Предмет геологии. Геологические процессы


 

 

Сам термин «геология» происходит от греческих слов «гея» - «земля» и «логос» - «наука».

В древнегреческой мифологии Гея - богиня Земли, мать всего сущего. Она создала звездное небо, бога Урана и на Земле кипящее обширное море - Понт. От супружества с Ураном (небом) у Геи (земли) родилось множество детей-титанов: Океан - бог, обтекающий землю; Тетис (Тефида) - супруга Океана, мать всех рек и вод; Рея - великая мать богов следующего поколения; Хронос - время; Гиперион - отец Гелия (бога Солнца); Атлант (несущий небесный свод), Прометей, Сизиф, Крон, морские титаны - Форкий, Тавмант и другие.

Главные боги-олимпийцы - Зевс (молни-евержец) и Гера. Из богов следующего поколения можно назвать следующих: Гефест (у римлян - Вулкан) - бог подземного огня, подземный кузнец, Эол - бог ветров, Борей - бог северного ветра и другие.

Интересуясь геологией, вы часто будете встречать такие понятия, как плутонические породы, вулканические явления, эоловые процессы, бореальные явления и другие. Нетрудно догадаться, откуда произошли эти названия. Мифы были не только фантастикой, но и правдивым рассказом о том, что когда-то происходило в природе.

В самостоятельную ветвь естествознания геология выделилась в XVIII - начале XIX века. Без талантливых и гениальных усилий зарубежных ученых У.Смита, А.Г.Вернера, Дж.Геттона, Ч.Лайеля этого бы не случилось. А в России самостоятельно встать геологии на ноги помогли М.В.Ломоносов, В.М.Севергин, А.П.Карпинский и многие другие ученые.

А в конце XIX - начале XX века, когда ученый мир начал активно применять физические, физико-химические, математические и другие методы исследования, о геологии можно уже было говорить как о древе наук.

Какие же науки входят в современную геологию? Вот их краткий перечень.

Петрография - научная дисциплина, изучающая состав и строение горных пород, дающая ответы на вопросы о том, как образовалась та или иная горная порода.

Минералогия - наука о составе, свойствах и образовании минералов.

Историческая геология исследует историю огнческого развития Земли.

Тектоника занимается изучением структуры земной коры.

Стратиграфия исследует возраст пород и их взаимоотношения.

Палеонтология, пожалуй, одна из самых точных геологических наук. Предмет ее исследования - ископаемые останки живот ных, растений, населявших нашу Землю тысячи, миллионы лет назад.

Геохимия изучает химический состав Земли и миграцию химических элементов. От этой науки были В.И.Вернадский, Гольдшмит, А.Е.Ферсман. Геохимия - из тех тропинок, которые ведут к поискам и находкам полезных ископаемых.

Гидрогеология знает все или почти все о водах.

Геофизика изучает строение Земли, физические свойства горных пород, физические поля Земли.

Существует и учение о полезных ископаемых, об образовании и закономерностях их размещения.

Вулканология занимается вулканами, их жизнью, прошлым, настоящим и будущим.

Инженерная геология исследует свойства как строительных материалов и тех мест, где стоять инженерные сооружения.

Надо сказать, что каждая из перечисленных научных дисциплин имеет свои глобальные проблемы, свои направления, которые начали выделяться и со временем, может бьть, окончательно выделятся в самостоятельные геологические науки.

Предмет геологии

Предметом геологии (т.е. результат, полученный наукой) является пространственно-временные модели развития геологических процессов.

Чтобы познать строение Земли, геология вынуждена исследовать литосферу в различных направлениях. И уже в начале XIX столетия наметился целый ряд крупных особенных научных направлений в изучении Земли, получивших свои названия:

1.     Геохимия – комплекс наук, изучающие состав Земли (минералогия, кристаллография, петрография, геохимия)

2.     Динамическая геология – изучает геологические процессы, совершающиеся в земной коре, т.е. динамику Земли (деятельность морей, рек, подземных вод, ледников, ветра, магматизм, тектонические движения)

3.     Историческая геология – направление, изучающее историю развития Земли с момента ее образования до настоящего времени (стратиграфия, палеонтология, историческая геология – это науки, которые являются основными в этом направлении)

4.     Практическая геология – занимается изучением вопросов практического использования недр нашей планеты (учение о полезных ископаемых; геология нефти и газа; поиски и разведка месторождений полезных ископаемых и др. науки)

5.     Морская геология – наука, изучающая состав, строение, полезные ископаемые дна морей и океанов и историю их образования. В развитии это направления огромную роль сыграло судно «Гломер Челленджер» и глубоководные агрегаты

6.     Космогеология – занимается изучением геологического строения земной коры путем фотографирования земной поверхности с летательных аппаратов (самолетов, спутников, космических станций), получая таким образом аэрофотоснимки и космоснимки

7.     глубинная геология – направление, которое ставит своей целью изучение глубоких горизонтов земной коры с помощью сверхглубоких скважин (глубиной до 15 км). Одна из таких скважин – Кольская скважина – СГ-3, бурение которой было начато в мае 1970 г., а в 1983 году она достигла глубины 12 000 м. в результате ее бурения впервые получена уникальная геолого-геофизическая информация о глубинном строении земной коры и состояние пород на больших глубинах.

8.     Геоэкология – в задачу этого направления входит изучение степени и характера техногенного воздействия человека на геологическую среду и выработка рекомендации по ее сохранению.

Земля, как природный объект настолько сложна, что применять для ее изучения обычные методы исследования как, например, эксперименты почти не возможно в силу огромных размеров объекта исследования и длительности (десятки и сотни млн. лет) протекающих на ней процессов. Поэтому в геологических исследованиях широко применяется принцип актуализма: наблюдение над современными процессами позволяет судить о ходе тех же процессов в далеком геологическом прошлом.

Основным объектом изучения геологии является литосфера (литос – камень), представляющая твердую наружную оболочку Земли. Литосфера сложена разнообразными горными породами, например, такими как гранит, базальт, песчаник, известняк и др. горные породы – это сложные природные образования, состоящие из минералов, представляющих собой природные химические соединения, возникающие при различных геологических процессах в земной коре.

Таким образом, главными объектами изучения геологии являются минералы, горные породы, геологические тела, вымершие организмы (окаменелости), газовые и жидкие среды, физические поля.

Геологические процессы

Это физико-химические процессы, происходящие внутри Земли или на ее поверхности и ведущие к изменению ее состава и строения.

Традиционно все геологические процессы принято делить на эндогенные и экзогенные. Деление это производится по месту проявления и по источнику энергии этих процессов.

Эндогенные – это внутренние процессы; экзогенные – внешние, поверхностные для них источник энергии – это энергия солнца и сила тяжести (гравитационное поле Земли).

К эндогенным процессам относятся:

1.     Магматизм (от слова магма) – процесс, с которым связано рождение, движение и превращение магмы в магматическую горную породу

2.     Тектоника (тектонические движения) – любые механические движения земной коры – поднятия, опускания, горизонтальные перемещения и т.д.

3.     Метаморфизм – процессы, приводящие к изменению состава, строения горных пород внутри Земли при изменении физико-химических параметров (Т0; Р и др.)

К экзогенным процессам относятся процессы, которые протекают на поверхности или вблизи поверхности, которые изменяют облик Земли и связаны с деятельностью атмосферы, гидросферы и биосферы:

1.     Выветривание

2.     Геологическая деятельность ветра

3.     Геологическая деятельность текучих вод

4.     Геологическая деятельность подземных вод

5.     Геологическая деятельность снега, льда, вечной мерзлоты

6.     Геологическая деятельность морей, озер, болот

7.     Геологическая деятельность человека

Особенности экзогенных процессов

Для всех экзогенных процессов в их деятельности проявляется три особенности.

Первая – в определенных условиях они ведут разрушительную работу и удаляют продукты разрушения. Таким образом идет формирование отрицательных (пониженных) форм рельефа и происходит общее снижение и сглаживание поверхности суши. Процесс разрушения и удаление продуктов разрушения получил название – денудация. Этот процесс очень важный, т.к. он все время обнажает на поверхности все более глубокие части земной коры.

Вторая характерная особенность в деятельности экзогенных процессов проявляется в том, что в других условиях они ведут созидательную деятельность – аккумуляцию, которая приводит к накоплению продуктов разрушения и образованию геологических тел. Между этими двумя сторонами деятельности проявляется третья, а именно осуществляется перенос продуктов разрушения.

Каждый геологический процесс (эндогенный, экзогенный) в конечном итоге приводит к каким-то изменениям, которые не проходят бесследно, а в чем-то фиксируются. Важнейшими геологическими документами, в которых зафиксированы результаты деятельности процессов являются: минералы, горные породы, геологические тела, газовые и водные смеси, физические поля. Это те реальные объекты (или документы), которые мы видим и исследуем.

Минерал – это природное химическое соединение, обладающее определенным составом, формой и физико-химическими свойствами. Это тот исходный первичный «кирпичик» самый маленький, который исследователь может видеть не вооруженным глазом и из которых состоят горные породы.

Горная порода – это природная ассоциация (совокупность) минералов определенного происхождения, слагающие геологические тела.

Геологическое тело – некоторый объем внутри или на поверхности, сложенный горной породой и имеющий резкие границы с другими геологическими телами, например, пласт, кварцевая жила. Из геологических тел состоит земная кора, и на геологических картах показываются выходы (границы) геологических тел.



Реклама