La geologia come scienza

introduzione

La geologia è un complesso di scienze che riguardano la crosta terrestre e le sfere più profonde della Terra, nel senso stretto del termine: la scienza che riguarda la composizione, la struttura, il movimento e la storia dello sviluppo della crosta terrestre, il posizionamento dei minerali in Esso.

Ecco come appare la definizione moderna di geologia. Tuttavia, come la maggior parte delle più importanti scienze naturali, la geologia affonda le sue origini in tempi antichissimi, probabilmente dalla comparsa stessa dell'uomo. L'emergere della geologia è associato alla soddisfazione dei bisogni urgenti delle persone: per l'edilizia abitativa, per il riscaldamento e per la caccia di successo. Dopotutto, devi conoscere le proprietà delle rocce per imparare a usarle. È inoltre necessario essere in grado di estrarre le rocce, distinguerle e scoprire nuovi giacimenti. La conoscenza geologica è necessaria per risolvere i problemi correlati. Ma lo studio dei minerali per soddisfare i bisogni umani è solo la radice della geologia. In quei tempi antichi era ancora difficile chiamarla scienza, perché... le persone non hanno generalizzato la conoscenza, non l'hanno scritta, non l'hanno sviluppata, ma l'hanno solo accumulata e applicata nella pratica.

Tuttavia, la geologia si è gradualmente sviluppata. Già nell’antichità emergeva l’idea dei minerali e dei processi geologici, ma solo nell’ambito della filosofia naturale. La geologia può essere considerata una scienza dall'inizio del XIX secolo. Questa fase del suo sviluppo è caratterizzata dalla generalizzazione delle conoscenze accumulate, dalla creazione di ipotesi scientifiche e dalla ricerca delle loro prove; utilizzando nuovi metodi di ricerca sviluppati da altre scienze, come la chimica e la fisica. Grazie a tutto ciò, la geologia diventa una parte importante del sistema delle scienze che aiutano l'uomo a compiere progressi scientifici e tecnologici, a soddisfare i suoi bisogni, a studiare e utilizzare la natura. In questa fase, la geologia sta già esplorando questioni molto complesse sulla struttura delle sostanze che compongono il nostro pianeta, studiando la storia dello sviluppo della Terra e allo stesso tempo risolvendo problemi pratici. Questa è l'esplorazione e l'estrazione dei minerali, la loro lavorazione e utilizzo e l'uso delle risorse terrene nella vita di tutti i giorni.

Come vediamo, la geologia è molto importante per l'uomo moderno, ha una storia antica e studia una vasta gamma di questioni relative alla natura e ha un grande orientamento pratico.

Ho scritto della storia, dei metodi di ricerca e delle prospettive future di questa scienza importante e molto interessante nel mio lavoro, il cui scopo principale è descrivere la geologia come scienza.

Per raggiungere l’obiettivo vengono definiti i seguenti compiti:

1.) Descrivi la storia della geologia, evidenzia le caratteristiche principali della scienza nei vari periodi del suo sviluppo.

.) Parlare dei metodi di ricerca utilizzati in geologia.

.) Spiegare l'importanza della geologia nel mondo moderno.

.) Mostrare l'importanza del collegamento tra la geologia e le altre scienze.

.) Parlare delle prospettive future per lo sviluppo della geologia.

1. Storia della geologia

conoscenza delle scienze geologiche

Secondo me, per comprendere qualsiasi scienza, è necessario sapere perché è nata, come si è sviluppata e quali novità sono apparse in essa nel tempo. Queste domande vengono rivelate in modo più completo quando si studia lo sviluppo della scienza. Pertanto, ho deciso di iniziare il mio lavoro descrivendo la storia della geologia.

Rivelando la storia della geologia, voglio evidenziare le caratteristiche del suo sviluppo in diversi periodi, parlare delle idee e scoperte principali, spiegare il loro significato e significato e descrivere i risultati di ciò che la scienza ha raggiunto.

La storia della geologia è solitamente divisa in due fasi: prescientifica e scientifica. A loro volta sono divisi in periodi. È secondo questo schema che ho descritto la storia della geologia.

.1 Fase prescientifica (dall'antichità alla metà del XVIII secolo)

Il periodo di formazione della civiltà umana (dai tempi antichi al V secolo a.C.)

Durante questo periodo, le persone hanno accumulato le primissime informazioni sul mondo che le circonda. Come ho già detto, all'inizio le persone soddisfacevano i loro bisogni più importanti con l'aiuto di varie rocce, e per un uso più completo era necessario studiarne le proprietà, i luoghi di distribuzione e i metodi di estrazione. Possiamo già considerare l'inizio dello studio di questioni correlate come la nascita della scienza della geologia.

Ora non possiamo dire esattamente cosa significasse la pietra per gli antichi, possiamo solo guardare le tracce dell'uso di varie rocce durante gli scavi dei siti degli antichi e trarre le nostre conclusioni sul loro utilizzo delle ricchezze mineralogiche del pianeta. Sia le nostre ipotesi sulla necessità delle rocce per gli antichi, sia i risultati degli scavi, indicano che l'uomo ha utilizzato la pietra quasi immediatamente dopo la sua apparizione. Dopotutto, l'uso degli strumenti distingue l'uomo dalla scimmia. È possibile, ovviamente, che lo strumento più primitivo fosse originariamente un bastone di legno, ma quando l'uomo scoprì proprietà della pietra come l'affilatura e la durezza, iniziò a utilizzare pezzi affilati di quarzo e silicio per i suoi bisogni. Una tale conclusione sulle proprietà delle pietre è già un esempio dell'accumulo di conoscenza geologica. Gli archeologi trovano nei siti degli antichi non solo semplici pietre affilate, ma anche asce di pietra e punte di freccia. Qualche tempo dopo, le persone iniziarono a usare i metalli per realizzare utensili. Ma la loro ricerca e fusione richiedono ancora più conoscenze e abilità da parte di una persona.

Il bisogno dell'umanità di materie prime minerali è aumentato ancora di più con l'inizio della costruzione di massa delle città e dello sviluppo dell'artigianato.

Alla fine del periodo, l'uomo era già impegnato nell'estrazione e nella lavorazione del rame, del ferro, dell'oro, dell'argento, dello stagno e di altri metalli nativi. L'argilla era ampiamente utilizzata per la costruzione di abitazioni e per la produzione di ceramiche. Le pietre preziose venivano usate per realizzare gioielli.

Così, nei tempi antichi, iniziò l'accumulo di alcune conoscenze sulle proprietà delle rocce, sulla loro estrazione e utilizzo.

Il ramo teorico della geologia è riempito con numerose ipotesi sull'origine e la struttura della Terra. Tuttavia, contengono sempre finzione, perché... gli antichi non riuscivano a spiegare molti fenomeni naturali.

Durante il periodo di formazione della civiltà umana, le persone utilizzano solo l'esperienza delle generazioni precedenti per migliorare ulteriormente le proprie capacità nella lavorazione della pietra. Una persona non generalizza ancora la conoscenza, che è una caratteristica importante del periodo.

Durante il passaggio all'antico periodo di sviluppo della geologia, le persone conoscevano già molti segni per la ricerca di giacimenti minerari e avevano abilità pratiche nel loro utilizzo. È stata creata una base di conoscenze geologiche per le generazioni future.

Periodo antico (V secolo a.C. - V secolo d.C.)

Durante il periodo antico, la geologia si sviluppò principalmente in Grecia e nell'Impero Romano. Le prime conoscenze sulle proprietà e sull’utilizzo delle rocce esistevano già a quel tempo, ma queste conoscenze avevano soprattutto un’importanza pratica: l’estrazione e l’utilizzo delle ricchezze mineralogiche del pianeta. Ma poiché nell'antichità le persone già parlavano della vita ed erano interessate alla struttura del mondo, la conoscenza geologica cominciò ad essere riempita con spiegazioni più logiche di vari fenomeni e ipotesi sulla loro origine. Le conclusioni sono state tratte sulla base della comprensione e dell'elaborazione dei dati ottenuti dalle osservazioni. Erano più credibili e giustificati.

Anche la direzione pratica della geologia ha continuato a svilupparsi. Divenne importante sia per la gente di quel tempo che per noi che nell'antichità fossero registrate molte osservazioni e ipotesi. Queste informazioni hanno iniziato a servire le generazioni future e da esse possiamo giudicare lo sviluppo della scienza, incl. e la geologia di quel tempo.

I risultati degli antichi scienziati e filosofi possono essere considerati, ad esempio, la conclusione che in precedenza sul sito di alcune aree terrestri c'era un mare. Questa conclusione fu fatta da Senofane basandosi sulla presenza di conchiglie nel terreno. Inoltre, già nell'antichità si presumeva che il nostro pianeta fosse sferico. Questa ipotesi è stata fatta sulla base delle osservazioni dell'ombra della Terra sulla Luna durante un'eclissi lunare. L'ombra ha una forma rotonda, di conseguenza è proiettata da un corpo rotondo o sferico. Ed Eratostene calcolò addirittura la circonferenza della Terra. I risultati ottenuti differivano solo leggermente dai dati moderni.

L'antico scienziato e filosofo greco Aristotele diede un grande contributo allo sviluppo della geologia. Ha proposto l'immagine di una Terra sferica, all'interno della quale ci sono cavità e canali in cui circolano acqua e aria. Lo scienziato ha spiegato i terremoti che si verificano in superficie con i loro movimenti. È interessante notare che questo sistema di vedute corrisponde alla natura della Grecia, caratterizzata da cavità carsiche e frequenti terremoti. Aristotele introdusse nella scienza anche alcune informazioni mineralogiche: compilò la prima classificazione dei fossili, dividendoli in minerali, pietre e terre.

Plinio il Vecchio, oltre ai terremoti, enfatizzava i lenti movimenti verticali della terra.

Strabone espresse l'idea dell'origine vulcanica dell'isola di Sicilia.

Fu durante il periodo dell'antichità che furono create due ipotesi principali sulla formazione della Terra. Questi sono il plutonismo e il nettunismo. Queste ipotesi esistevano da molti secoli e furono ugualmente accettate da molti grandi personaggi.

Il plutonismo è un sistema di visioni basato sulla comprensione delle forze geologiche interne della Terra come fattori principali nella formazione della sua superficie e del sottosuolo. Il nettunismo implica che tutte le rocce si siano formate dalle acque oceaniche durante la cristallizzazione delle soluzioni. L'influenza delle forze interne della Terra viene respinta.

La lotta tra queste ipotesi ha portato grandi benefici alla geologia, perché sono stati condotti molti studi per trovarne prove. Ora sappiamo che hanno vinto i sostenitori dell'idea della formazione della Terra sotto l'influenza delle sue forze interne (plutonici). Tuttavia è stato dimostrato che i minerali possono formarsi anche da soluzioni acquose.

Il periodo antico vide anche miglioramenti nelle modalità di applicazione pratica delle conoscenze geologiche. La forgiatura veniva utilizzata per lavorare i metalli. E l'estrazione mineraria iniziò ad essere effettuata utilizzando miniere anziché pozzi a cielo aperto.

Pertanto, il periodo antico ha portato molte conoscenze utili alla geologia. È stato posto l'inizio del ramo teorico della geologia, sono stati registrati i risultati delle osservazioni, che hanno permesso di costruire su questi risultati in futuro.

Il periodo successivo nello sviluppo della geologia fu difficile non solo per lei. Il Medioevo fu caratterizzato dalla stagnazione della scienza in generale. Tuttavia, la conoscenza della Terra ha continuato a svilupparsi.

Periodo scolastico

Il periodo scolastico durò dal V al XV secolo. nell'Europa occidentale. In altri paesi durò dal VII al XVII secolo. Con la caduta dell'Impero Romano, la conoscenza scientifica cessò il suo rapido sviluppo all'interno dei suoi confini. La Grecia non era più il centro delle idee scientifiche. Tuttavia, anche nell’Europa occidentale la scienza si sviluppò poco. La scienza naturale in questo momento passò agli scienziati dell'Asia centrale, ma sono stati conservati pochissimi dati sulle loro ricerche. Solo alcune delle loro opere sono arrivate a noi.

Ibn Sina (o Avicenna) spiegò il cambiamento della superficie terrestre per due ragioni. Uno è l'influenza delle forze interne della Terra (con cui lo scienziato intendeva il vento che soffia nei vuoti sotterranei). Grazie a queste forze, la superficie terrestre si solleva formando una collina. Un altro motivo sono le influenze esterne (meteorologiche, idrosfera, ecc.) che distruggono aree della superficie del pianeta, creando depressioni. Questa ipotesi teneva anche conto del fatto che la densità dei componenti della superficie distrutta dall'esterno è diversa. Quindi, al posto delle rocce sciolte, si forma una diminuzione del rilievo, al posto delle rocce dure - il suo aumento, perché le rocce intorno a loro sono più resistenti alle intemperie.

Ibn Sina suggerì anche che il mare avanzasse ripetutamente sulla terra e si ritirasse di nuovo. A prova di ciò, vide la presenza di strati di varie rocce sulle montagne. Lo scienziato credeva che quando la terra fu liberata dal mare, i fiumi lavarono le valli in essa contenute, ad es. si formò un rilievo contemporaneo.

Ibn Sina creò una nuova classificazione dei minerali e delle rocce. Li divise in pietre, corpi fusibili (metalli), sostanze solforiche infiammabili e sali. La classificazione è stata adottata dagli europei ed esiste da molto tempo.

Un altro scienziato dell'Asia centrale, Biruni, descrisse più di 100 minerali e diede i nomi ai loro depositi. Imparò anche a determinare il peso specifico dei minerali, quasi 700 anni prima degli europei.

Alcuni altri ricercatori asiatici hanno continuato a sviluppare idee antiche sul mondo.

La ragione del lento sviluppo della geologia in Europa fu l'influenza della chiesa. Ha interferito con la scienza con l'immagine biblica del mondo e delle sue origini. E poiché i geologi offrivano una visione del mondo che non corrispondeva a quella biblica, i loro insegnamenti e le loro opere furono criticati o addirittura proibiti. Per questo motivo sono sorte molte ipotesi errate e falsi insegnamenti. C'era anche un leggero ritardo tra la scienza e la scienza antica. Ad esempio, i resti di organismi viventi fossili rinvenuti nella terra si diceva fossero un gioco della natura o un esempio della generazione spontanea della vita, perché Secondo l'insegnamento della chiesa, la vita è stata creata da Dio nella forma in cui esiste ora, e i reperti erano ormai organismi inesistenti. Furono introdotti anche falsi insegnamenti secondo cui la Terra è un rettangolo e le stelle nel cielo sono mosse dagli angeli.

Alcuni scienziati in Europa, ignorando la Chiesa, hanno offerto le loro idee sul mondo. Ma hanno solo preso in prestito l'antica visione del mondo.

Tuttavia, nonostante il rallentamento nello sviluppo della geologia teorica, il suo orientamento pratico (geologia applicata) si è sviluppato con maggiore successo, soprattutto in Europa. Ciò è stato associato allo sviluppo dell'umanità e, di conseguenza, alla crescente necessità di materie prime minerali.

La costruzione delle città richiedeva materiali naturali per creare edifici. Allo sviluppo dell'attività mineraria contribuì anche il crescente numero di artigiani urbani che necessitavano di materiale per i loro prodotti, spesso in pietra. La conseguenza di questi fattori fu un aumento della quantità di minerali estratti dalle persone dalle viscere della terra.

Periodo rinascimentale (dal XV-XVII secolo alla metà del XVIII secolo)

Il periodo è stato preparato dall'era delle grandi scoperte geografiche. I viaggi di Colombo, Magellano, Vasco da Gama hanno contribuito all'accumulo di una grande quantità di materiale sull'intera superficie della Terra. Così, durante il viaggio di Magellano intorno al mondo, è stato finalmente dimostrato che il nostro pianeta ha una forma sferica. Le ipotesi degli scienziati del Rinascimento diventano così convincenti, confermate da fatti così indiscutibili, che la Chiesa si ritira davanti alla scienza.

Durante il Rinascimento, Niccolò Copernico, Galileo Galilei e Giordano Bruno stabilirono il modello eliocentrico del mondo.

Come sapete, durante il Rinascimento c'è un'ascesa spirituale dell'umanità. Sebbene l’influenza della chiesa rimanesse, i suoi insegnamenti cessarono di essere l’unica interpretazione del mondo. Le persone iniziano a credere alla scienza.

Man mano che le città continuavano a crescere e la tecnologia si sviluppava, l’estrazione della ricchezza della Terra divenne più rapida ed efficiente. Anche il numero dei campi sviluppati è aumentato.

Naturalmente, durante l'estrazione dei minerali, le persone hanno accumulato conoscenze sulle proprietà delle rocce, sulle peculiarità della loro presenza e sulla struttura della crosta terrestre. La generalizzazione di questo materiale ha portato a importanti conclusioni teoriche.

Tra le persone che contribuirono alla geologia durante il periodo rinascimentale c'è lo scienziato tedesco Georg Bauer (o Agricola). Ha riassunto tutte le conquiste dei minatori dell'Europa occidentale. Lo scienziato ha descritto i metodi di posa delle mine e le loro caratteristiche. Agricola fu anche il primo a stabilire la differenza tra minerali e rocce. Lo scienziato ha descritto le proprietà di molti minerali, che hanno permesso ad altri geologi di identificare i minerali. Agricola studiò anche i cristalli.

Anche il famoso Leonardo da Vinci contribuì alla scienza con alcune informazioni geologiche. Ad esempio, espresse l'idea che le rocce potessero essere disposte in strati orizzontali o sotto forma di pieghe. Leonardo considerava anche i ritrovamenti di antichi organismi estinti come veri e propri resti, e non come un gioco della natura, a differenza degli scienziati del periodo scolastico.

Durante il periodo rinascimentale, la Russia diede un contributo alla geologia. La ricerca dei depositi è stata ampiamente organizzata dal governo. Nel 1584 fu creato l'Ordine degli Affari di Pietra. Molti minerali venivano estratti nell'impero russo. Venivano esportati anche in altri paesi.

Il danese Niels Steno fondò la stratigrafia e scoprì la prima legge della cristallografia sulla costanza degli angoli dei cristalli e fece il primo compendio scientifico del magnetismo terrestre.

La fase prescientifica dello sviluppo della geologia è terminata. È già stato accumulato abbastanza materiale sulla Terra. Aveva solo bisogno di essere generalizzato e integrato con conclusioni teoriche. Nella fase scientifica, armata di nuove tecnologie e forze spirituali, l'umanità ha iniziato a risolvere questo problema. Ma ovviamente lo stadio prescientifico dello sviluppo della geologia non poteva essere immediatamente sostituito da quello scientifico. Pertanto, nella sua storia si distingue anche un periodo di transizione.

1.2 Periodo di transizione (seconda metà del XVIII secolo)

Il periodo di transizione nello sviluppo della geologia è caratterizzato dal fatto che in questo momento si verificano contemporaneamente sia i vecchi insegnamenti del periodo prescientifico che le generalizzazioni scientifiche. La conoscenza geologica accumulata nella fase prescientifica viene sistematizzata e, quindi, durante il periodo di transizione, avviene la formazione della geologia come scienza.

Una differenza importante tra il periodo di transizione e il periodo prescientifico è che in questo periodo si affermò in geologia l’idea della variabilità del mondo, mentre in precedenza la maggior parte degli scienziati credeva che il mondo fosse sempre esistito in una forma immutata. L'idea dello sviluppo della Terra è stata espressa da molti scienziati del periodo di transizione, ma prima di tutto è associata ai nomi di J. Buffon, I. Kant e M.V. Lomonosov. Nelle loro opere consideravano l'intera storia della Terra, dalla sua origine allo stato attuale, come un'unica immagine del mondo. Secondo questi scienziati, la Terra era in costante cambiamento.

Un risultato in geologia fu la classificazione delle caratteristiche diagnostiche dei minerali sviluppata da Werner. Esplorò anche i minerali minerali e propose un sistema di sequenza stratigrafica delle rocce. Nello sviluppo della geologia teorica, lo scienziato ha svolto un ruolo piuttosto negativo: ha sviluppato uno schema per la formazione dei paesi montuosi basato sulle idee del nettunismo.

A differenza di A.G. A Werner, James Hutton ha dimostrato la teoria del plutonismo, parlando dell'importanza decisiva delle sue forze interne nella formazione della Terra.

Lo scienziato I. Kant nel 1755 avanzò un'ipotesi sull'origine del sistema solare. Secondo esso, le particelle elementari inizialmente disperse nell'Universo si sono riunite in gruppi sotto l'influenza dell'attrazione reciproca. Quando uno degli ammassi di materia venne compresso e riscaldato, si formò il Sole. Intorno ad esso si radunarono nebulose, in cui sorsero pianeti, incl. Terra. J. Buffon ha creato un'ipotesi sullo sviluppo della Terra. Credeva che quando il nostro pianeta si solidificò, si coprì di oceani. A causa dei movimenti dell'acqua, al loro interno si sono formati fondi irregolari. Le colline diventarono continenti man mano che l'acqua si ritirava. Buffon determinò il periodo di esistenza della Terra in 75mila anni. Ora ci sembra che si tratti di un periodo molto breve, ma i teologi hanno criticato l’ipotesi di Buffon, perché Secondo l'insegnamento biblico, la Terra esiste da 6000 anni.

Quindi, all'inizio del 19 ° secolo, la geologia si formò come scienza. La fase successiva del suo sviluppo è scientifica, che ha reintegrato la conoscenza delle persone sulla Terra con le informazioni più recenti.

Periodo eroico (prima metà del XIX secolo)

L'inizio del periodo è associato all'emergere del metodo biostratigrafico. Ha permesso di determinare l'età relativa delle rocce in base alla complessità della struttura dei resti di antichi organismi situati in esse (ho descritto questo metodo più in dettaglio nel paragrafo 2.1 di questo lavoro).

La paleontologia è emersa come disciplina indipendente nella geologia. (vedere punto 1.4.).

All'inizio del XIX secolo K.L. von Buch avanzò la prima ipotesi tettonica. In esso, lo scienziato considerava il vulcanismo come il processo principale che forma le montagne. L'ipotesi è stata confermata dalla ricerca di A. Humboldt. È stato accettato da molti scienziati e ha svolto un ruolo importante nella comprensione da parte delle persone dei processi di costruzione delle montagne.

Le informazioni ottenute sulla composizione chimica dei minerali e sulle leggi di formazione dei loro cristalli hanno permesso alla fine del periodo eroico di creare una classificazione chimica dei minerali. Questa classificazione ha costituito per lungo tempo la base della mineralogia.

Al termine del periodo eroico un altro importante contributo venne dato alla geologia. I rappresentanti della stratigrafia hanno notato che in alcuni strati di rocce non è stata trovata alcuna connessione evolutiva tra organismi appartenenti a tempi geologici diversi. Quelli. non è stato possibile trovare gli antenati in alcuni organismi e i discendenti in altri. Per spiegare questi fatti, gli scienziati hanno creato una teoria della catastrofe. La teoria includeva l'idea dell'esistenza di numerose catastrofi nella storia della Terra, che, secondo gli scienziati, periodicamente distruggevano completamente la vita sul pianeta, per poi risorgere. Charles Lyell si oppose per primo a ciò nella sua opera “Fundamentals of Geology...” (1830-1833). Ha scritto che il mondo organico si è sviluppato sulla Terra in modo coerente e costante. Tuttavia, le idee dello scienziato furono confermate e accettate solo 20 anni dopo.

Durante il periodo eroico, i geologi risolsero un altro problema. La questione dell'origine degli strani massi, le cui aree di distribuzione si trovano a migliaia di chilometri di distanza dai luoghi in cui sono stati ritrovati, è stata sollevata da tempo. Questo fatto è stato spiegato dalla teoria glaciale, che presupponeva l'influenza di numerose glaciazioni sulla superficie terrestre. Successivamente, questa ipotesi non solo dimostrò il trasporto di massi da parte dei ghiacciai, ma fu anche confermata e le ere glaciali iniziarono a essere considerate parte della storia della Terra.

Quindi, non per niente il periodo eroico ha ricevuto il suo nome. La geologia ha infatti fatto passi da gigante. I risultati del periodo furono la creazione delle prime società geologiche, servizi geologici nazionali in Russia, Inghilterra e Francia. Caratteristici di questo periodo furono anche la vasta scala della ricerca e la natura più organizzata della sua attuazione.

La geologia è diventata una disciplina indipendente delle scienze naturali. È apparsa una nuova professione: il geologo.

Periodo classico (seconda metà del XIX secolo)

All’inizio del periodo classico apparve il libro di Charles Darwin “L’origine delle specie attraverso la selezione naturale...”. Ha confermato l'ipotesi di Charles Lyell. Poiché l'ipotesi dello sviluppo evolutivo della vita cominciò a essere confermata dai ritrovamenti di organismi che costituiscono un collegamento transitorio tra quelle forme di vita che prima erano considerate non correlate tra loro, i geologi abbandonarono finalmente il catastrofismo. Accettarono la teoria dell'evoluzione.

Il periodo è caratterizzato anche dall'emergere dell'ipotesi della contrazione avanzata da Elie de Beaumont. Lo scienziato credeva che man mano che la Terra si raffreddava, il suo volume diminuiva, il che portava alla comparsa di pieghe nella crosta terrestre. Così spiegò l'origine delle montagne. L'apparente logica interna dell'ipotesi della contrazione e la mancanza di un'alternativa ad essa portarono al fatto che questa idea rimase radicata nella geologia per tutto il periodo classico.

Durante il periodo classico nacque il concetto di magma, una sostanza liquida che in alcuni casi può formarsi nel mantello terrestre solido. In particolare, il magma erutta attraverso i crateri vulcanici e, liberato dai gas, si trasforma in lava. La differenziazione del magma è il processo della sua trasformazione in diverse rocce quando si solidifica. Ciò spiegava l'origine di molte rocce.

Vorrei sottolineare che nella seconda metà del XIX secolo, a causa dello sviluppo dell'industria in molti paesi, il volume dell'estrazione dei minerali aumentò. La produzione mondiale di acciaio è aumentata da 500mila a 28 milioni di tonnellate e la produzione globale di carbone è aumentata di 3 volte. Poiché tutti i paesi avevano bisogno di una quantità ancora maggiore di materie prime minerali, i loro governi hanno stanziato ingenti fondi per lo sviluppo della geologia. La conseguenza di ciò fu l'emergere della geofisica, che permise di studiare la struttura profonda del nostro pianeta.

Si può anche notare che durante il periodo classico molto fu fatto per studiare la struttura geologica della Russia. Nel 1882 fu fondato il Comitato Geologico della Russia.

Il periodo classico vide sviluppi significativi nella petrografia. Un microscopio polarizzatore è apparso nelle mani degli esperti di rocce. Con il suo aiuto, sono state studiate le lastre di roccia trasparenti più sottili: sezioni sottili (petrografia ottica).

La cristallografia è emersa dalla mineralogia come disciplina indipendente.

Ha segnato anche l'inizio della geologia del petrolio. Cominciò a essere considerato un minerale e furono create ipotesi sulla sua formazione.

Pertanto, il periodo classico dello sviluppo della geologia ha portato molti benefici a questa scienza. La geologia iniziò a svolgere un ruolo importante tra le discipline scientifiche naturali.

Il periodo successivo nello sviluppo della geologia, il periodo “critico”, divenne un punto di svolta nello sviluppo delle scienze naturali nel loro insieme. Il terreno per le scoperte fatte durante il periodo “critico” fu preparato dalle conquiste geologiche del periodo classico.

Periodo “critico”” (prima metà del XX secolo)

Non è un caso che questo periodo nello sviluppo della geologia abbia ricevuto questo nome. Vale la pena notare che la sua affermazione come periodo “critico” è dovuta a numerose nuove scoperte in vari campi della scienza. Questi sono i progressi nella conoscenza del micromondo e la scoperta delle radiazioni a raggi X, la radioattività naturale. Tutto ciò ha avuto un impatto significativo sulla geologia.

All'inizio del periodo l'ipotesi di contrazione è crollata. Invece sono apparse altre ipotesi tettoniche. L'ipotesi della deriva dei continenti proposta da A. Wegener divenne la più coerente con le idee moderne sulla Terra. Ha lasciato intendere che la crosta terrestre è costituita da blocchi integrali: placche litosferiche che si muovono l'una rispetto all'altra e con esse i continenti (vedi Fig. 1). L'ipotesi ha svolto un ruolo molto importante in geologia. Ha spiegato i processi di costruzione delle montagne mediante il collasso della crosta terrestre durante la collisione delle placche litosferiche. Ciò spiegava anche i terremoti e il vulcanismo. L'ipotesi è stata confermata dal fatto che le aree montuose della zona dei terremoti e del vulcanismo coincidono quasi sempre: corrispondono ai confini delle placche litosferiche. L'ipotesi è stata confermata anche dal fatto che la costa orientale del Sud America corrispondeva alla costa occidentale dell'Africa, cioè se togliessimo l'Oceano Atlantico, avvicinando l'Africa al Sud America, formerebbero un unico continente, che ha formato questi continenti , scissione nel passato.

Tuttavia, nonostante argomenti così forti a favore della correttezza dell'ipotesi, essa fu criticata e per molto tempo non fu accettata in geologia. A causa della sua non plausibilità, l’ipotesi è stata scartata. La principale era l’ipotesi dell’undazione. Implicava la formazione di rilievi dovuti ai movimenti verticali della crosta terrestre.

Durante il periodo “critico”, la geotettonica viene separata in una disciplina scientifica separata. Ha avuto una grande influenza sullo sviluppo della geologia teorica e applicata. Anche la sezione di questa disciplina, lo studio delle geosincline - cinture mobili ai confini delle placche litosferiche, ha continuato a svilupparsi, spiegando molte caratteristiche della Terra.

V.A. Obručev, S.S. Shultz, N.I. Nikolaev è diventato il fondatore della geotettonica, una disciplina che studia i movimenti tettonici del recente passato e dei tempi moderni.

Utilizzando metodi geofisici, è stato creato un modello della struttura del guscio della Terra. Era diviso in nucleo, mantello e crosta. Come sappiamo, queste geosfere sono identificate anche dagli scienziati moderni.

Nella petrografia, la direzione fisico-chimica della ricerca iniziò a svilupparsi intensamente e, di conseguenza, nacque la chimica dei cristalli. L'analisi della diffrazione dei raggi X iniziò ad essere utilizzata per studiare i cristalli.

La geologia dei minerali combustibili ha continuato a svilupparsi. Sono comparsi anche studi sul permafrost. Alla fine del periodo "critico", furono compilate carte geologiche di diversi territori e furono scritti lavori che riassumevano i materiali geologici per alcuni territori.

La necessità di minerali è aumentata e nuovi tipi di minerali - minerali di uranio e petrolio - hanno iniziato ad essere estratti e utilizzati. Sono stati sviluppati nuovi metodi per la ricerca dei depositi.

Periodo recente (1960-1990)

All'inizio dell'età moderna ebbe luogo una riattrezzatura tecnica della geologia. Apparvero un microscopio elettronico, computer elettronici e uno spettrometro di massa (un determinante della massa degli elementi chimici). Sono diventate possibili le perforazioni in acque profonde e lo studio della Terra dallo spazio.

Ciò che era importante era che la Terra potesse essere esplorata confrontandola con altri pianeti. È diventato anche possibile determinare l'età assoluta delle rocce.

La paleontologia ha ottenuto un successo significativo: sono stati dedotti nuovi gruppi di resti fossili, sono stati identificati modelli di sviluppo degli organismi viventi e sono state identificate grandi estinzioni nella storia della biosfera.

Negli ultimi tempi, gli scienziati hanno iniziato a risolvere alcuni problemi geologici, come la mineralogia, in laboratorio attraverso esperimenti.

Sono state scoperte le leggi della zonazione metasomatica (caratteristiche della presenza di minerali modificati durante l'interazione con soluzioni acquose) ed è stata creata una teoria di vari tipi di litogenesi (percorsi di trasformazione delle rocce in metamorfiche). Anche nel periodo moderno furono create mappe tettoniche dell'Eurasia e mappe paleogeografiche del mondo.

Nel periodo moderno, le idee del mobilismo furono accettate e continuarono a svilupparsi, incl. Ipotesi della deriva dei continenti.

I paleontologi hanno identificato le prime fasi dello sviluppo della vita sulla Terra.

L'emergere di problemi ambientali è associato all'emergere della geotecnologia, una scienza che risolve il problema dell'uso razionale del sottosuolo del nostro pianeta. Apparve anche la geologia ambientale.

Negli ultimi tempi è stato sviluppato un meccanismo di diffusione. Comprendeva l'idea che la nuova crosta oceanica si forma nelle zone in cui il magma fuoriesce e si solidifica. Le dorsali medio-oceaniche corrispondono a tali zone. Quindi la nuova crosta si sposta verso i continenti e, al confine della crosta continentale, va sotto di essa. In questi luoghi si formano fosse di acque profonde e la formazione di montagne si verifica spesso sui continenti.

La geologia del periodo recente differisce poco da quella moderna. Ma il suo sviluppo non si è fermato qui: continua nel presente e continuerà nel futuro.

Come conclusione della storia della geologia, voglio evidenziare i principali rami della scienza che si sono formati fino ad oggi.

.4 Sezioni di geologia

Ad oggi, in geologia sono state formate le seguenti sezioni principali.

1. Geologia dinamica o fisica.In questa sezione vengono studiati i fenomeni geologici moderni che modificano la Terra davanti agli occhi dell'uomo (atmosfera, acqua, flora e fauna, vulcanismo).

. Petrografia o scienza delle rocce.Questa sezione ha quasi raggiunto le dimensioni di una scienza indipendente, perché lo studio delle proprietà delle rocce è importante per la loro applicazione.

. Paleontologia- la scienza degli organismi viventi fossili, costituisce la terza sezione della geologia. Studia lo sviluppo, l'origine degli antichi esseri viventi e ripristina persino il loro habitat.

Studia la sequenza e le condizioni di comparsa di varie rocce, nonché le tracce di vita in esse. stratigrafia. Appartiene alla quarta sezione della geologia. Divisa in petrografica e paleontologica, la stratigrafia occupa un posto importante nella geologia: copre lo studio di molti modelli sulla Terra contemporaneamente. Maggiori dettagli sulla stratigrafia sono scritti nella sezione 2.1. vero lavoro.

. Geologia storicacostituisce la quinta sezione delle Scienze della Terra. In un certo senso riassume tutta la ricerca sul nostro pianeta: distribuisce nel tempo monumenti, processi e fenomeni geologici.

Questi sono i rami principali della geologia. Essi, a loro volta, sono divisi in tante aree più piccole, studiando diversi aspetti della questione relativa alla sezione principale, oppure esplorandola utilizzando metodi diversi.

Quindi, viene descritta la storia dello sviluppo delle scienze geologiche. Con il suo aiuto, si è formata un'idea di geologia, sono state evidenziate le idee e le disposizioni principali di questa scienza.

2. Metodi di ricerca

Descriverò ora i metodi con cui la geologia studia la Terra. Capirli è molto interessante e importante. Vorrei anche notare che i nomi di molti metodi coincidono con i nomi delle varie branche della geologia che li applicano.

.1 Determinazione dell'età relativa delle rocce

Per studiare il passato del pianeta e lo sviluppo della vita su di esso, è necessario essere in grado di determinare quali rocce si sono formate prima sulla Terra e quali dopo. Esistono diversi modi per farlo.

Inizialmente il danese Nils Steno avanzò il principio: “Lo strato superiore si è formato più tardi dello strato sottostante”. La stratigrafia è diventata una branca della geologia che studia la sequenza di formazione e i modelli di posizionamento delle rocce, utilizzando questo e altri principi. Questo è uno dei rami principali della geologia.

Tuttavia il principio Steno presenta anche degli svantaggi. Ad esempio, è impossibile confrontare l'età delle rocce che si trovano in luoghi diversi. Successivamente questo problema è stato risolto. Gli scienziati hanno notato che gli organismi viventi sono tanto più complessi quanto più sono giovani. Pertanto, confrontando le caratteristiche strutturali dei loro resti nelle rocce, determinano quali organismi, e quindi rocce, sono più giovani. Ora, anche mescolando gli strati rocciosi, è possibile determinare la sequenza originaria della loro comparsa (vedi Fig. 2).

Attualmente, gli scienziati hanno selezionato le forme di vita più caratteristiche per ogni periodo della storia della Terra. I loro resti sono chiamati fossili guida. Determinano accuratamente la sequenza di accumulo delle rocce.

Grazie a queste scoperte è stata compilata una scala geocronologica, in cui la storia della Terra è divisa in eoni, ere, periodi ed epoche. La scala è generalmente accettata, utilizzata ovunque ed è importante per molti rami della scienza. Tuttavia, inizialmente indica solo la sequenza dei periodi. La loro durata, le date di inizio e di fine sono state stabilite utilizzando il metodo isotopico per determinare l'età assoluta delle rocce.

.2 Determinazione dell'età assoluta delle rocce

I geologi hanno già capito come determinare l'età di alcune rocce rispetto ad altre. Ma un altro problema non è stato risolto: determinare da quanti anni esistono determinate rocce. Con lo sviluppo della fisica nucleare, l'uomo ha imparato a determinare l'età assoluta delle rocce utilizzando gli strumenti più moderni.

L'essenza del metodo isotopico (il cosiddetto metodo per determinare l'età assoluta delle rocce) è la seguente. È stato stabilito che gli isotopi instabili degli elementi chimici decadono e si trasformano in atomi più leggeri e stabili. Inoltre, la velocità di questo decadimento è quasi indipendente dalle condizioni esterne. Quindi, dalla quantità di un elemento instabile e dal numero di prodotti del suo decadimento, determinano quanto l'elemento è decaduto. In alcuni casi, non viene determinato il numero di prodotti di decadimento, ma il numero di tracce: aree bruciate nella roccia da frammenti di nuclei di un isotopo instabile. Ciò consente di scoprire il numero di fissioni nucleari. Conoscendo la velocità costante del decadimento, è possibile determinare quando è iniziato e quindi quanto tempo fa si è formata la roccia.

Il più accurato è il metodo del radiocarbonio, che utilizza il decadimento di un isotopo instabile di carbonio con una massa atomica di 14. La sua emivita è un periodo di tempo abbastanza breve: 5768 anni. Ma poiché in un periodo di tempo pari a dieci emivite, l'efficienza della reazione diminuisce di 1024 volte, diventa difficile registrare cambiamenti così piccoli nella sostanza. Pertanto, il tempo misurato con questo metodo non supera i 60.000 anni. In questo intervallo, l'età viene determinata in modo più accurato.

Utilizzando il metodo del radiocarbonio, viene determinata l'età dei resti organici, poiché gli organismi viventi assorbono carbonio dall'atmosfera durante la loro vita. Il contenuto di isotopi di carbonio in esso è costante, perché sostenuto dall’istruzione C 14 utilizzando la radiazione cosmica. E dopo la morte dell'organismo, il carbonio instabile inizia a decadere.

Per determinare la quantità di isotopi di carbonio, viene spesso utilizzato il metodo della spettrometria di massa (vedere Fig. 3). In questo caso il carbonio contenuto nel campione viene ossidato trasformandolo in anidride carbonica. Le molecole di gas vengono quindi convertite in ioni e fatte passare attraverso una camera magnetica. Contiene CO 2 con carbonio leggero devia più fortemente rispetto al gas con un isotopo pesante. Registrando le deviazioni da una traiettoria rettilinea, si determina quanti isotopi pesanti instabili rimangono nella sostanza. Meno atomi instabili rimangono, più vecchio è il campione, la cui età viene determinata. In anni questo viene calcolato utilizzando formule speciali.

Il tempo di dimezzamento dell'uranio con una massa atomica di 238 è di 4,51 miliardi di anni. Pertanto, il metodo uranio-piombo (il piombo è un prodotto di decadimento dell'uranio) consente di datare eventi antichi, anche se ciò riduce la precisione delle misurazioni. La tecnologia del metodo è la seguente. Tra le rocce di cui occorre determinare l'età, vengono selezionate quelle che contengono zircone, un minerale contenente uranio. Quindi la roccia viene frantumata in cristalli e questi vengono setacciati attraverso apposite maglie per separare i cristalli della stessa dimensione. Quando questi cristalli vengono immersi in soluzioni ad alta densità, il più pesante dei cristalli, lo zircone, si deposita sul fondo. Viene selezionato e uno strato di un cristallo viene incollato su una piastra speciale. Quindi i cristalli sulla piastra vengono macinati e immersi in una soluzione acida. In questo caso, la sostanza all'interno delle tracce si dissolve e diventano visibili al microscopio. Viene quindi contato il numero di tracce per unità di area. In anni, l'età viene determinata utilizzando speciali formule matematiche. In questo caso viene presa in considerazione anche la diminuzione del tasso di decadimento nel tempo.

Il metodo isotopico è attualmente il più accurato, ma esistono altri modi per determinare l’età assoluta delle rocce. Ad esempio, determinando il tasso di accumulo delle rocce sedimentarie e conoscendo lo spessore del loro strato, è possibile stimare approssimativamente il tempo di formazione di queste rocce. Ma il tasso di accumulo delle rocce può cambiare e il loro strato può essere compresso, pertanto tali metodi non sono sufficientemente accurati.

2.3 Analisi spettrale

Le persone hanno notato da tempo che diversi elementi chimici posti in una fiamma le conferiscono colori diversi (vedi Fig. 4). Ad esempio, il solfato di rame è verde, il sale da cucina è giallo brillante. Tuttavia, è impossibile determinare con precisione gli elementi chimici dal colore del fuoco, perché... alcuni di loro danno lo stesso colore.

Nel 1859, gli scienziati tedeschi, il chimico Robert Bunsen e il fisico Histaff Kirchhoff, trovarono un modo per distinguere le sfumature dei colori delle fiamme. Hanno usato la loro invenzione: uno spettroscopio. È costituito da un prisma di vetro posto davanti a uno schermo bianco. Il prisma suddivide il fascio luminoso in fasci monocromatici, rendendo visibili le differenze tra gli spettri degli elementi che colorano visivamente equamente la fiamma.

In generale, l'analisi spettrale si è rivelata importante sia per i geologi che per i rappresentanti della nuova scienza che ha anche generato: la cosmochimica.

2.4 Rilievo gravitazionale

Il peso è la forza con cui il corpo, attratto dalla Terra, preme sul supporto o tira la sospensione. Si scopre che anche l'attrazione dei corpi sulla Terra viene utilizzata in geologia.

Qualsiasi corpo dotato di massa esercita attrazione. Lo osserviamo molto bene, perché la gravità terrestre è la forza di attrazione della Terra. Ma se tutti i corpi sono attratti l'uno dall'altro, allora perché non notiamo, ad esempio, l'attrazione tra due persone? Il fatto è che queste forze sono molto piccole, ma esistono ancora. È stato sperimentalmente dimostrato che il filo a piombo si discosta dalla sua posizione verticale in prossimità di una grande montagna. È stato inoltre stabilito che due grandi palline di piombo rotolano l'una verso l'altra a distanza ravvicinata.

In base a ciò, possiamo concludere che, a seconda della densità delle rocce che giacciono nel sottosuolo, cambierà anche l'entità della forza di gravità (in fisica - l'accelerazione di gravità). Ma il problema è che questi cambiamenti sono molto piccoli e la persona non li nota. Solo con l'aiuto di strumenti precisi è possibile determinare i cambiamenti nell'attrazione.

Inizialmente, la gravità era determinata dal periodo di oscillazione del pendolo e dalla sua lunghezza. Tuttavia, a causa dell'inconveniente di utilizzare un pendolo, è stato sostituito con un dispositivo più conveniente: un gravimetro. Il suo principio di funzionamento è semplice: un carico enorme è sospeso su una molla e la forza di gravità è determinata dal grado della sua torsione.

Al giorno d'oggi, il metodo dell'esplorazione gravitazionale viene utilizzato ovunque per cercare giacimenti di petrolio (c'è meno attrazione sopra un vuoto nel terreno) e depositi di minerali molto densi, ad esempio minerali di ferro. Il metodo è estremamente semplice ed economico e per eliminare gli errori viene spesso utilizzato insieme ad altri metodi. Sono state compilate mappe del campo gravitazionale della Terra.

Misurando la gravità, gli scienziati studiano questioni relative alla forma della Terra e alla struttura del suo interno.

2.5 Applicazioni dei fossili

Le scoperte dei paleontologi, tracce di precedenti forme di vita, possono raccontare non solo lo sviluppo degli organismi viventi, la loro struttura, ma anche molti altri modelli della loro formazione, il loro ambiente e le sue proprietà.

Ad esempio, sapendo che la vegetazione delle diverse zone climatiche non è la stessa, gli scienziati, studiando i resti di piante antiche, traggono conclusioni sul clima di una particolare area in passato. E conoscendo le condizioni di vita delle moderne comunità di organismi viventi (temperatura, quantità di cibo consumato, suolo), è possibile determinare le condizioni ambientali di comunità simili nel passato. Inoltre, studiando la crescita ritmica di alcuni organismi (coralli, bivalvi e cefalopodi, cirripedi, ecc.), la velocità di rotazione terrestre, la frequenza delle maree, l'inclinazione dell'asse terrestre, la frequenza delle tempeste e molto altro ancora. sono determinati. Ad esempio, si è scoperto che 370-390 milioni di anni fa c'erano circa 385-410 giorni in un anno, il che significa che la Terra ruotava attorno al proprio asse più velocemente di adesso.

In pratica, per ricercare giacimenti petroliferi, sfruttano la dipendenza del colore dei resti dei conodonti (organismi viventi) dalla temperatura del sottosuolo in cui si trovavano. Se la temperatura fosse fino a 250°C non si potrebbe formare olio da sostanze organiche. Se la temperatura superava gli 800°C il petrolio che poteva esistere lì veniva distrutto. Ma se la temperatura fosse compresa tra questi limiti, la ricerca del petrolio potrebbe continuare.

In base alle caratteristiche della composizione dei resti di organismi marini, è possibile determinare la temperatura e la composizione dell'acqua in un determinato momento. E sulla base di tutti questi dati è possibile dedurre ulteriormente i modelli esistenti nel mondo e applicarli in tutti i settori della scienza.

2.6 Metodo biogeochimico

Il metodo biogeochimico si basa sullo studio delle caratteristiche delle piante determinate dalla presenza di alcuni minerali nella crosta terrestre.

Anche prima della scoperta dei moderni metodi di ricerca dei minerali, le persone approfittavano del fatto che le piante che crescono su minerali diversi hanno le loro caratteristiche. Ad esempio, alcuni tipi di muschi, mente e chiodi di garofano che crescono in quantità maggiori del normale indicano la presenza di rame nelle viscere della terra. E i depositi di alluminio, che provocano un aumento del contenuto di questo metallo nel terreno, portano all'accorciamento delle radici e alla macchiatura delle foglie. Il nichel provoca la comparsa di punti morti bianchi sulle foglie. Pertanto, le persone, osservando visivamente le piante, hanno scoperto con successo i depositi delle rocce di cui avevano bisogno.

Nel 20 ° secolo, il metodo biogeochimico cominciò ad essere utilizzato con ancora più successo: divenne possibile identificare anomalie nel mondo vegetale utilizzando la fotografia aerea e la spettroscopia cominciò ad essere utilizzata per determinare l'aumento del contenuto di minerali nelle piante, indicando il loro eccesso in il suolo. Il vantaggio del metodo è la capacità di trovare minerali situati a profondità significative.

Attualmente, per semplificare il metodo biogeochimico, sono stati creati elenchi di piante indicatrici con una reazione nota a determinati minerali. Più di 60 piante dell'elenco sono state testate e possono essere utilizzate per cercare quasi tutti i tipi di metalli fossili. Molti giacimenti sono già stati scoperti utilizzando questo metodo.

2.7 Sismometria

All’inizio del XX secolo, uno dei fondatori della sismologia, Boris Borisovich Golitsyn, scriveva: “Ogni terremoto può essere paragonato a una lanterna che si accende per un breve periodo e illumina l’interno della Terra”. Infatti, l'interno della terra, nascosto a noi da molti chilometri di strati rocciosi, può essere esplorato soprattutto durante i terremoti. Dopotutto, anche con l'aiuto della perforazione, non penetrano più di 12 km nella crosta terrestre.

Le onde sismiche generate durante un terremoto vengono utilizzate per studiare il sottosuolo. Viene utilizzata la particolarità della propagazione delle onde a velocità diverse in sostanze con proprietà diverse (o attraverso diversi stati di aggregazione di una sostanza) e al confine di sostanze diverse le onde vengono riflesse o distorte. Se la sorgente delle onde sismiche si trova vicino alla superficie terrestre, molte onde, riflesse dagli strati sottostanti, ritornano in superficie, dove vengono registrate dai geofoni. Questi dispositivi amplificano molte volte le vibrazioni trascurabili del terreno. Conoscendo il tempo di propagazione delle onde e tenendo conto delle loro proprietà, traggono una conclusione sulla posizione delle superfici riflettenti, ne scoprono la profondità, l'angolo di inclinazione e la struttura. Inoltre, un'esplosione artificiale viene spesso utilizzata come fonte di onde sismiche, perché quindi si conosce l'ora esatta in cui le onde iniziano a muoversi.

Nell'esplorazione sismica vengono registrate le onde rifratte e riflesse. I primi sono più forti. Allo stesso tempo, i metodi della loro ricerca sono diversi.

Le onde riflesse forniscono immediatamente uno spaccato dettagliato dell'area di studio. Per la prima volta, utilizzando le onde riflesse, furono scoperti giacimenti petroliferi negli anni '30 del XX secolo. Successivamente, l’esplorazione sismica è diventata il metodo principale in geofisica. Per ottenere un quadro completo della struttura dell'interno della Terra, le vibrazioni vengono registrate simultaneamente in molti luoghi.

Anche il metodo delle onde rifratte è stato migliorato con successo. Con il loro aiuto è diventato possibile condurre ricerche a grande profondità. I geologi sono stati in grado di studiare la struttura della crosta terrestre, le caratteristiche della formazione dei continenti e degli oceani e le cause dei movimenti tettonici.

Con l'avvento dell'elaborazione digitale del segnale negli anni '60, l'analisi delle informazioni sismologiche è diventata più completa e veloce. Gli scienziati hanno anche sostituito la fonte delle onde sismiche dagli esplosivi ai vibratori ecologici che consentono di scegliere la frequenza di vibrazione.

L'esplorazione sismica è di grande importanza in geologia. Fondamentalmente, con il suo aiuto, sono state determinate le geosfere della Terra, il loro spessore e lo stato della materia in esse.

.8 Prospezione magnetica

La Terra, come un magnete gigante, è circondata da un campo magnetico. Si estende nello spazio fino a 20-25 raggi terrestri. C'è ancora un dibattito sull'origine del campo magnetico terrestre. Perché può sorgere sotto l'influenza dell'elettricità o di un corpo magnetizzato; si ipotizza che il campo terrestre si formi a causa delle correnti elettriche che compaiono nel nucleo terrestre durante la rotazione del pianeta.

Ma, indipendentemente dalla sua origine, il campo ha un enorme impatto sugli abitanti della Terra: protegge dalle radiazioni cosmiche. È anche grazie al campo che l'ago della bussola è orientato verso nord. Si nota che l'estremità settentrionale dell'ago della bussola è inclinata verso il basso rispetto alla posizione orizzontale. Ciò suggerisce che la fonte del magnetismo si trova nelle viscere della terra.

Lo studio dei fenomeni associati al campo magnetico aiuta a comprendere la struttura del nostro pianeta, a conoscerne parzialmente la storia e a chiarire la connessione della Terra con lo spazio.

È stato osservato che le rocce magnetizzate influenzano anche l'orientamento dell'ago della bussola. Per questo motivo, le anomalie magnetiche (deviazioni dal campo normale della Terra) vengono utilizzate nella ricerca di minerali ad alta magnetizzazione (minerali contenenti ferro). Già nel XVII secolo in Russia e Svezia veniva utilizzata una bussola per cercare minerali di ferro. Successivamente è stato creato un dispositivo più accurato che ha determinato i cambiamenti nel campo magnetico terrestre e nella sua forza: un magnetometro (vedi Fig. 6).

Studiando la magnetizzazione residua delle rocce, acquisita in passato sotto l'influenza del campo magnetico terrestre, gli scienziati determinano la posizione dei poli magnetici e la forza del campo magnetico terrestre negli antichi periodi geologici. Ad esempio, è stato accertato che in precedenza esisteva un polo sud al posto del moderno polo nord e viceversa. Si presume che durante il loro cambiamento il campo magnetico si indebolisca, la radiazione cosmica penetri nella Terra, il che influisce negativamente sui suoi abitanti.

La prospezione magnetica è importante per le persone non solo per la ricerca di minerali. Con il suo aiuto vengono elaborate mappe speciali della declinazione magnetica (la deviazione dell'ago della bussola dalla direzione nord in gradi). Questo è importante per un orientamento accurato sul terreno.

2.9 Prospezione elettrica

La prospezione elettrica è una branca della geofisica che determina la composizione e la struttura della crosta terrestre utilizzando correnti elettriche naturali o create artificialmente. Questo metodo di ricognizione ha forse il maggior numero di metodi diversi e delle loro varietà: più di 50.

Ecco i principali:

. Metodo della resistenza- basato sul passaggio di corrente continua attraverso il terreno mediante due elettrodi. La tensione causata da questa corrente viene quindi misurata da altri elettrodi. Conoscendo la corrente e la tensione, viene calcolata la resistenza. La resistenza viene utilizzata per determinare quali razze la causano (razze diverse hanno resistenza diversa). E tenendo conto della posizione degli elettrodi, scopriranno dove si trovano le rocce ad alta resistenza.

Utilizzando il metodo della resistenza vengono esaminati gli strati che compongono l'area oggetto di studio e la loro distribuzione. In particolare è possibile ricercare giacimenti di petrolio e gas.

Per metodo di induzioneutilizzare un campo elettrico o magnetico alternato creato artificialmente. Sotto la sua influenza, nel terreno appare un campo elettromagnetico. Conoscendo i parametri del campo creato e fissando le proprietà del campo sorto nel terreno, determinano quali proprietà del mezzo viene emesso e dove si trova. La sorgente del campo artificiale può essere spostata e quindi l'immagine del sottosuolo diventa più dettagliata. Le modalità di elaborazione dei dati ottenuti con il metodo induttivo sono molto complesse.

Assegnare separatamente esplorazione elettrica di pozzi. Entrambi i metodi di cui sopra e molti altri sono applicabili ad esso. Ciò include la trasmissione delle onde radio, lo studio del campo elettrico naturale e il metodo degli elettrodi sommergibili. La prospezione elettrica dei pozzi consente di determinare la forma, le dimensioni e la composizione delle rocce nello spazio attorno ai pozzi e al loro interno.

2.10 Identificazione dei depositi da immagini satellitari

Con l'avvento della possibilità di ottenere fotografie dallo spazio di vaste aree della superficie terrestre, i geologi sono stati in grado di identificare la relazione tra l'aspetto, la forma delle varie intrusioni e la loro composizione.

Ad esempio, si è notato che le rocce contenenti apatite spesso affiorano in superficie sotto forma di “anelli” e “perle”. Questo modello può essere osservato nella forma dei nostri Monti Khibiny: rappresentano un semianello in cui si trovano i giacimenti più ricchi di minerali di apatite-nefelina. Ai depositi di porfido e rame sono associati anche specifici tipi di massicci, ai quali vengono dati nomi speciali: “drago”, “ceppo” e “radice”.

Lo studio delle immagini satellitari dei vulcani antichi e moderni permette anche di trovare giacimenti minerari.

Pertanto, con l'avvento di un nuovo metodo di ricerca, le capacità della geologia si sono notevolmente ampliate. Ora i geologi possono giudicare la distribuzione dei depositi su scala planetaria. Inoltre, consente di risparmiare tempo e fatica agli scienziati: prima viene determinata la posizione di un possibile deposito, quindi viene inviata lì una spedizione, mentre in precedenza era necessario studiare direttamente l'intera superficie terrestre utilizzando metodi complessi. È aumentata anche la probabilità di trovare depositi.

2.11 Cosa puoi imparare studiando i ciottoli?

Studiando i normali ciottoli di fiume, puoi rivelare molte cose interessanti. Gli scienziati possono determinare dove i ciottoli hanno iniziato il loro viaggio. Se i ciottoli contengono minerali, possono portare alla formazione di depositi minerali. Se il ciottolo mantiene il suo contorno originale, si possono determinare le condizioni per la sua formazione. Calcolando la velocità di movimento del ciottolo, la velocità con cui diminuisce il suo peso e il grado di rotondità, si determina anche la distanza percorsa da esso. Per questo sono state sviluppate formule speciali. Dal modo in cui sono orientati i ciottoli, viene determinata la direzione del movimento del flusso d'acqua ormai inesistente e dall'angolo di inclinazione dei ciottoli viene determinata la velocità del suo movimento.

3. Il posto occupato dalla geologia nel mondo moderno

.1 Rapporti della geologia con le altre scienze

Ora che sono stati descritti i metodi di ricerca utilizzati in geologia, vorrei prestare attenzione al collegamento tra la geologia e le altre scienze.

La connessione tra le diverse scienze è molto importante. Lavorando insieme, gli scienziati comprendono meglio il mondo. La relazione si presenta in due forme. 1.) I dati pronti ottenuti da una scienza sono accettati e utilizzati da un'altra scienza. Ad esempio, la tavola periodica è utilizzata da quasi tutte le scienze naturali come assioma. 2.) Applicazione costante di metodi di ricerca da una scienza all'altra. Ad esempio, l'uso di metodi fisici in geologia, quando l'ambiente o il fenomeno non sono direttamente osservabili.

La connessione tra le scienze è spesso bidirezionale. Esistono molti esempi di interazione riuscita tra varie scienze e geologia. Ne darò alcuni.

Per studiare l'evoluzione degli esseri viventi, la biologia si rivolge ai risultati della paleontologia: resti fossili. Ciò è ragionevole perché... è necessario conoscere la struttura degli organismi nei diversi stadi dell'evoluzione per comprendere come si sono adattati sempre più all'ambiente, come la natura ha scelto e preservato le migliori forme di vita. I biologi risolvono anche la questione delle origini umane insieme ai paleontologi, analizzando i resti degli antenati umani.

D'altra parte, la lavorazione dei minerali può essere effettuata utilizzando metodi biologici. È noto che l'oro è spesso presente nel reticolo cristallino dei minerali in quantità molto piccole ed è difficile da estrarre. Quindi i batteri vengono in soccorso. Distruggono il cristallo minerale e così viene estratto l'oro.

Per la ricerca dei minerali utilizzando il metodo biogeochimico vengono utilizzate le caratteristiche delle piante studiate dai botanici.

Accade spesso che un'ipotesi avanzata da specialisti in un campo scientifico venga confermata in altri campi. L'interazione delle scienze è importante anche per confermare e confrontare i risultati della ricerca, poiché uno studio completo di qualsiasi problema è più efficace.

Pertanto, per ottenere risposte a domande importanti, la ricerca congiunta di rappresentanti di diverse scienze dovrebbe essere condotta più spesso, quindi i risultati della ricerca saranno più accurati e completi.

.2 L'importanza della geologia nel mondo moderno

In conclusione di tutto ciò che è stato detto, vorrei aggiungere l'importanza della geologia nel mondo moderno.

La geologia è una delle poche scienze che considera la sequenza e la durata degli eventi. Pertanto, influenza la comprensione (spirituale) del mondo da parte delle persone: sugli abitanti della Terra, sull’aspetto del nostro pianeta nel passato. La geologia aiuta una persona a capire come la Natura ha creato le moderne comunità di organismi, come sono stati accumulati in passato i minerali utilizzati oggi e qual è il posto dell'uomo nel biota moderno. Possedendo tale conoscenza, una persona conclude quanto sia importante proteggere la Terra e la vita su di essa dall'inquinamento, preservare e utilizzare razionalmente i minerali.

Quindi, l'importanza della geologia è grande per lo sviluppo spirituale dell'uomo.

Il suo ruolo è ottimo per una persona comune e proprio nella vita di tutti i giorni. Dopotutto, i minerali vengono estratti utilizzando metodi geologici. E il ruolo dei minerali nella vita umana è difficile da sopravvalutare: con l'aiuto del carbone e dei prodotti petroliferi, le case nelle città vengono riscaldate, le auto funzionano a benzina, il gas naturale viene utilizzato per cucinare, con l'aiuto di uranio, petrolio o carbone, viene generata l’elettricità di cui tutti hanno bisogno. Inoltre, quasi tutto ciò che è stato creato dall'uomo - case, automobili, strade, gioielli, vetro - è realizzato con materiali naturali estratti dalla terra.

I risultati geologici sono utilizzati da persone di varie professioni. La geocriologia è una branca della geologia che studia il permafrost. I costruttori utilizzano i dati che ricevono per sviluppare norme e regole per la costruzione nelle aree con permafrost.

Per un corretto orientamento al suolo è necessario conoscere la deviazione dell'ago della bussola dalla direzione nord, che avviene a causa della mancata corrispondenza dei poli geografici e magnetici. Tali caratteristiche del magnetismo sono state rivelate utilizzando la prospezione magnetica. Questa sezione della geologia studia non solo la ricerca di minerali mediante anomalie magnetiche, ma anche il campo magnetico del pianeta nel suo insieme.

Utilizzando una mappa delle placche litosferiche, ogni persona può determinare in quali aree sono frequenti i terremoti e le eruzioni vulcaniche (i confini delle placche litosferiche corrispondono a tali aree) e, ad esempio, quando si sposta, scegliere il posto migliore in cui vivere o prepararsi in anticipo per attività tettonica.

Pertanto, la geologia è molto importante per tutta l’umanità. Lo sviluppo tecnico della società umana dipende direttamente dai suoi risultati.

4. Il futuro della geologia

In conclusione di questo lavoro, voglio scrivere sul futuro della geologia.

È abbastanza difficile immaginare il futuro di qualsiasi scienza. Dopotutto, è necessario mantenere l'obiettività e non approfondire il regno della fantasia.

Attualmente alcuni sostengono che la geologia non sarà più necessaria in futuro, perché... Il contenuto di minerali nella crosta terrestre sta diminuendo e potrebbero presto esaurirsi. Per soddisfare l'umanità in materie prime minerali, credono, verrà utilizzato un metodo per estrarre minuscole frazioni della sostanza desiderata da enormi volumi di rocce.

Tuttavia, il metodo proposto per l'estrazione complessa di minerali dalle rocce presenta numerosi svantaggi.

In primo luogo, ora gli scienziati non dispongono delle tecnologie necessarie (tranne l'esempio dell'oro, ecc.). In secondo luogo, se venisse utilizzato questo metodo, sarebbe costoso e tecnicamente complesso. In terzo luogo, si dovrebbero trattare enormi quantità di materiale proveniente da vaste aree del pianeta, il che potrebbe portare a problemi ambientali. In quarto luogo, si porrebbe il problema dello smaltimento delle rocce di scarto trattate.

Pertanto, questo metodo non è attualmente possibile ed è improbabile che lo sia in futuro per estrarre tutti i minerali di cui le persone hanno bisogno. Tuttavia, è possibile il suo utilizzo per l'estrazione di singoli minerali. È anche possibile sviluppare metodi per estrarre nuovi minerali in questo modo. Ma il metodo deve essere usato con cautela per non disturbare l'ambiente.

C'è un'altra visione sul futuro della geologia: è necessario migliorare i metodi di ricerca dei giacimenti, i metodi di estrazione dei minerali, utilizzare saggiamente (economicamente) le risorse del pianeta, quindi ci saranno abbastanza materie prime minerali per i bisogni umani.

A mio avviso, in futuro si dovrebbe utilizzare il metodo di estrazione complessa dei minerali dalle rocce e i metodi esistenti di ricerca ed estrazione dei minerali dovrebbero essere migliorati.

Penso anche che sia importante mantenere un ambiente rispettoso dell'ambiente sul pianeta, quindi i metodi di ricerca e l'estrazione diretta in futuro dovrebbero causare meno danni all'ambiente.

C'è ancora un problema di uso razionale delle risorse terrene. Ciò deve essere tenuto in considerazione quando si sviluppano metodi di estrazione mineraria in cui non viene prelevato nulla di superfluo dalla natura.

È necessario prestare maggiore attenzione al lavoro congiunto della geologia con altre scienze, perché spesso l'uso di metodi indiretti di fisica, chimica e matematica aiuta a risolvere i problemi geologici. È anche importante aumentare la precisione dei metodi geofisici, perché molti di loro sono ancora giovani e forniscono solo risultati approssimativi.

La società stabilisce anche compiti per la geologia come la previsione e la prevenzione dei disastri naturali. A questo dovrebbe essere prestata particolare attenzione, perché... Risolvere questi problemi porterà a salvare molte vite umane.

Ci sono ancora molti problemi in geologia. I geologi sono direttamente coinvolti nella loro risoluzione. Ad esempio, l’origine del campo magnetico terrestre non è chiara, l’origine della vita, la posizione e le proprietà delle geosfere terrestri non sono state stabilite. Risolvere questi problemi aiuterà l’umanità a utilizzare con maggiore successo le risorse del nostro pianeta.

Conclusione

Vorrei che il mio lavoro aiutasse i giovani geologi e semplicemente le persone interessate alla geologia a comprendere questa scienza. In una breve e semplice presentazione del materiale, ho evidenziato le caratteristiche della geologia e le sue conquiste.

Vorrei aggiungere che la geologia è molto interessante e le informazioni su di essa e sull'oggetto del suo studio - la Terra - sono utili a ogni persona.

Pertanto, gli scopi e gli obiettivi di questo lavoro sono stati raggiunti: la geologia è descritta come una scienza, vengono evidenziati i principali compiti da essa studiati, vengono descritti la storia e i metodi di ricerca, viene spiegato il significato pratico della scienza, l'importanza della connessione viene mostrato il rapporto tra la geologia e le altre scienze e vengono descritte le prospettive future per lo sviluppo della geologia.

Letteratura

1. Grande Enciclopedia Russa

2. Vaganov P.A. I fisici stanno finendo la storia. - Leningrado: Casa editrice dell'Università di Leningrado, 1984. - P. 28 -32.

3. Storia della geologia. - Mosca, 1973. - P. 12-27.

Corso di geologia generale. - Leningrado "Nedra" filiale di Leningrado, 1976.

5. Perelman Ya.I. Fisica divertente, libro 1. - Mosca “Scienza” Redazione principale di letteratura fisica e matematica, 1986.

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Rivista "Tecnologia per la gioventù", 1954, n. 4, p. 28-27

“La geologia è uno stile di vita”, dirà molto probabilmente un geologo rispondendo a una domanda sulla sua professione, prima di passare a formulazioni aride e noiose, spiegando che la geologia riguarda la struttura e la composizione della terra, la storia della sua nascita , formazione e sviluppo dei modelli, delle ricchezze un tempo innumerevoli, ma oggi, ahimè, “stimate” delle sue profondità. Anche altri pianeti del sistema solare sono oggetto di ricerca geologica.

La descrizione di una determinata scienza spesso inizia con la storia della sua origine e formazione, dimenticando che la narrazione è piena di termini e definizioni incomprensibili, quindi è meglio arrivare prima al nocciolo della questione.

Fasi della ricerca geologica

Lo schema più generale della sequenza di ricerche in cui può essere “compresso” tutto il lavoro geologico volto all'identificazione dei giacimenti minerari (di seguito MPO): rilevamento geologico (mappatura degli affioramenti rocciosi e delle formazioni geologiche), lavoro di prospezione, esplorazione, calcolo delle riserve, relazione geologica. Il rilievo, la ricerca e la ricognizione, a loro volta, sono naturalmente suddivisi in fasi a seconda della scala del lavoro e tenendo conto della loro opportunità.

Per svolgere un lavoro così complesso è coinvolto un intero esercito di specialisti delle più diverse specialità geologiche, che un vero geologo deve padroneggiare molto più che a livello di “un po’ di tutto”, perché si trova di fronte al problema compito di riassumere tutte queste diverse informazioni e infine arrivare alla scoperta di un giacimento (o realizzarlo), poiché la geologia è una scienza che studia le viscere della terra principalmente per lo sviluppo delle risorse minerarie.

Famiglia delle scienze geologiche

Come altre scienze naturali (fisica, biologia, chimica, geografia, ecc.), la geologia è un intero complesso di discipline scientifiche correlate e intrecciate.

Le materie direttamente geologiche includono geologia generale e regionale, mineralogia, tettonica, geomorfologia, geochimica, litologia, paleontologia, petrologia, petrografia, gemmologia, stratigrafia, geologia storica, cristallografia, idrogeologia, geologia marina, vulcanologia e sedimentologia.

Le scienze applicate, metodologiche, tecniche, economiche e altre legate alla geologia includono geologia ingegneristica, sismologia, petrofisica, glaciologia, geografia, geologia minerale, geofisica, scienza del suolo, geodesia, oceanografia, oceanologia, geostatistica, geotecnologia, geoinformatica, geotecnologia, catasto e monitoraggio terre, gestione del territorio, climatologia, cartografia, meteorologia e una serie di scienze dell'atmosfera.

La geologia del campo “pura” rimane ancora in gran parte descrittiva, il che impone una certa responsabilità morale ed etica all'esecutore, quindi la geologia, avendo sviluppato un proprio linguaggio, come le altre scienze, non può fare a meno della filologia, della logica e dell'etica.

Poiché i percorsi di prospezione ed esplorazione, soprattutto in aree difficili da raggiungere, sono un lavoro praticamente incontrollato, un geologo è sempre suscettibile alla tentazione di giudizi o conclusioni soggettivi, ma presentati con competenza e bellezza, e questo, sfortunatamente, accade. Le “imprecisioni” innocue possono portare a conseguenze molto gravi sia in termini di produzione scientifica che di materiale economico, quindi un geologo semplicemente non ha il diritto all'inganno, alla distorsione e all'errore, come un geniere o un chirurgo.

La spina dorsale delle geoscienze è organizzata in una serie gerarchica (geochimica, mineralogia, cristallografia, petrologia, litologia, paleontologia e la geologia stessa, compresa la tettonica, la stratigrafia e la geologia storica), riflettendo la subordinazione di oggetti di studio successivamente più complessi da atomi e molecole alla Terra nel suo insieme.

Ognuna di queste scienze si ramifica ampiamente in varie direzioni, proprio come la stessa geologia comprende la tettonica, la stratigrafia e la geologia storica.

Geochimica

Il campo visivo di questa scienza risiede nei problemi della distribuzione degli elementi nell'atmosfera, nell'idrosfera e nella litosfera.

La geochimica moderna è un complesso di discipline scientifiche, tra cui geochimica regionale, biogeochimica e metodi geochimici per la ricerca di depositi minerali. Oggetto di studio di tutte queste discipline sono le leggi di migrazione degli elementi, le condizioni della loro concentrazione, separazione e rideposizione, nonché i processi di evoluzione delle forme di occorrenza di ciascun elemento o associazioni di diversi, particolarmente simili nelle proprietà .

La geochimica si basa sulle proprietà e sulla struttura dell'atomo e della materia cristallina, sui dati sui parametri termodinamici che caratterizzano parte della crosta terrestre o dei singoli gusci, nonché su modelli generali formati da processi termodinamici.

Il compito diretto della ricerca geochimica in geologia è il rilevamento di depositi minerali, pertanto i depositi minerali sono necessariamente preceduti e accompagnati da un'indagine geochimica, sulla base dei risultati della quale vengono identificate le aree di dispersione del componente utile.

Mineralogia

Uno dei rami principali e più antichi della scienza geologica, che studia l'enorme, bello, insolitamente interessante e misterioso mondo dei minerali. Gli studi mineralogici, i cui scopi, obiettivi e metodi dipendono da compiti specifici, vengono condotti in tutte le fasi della prospezione e dell'esplorazione geologica e comprendono un'ampia gamma di metodi dalla valutazione visiva della composizione minerale alla microscopia elettronica e alla diagnostica della diffrazione dei raggi X.

Nelle fasi di rilevamento, prospezione ed esplorazione dei giacimenti minerari, vengono effettuate ricerche per chiarire i criteri di prospezione mineralogica e una valutazione preliminare del significato pratico dei potenziali giacimenti.

Durante la fase di esplorazione del lavoro geologico e quando si valutano le riserve di minerali o materie prime non metalliche, viene stabilita la sua completa composizione minerale quantitativa e qualitativa con l'identificazione di impurità utili e dannose, i cui dati vengono presi in considerazione quando si sceglie una tecnologia di lavorazione o trarre una conclusione sulla qualità delle materie prime.

Oltre allo studio completo della composizione delle rocce, i compiti principali della mineralogia sono lo studio dei modelli di combinazione dei minerali nelle associazioni naturali e il miglioramento dei principi della tassonomia delle specie minerali.

Cristallografia

Un tempo la cristallografia era considerata parte della mineralogia e la stretta connessione tra loro è naturale ed evidente, ma oggi è una scienza indipendente con una propria materia e propri metodi di ricerca. Gli obiettivi della cristallografia sono lo studio completo della struttura, delle proprietà fisiche e ottiche dei cristalli, dei processi della loro formazione e delle caratteristiche dell'interazione con l'ambiente, nonché dei cambiamenti che si verificano sotto l'influenza di influenze di varia natura.

La scienza dei cristalli si divide in cristallografia fisico-chimica, che studia i modelli di formazione e crescita dei cristalli, il loro comportamento in varie condizioni a seconda della forma e della struttura, e cristallografia geometrica, il cui oggetto sono le leggi geometriche che governano la forma e la simmetria di cristalli.

Tettonica

La tettonica è una delle branche fondamentali della geologia, che studia in termini strutturali, le caratteristiche della sua formazione e sviluppo sullo sfondo di movimenti, deformazioni, faglie e dislocazioni su scala diversa causati da processi profondi.

La tettonica è divisa in rami regionali, strutturali (morfologici), storici e applicati.

La direzione regionale opera con strutture come piattaforme, placche, scudi, aree piegate, depressioni di mari e oceani, faglie di trasformazione, zone di rift, ecc.

Ad esempio, possiamo citare il piano strutturale-tettonico regionale che caratterizza la geologia della Russia. La parte europea del paese si trova sulla piattaforma dell'Europa orientale, composta da rocce ignee e metamorfiche precambriane. Il territorio tra gli Urali e lo Yenisei si trova sulla piattaforma della Siberia occidentale. La piattaforma siberiana (altopiano siberiano centrale) si estende dallo Yenisei alla Lena. Le aree piegate sono rappresentate dagli Urali-Mongoli, dal Pacifico e parzialmente dal Mediterraneo

La tettonica morfologica, rispetto alla tettonica regionale, studia strutture di ordine inferiore.

La geotettonica storica si occupa della storia dell'origine e della formazione dei principali tipi di forme strutturali di oceani e continenti.

La direzione applicata della tettonica è associata all'identificazione di modelli di posizionamento di vari tipi di formazioni rocciose in relazione a determinati tipi di morfostrutture e caratteristiche del loro sviluppo.

Nel senso geologico “mercantile”, le faglie nella crosta terrestre sono considerate canali di approvvigionamento del minerale e fattori di controllo del minerale.

Paleontologia

Letteralmente “scienza degli esseri antichi”, la paleontologia studia gli organismi fossili, i loro resti e le tracce di vita, principalmente per la divisione stratigrafica delle rocce della crosta terrestre. La competenza della paleontologia comprende il compito di ripristinare un quadro che rifletta il processo di evoluzione biologica sulla base dei dati ottenuti dalla ricostruzione dell'aspetto, delle caratteristiche biologiche, dei metodi di riproduzione e della nutrizione degli organismi antichi.

Secondo segni abbastanza evidenti, la paleontologia è divisa in paleozoologia e paleobotanica.

Gli organismi sono sensibili ai cambiamenti nei parametri fisici e chimici del loro ambiente, quindi sono indicatori affidabili delle condizioni in cui si sono formate le rocce. Da qui lo stretto legame tra geologia e paleontologia.

Sulla base della ricerca paleontologica, insieme ai risultati della determinazione dell'età assoluta delle formazioni geologiche, è stata compilata una scala geocronologica in cui la storia della Terra è divisa in ere geologiche (Archeano, Proterozoico, Paleozoico, Mesozoico e Cenozoico). Le epoche sono divise in periodi e questi, a loro volta, sono divisi in epoche.

Viviamo nell'era del Pleistocene (da 20 mila anni fa ad oggi) del periodo Quaternario, iniziato circa 1 milione di anni fa.

Petrografia

La petrografia (petrologia) si occupa dello studio della composizione minerale delle rocce ignee, metamorfiche e sedimentarie, delle loro caratteristiche tessiturali e strutturali e della genesi. La ricerca viene effettuata utilizzando un microscopio polarizzatore in raggi di luce polarizzata trasmessa. Per fare ciò, piastre (sezioni) sottili (0,03-0,02 mm) vengono tagliate da campioni di roccia, quindi incollate su una lastra di vetro con balsamo del Canada (le caratteristiche ottiche di questa resina sono vicine ai parametri del vetro).

I minerali diventano trasparenti (la maggior parte di essi) e i minerali e le rocce che li costituiscono vengono identificati in base alle loro proprietà ottiche. I modelli di interferenza nelle sezioni sottili assomigliano ai modelli di un caleidoscopio.

La petrografia delle rocce sedimentarie occupa un posto speciale nel ciclo delle scienze geologiche. Il suo grande significato teorico e pratico è dovuto al fatto che oggetto della ricerca sono i sedimenti moderni e antichi (fossili), che occupano circa il 70% della superficie terrestre.

Geologia ingegneristica

La geologia ingegneristica è la scienza di quelle caratteristiche della composizione, delle proprietà fisiche e chimiche, della formazione, della presenza e della dinamica degli orizzonti superiori della crosta terrestre, che sono associate alle attività economiche, principalmente ingegneristiche e di costruzione dell'uomo.

Le indagini geologiche ingegneristiche hanno lo scopo di eseguire una valutazione completa e integrata dei fattori geologici causati dall'attività economica umana in combinazione con i processi geologici naturali.

Se ricordiamo che, a seconda del metodo di guida, le scienze naturali si dividono in descrittive ed esatte, allora la geologia ingegneristica, ovviamente, appartiene a quest'ultima, a differenza di molti dei suoi "compagni di bottega".

Geologia marina

Sarebbe ingiusto ignorare la vasta sezione della geologia che studia la struttura geologica e le caratteristiche dello sviluppo del fondo degli oceani e dei mari. Se si segue la definizione più breve e succinta che caratterizza la geologia (lo studio della Terra), allora la geologia marina è la scienza del fondo del mare (oceano), che copre tutti i rami dell’“albero geologico” (tettonica, petrografia, litologia, geologia storica e del Quaternario, paleogeografia, stratigrafia, geomorfologia, geochimica, geofisica, studio dei minerali, ecc.).

La ricerca nei mari e negli oceani viene effettuata da navi appositamente attrezzate, piattaforme di perforazione galleggianti e pontoni (sullo scaffale). Per il campionamento, oltre alla perforazione, vengono utilizzate draghe, benne di fondo e tubi diritti. Utilizzando veicoli autonomi e trainati si effettuano rilievi discreti e continui fotografici, televisivi, sismici, magnetometrici e di geolocalizzazione.

Ai nostri giorni, molti problemi della scienza moderna non sono ancora stati risolti, e questi includono i segreti irrisolti dell'oceano e delle sue profondità. Alla geologia marina è stato concesso l’onore non solo per il bene della scienza di “rendere evidente il segreto”, ma anche per padroneggiare il colossale minerale

Il principale compito teorico della moderna branca della geologia marina rimane lo studio della storia dello sviluppo della crosta oceanica e l'identificazione dei principali modelli della sua struttura geologica.

La geologia storica è la scienza dei modelli di sviluppo della crosta terrestre e del pianeta nel suo insieme nel passato storicamente prevedibile dal momento della sua formazione ai giorni nostri. Studiare la storia della formazione della struttura della litosfera è importante perché i movimenti tettonici e le deformazioni che si verificano in essa sembrano essere i fattori più importanti che causano la maggior parte dei cambiamenti avvenuti sulla Terra nelle ere geologiche passate.

Ora, avendo ricevuto un'idea generale della geologia, possiamo rivolgerci alle sue origini.

Un'escursione nella storia delle scienze della Terra

È difficile dire quanto la storia della geologia risalga a migliaia di anni fa, ma i Neanderthal sapevano già da cosa realizzare un coltello o un'ascia, usando la selce o l'ossidiana (vetro vulcanico).

Dai tempi dell'uomo primitivo fino alla metà del XVIII secolo, durò la fase prescientifica di accumulo e formazione della conoscenza geologica, principalmente sui minerali metallici, sulle pietre da costruzione, sui sali e sulle acque sotterranee. Si cominciò a parlare di rocce, minerali e processi geologici nell'interpretazione dell'epoca già nell'antichità.

Nel XIII secolo l’attività mineraria si stava sviluppando nei paesi asiatici e stavano emergendo le basi della conoscenza mineraria.

Durante il Rinascimento (secoli XV-XVI) si affermò l'idea eliocentrica del mondo (G. Bruno, G. Galileo, N. Copernico), si affermarono le idee geologiche di N. Stenon, Leonardo da Vinci e G. Bauer nacquero e furono formulati concetti cosmogonici Cartesio e G. Leibniz.

Durante il periodo di formazione della geologia come scienza (secoli XVIII-XIX), apparvero le ipotesi cosmogoniche di P. Laplace e I. Kant e le idee geologiche di M. V. Lomonosov e J. Buffon. Stanno emergendo la stratigrafia (I. Lehman, G. Füxel) e la paleontologia (J.B. Lamarck, W. Smith), la cristallografia (R.J. Gayuy, M.V. Lomonosov), la mineralogia (I.Ya. Berzelius, A. Kronstedt, V. M. Severgin, K. F. Moos, ecc.), inizia la cartografia geologica.

Durante questo periodo furono create le prime società geologiche e i servizi geologici nazionali.

Dalla seconda metà del XIX secolo all'inizio del XX secolo gli eventi più significativi furono le osservazioni geologiche di Charles Darwin, la creazione della dottrina delle piattaforme e delle geosincline, l'emergere della paleogeografia, lo sviluppo della petrografia strumentale, la genetica e mineralogia teorica, l'emergere del concetto di magma e la dottrina dei giacimenti minerari. La geologia del petrolio cominciò ad emergere e la geofisica (magnetometria, gravimetria, sismometria e sismologia) cominciò a guadagnare slancio. Nel 1882 fu fondato il Comitato Geologico della Russia.

Il periodo moderno di sviluppo della geologia iniziò a metà del XX secolo, quando la scienza della Terra adottò la tecnologia informatica e acquisì nuovi strumenti di laboratorio, strumenti e mezzi tecnici che permisero di iniziare lo studio geologico e geofisico degli oceani e dei pianeti vicini.

I risultati scientifici più importanti furono la teoria della zonizzazione metasomatica di D. S. Korzhinsky, la dottrina della facies metamorfica, la teoria dei tipi di litogenesi di M. Strakhov, l'introduzione di metodi geochimici per la ricerca di depositi di minerali, ecc.

Sotto la guida di A.L. Yanshin, N.S. Shatsky e A.A. Bogdanov, furono create mappe tettoniche generali dei paesi dell'Europa e dell'Asia e furono compilati atlanti paleogeografici.

È stato sviluppato il concetto di una nuova tettonica globale (J. T. Wilson, G. Hess, V. E. Khain, ecc.), la geodinamica, la geologia ingegneristica e l'idrogeologia hanno fatto passi da gigante, è emersa una nuova direzione nella geologia: ambientale, che è diventata una priorità oggi.

Problemi della geologia moderna

Oggi, su molte questioni fondamentali, i problemi della scienza moderna rimangono ancora irrisolti, e ci sono almeno centocinquanta domande di questo tipo. Stiamo parlando dei fondamenti biologici della coscienza, dei misteri della memoria, della natura del tempo e della gravità, dell'origine delle stelle, dei buchi neri e della natura di altri oggetti cosmici. Anche la geologia deve affrontare molti problemi che devono ancora essere affrontati. Ciò riguarda principalmente la struttura e la composizione dell'Universo, nonché i processi che si verificano all'interno della Terra.

Al giorno d’oggi, l’importanza della geologia è in aumento a causa della necessità di controllare e tenere conto della crescente minaccia di conseguenze geologiche catastrofiche associate ad attività economiche irrazionali che aggravano i problemi ambientali.

Educazione geologica in Russia

La formazione della moderna educazione geologica in Russia è associata all'apertura del Corpo degli ingegneri minerari a San Pietroburgo (il futuro Istituto minerario) e alla creazione dell'Università di Mosca, e il periodo di massimo splendore iniziò quando nel 1930 fu creato a Leningrado e poi trasferito a Geologia (ora GIN AH CCCP).

Oggi l'Istituto Geologico occupa una posizione di primo piano tra gli enti di ricerca nei campi della stratigrafia, della litologia, della tettonica e della storia delle scienze del ciclo geologico. Le principali aree di attività sono legate allo sviluppo di complessi problemi fondamentali della struttura e della formazione della crosta oceanica e continentale, allo studio dell'evoluzione della formazione rocciosa continentale e della sedimentazione negli oceani, alla geocronologia, alla correlazione globale di processi e fenomeni geologici , eccetera.

A proposito, il predecessore del GIN fu il Museo Mineralogico, ribattezzato nel 1898 Museo di Geologia, e poi nel 1912 Museo Geologico e Mineralogico da cui prende il nome. Peter il grande.

Fin dalla sua istituzione, la base dell'educazione geologica in Russia è stata il principio della trinità: scienza - educazione - pratica. Nonostante gli sconvolgimenti della perestrojka, la geologia educativa segue ancora oggi questo principio.

Nel 1999, con decisione dei consigli dei ministeri dell'Istruzione e delle Risorse naturali della Russia, è stato adottato il concetto di educazione geologica, che è stato testato negli istituti scolastici e nei gruppi di produzione che “coltivano” il personale geologico.

Oggi, l'istruzione geologica superiore può essere ottenuta in più di 30 università in Russia.

E anche se ai nostri giorni andare “in esplorazione nella taiga” o andare “nelle steppe afose” non è più un lavoro prestigioso come un tempo, il geologo lo sceglie perché “felice è chi conosce il doloroso sentimento del strada"...

Il contenuto dell'articolo

GEOLOGIA, la scienza della struttura e la storia dello sviluppo della Terra. I principali oggetti di ricerca sono le rocce che contengono la documentazione geologica della Terra, nonché i moderni processi e meccanismi fisici che operano sia sulla sua superficie che nelle profondità, il cui studio ci consente di comprendere come si è sviluppato il nostro pianeta nel passato.

La terra è in costante cambiamento. Alcuni cambiamenti si verificano in modo improvviso e molto violento (ad esempio eruzioni vulcaniche, terremoti o grandi inondazioni), ma più spesso - lentamente (uno strato di sedimento spesso non più di 30 cm viene rimosso o si accumula per un secolo). Tali cambiamenti non sono evidenti durante la vita di una persona, ma alcune informazioni sono state accumulate sui cambiamenti per un lungo periodo di tempo e, con l'aiuto di misurazioni regolari e accurate, vengono registrati anche i movimenti minori della crosta terrestre. È stato accertato, ad esempio, che l'area intorno ai Grandi Laghi (USA e Canada) e al Golfo di Botnia (Svezia) è attualmente in aumento, mentre la costa orientale della Gran Bretagna sta affondando e allagando.

Tuttavia, informazioni molto più significative su questi cambiamenti si trovano nelle rocce stesse, che non sono solo una raccolta di minerali, ma pagine della biografia della Terra che possono essere lette se si padroneggia la lingua in cui sono scritte.

Una simile cronaca della Terra è molto lunga. La storia della Terra è iniziata contemporaneamente allo sviluppo del sistema solare circa 4,6 miliardi di anni fa. Tuttavia, la documentazione geologica è caratterizzata da frammentazione e incompletezza, perché molte rocce antiche furono distrutte o ricoperte da sedimenti più giovani. Le lacune devono essere colmate mediante la correlazione con eventi accaduti altrove e per i quali sono disponibili più dati, nonché mediante analogie e ipotesi. L'età relativa delle rocce è determinata sulla base dei complessi di resti fossili che contengono, mentre i sedimenti in cui tali resti sono assenti sono determinati dalla posizione relativa di entrambi. Inoltre, l'età assoluta di quasi tutte le rocce può essere determinata mediante metodi geochimici.

Discipline geologiche.

La geologia è emersa come scienza indipendente nel XVIII secolo. La geologia moderna è divisa in una serie di rami strettamente correlati. Questi includono: geofisica, geochimica, geologia storica, mineralogia, petrologia, geologia strutturale, tettonica, stratigrafia, geomorfologia, paleontologia, paleoecologia, geologia minerale. Esistono anche diversi campi di studio interdisciplinari: geologia marina, geologia ingegneristica, idrogeologia, geologia agraria e geologia ambientale (ecogeologia). La geologia è strettamente correlata a scienze come l'idrodinamica, l'oceanologia, la biologia, la fisica e la chimica.

NATURA DELLA TERRA

Crosta, mantello e nucleo.

La maggior parte delle informazioni sulla struttura interna della Terra si ottengono indirettamente basandosi sull'interpretazione del comportamento delle onde sismiche registrate dai sismografi.

Nelle viscere della Terra sono stati stabiliti due confini principali, sui quali si verifica un brusco cambiamento nella natura della propagazione delle onde sismiche. Uno di questi, con forti proprietà riflettenti e rifrangenti, si trova a una profondità di 13–90 km dalla superficie, sotto i continenti e a 4–13 km sotto gli oceani. Si chiama confine di Mohorovicic, o superficie di Moho (M), ed è considerato un confine geochimico e una zona di transizione di fase dei minerali sotto l'influenza dell'alta pressione. Questo confine separa la crosta terrestre e il mantello. Il secondo confine si trova a una profondità di 2900 km dalla superficie terrestre e corrisponde al confine tra mantello e nucleo (Fig. 1).

Temperature.

Il campo gravitazionale della Terra.

Gli studi sulla gravità hanno stabilito che la crosta terrestre e il mantello si piegano sotto l'influenza di carichi aggiuntivi. Ad esempio, se la crosta terrestre avesse ovunque lo stesso spessore e densità, allora ci si aspetterebbe che in montagna (dove la massa delle rocce è maggiore) ci sarebbe una forza di attrazione maggiore che in pianura o nei mari. Tuttavia, a partire dalla metà circa del XVIII secolo. si è notato che l'attrazione gravitazionale dentro e vicino alle montagne è inferiore al previsto (assumendo che le montagne siano semplicemente massa aggiuntiva della crosta terrestre). Questo fatto veniva spiegato con la presenza di “vuoti”, che venivano interpretati come rocce decompresse dal riscaldamento o come nucleo salino delle montagne. Tali spiegazioni si rivelarono insostenibili e negli anni Cinquanta dell'Ottocento furono proposte due nuove ipotesi.

Secondo la prima ipotesi, la crosta terrestre è costituita da blocchi di rocce di diverse dimensioni e densità, galleggianti in un ambiente più denso. Le basi di tutti i blocchi si trovano allo stesso livello e i blocchi caratterizzati da una bassa densità dovrebbero essere più alti in altezza rispetto ai blocchi ad alta densità. Le strutture montuose sono state considerate blocchi a bassa densità e i bacini oceanici ad alta densità (con la stessa massa totale di entrambi).

Secondo la seconda ipotesi, la densità di tutti i blocchi è la stessa e galleggiano in un ambiente più denso, e le diverse altezze della superficie si spiegano con il loro diverso spessore. È nota come ipotesi delle radici rocciose perché quanto più alto è il blocco, tanto più profondamente è incorporato nell'ambiente circostante. Negli anni '40 furono ottenuti dati sismici che supportavano l'idea che la crosta terrestre si stesse ispessendo nelle zone montuose.

Isostasia.

Ogni volta che viene esercitato uno stress aggiuntivo sulla superficie terrestre (ad esempio, a seguito di sedimentazione, vulcanismo o glaciazione), la crosta terrestre si abbassa e si abbassa, e quando questo carico viene rimosso (come risultato della denudazione, dello scioglimento delle calotte glaciali, ecc. ), la crosta terrestre si solleva. Questo processo di compensazione, noto come isostasia, avviene probabilmente attraverso il trasferimento orizzontale di massa all’interno del mantello, dove può verificarsi la fusione periodica del materiale. È stato accertato che alcune parti della costa della Svezia e della Finlandia si sono innalzate di oltre 240 m negli ultimi 9.000 anni, principalmente a causa dello scioglimento delle calotte glaciali. Anche le coste rialzate dei Grandi Laghi del Nord America si sono formate come risultato dell'isostasia. Nonostante il funzionamento di tali meccanismi di compensazione, i grandi bacini oceanici e alcuni delta mostrano significativi deficit di massa, mentre alcune aree dell’India e di Cipro mostrano un significativo eccesso di massa.

Vulcanismo.

Origine della lava.

In alcune zone del globo, il magma scorre sulla superficie terrestre sotto forma di lava durante le eruzioni vulcaniche. Molti archi di isole vulcaniche sembrano essere associati a sistemi di faglie profonde. I centri dei terremoti si trovano approssimativamente a una profondità massima di 700 km dalla superficie terrestre, vale a dire il materiale vulcanico proviene dal mantello superiore. Sugli archi insulari ha spesso una composizione andesitica, e poiché le andesiti sono simili nella composizione alla crosta continentale, molti geologi ritengono che la crosta continentale in queste aree si formi a causa dell'afflusso di materiale del mantello.

I vulcani che operano lungo le dorsali oceaniche (ad esempio, quello hawaiano) eruttano materiale di composizione prevalentemente basaltica. Questi vulcani sono probabilmente associati a terremoti superficiali, la cui profondità non supera i 70 km. Poiché le lave basaltiche si trovano sia sui continenti che lungo le dorsali oceaniche, alcuni geologi teorizzano che ci sia uno strato appena sotto la crosta terrestre da cui provengono le lave basaltiche.

Tuttavia, non è chiaro il motivo per cui in alcune aree sia le andesiti che i basalti si formano dal materiale del mantello, mentre in altre si formano solo i basalti. Se, come si ritiene oggi, il mantello è effettivamente ultramafico (cioè arricchito in ferro e magnesio), allora le lave derivate dal mantello dovrebbero avere una composizione basaltica piuttosto che andesitica, poiché i minerali di andesite sono assenti nelle rocce ultramafiche. Questa contraddizione è risolta dalla teoria della tettonica a placche, secondo la quale la crosta oceanica si muove sotto gli archi insulari e si scioglie ad una certa profondità. Queste rocce fuse eruttano sotto forma di lave di andesite.

Fonti di calore.

Uno dei problemi irrisolti dell'attività vulcanica è determinare la fonte di calore necessaria per la fusione locale dello strato o mantello basaltico. Tale fusione deve essere altamente localizzata, poiché il passaggio delle onde sismiche mostra che la crosta e il mantello superiore sono solitamente allo stato solido. Inoltre, l’energia termica deve essere sufficiente a sciogliere enormi volumi di materiale solido. Ad esempio, negli Stati Uniti nel bacino del fiume Columbia (stati di Washington e Oregon) il volume dei basalti è superiore a 820mila km 3; gli stessi grandi strati di basalti si trovano in Argentina (Patagonia), India (Deccan Plateau) e Sud Africa (Great Karoo Rise). Al momento le ipotesi sono tre. Alcuni geologi ritengono che lo scioglimento sia causato da elevate concentrazioni locali di elementi radioattivi, ma tali concentrazioni in natura sembrano improbabili; altri suggeriscono che i disturbi tettonici sotto forma di spostamenti e faglie siano accompagnati dal rilascio di energia termica. Esiste un altro punto di vista, secondo il quale il mantello superiore in condizioni di alta pressione è allo stato solido, e quando la pressione diminuisce a causa della frattura, si scioglie e la lava liquida scorre attraverso le fessure.

Geochimica e composizione della Terra.

Determinare la composizione chimica della Terra è un compito difficile perché il nucleo, il mantello e la maggior parte della crosta sono inaccessibili al campionamento e all'osservazione diretta e le conclusioni devono essere tratte sulla base dell'interpretazione di dati indiretti e di analogie.

La terra è come un gigantesco meteorite.

Composizione chimica degli oceani.

Si ritiene che inizialmente non ci fosse acqua sulla Terra. Con ogni probabilità, le acque moderne sulla superficie terrestre sono di origine secondaria, cioè rilasciato come vapore dai minerali nella crosta e nel mantello terrestre a seguito dell'attività vulcanica, anziché essere formato dalla combinazione di molecole di ossigeno libero e idrogeno. Se l'acqua del mare si accumulasse gradualmente, il volume dell'Oceano Mondiale dovrebbe aumentare continuamente, ma non esiste alcuna prova geologica diretta di questa circostanza; ciò significa che gli oceani sono esistiti nel corso della storia geologica della Terra. Il cambiamento nella composizione chimica delle acque oceaniche è avvenuto gradualmente.

Sial e Sima.

C'è una differenza tra le rocce della crosta che sono alla base dei continenti e le rocce che si trovano sotto i fondali oceanici. La composizione della crosta continentale corrisponde alla granodiorite, cioè una roccia costituita da feldspati potassici e sodici, quarzo e piccole quantità di minerali ferromagnesiaci. La crosta oceanica corrisponde a basalti costituiti da feldspato calcico, olivina e pirosseno. Le rocce della crosta continentale sono caratterizzate da colore chiaro, bassa densità e composizione solitamente acida, spesso chiamata sial (in base alla predominanza di Si e Al). Le rocce della crosta oceanica si distinguono per il colore scuro, l'elevata densità e la composizione basica; sono chiamate sima (in base alla predominanza di Si e Mg). Si ritiene che le rocce del mantello siano ultramafiche e composte da olivina e pirosseno. Nella moderna letteratura scientifica russa i termini “sial” e “sima” non vengono utilizzati, perché sono considerati obsoleti.

PROCESSI GEOLOGICI

I processi geologici sono divisi in esogeni (distruttivi e accumulativi) ed endogeni (tettonici).

PROCESSI DISTRUTTIVI

Denudazione.

L'azione dei corsi d'acqua, del vento, dei ghiacciai, delle onde marine, dell'erosione del gelo e della dissoluzione chimica portano alla distruzione e alla riduzione della superficie dei continenti (Fig. 2). I prodotti della distruzione sotto l'influenza delle forze gravitazionali vengono trasportati nelle depressioni oceaniche, dove si accumulano. In questo modo, si fa una media tra la composizione e la densità delle rocce che compongono i continenti e i bacini oceanici, e l’ampiezza del rilievo terrestre diminuisce.

Ogni anno, 32,5 miliardi di tonnellate di detriti e 4,85 miliardi di tonnellate di sali disciolti vengono portati via dai continenti e depositati nei mari e negli oceani, provocando lo spostamento di circa 13,5 km 3 di acqua marina. Se tali tassi di denudazione continuassero in futuro, i continenti (il cui volume della parte superficiale è di 126,6 milioni di km 3) in 9 milioni di anni si trasformerebbero in pianure quasi pianeggianti: penepiani. Tale penetrazione (livellamento) del rilievo è possibile solo teoricamente. In effetti, i sollevamenti isostatici compensano le perdite dovute alla denudazione, e alcune rocce sono così forti da essere praticamente indistruttibili.

I sedimenti continentali vengono ridistribuiti a seguito dell'azione combinata degli agenti atmosferici (distruzione delle rocce), della denudazione (rimozione meccanica delle rocce sotto l'influenza di corsi d'acqua, ghiacciai, processi del vento e delle onde) e dell'accumulo (deposizione di materiale sciolto e formazione di nuove rocce). Tutti questi processi operano solo fino ad un certo livello (di solito il livello del mare), che è considerato la base dell'erosione.

Durante il trasporto, i sedimenti sciolti vengono selezionati per dimensione, forma e densità. Di conseguenza, il quarzo, il cui contenuto nella roccia originale può essere solo una piccola percentuale, forma uno strato omogeneo di sabbia di quarzo. Allo stesso modo, le particelle di oro e alcuni altri minerali pesanti, come stagno e titanio, vengono concentrate nei letti dei corsi d'acqua o nelle acque poco profonde per formare depositi alluvionali, e il materiale a grana fine viene depositato come limi e quindi trasformato in scisti. Componenti come magnesio, sodio, calcio e potassio vengono disciolti e trasportati dalle acque superficiali e sotterranee, per poi precipitare in grotte e altre cavità o entrare nelle acque marine.

Fasi di sviluppo del rilievo erosivo.

Il rilievo serve come indicatore dello stadio di livellamento (o penetrazione) dei continenti. Nelle montagne e nelle aree che hanno subito un intenso sollevamento, i processi di erosione sono più attivi. Tali aree sono caratterizzate dalla rapida incisione delle valli fluviali e dall'aumento della loro lunghezza nel corso superiore, e il paesaggio corrisponde allo stadio giovane, o giovanile, dell'erosione. In altre aree, dove l'ampiezza dell'altitudine è ridotta e l'erosione è in gran parte cessata, i grandi fiumi trasportano prevalentemente trazione e sedimenti sospesi. Questo rilievo è caratteristico dello stadio maturo dell'erosione. Nelle aree con ampiezze altimetriche insignificanti, dove la superficie terrestre non è molto più alta del livello del mare, predominano i processi accumulativi. Lì il fiume scorre solitamente leggermente al di sopra del livello generale della bassa pianura in un rilievo naturale composto da materiale sedimentario e forma un delta nella zona dell'estuario. Questo è il rilievo erosivo più antico. Tuttavia, non tutte le aree si trovano allo stesso stadio di erosione e hanno lo stesso aspetto. La morfologia varia notevolmente a seconda delle condizioni climatiche e meteorologiche, della composizione e della struttura delle rocce locali e della natura del processo di erosione (Fig. 3, 4).

Interruzioni nei cicli di erosione.

La sequenza dei processi di erosione è vera per i continenti e i bacini oceanici che si trovano in condizioni statiche, ma in realtà sono soggetti a molti processi dinamici. Il ciclo di erosione può essere interrotto da cambiamenti nel livello del mare (ad esempio, a causa dello scioglimento delle calotte glaciali) e dell’altezza dei continenti (ad esempio, a causa della formazione di montagne, della tettonica delle faglie e dell’attività vulcanica). Nell'Illinois (USA), le morene ricoprivano i rilievi preglaciali maturi, conferendogli un tipico aspetto giovane. Nel Grand Canyon del Colorado, l'interruzione del ciclo di erosione fu causata dall'innalzamento del terreno fino a un'altitudine di 2400 m. Man mano che il territorio si innalzava, il fiume Colorado si schiantò gradualmente nella sua pianura alluvionale e si trovò limitato dai lati del valle. Come risultato di questa rottura si formarono meandri sovrapposti, caratteristici delle antiche valli fluviali esistenti in condizioni di rilievo giovane (Fig. 5). All'interno dell'altopiano del Colorado, i meandri vengono tagliati fino a una profondità di 1200 m.I profondi meandri del fiume Susquehanna, che taglia i Monti Appalachi, indicano anche che questa zona un tempo era una pianura attraversata da un fiume “decrepito”.

Geosincline moderne

- Queste sono depressioni lungo le isole di Giava e Sumatra, le fosse Tonga - Kermadec, Porto Rico, ecc. Forse il loro ulteriore cedimento porterà anche alla formazione di montagne. Secondo molti geologi, anche la costa del Golfo degli Stati Uniti rappresenta una moderna geosinclinale, sebbene, a giudicare dai dati di perforazione, lì non siano espressi segni di formazione di montagne. Le manifestazioni attive della tettonica moderna e della costruzione delle montagne sono osservate più chiaramente nei giovani paesi montuosi: Alpi, Ande, Himalaya e Montagne Rocciose.

Sollevamenti tettonici.

Nelle fasi finali dello sviluppo delle geosincline, quando la costruzione delle montagne è completata, si verifica un intenso sollevamento generale dei continenti; all'interno dei paesi montuosi, in questa fase di formazione dei rilievi, si verificano dislocazioni disgiuntive (spostamento di singoli blocchi di rocce lungo le linee di faglia).

TEMPO GEOLOGICO

Scala stratigrafica.

La scala temporale geologica standard (o colonna geologica) è il risultato di uno studio sistematico delle rocce sedimentarie in diverse regioni del globo. Poiché la maggior parte dei primi lavori furono condotti in Europa, la sequenza stratigrafica dei sedimenti di questa regione fu presa come standard anche per altre aree. Tuttavia, per vari motivi, questa scala presenta carenze e lacune, quindi viene costantemente perfezionata. La scala è molto dettagliata per i periodi geologici più giovani, ma il suo dettaglio diminuisce significativamente per quelli più antichi. Ciò è inevitabile perché la documentazione geologica è più completa per gli eventi del recente passato e diventa più frammentaria con l’invecchiamento dei sedimenti. La scala stratigrafica si basa sulla registrazione degli organismi fossili, che costituiscono l'unico criterio affidabile per le correlazioni interregionali (soprattutto quelle a lungo raggio). È stato accertato che alcuni fossili corrispondono ad un tempo strettamente definito e sono quindi considerati guida. Le rocce che contengono queste forme principali e i loro complessi occupano una posizione stratigrafica rigorosamente definita.

È molto più difficile stabilire correlazioni per rocce paleontologicamente silenziose che non contengono organismi fossili. Poiché conchiglie ben conservate si trovano solo dal periodo Cambriano (circa 570 milioni di anni fa), il tempo Precambriano, che abbraccia ca. L'85% della storia geologica non può essere studiata e suddivisa in modo così dettagliato come le epoche più recenti. I metodi di datazione geochimica vengono utilizzati per le correlazioni interregionali di rocce paleontologicamente silenziose.

Se necessario, sono state introdotte modifiche alla scala stratigrafica standard per riflettere le specificità regionali. Ad esempio, in Europa c'è un periodo Carbonifero e negli Stati Uniti ci sono due periodi corrispondenti: il Mississippiano e il Pennsylvaniano. Esistono diffuse difficoltà nel correlare gli schemi stratigrafici locali con la scala geocronologica internazionale. La Commissione internazionale sulla stratigrafia aiuta ad affrontare questi problemi e stabilisce gli standard per la nomenclatura stratigrafica. Raccomanda vivamente di utilizzare unità stratigrafiche locali nelle indagini geologiche e di confrontarle con la scala geocronologica internazionale per il confronto. Alcuni fossili hanno una distribuzione molto ampia, quasi globale, mentre altri hanno una distribuzione regionale ristretta.

Le ere sono le più grandi divisioni della storia della Terra. Ognuno di essi combina diversi periodi, caratterizzati dallo sviluppo di alcune classi di organismi antichi. Alla fine di ogni era si verificarono estinzioni di massa di vari gruppi di organismi. Ad esempio, i trilobiti scomparvero alla fine del Paleozoico e i dinosauri alla fine del Mesozoico. Le cause di questi disastri non sono ancora state chiarite. Potrebbero trattarsi di fasi critiche dell’evoluzione genetica, picchi di radiazione cosmica, emissioni di gas vulcanici e ceneri, nonché cambiamenti climatici molto improvvisi. Ci sono argomenti a sostegno di ciascuna di queste ipotesi. Tuttavia, la graduale scomparsa di un gran numero di famiglie e classi di animali e piante alla fine di ogni era e la comparsa di nuove all'inizio dell'era successiva rimane ancora uno dei misteri della geologia. I tentativi di collegare la morte di massa degli animali nelle fasi finali del Paleozoico e del Mesozoico con i cicli globali di formazione delle montagne non hanno avuto successo.

Geocronologia e scala di età assoluta.

La scala stratigrafica riflette solo la sequenza dello strato roccioso e quindi può essere utilizzata solo per indicare l'età relativa dei diversi strati (Fig. 9). La possibilità di stabilire l'età assoluta delle rocce è apparsa dopo la scoperta della radioattività. Prima di ciò, hanno provato a stimare l'età assoluta con altri metodi, ad esempio analizzando il contenuto di sale nell'acqua di mare. Supponendo che corrisponda al deflusso solido dei fiumi del mondo, è possibile misurare l'età minima dei mari. Partendo dal presupposto che inizialmente l'acqua dell'oceano non contenesse impurità saline e tenendo conto della velocità del loro ingresso, l'età dei mari è stata stimata entro un ampio intervallo, da 20 a 200 milioni di anni. Kelvin stimò l'età delle rocce della Terra in 100 milioni di anni, perché, a suo avviso, quello era il tempo impiegato dalla Terra inizialmente fusa per raffreddarsi fino alla temperatura superficiale attuale.

A parte questi tentativi, i primi geologi si accontentavano di determinare l’età relativa delle rocce e degli eventi geologici. Senza alcuna spiegazione, si è ipotizzato che sia trascorso un tempo piuttosto lungo dal momento in cui è apparsa la Terra fino alla formazione di vari tipi di sedimenti a seguito di processi attivi ancora oggi. Fu solo quando gli scienziati iniziarono a misurare i tassi di decadimento radioattivo che i geologi disponerono di un “orologio” per determinare l’età assoluta e relativa delle rocce contenenti elementi radioattivi.

Il tasso di decadimento radioattivo di alcuni elementi è trascurabile. Ciò rende possibile determinare l'età degli eventi antichi misurando il contenuto di tali elementi e i loro prodotti di decadimento in un particolare campione. Poiché la velocità di decadimento radioattivo non dipende dai parametri ambientali, è possibile determinare l'età delle rocce situate in qualsiasi condizione geologica. I più comunemente usati sono i metodi uranio-piombo e potassio-argon. Il metodo uranio-piombo consente una datazione precisa basata sulla misurazione delle concentrazioni di radioisotopi del torio (232 Th) e dell'uranio (235 U e 238 U). Durante il decadimento radioattivo si formano gli isotopi del piombo (208 Pb, 207 Pb e 206 Pb). Tuttavia, le rocce che contengono questi elementi in quantità sufficiente sono piuttosto rare. Il metodo potassio-argon si basa sulla trasformazione radioattiva molto lenta dell'isotopo 40 K in 40 Ar, che rende possibile datare eventi vecchi di diversi miliardi di anni in base al rapporto di questi isotopi nelle rocce. Un vantaggio significativo del metodo potassio-argon è che il potassio, un elemento molto comune, è presente nei minerali formati in tutti gli ambienti geologici: vulcanici, metamorfici e sedimentari. Tuttavia, il gas inerte argon derivante dal decadimento radioattivo non è legato chimicamente e perde. Pertanto, solo i minerali in cui è ben conservato possono essere utilizzati in modo affidabile per la datazione. Nonostante questo inconveniente, il metodo potassio-argon è ampiamente utilizzato. L'età assoluta delle rocce più antiche del pianeta è di 3,5 miliardi di anni. La crosta terrestre di tutti i continenti contiene rocce molto antiche, quindi la domanda su quale di esse sia la più antica non si pone nemmeno.

L'età dei meteoriti caduti sulla Terra, determinata con i metodi potassio-argon e uranio-piombo, è di circa 4,5 miliardi di anni. Secondo i geofisici, sulla base dei dati del metodo uranio-piombo, anche la Terra ha un'età di ca. 4,5 miliardi di anni. Se queste stime sono corrette, allora c’è un divario di 1 miliardo di anni nella documentazione geologica, corrispondente a un importante stadio iniziale nell’evoluzione della Terra. Forse le prime prove furono distrutte o cancellate in qualche modo mentre la Terra era in uno stato fuso. È anche probabile che le rocce più antiche della Terra siano state spogliate o ricristallizzate nel corso di molti milioni di anni.

Da molti anni i rappresentanti di varie professioni sono impegnati in un dibattito continuo su quale professione possa essere considerata la più antica. Vengono avanzate molte versioni e ipotesi convincenti: da un armaiolo e un cacciatore a un politico (leader) e un medico. Non saremo coinvolti in questa disputa e avanzeremo semplicemente la nostra ipotesi: la professione più antica è quella del geologo.

Da molti anni i rappresentanti di varie professioni sono impegnati in un dibattito continuo su quale professione possa essere considerata la più antica. Vengono avanzate molte versioni e ipotesi convincenti: da un armaiolo e un cacciatore a un politico (leader) e un medico. Non saremo coinvolti in questa disputa e avanzeremo semplicemente la nostra ipotesi: la professione più antica è geologo.

Giudicate voi stessi, per realizzare un'ascia di pietra, l'uomo primitivo aveva bisogno di trovare una pietra adatta tra un'enorme varietà di minerali e frammenti di roccia (alcuni dei quali, a causa della loro struttura sciolta, erano completamente inadatti a questo). Cioè, ci sono prove dell'applicazione delle basi della geologia e dell'estrazione non organizzata delle risorse minerarie all'alba della formazione della società primitiva.

Inoltre, ci impegniamo ad affermare che il geologo non è solo la professione più antica, ma anche una delle più importanti del nostro tempo. Perché? È semplice. Qual è la base dell'economia di uno stato? Risorse energetiche e minerarie del Paese. Chi è coinvolto nella ricerca ed esplorazione dei minerali? Geologo!

Bene, ora parliamo più in dettaglio di questa antica e importantissima professione, e scopriamo quali sono le caratteristiche del lavoro di un geologo, dove trovarla professione di geologo e quali vantaggi comporta.

Cos'è un geologo?

Il geologo è uno specialista che studia la composizione e la struttura dei minerali e delle rocce, nonché ricerca ed esplora nuovi giacimenti minerari. Parallelamente, i geologi studiano oggetti naturali, modelli e possibilità della loro applicazione pratica.

Il nome della professione deriva dal greco antico γῆ (Terra) e λόγος (insegnamento). In altre parole, i geologi sono persone che studiano la Terra. Le prime affermazioni scientifiche sulle osservazioni geologiche (informazioni su terremoti, erosione delle montagne, eruzioni vulcaniche e movimento delle coste) si trovano nelle opere di Pitagora (570 aC). E già nel 372-287 a.C. Teofrasto ha scritto l'opera "Sulle pietre". Ne consegue che il periodo ufficiale di formazione di questa professione può essere considerato 500-300 anni. AVANTI CRISTO.

I geologi moderni non solo osservano e studiano le cose ovvie processi geologici e giacimenti, ma anche identificare le aree più promettenti per l'esplorazione e la valutazione, studiarle e generalizzare i risultati ottenuti. Tieni presente che oggi i geologi possono essere suddivisi in tre categorie, a seconda della sezione della geologia che hanno scelto come specializzazione principale:

• geologia descrittiva - è specializzata nello studio del posizionamento e della composizione delle formazioni geologiche, nonché nella descrizione di rocce e minerali;
• geologia dinamica - studia l'evoluzione dei processi geologici (movimenti della crosta terrestre, terremoti, eruzioni vulcaniche, ecc.);
• geologia storica: si occupa dello studio della sequenza dei processi geologici nel passato.

È opinione diffusa che tutto ciò che fanno i geologi sia viaggiare costantemente come parte di spedizioni geologiche. In effetti, i geologi vanno spesso in spedizioni, ma oltre a ciò sviluppano programmi di ricerca, studiano i dati ottenuti durante le spedizioni e li documentano, redigono anche rapporti informativi sul lavoro svolto.

Quali qualità personali dovrebbe avere un geologo?

Accade così che grazie ai film, nella mente della gente comune, un geologo appaia nell'immagine di una specie di romantico barbuto che non si accorge di nulla intorno a sé e parla solo del suo lavoro. E poche persone se ne rendono conto lavoro del geologo Questo non è solo romanticismo, ma anche un lavoro piuttosto duro, che richiede la presenza di qualità personali come:

• perseveranza;
• responsabilità;
• osservazione;
• modo di pensare analitico;
• stabilità emotivo-volitiva;
• memoria sviluppata;
• tendenze estreme;
• abilità comunicative;
• pazienza;
• determinazione.

Inoltre, un geologo deve avere un'ottima salute, essere resiliente, saper lavorare in gruppo, navigare rapidamente e adattarsi ai cambiamenti dell'ambiente.

I vantaggi di essere un geologo

Nozioni di base vantaggio di essere un geologo sta, ovviamente, nell'opportunità di viaggiare molto e per molto tempo attraverso le regioni più remote e poco studiate della Russia. Inoltre, tali viaggi pagano anche abbastanza bene (lo stipendio medio di un geologo che lavora a rotazione è di circa 30-40 mila rubli). I vantaggi di questa professione includono anche:

• il significato del lavoro: è bello sapere che i risultati del proprio lavoro hanno un impatto positivo sul benessere economico dell'intero Paese;
• la possibilità di autorealizzazione - poiché in natura non esistono due depositi identici, i geologi conducono spesso nuove ricerche scientifiche, il che significa che hanno grandi possibilità di scrivere il loro nome negli annali della storia.

Svantaggi di essere un geologo

Se pensi che durante le spedizioni i geologi vivano, se non in camere d'albergo lussuose, almeno confortevoli, allora ti sbagli profondamente. Tutti i viaggi dei geologi si svolgono in condizioni di campeggio (pernottamenti in tenda, lavoro all'aria aperta, lunghe passeggiate in zone remote con uno zaino pesante sulle spalle, ecc.). E questa può essere considerata la cosa principale svantaggio di essere un geologo. Puoi anche aggiungere qui:

• orario di lavoro irregolare: il tempo e la durata del lavoro sono in gran parte determinati dalle condizioni meteorologiche;
• routine: dopo spedizioni piene di romanticismo e avventure, c'è sempre un periodo di elaborazione a tavolino dei materiali sul campo;
• circolo limitato di comunicazione: questo svantaggio si applica principalmente ai geologi che lavorano a rotazione.

Dove puoi diventare geologo?

Ottieni una professione come geologoÈ possibile sia in una scuola tecnica o in un college, sia in un'università. Nel primo caso, il diploma conseguito aprirà solo leggermente le porte all'affascinante mondo della geologia, e consentirà di prendere parte a spedizioni come assistente. Solo il titolare di un diploma universitario che abbia seguito una formazione non solo teorica ma anche pratica può diventare un geologo pienamente qualificato. A proposito, senza un'istruzione superiore, anche il geologo più talentuoso non sarà in grado di raggiungere il successo nella sua carriera. Pertanto, se sei già attratto dal romanticismo di questa professione, è meglio iscriverti immediatamente a una delle università specializzate.

La geologia è una scienza che studia la composizione, la struttura e i modelli della Terra, così come di altri pianeti e dei loro satelliti che fanno parte del sistema solare.

Aree geologiche

Oggi esistono almeno tre aree della geologia: storica, descrittiva e dinamica. Assolutamente ciascuna di queste aree ha i propri metodi, nonché principi di ricerca. La geologia storica studia la sequenza dei processi geologici avvenuti nel passato. La geologia descrittiva studia la posizione e la composizione delle caratteristiche geologiche, nonché la loro dimensione e forma, la presenza e la descrizione di una varietà di depositi minerali e rocciosi o rocce. La geologia dinamica studia lo sviluppo dei processi geologici: la distruzione delle rocce, il movimento della crosta terrestre, nonché i terremoti e le eruzioni vulcaniche interne. Questi concetti sono i fondamenti della geologia.

Sezioni geologiche

Le scienze geologiche operano in tutti e tre gli ambiti della geologia e, pertanto, non esiste una precisa divisione in gruppi. Tuttavia, nuove scienze appaiono attraverso la simbiosi della geologia con altre aree della conoscenza. Molte fonti hanno la seguente classificazione:

1. Scienze della crosta terrestre (mineralogia, geocriologia, petrografia, geologia strutturale, cristallografia).
2. Scienze dei processi geologici attuali (tettonica, vulcanologia, sismologia, geocriologia, petrologia).
3. Scienze dell'origine storica e dello sviluppo dei processi geologici (geologia storica, paleontologia, stratigrafia).
4. Scienze applicate (geologia minerale, idrogeologia, geologia ingegneristica)
5. Simbiosi della geologia con altre scienze (geochimica, geofisica, geodinamica, geocronologia, litologia).

Principi e compiti della geologia

La geologia è una scienza storica, quindi i suoi compiti più importanti sono determinare gli eventi geologici che si verificano. I compiti di geologia includono anche:

1. Uso più razionale delle risorse naturali e loro protezione
2. Trovare nuovi giacimenti minerali, nonché sviluppare nuovi metodi e metodi per la loro estrazione
3. Studiare l'origine delle acque sotterranee
4. Altri compiti geologici associati allo studio delle condizioni di costruzione di vari edifici e strutture.

Metodi geologici

Per realizzare tutti questi compiti, sono state sviluppate la serie più semplice di metodi geologici ovvi:

• Il metodo intrusivo è rappresentato dalla connessione tra le rocce intrusive e i loro strati ospiti. Il ritrovamento di tali connessioni indica che le intrusioni stesse sono comparse molto prima degli strati che le ospitano.
• Il metodo delle secanti consente anche di determinare l'età relativa. Se qualche difetto rompe la roccia, è apparso chiaramente più tardi delle rocce stesse.
• Xenoliti e detriti possono essere introdotti nelle rocce a causa della distruzione della loro fonte originale. Di conseguenza, si sono formati molto prima delle rocce che li ospitavano e possono essere utilizzati dagli specialisti per determinare l’età geologica.
• Il metodo orizzontale primario presuppone che, una volta formati, i sedimenti marini giacciano orizzontalmente.
• Il metodo di sovrapposizione afferma che le rocce che si trovano in uno stato indisturbato seguono un ordine o grado di formazione. Ad esempio, le rocce che si trovano in alto sono più giovani, e quelle che si trovano in basso sono corrispondentemente più antiche.
• Il metodo di successione finale presuppone che esattamente gli stessi organismi siano distribuiti in tutto l'oceano. Di conseguenza, i paleontologi, dopo aver individuato alcuni resti fossili in una roccia, possono contemporaneamente trovare altre rocce che si sono formate anch'esse con queste rocce.

Ora conosci la risposta alla domanda su cosa sia la geologia. Lieto di aiutarla.