто называются геологической средой. Предметом изучения данного раздела являются сведения о ее региональных особенностях, динамике и морфологии. Изучается и взаимодействие с инженерными сооружениями. Последние часто именуются элементами техносферы. При этом учитывается планируемая, текущая или осуществленная хозяйственная деятельность человека. Инженерно-геологическая оценка территории предполагает выделение специального элемента, который характеризуется однородными свойствами.

Несколько основных принципов

Приведенная выше информация позволяет достаточно ясно понять, что такое геология. При этом необходимо сказать, что наука считается исторической. Она имеет множество важных задач. Прежде всего, это касается определения последовательности геологических событий. Для качественного выполнения этих задач уже давно был разработан ряд интуитивно очередных и простых признаков, относящихся к временному соотношению пород. Интрузивные взаимоотношения представляют собой контакты соответствующих пород и их толщ. Все выводы делаются на основе обнаруженных признаков. Относительный возраст позволяет определить и секущие взаимоотношения. К примеру, если разрывает горные породы, то это позволяет сделать вывод о том, что разлом был образован позже них. Принцип обеспечения непрерывности заключается в том, что строительный материал, из которого образуются слои, может быть растянут по поверхности планеты в том случае, если его не ограничивает какая-то другая масса.

Исторические сведения

Первые наблюдения принято относить к динамической геологии. В данном случае имеется в виду информация о перемещении береговых линий, размывании гор, извержении вулканов и землетрясениях. Попытки классифицировать геологические тела и описать минералы были у Авиценны и Аль-Бурини. В настоящее время некоторые ученые предполагают, что современная геология зародилась в средневековом исламском мире. Подобными исследованиями в эпоху Возрождения занимались Джироламо Фракасторо и Леонардо да Винчи. Они первыми выдвинули предположение о том, что ископаемые раковины - это остатки вымерших организмов. Также они считали, что история самой Земли гораздо длиннее, чем библейские представления об этом. В конце XVII века возникла общая теория о планете, которая стала называться дилювианизмом. Ученые того времени считали, что окаменелости и сами осадочные породы были образованы из-за всемирного потопа.

Потребности в полезных ископаемых очень быстро возросли уже ближе к концу XVIII века. Таким образом, стали изучаться недра. В основном проводилось накопление фактических материалов, описаний свойств и особенностей горных пород, а также исследования условий их залегания. Кроме того, разрабатывались приемы наблюдения. Практически весь XIX век геология всецело занималась вопросом о точном возрасте Земли. Предполагаемые оценки довольно сильно варьировались: от ста тысяч лет до миллиардов. Однако возраст планеты был первоначально определен уже в начале XX века. Во многом этому поспособствовало радиометрическое датирование. Полученная тогда оценка - около 2 миллиардов лет. В настоящее время истинный возраст Земли установлен. Он составляет примерно 4,5 миллиарда лет.

Инструкция

Истоки геологии относятся еще к глубокой древности и связаны с самыми первыми сведениями о породах, рудах и минералах. Термин «геология» был введен норвежским ученым М.П. Эшольтом в 1657 году, а в самостоятельную отрасль естествознания она выделилась в конце ХVIII века. Рубеж ХIХ-ХХ столетий ознаменовался качественным скачком в развитии геологии – превращении ее в комплекс наук в связи с введением физико-химических и математических методов исследования.

Современная геология включает множество составляющих ее дисциплин, раскрывающих тайны Земли в разных областях. Вулканология, кристаллография, минералогия, тектоника, петрография – вот далеко не полный перечень самостоятельных отраслей геологической науки. А еще геология тесно связана с направлениями, имеющими прикладное значение: геофизика, тектонофизика, геохимия и т.д.

Геологию часто называют наукой о «мертвой» природе, в отличие от . Конечно, изменения, происходящие с оболочкой Земли, не столь явные и занимают по времени столетия и тысячелетия. Именно геология рассказывает о том, как формировалась наша планета и какие процессы происходили на ней в течение многих лет ее существования. О современном лике Земли, созданном геологическими «деятелями» - ветром, холодом, землетрясениями, извержениями вулканов - подробно рассказывает наука геология.

Практическое значение геологии для человеческого общества трудно переоценить. Она занимается исследованием земных недр, позволяя извлекать из них , без которых существование человека было бы невозможным. Человечество проделало огромный путь эволюции – из «каменного» периода в век высоких технологий. И каждый его шаг сопровождался новыми открытиями в области геологии, приносившими ощутимую пользу для развития общества.

Геологию также можно назвать исторической наукой, потому что с ее помощью можно проследить за изменениями состава , минералов. Изучая останки живых существ, населявших планету тысячи лет назад, геология дает ответы на вопросы о том, когда эти виды населяли Землю и почему вымерли. По окаменелостей можно судить о последовательности событий, происходивших на планете. Путь развития органической жизни в течение миллионов лет запечатлен в слоях Земли, которые изучает наука геология.

Видео по теме

Обратите внимание

Что такое геология. Геология (от гео и логия) - комплекс наук о земной коре и более глубоких сферах Земли; в узком смысле слова - наука о составе, строении, движениях и истории развития земной коры и размещении в ней полезных ископаемых.

Полезный совет

В этой статье пойдет речь о том, что такое геология. Раскрывается вопрос, о чем эта наука, что она изучает и каковы ее цели и задачи. Мы расскажем об основах и методах геологии. У абсолютно каждого из этих направлений имеются свои методы, а также принципы исследования. Историческая геология изучает последовательность геологических процессов, которые происходили в прошлом.

Связанная статья

Источники:

• геология что такое

В сознании большинства людей геолог – это бородатый человек с молотком и рюкзаком, который занимается исключительно поиском полезных ископаемых в полном отсутствии связи с цивилизацией. На самом же деле геология – очень сложная и многогранная наука.

Чем занимаются геологи?

Геология состава земной коры, ее строения, а также истории ее формирования. Выделяется три основных направления геологии: динамическая, историческая и описательная. Динамическая исследует изменения земной коры в результате различных процессов, таких как эрозия, разрушение, землетрясения, вулканическая активность. Геологи-историки сосредоточены на том, чтобы представить себе те процессы и изменения, которые происходили с планетой в прошлом. Больше всего привычному образу геолога соответствуют специалисты описательной геологии, так как именно эта отрасль науки занимается изучением состава земной коры, содержания в ней тех или иных ископаемых, или пород.

Геология стала востребованной наукой в эпоху научно-технической революции, когда человечеству потребовалось множество новых ресурсов и энергии.

Исследования недр для описательной геологии включают в себя не только экспедиции со сбором образцов или разведывательное бурение, но и анализ данных, составление геологических карт, оценку перспективности разработки, построение компьютерных моделей. Работа «в поле», то есть непосредственные изыскания на местности, занимают лишь несколько месяцев сезона, а остальное время геолог проводит . Естественно, основным объектом поиска являются полезные ископаемые.

Именно геология занимается, в частности, выяснением точного возраста планеты Земля. Благодаря развитию научных методов, известно, что планете около 4,5 миллиарда лет.

Задачи прикладной геологии

Специалисты геологии полезных ископаемых традиционно делятся на две основные группы: те, кто ищет рудные месторождения, и те, кто нерудные полезные ископаемые. Такое деление обусловлено тем, что принципы и закономерности формирования для и нерудных ископаемых различны, поэтому геологи, как правило, специализируются на чем-то одном. К полезным рудным относится большинство металлов, например, железо, никель, золото, а также некоторые виды минералов. Нерудные ископаемые включают в себя горючие материалы (нефть, газ, каменный ), различные строительные материалы (глина, мрамор, щебень), химические ингредиенты и, наконец, драгоценные и полудрагоценные камни, такие как алмазы, рубины, изумруды, яшма, сердолик и многие другие.

Работа геолога заключается в том, чтобы на основании аналитических данных спрогнозировать залегание в том или ином районе полезных ископаемых, провести исследование в экспедиции с целью подтвердить или опровергнуть свои предположения, а затем, опираясь на полученные сведения, сделать заключение о перспективности промышленной разработки месторождения. При этом геолог исходит из предполагаемого количества ископаемых, их процентного содержания в земной коре, коммерческой оправданности добычи. Поэтому геолог должен быть не только физически выносливым, но и иметь способность к аналитическому мышлению, знать основы экономики, геодезии, постоянно совершенствовать свои знания и навыки.

Видео по теме

Геоэкология – научное направление, охватывающее области изучения экологии и географии. Предмет и задачи этой науки точно не определены, в ее рамках исследуют множество различных проблем, связанных с взаимодействием природы и общества, с влиянием человека на ландшафты и другие географические оболочки.

История геоэкологии

Геоэкология выделилась в отдельную науку около ста лет назад, когда немецкий географ Карл Тролль описал область изучения ландшафтной экологии. С его точки зрения, эта должна объединять и экологические принципы в исследовании экосистем.

Геоэкология развивалась медленно, в Советском Союзе этот термин впервые был озвучен в 70-х годах. К началу XXI века обе смежные области – и – стали достаточно точными для предсказания, как будет меняться природа и различные оболочки Земли в зависимости от человеческого влияния. Более того, ученые уже могут способы решения проблем, связанных с отрицательным воздействием техногенной деятельности на природу. Поэтому геоэкология в новом тысячелетии стала развиваться быстрыми темпами, сфера ее деятельности расширилась.

Геоэкология

Несмотря на то что эта становится все более востребованной, с научной точки зрения она описана недостаточно. Исследователи более или менее сходятся во мнении по поводу задач геоэкологии, но четкого предмета исследования этой науки они не дают. Одно из наиболее распространенных предположений о предмете звучит так: это процессы, происходящие в среде и в различных оболочках Земли – гидросфере, атмосфере и других, которые возникают в результате антропогенного вмешательства и влекут за собой определенные последствия.

В изучении геоэкологии есть очень важный фактор – необходимо учитывать как пространственные, так и временные отношения в исследованиях. Иными словами, для геоэкологов имеет значение как влияние человека на природу в различных географических условиях, так и изменения этих последствий во времени.

Геоэкологи исследуют источники, которые воздействуют на биосферу, изучают их интенсивность и выявляют пространственное и временное распределение их действия. Они создают специальные информационные системы, с помощью которых можно обеспечить постоянный контроль над природной средой. Наряду с экологами они рассматривают уровни загрязнения в различных областях: в Мировом океане, в литосфере, во внутренних водах. Они стараются обнаружить влияние человека на формирование экосистем и их функционирование.

Геоэкология занимается не только существующей сейчас ситуацией, но и прогнозирует, и моделирует возможные последствия происходящих процессов. Это позволяет предупредить нежелательные изменения, а не бороться с их последствиями.

Геология изучает образование и строение каменной оболочки Земли. В отличие от наук о живой природе - зоологии и ботаники - геологию часто называют наукой о «мертвой природе». Но в сущности эта природа вовсе не мертва. Под воздействием воздуха, воды, солнечных лучей, мороза и других сил природы оболочка Земли непрерывно изменяется. Внимательный наблюдатель может уловить и проследить очень интересную жизнь «мертвой природы». Не меньше чем биологические науки, геология учит человека сознательно относиться к явлениям природы н понимать их. Не зная основ геологии, человек видит только внешнее. Он созерцает различные формы рельефа: овраги, обрывы, откосы, долины, холмы, скалы, горные цепи, снеговые вершины,- часто восхищается красотой их, но не имеет никакого понятия о том, как же они образовались.

Человек видит спокойную равнинную речку, с пологими зелеными берегами, или горный поток, скатывающийся шумными водопадами между скалистыми склонами гор; сидя на берегу моря, он любуется всплесками волн, набегающих на берег, слушает неумолчный шум прибоя, но не знает, что вся эта неустанная работа воды приводит к грандиозным изменениям поверхности Земли.

Кто не знает основ геологии, тот, заметив на склоне горной долины, как изогнуты слои пород - будто их сжимала или сдвигала рука великана,- не сможет объяснить, что это значит, какая сила и почему так исковеркала твердые каменные породы. Он не сумеет отличить кварц от мрамора, гранит от песчаника и, наверное, пройдет мимо ценной породы, если только она не бросится ему в глаза необыкновенным цветом или формой.

Земля, на которой мы живем, существует миллиарды лет. История Земли очень длинная и запутанная. Она богата разными событиями. Эта история записана в пластах земной коры, являющихся памятниками далекого прошлого. Каждый пласт - как бы страница книги истории природы. Но в этой книге многие листы от времени сильно стерлись и печать на них сделалась неразборчивой, а местами и совсем исчезла. Геология учит читать эту книгу природы, разбирать «стертые фразы», восстанавливать «текст» недостающих страниц. Неполнота «текста» истории Земли, обилие в нем загадочных мест, нерасшифрованных иероглифов (знаков) особенно привлекает к этой науке пытливый человеческий ум.

Геология рассказывает нам, как сформировалась планета, на которой мы живем, из каких горных пород она состоит и каким изменениям подвергалась в течение многих лет своего существования. Геология учит нас заглядывать вглубь времени и помогает лучше понять процессы, которые происходят на наших глазах. Тепло, которое дает нам Солнце, движение воздуха в виде ветра, капли дождя, мороз, кристаллы снега, реки и моря, даже растения и животные - все это изменяющие Землю геологические деятели, работу которых изучает геология. Лик Земли, т. е. формы поверхности, создан этими деятелями, а также и другими, скрытыми в глубине Земли. Время от времени последние обнаруживают себя в виде таких грозных явлений, как извержения вулканов или землетрясения.

Уже первобытный человек обращал внимание на окружающую его природу и на работу геологических деятелей. Но он не понимал явлений природы и потому мысленно населил небо и землю, воду и земные недра таинственными силами в виде добрых и злых духов, которые действуют на пользу или во вред человеку. В более поздние времена много ученых погибло на кострах за попытки разъяснить явления природы; немало научных трудов было сожжено за мысли, противоречившие «священному писанию».

Геология приносит огромную пользу человеческому обществу. Она исследует недра Земли и помогает извлекать из них минеральные сокровища, без которых не могут существовать люди. Что делал бы человек, если бы он не знал полезных ископаемых, не умел бы их добывать и обрабатывать, превращать в необходимые изделия! Человек очень давно научился изготовлять орудия труда из кости и камня. Много тысячелетий длился «каменный» период истории человечества. Огромный шаг вперед сделал человек, научившись выплавлять металл из руды и делать из него орудия труда. Только после этого культура двинулась вперед быстрыми шагами. За несколько тысячелетий она достигла такой высоты, когда на службу человечеству стало электричество, а скоро будет широко использована для хозяйственных целей и атомная энергия. В нашей стране, где вся земля принадлежит государству, работа геолога идет на пользу народу. Для исследователя недр Земли созданы самые благоприятные условия. Но для того, чтобы стать настоящим геологом, необходимо обладать всесторонними знаниями. Геолог должен хорошо знать минералогию - историю природных химических соединений, т. е. минералов, и геохимию - науку о развитии химических процессов в Земле и об истории атомов. Он должен иметь представление о геофизике - науке, изучающей физические свойства нашей планеты в целом и процессы, происходящие в оболочках Земли - твердой, жидкой и газообразной. Геофизические приемы, исследования очень помогают геологам в изучении недр Земли.

Даже знание ботаники облегчает труд разведчика подземных кладов. Оказывается, некоторые растения живут на почвах, содержащих определенные металлы. Так, например, на почвах, богатых металлом никелем, растут анемоны; на почвах с повышенным содержанием урана и селена растет астрагал; кустарник качим в Казахстане обычно связан с почвой, богатой медью, и т. д. В Америке были найдены крупные месторождения серебра исключительно по данным ботаники. Таких примеров можно привести много.

Легендарный исследователь и разведчик недр Федор Григорьевич Лепешкин

Профессия геолога очень интересна и разнообразна. Тот из вас, кто любит лес и горы, свежий воздух, ночлег в палатке, может выбрать себе специальность съемщика геологической карты. Такой геолог проводит все лето, а порой и часть весны и осени на полевой работе (т. е. в природе) и только на зиму возвращается в город для обработки собранных материалов. Как увлекательна и заманчива обработка материала впервые обследованного района, знает каждый геолог.

Прежде чем нанести на карту области распространения горных пород различного состава и возраста, геолог мысленно снимает слой почвы, всю растительность и все сооружения человека - здания, дороги и т. д.; ниже лежат коренные породы - так называют горные породы, слагающие земную кору,- их-то и показывает геологическая карта.

Для составления карты геолог выполняет геологическую съемку: маршрутную или подробную, в зависимости от масштаба карты и задания. При маршрутной съемке достаточно бывает пересечь всю исследуемую площадь по двум-трем направлениям, по которым и следует провести наблюдения над составом горных пород, их залеганием и границами распространения. На такой карте вне маршрутов съемки многое будет нанесено только предположительно, с большей или меньшей точностью. Для подробной же съемки местность должна быть изучена шаг за шагом по всем направлениям, и только тогда все границы и условия залегания пород будут показаны точно.

На карте геолог вычерчивает площадь, занимаемую каждой породой известного возраста и состава, и показывает, как она залегает (горизонтально, наклонена ли в какую-либо сторону или образует складки). Затем он отмечает на карте различные нарушения в породах - трещины разломов, рудные и иные жилы, изменения одних пород от соприкосновения с другими, разные полезные ископаемые.

Геологическая карта знакомит с внутренним строением данной местности. Собирая материал для карты, геолог изучает местность более или менее подробно и в отчете может уже описать состав горных пород, строение, историю развития, т. е. формирования, этого участка Земли. В осадочных горных породах геолог встретит остатки существовавших в прежние времена животных (раковины, панцири, кости, зубы) и растений (листья, кору, пыльцу, древесину). Эти остатки, называемые окаменелостями, изучают палеонтологи (палеонтология - наука о древней жизни). По окаменелостям геологи судят о последовательности событий, происходивших на Земле: наступлении морей на сушу, образовании гор и т. п. Органическая жизнь в течение многих миллионов лет, которые насчитывает история Земли, прошла очень длинный путь развития. Этот путь развития запечатлелся в слоях Земли с останками животных и растений.

Геолог-съемщик нанесет на карту также встреченные им месторождения полезных ископаемых. При съемке можно только бегло осмотреть месторождения, сделать небольшие расчистки, раскопки, удалить растительность и почву, закрывающие коренную породу, чтобы лучше рассмотреть форму залежи - пласт, жилу, вкрапления. Иногда геологу-съемщику удается даже проследить залежь на некоторое расстояние. Изучать месторождение будет уже другой специалист - геолог-разведчик. Если месторождение заслуживает подробного изучения, то будет произведена разведка канавами, шурфами (колодцами), буровыми скважинами. Если эта предварительная разведка даст благоприятный результат, на очередь станет детальная разведка в глубь и по простиранию (по длине) месторождения, чтобы можно было вычислить его запасы и выяснить его ценность и условия разработки ископаемого. Геолог-разведчик в найденном месторождении различными способами должен определить запасы полезного ископаемого.

Полезна и интересна деятельность рудничного геолога, ежедневно посещающего подземные выработки для осмотра действующих забоев . Этот геолог-опекун должен хорошо знать все особенности рудной жилы или пласта. Он не растеряется в случае, если жила исчезнет в связи с опусканием или сдвигом пород, и даст правильное указание, в какой стороне - вверху или внизу, справа или слева - нужно искать ее продолжение. А вернувшись из шахты или штольни , геолог запишет в дневнике свои наблюдения и заполнит карточки новых забоев. Разложив все карточки на столе и приставляя их друг к другу по вертикали и по горизонтали, он может восстановить полную картину выработанной части месторождения.

Обработка научных материалов, собранных в экспедициях, требует большого труда. Необходимо, например, изучить коллекции ископаемых растений, беспозвоночных или позвоночных животных, исследовать горные породы и минералы.

Все геологи должны уметь работать с микроскопом, чтобы определять шлифы (срезы) горных пород и минералов, шлифы с микрофауной и т. п.

В народном хозяйстве нашей страны геологи нужны всюду. Без геологических данных нельзя проектировать и строить прочно, с уверенностью, что не будет аварий и катастроф, с наименьшей затратой средств, труда и времени.

Строительство всякого рода крупных жилых, общественных и заводских зданий, шоссейных, автомобильных и железных дорог, аэродромов, больших мостов через реки, прорытие каналов и туннелей, сооружение больших плотин на реках - все эти работы требуют участия инженера-гидрогеолога.

Он должен еще до начала строительства исследовать грунт, на котором возводится сооружение, выяснить, на какой глубине надо заложить фундамент, узнать водонепроницаемость или водоносность пород под зданием, дорогой или в стенах туннеля.

Гидрогеологи изучают подземные воды, их состав и пути передвижения, выясняют условия вывода вод на земную поверхность для снабжения населенных пунктов или отвода воды, если она вредна для здоровья людей или может лишить устойчивости фундаменты зданий.

В районах, подверженных землетрясениям, геолог поможет строителям выбрать тип зданий, выдерживающий сотрясения земли.

Разработки крупных месторождений полезных ископаемых, особенно рудных, всегда производятся под наблюдением геолога. Он следит, как изменяется месторождение вглубь и по простиранию, дает указания, где вести разведочные работы и какие буровые скважины или подземные выработки нужны.

Теперь, юные друзья, вы имеете общее представление о геологии, и вам должно быть ясно, почему знание основ геологии необходимо всем для общего образования. Среди вас, несомненно, найдутся желающие посвятить жизнь этой интереснейшей науке и сделаться геологами. Геологические знания ценны для нас еще и потому, что вооружают нас силой и могуществом, властью над природой и над богатствами недр земли.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter .