גיאולוגיה כמדע

מבוא

גיאולוגיה היא מכלול של מדעים על קרום כדור הארץ והספירות העמוקים יותר של כדור הארץ, במובן הצר של המילה - המדע על הרכב, מבנה, תנועה והיסטוריה של התפתחות קרום כדור הארץ, מיקומם של מינרלים ב. זה.

כך נראית ההגדרה המודרנית של גיאולוגיה. אולם, כמו רוב מדעי הטבע החשובים ביותר, מקורה לגיאולוגיה בימי קדם, כנראה מעצם הופעתו של האדם. הופעתה של הגיאולוגיה קשורה לסיפוק הצרכים הדחופים של אנשים: לדיור, לחימום שלה ולציד מוצלח. אחרי הכל, אתה צריך לדעת את המאפיינים של סלעים כדי ללמוד איך להשתמש בהם. יש צורך גם להיות מסוגל לכרות סלעים, להבחין ביניהם ולגלות מרבצים חדשים. יש צורך בידע גיאולוגי כדי לפתור בעיות קשורות. אבל חקר המינרלים כדי לענות על הצרכים האנושיים הוא רק שורשי הגיאולוגיה. באותם זמנים קדומים עדיין היה קשה לקרוא לזה מדע, כי... אנשים לא הכלילו ידע, לא רשמו אותו, לא פיתחו אותו, אלא רק צברו אותו ויישמו אותו הלכה למעשה.

עם זאת, הגיאולוגיה התפתחה בהדרגה. במהלך העת העתיקה, הרעיון של מינרלים ותהליכים גיאולוגיים כבר צץ, אבל רק במסגרת הפילוסופיה הטבעית. גיאולוגיה יכולה להיחשב כמדע מתחילת המאה ה-19. שלב זה של התפתחותו מאופיין בהכללת הידע המצטבר, יצירת השערות מדעיות וחיפוש אחר הראיות שלהן; באמצעות שיטות מחקר חדשות שפותחו על ידי מדעים אחרים, כגון כימיה ופיזיקה. הודות לכל אלה הופכת הגיאולוגיה לחלק חשוב ממערכת המדעים המסייעים לאדם להתקדם מדעית וטכנולוגית, לספק את צרכיו, ללמוד ולהשתמש בטבע. בשלב זה, הגיאולוגיה כבר בוחנת סוגיות מורכבות מאוד של מבנה החומרים המרכיבים את כוכב הלכת שלנו, לומדת את ההיסטוריה של התפתחות כדור הארץ ובמקביל פותרת בעיות מעשיות. זהו חקירה והפקה של מינרלים, עיבודם ושימושם, ושימוש במשאבים ארציים בחיי היומיום.

כפי שאנו רואים, הגיאולוגיה חשובה מאוד לאדם המודרני, יש לה היסטוריה עתיקה והיא חוקרת מגוון רחב של נושאים על הטבע, ויש לה אוריינטציה מעשית נהדרת.

כתבתי בעבודתי על ההיסטוריה, שיטות המחקר והסיכויים העתידיים של המדע החשוב והמעניין הזה, שמטרתו העיקרית היא לתאר את הגיאולוגיה כמדע.

כדי להשיג את המטרה, מוגדרות המשימות הבאות:

1.) תאר את ההיסטוריה של הגיאולוגיה, הדגש את המאפיינים העיקריים של המדע בתקופות שונות של התפתחותו.

.) דברו על שיטות מחקר המשמשות בגיאולוגיה.

.) הסבירו את חשיבות הגיאולוגיה בעולם המודרני.

.) הראה את חשיבות הקשר בין גיאולוגיה ומדעים אחרים.

.) דברו על סיכויים עתידיים להתפתחות הגיאולוגיה.

1. תולדות הגיאולוגיה

ידע במדעי הגיאולוגיה

לדעתי, כדי להבין כל מדע צריך לדעת למה הוא צמח, איך הוא התפתח ואילו דברים חדשים הופיעו בו עם הזמן. שאלות אלה נחשפות במלואן כאשר לומדים את התפתחות המדע. לכן, החלטתי להתחיל את עבודתי בתיאור ההיסטוריה של הגיאולוגיה.

כשאני חושפת את ההיסטוריה של הגיאולוגיה, אני רוצה להדגיש את המאפיינים של התפתחותה בתקופות שונות, לדבר על הרעיונות והתגליות העיקריים, להסביר את משמעותם ומשמעותם ולתאר את התוצאות של מה שהמדע השיג.

ההיסטוריה של הגיאולוגיה מחולקת לרוב לשני שלבים - טרום מדעי ומדעי. הם, בתורם, מחולקים לתקופות. לפי תכנית זו תיארתי את ההיסטוריה של הגיאולוגיה.

.1 שלב פרה-מדעי (מהעת העתיקה ועד אמצע המאה ה-18)

תקופת היווצרותה של הציוויליזציה האנושית (מימי קדם ועד המאה החמישית לפני הספירה)

במהלך תקופה זו, אנשים צברו את המידע הראשון על העולם סביבם. כפי שכבר אמרתי, בהתחלה אנשים סיפקו את צרכיהם החשובים ביותר בעזרת סלעים שונים, ולצורך שימוש שלם יותר היה צורך ללמוד את תכונותיהם, מקומות התפוצה ושיטות החילוץ שלהם. אנחנו כבר יכולים להתייחס לתחילת המחקר של נושאים קשורים כמו הולדתו של מדע הגיאולוגיה.

כעת איננו יכולים לומר בדיוק מה המשמעות של האבן עבור אנשים קדומים, אנו יכולים רק להסתכל על עקבות השימוש בסלעים שונים במהלך חפירות של אתרים של אנשים קדומים ולהסיק את המסקנות שלנו לגבי השימוש שלהם בעושר המינרלוגי של כדור הארץ. הן ההנחות שלנו לגבי הצורך בסלעים לאנשים קדומים, והן תוצאות החפירות, מצביעות על כך שהאדם השתמש באבן כמעט מיד לאחר הופעתו. הרי השימוש בכלים מבדיל בין האדם לקוף. ייתכן, כמובן, שהכלי הפרימיטיבי ביותר היה במקור מקל עץ, אבל כשהאדם גילה תכונות של האבן כמו חדות וקשיות, הוא החל להשתמש בחתיכות חדות של קוורץ וסיליקון לצרכיו. מסקנה כזו על תכונות האבנים היא כבר דוגמה להצטברות של ידע גיאולוגי. ארכיאולוגים מוצאים באתרים של אנשים קדומים לא רק אבנים חדות פשוטות, אלא גם גרזני אבן וראשי חץ. מעט מאוחר יותר, אנשים החלו להשתמש במתכות לייצור כלים. אבל החיפוש וההתכה שלהם דורשים אפילו יותר ידע ומיומנויות מאדם.

הצורך של האנושות בחומרי גלם מינרליים גדל עוד יותר עם תחילת בנייה המונית של ערים ופיתוח מלאכת יד.

בסוף התקופה כבר עסק האדם בהפקה ובעיבוד של נחושת, ברזל, זהב, כסף, בדיל ומתכות אחרות. חימר היה בשימוש נרחב לבניית דיור וייצור כלי חרס. אבנים יקרות שימשו לייצור תכשיטים.

כך, בימי קדם, החלה הצטברות של ידע מסוים על תכונות הסלעים, החילוץ והשימוש בהם.

הענף התיאורטי של הגיאולוגיה מתמלא בהשערות רבות לגבי מקורו ומבנהו של כדור הארץ. עם זאת, הם תמיד מכילים בדיה, כי... הקדמונים לא יכלו להסביר הרבה תופעות טבע.

במהלך תקופת היווצרות הציוויליזציה האנושית, אנשים משתמשים רק בניסיון של הדורות הקודמים כדי לשפר עוד יותר את כישוריהם בטיפול באבן. אדם עדיין לא מכליל ידע, שהוא מאפיין חשוב של התקופה.

במהלך המעבר לתקופה העתיקה של התפתחות הגיאולוגיה, אנשים כבר הכירו סימנים רבים לחיפוש מרבצי מינרלים והיו להם כישורים מעשיים בשימוש בהם. נוצר בסיס ידע גיאולוגי עבור הדורות הבאים.

תקופה עתיקה (המאה החמישית לפני הספירה - המאה החמישית לספירה)

בתקופה העתיקה התפתחה הגיאולוגיה בעיקר ביוון ובאימפריה הרומית. מלאי הידע הראשוני על תכונותיהם ושימושם של סלעים כבר היה קיים באותה תקופה, אך לידע זה היה בעיקר חשיבות מעשית: מיצוי ושימוש בעושר המינרלוגי של כוכב הלכת. אך מכיוון שבימי קדם אנשים כבר דיברו על החיים והתעניינו במבנה העולם, הידע הגיאולוגי החל להתחדש בהסברים הגיוניים יותר של תופעות שונות והשערות של מקורן. מסקנות הוסקו על סמך הבנה ועיבוד של נתונים שהתקבלו מתצפיות. הם היו יותר אמינים ומוצדקים.

גם הכיוון המעשי של הגיאולוגיה המשיך להתפתח. הפך חשוב הן לאנשי התקופה והן עבורנו שבתקופה העתיקה נרשמו תצפיות והשערות רבות. מידע זה החל לשרת את הדורות הבאים, וממנו ניתן לשפוט את התפתחות המדע, כולל. וגיאולוגיה של אז.

ניתן להתייחס להישגים של מדענים ופילוסופים עתיקים, למשל, למסקנה שבעבר היה ים באתר של כמה אזורים יבשתיים. מסקנה זו נעשתה על ידי Xenophanes בהתבסס על הימצאות פגזי ים באדמה. כמו כן, בתקופת העת העתיקה כבר הניחו שהכוכב שלנו הוא כדורי. הנחה זו נעשתה על סמך תצפיות של צל כדור הארץ על הירח במהלך ליקוי ירח. לצל יש צורה עגולה בהתאם, הוא מוטל על ידי גוף עגול או כדורי. וארוטוסטנס אפילו חישב את היקף כדור הארץ. התוצאות שהשיג היו שונות רק במעט מהנתונים המודרניים.

המדען והפילוסוף היווני הקדום אריסטו תרם תרומה רבה לפיתוח הגיאולוגיה. הוא הציע תמונה של כדור הארץ כדורי שבתוכו יש חללים וערוצים שבהם מים ואוויר מסתובבים. המדען הסביר את רעידות האדמה המתרחשות על פני השטח בתנועותיהן. מעניין שמערכת תצוגות זו תואמת את אופייה של יוון, המאופיינת בחללים קארסטיים ורעידות אדמה תכופות. אריסטו גם הכניס מידע מינרלוגי מסוים למדע: הוא חיבר את הסיווג הראשון של מאובנים, וחילק אותם לעפרות, אבנים ואדמה.

פליניוס האב, בנוסף לרעידות אדמה, הדגיש תנועות אנכיות איטיות של כדור הארץ.

סטרבו ביטא את הרעיון של מקורו הוולקני של האי סיציליה.

בתקופת העת העתיקה נוצרו שתי השערות עיקריות להיווצרות כדור הארץ. אלה פלוטוניזם ונפטוניזם. השערות אלו היו קיימות במשך מאות שנים והתקבלו באותה מידה על ידי אנשים גדולים רבים.

פלוטוניזם היא מערכת השקפות המבוססת על הבנה של הכוחות הגיאולוגיים הפנימיים של כדור הארץ כגורמים העיקריים להיווצרות פני השטח ותת הקרקע שלו. נפטוניזם מרמז שכל הסלעים נוצרו ממי האוקיינוסים במהלך התגבשות התמיסות. השפעת הכוחות הפנימיים של כדור הארץ נדחית.

המאבק בין השערות אלו הביא יתרונות גדולים לגיאולוגיה, מכיוון שמחקרים רבים בוצעו כדי למצוא עדויות להן. כעת אנו יודעים שתומכי הרעיון של היווצרות כדור הארץ בהשפעת הכוחות הפנימיים שלו (פלוטוניסטים) ניצחו. עם זאת, הוכח כי מינרלים יכולים להיווצר גם מתמיסות מימיות.

בתקופה העתיקה נרשמו שיפורים גם בדרכי יישום הידע הגיאולוגי בפועל. פרזול שימש לעיבוד מתכות. והכרייה החלה להתבצע באמצעות מכרות במקום מחצבות פתוחות.

לפיכך, התקופה העתיקה הביאה הרבה ידע שימושי לגיאולוגיה. תחילתו של הענף התיאורטי של הגיאולוגיה הונחה, תוצאות התצפיות נרשמו, שאפשרו להתבסס על הישגים אלה בעתיד.

התקופה הבאה בהתפתחות הגיאולוגיה הייתה קשה לא רק עבורה. ימי הביניים התאפיינו בקיפאון של המדע בכלל. אבל עדיין, הידע על כדור הארץ המשיך להתפתח.

תקופה סקולסטית

התקופה הלימודית נמשכה מהמאות ה-5 עד ה-15. במערב אירופה. במדינות אחרות הוא נמשך מהמאות ה-7 עד ה-17. עם נפילת האימפריה הרומית, הידע המדעי חדל מהתפתחותו המהירה בגבולותיה. יוון כבר לא הייתה מרכז הרעיונות המדעיים. עם זאת, המדע התפתח גרוע גם במערב אירופה. מדע הטבע עבר בשלב זה למדענים של מרכז אסיה, אך מעט מאוד נתונים נשמרו על המחקר שלהם. רק חלק מיצירותיהם הגיעו אלינו.

אבן סינא (או אביסנה) הסביר את השינוי בשטח כדור הארץ משתי סיבות. האחת היא השפעת הכוחות הפנימיים של כדור הארץ (שבאמצעותם התכוון המדען לרוח הנושבת בחלל מתחת לאדמה). הודות לכוחות אלו, פני כדור הארץ עולים ויוצרים גבעה. סיבה נוספת היא השפעות חיצוניות (מטאורולוגיות, הידרוספירות וכו') ההורסות אזורים של פני השטח של כדור הארץ, ויוצרות שקעים. השערה זו אף לקחה בחשבון שצפיפות מרכיבי המשטח הנהרסים מבחוץ שונה. ואז, במקום סלעים רופפים, נוצרת ירידה בהקלה, במקום סלעים קשים - הגידול שלה, כי הסלעים סביבם מתבלים מהר יותר.

אבן סינא גם הציע שהים יתקדם שוב ושוב ביבשה ונסוג שוב. כראיה לכך, הוא ראה נוכחות של שכבות של סלעים שונים בהרים. המדען האמין שכשהאדמה השתחררה מהים, הנהרות שטפו את העמקים בה, כלומר. נוצרה תבליט עכשווי.

אבן סינא יצר סיווג חדש של מינרלים וסלעים. הוא חילק אותם לאבנים, גופים מתיכים (מתכות), חומרים גופרתיים דליקים ומלחים. הסיווג אומץ על ידי האירופים, והוא קיים די הרבה זמן.

מדען אחר ממרכז אסיה, בירוני, תיאר יותר מ-100 מינרלים וקרא למרבצים שלהם. הוא גם למד לקבוע את המשקל הסגולי של מינרלים, עשה זאת כמעט 700 שנה לפני האירופים.

כמה חוקרים אסייתים אחרים המשיכו לפתח את הרעיונות של רעיונות עתיקים על העולם.

הסיבה להתפתחות האיטית של הגיאולוגיה באירופה הייתה השפעת הכנסייה. היא התערבה למדע בתמונה המקראית של העולם ומקורותיו. ומכיוון שגיאולוגים הציעו תפיסת עולם שאינה תואמת את זו המקראית, תורתם ויצירותיהם זכו לביקורת או אפילו אסורה. בשל כך, עלו הרבה השערות שגויות ותורות שווא. היה אפילו פיגור קל בין המדע למדע העתיק. לדוגמה, שרידי יצורים חיים מאובנים שנמצאו בכדור הארץ אמרו שהם משחק טבע או דוגמה ליצירת חיים ספונטנית, מכיוון על פי תורת הכנסייה, החיים נוצרו על ידי אלוהים בצורה שבה הם קיימים כעת, והממצאים היו כעת אורגניזמים לא קיימים. כמו כן הוצגו תורות שווא לפיהן כדור הארץ הוא מלבן והכוכבים בשמיים מונעים על ידי מלאכים.

כמה מדענים באירופה, שהתעלמו מהכנסייה, הציעו את רעיונותיהם על העולם. אבל הם שאלו רק את השקפת העולם העתיקה.

עם זאת, למרות ההאטה בהתפתחות הגיאולוגיה התיאורטית, האוריינטציה המעשית שלה (גיאולוגיה יישומית) התפתחה בצורה מוצלחת יותר, במיוחד באירופה. זה היה קשור להתפתחות האנושות, וכתוצאה מכך, עם הצורך הגובר בחומרי גלם מינרלים.

לבניית ערים נדרשו חומרים טבעיים ליצירת מבנים. גם המספר ההולך וגדל של בעלי מלאכה עירוניים שנזקקו לחומר למוצריהם, עשוי לרוב מאבן, תרם לפיתוח הכרייה. התוצאה של גורמים אלו הייתה עלייה בכמות המינרלים שהופקו על ידי אנשים מבטן האדמה.

תקופת הרנסנס (מהמאה ה-15-17 עד אמצע המאה ה-18)

התקופה הוכנה על ידי עידן הגילויים הגיאוגרפיים הגדולים. מסעותיהם של קולומבוס, מגלן, ואסקו דה גאמה תרמו להצטברות של כמות גדולה של חומר על פני כל פני כדור הארץ. כך, במהלך טיולו של מגלן מסביב לעולם, הוכח לבסוף שלכוכב הלכת שלנו יש צורה כדורית. ההשערות של מדענים מתקופת הרנסנס הופכות לשכנעות כל כך, מאושרות על ידי עובדות שאין עליהן עוררין, עד שהכנסייה נסוגה לפני המדע.

בתקופת הרנסנס, ניקולאוס קופרניקוס, גלילאו גליליי וג'ורדנו ברונו הקימו את המודל ההליוצנטרי של העולם.

כידוע, בתקופת הרנסנס יש עלייה רוחנית של האנושות. למרות שהשפעת הכנסייה עדיין נותרה בעינה, תורתה חדלה להיות הפרשנות היחידה של העולם. אנשים מתחילים להאמין למדע.

ככל שהערים המשיכו לצמוח והטכנולוגיה התפתחה, כריית העושר של כדור הארץ הפכה למהירה ויעילה יותר. גם מספר התחומים המפותחים גדל.

כמובן, במהלך מיצוי המינרלים, אנשים צברו ידע על תכונות הסלעים, המוזרויות של התרחשותם ומבנה קרום כדור הארץ. הכללה של חומר זה הובילה למסקנות תיאורטיות חשובות.

בין האנשים שתרמו לגיאולוגיה בתקופת הרנסנס נמצא המדען הגרמני גאורג באואר (או אגריקולה). הוא סיכם את כל ההישגים של הכורים של מערב אירופה. המדען תיאר את שיטות הנחת מוקשים ותכונותיהם. אגריקולה הייתה גם הראשונה שקבעה את ההבדל בין מינרלים לסלעים. המדען תיאר את תכונותיהם של מינרלים רבים, מה שאפשר לגיאולוגים אחרים לזהות מינרלים. אגריקולה חקרה גם גבישים.

גם לאונרדו דה וינצ'י המפורסם תרם קצת מידע גיאולוגי למדע. לדוגמה, הוא הביע את הרעיון שניתן לסדר סלעים בשכבות השוכנות אופקית או בצורה של קפלים. לאונרדו גם ראה בממצאים של אורגניזמים קדומים שנכחדו כשרידיהם באמת, ולא משחק טבע, בניגוד למדענים של התקופה הלימודית.

בתקופת הרנסנס, רוסיה תרמה תרומה לגיאולוגיה. החיפוש אחר פיקדונות היה מאורגן באופן נרחב על ידי הממשלה. בשנת 1584 נוצר סדר ענייני האבן. מינרלים רבים נכרו בתוך האימפריה הרוסית. הם גם יוצאו למדינות אחרות.

הדני נילס סטנו ייסד את הסטרטיגרפיה וגילה את החוק הראשון של הקריסטלוגרפיה על קביעות זוויות הגביש, וערך את הסיכום המדעי הראשון של מגנטיות ארצית.

השלב הקדם-מדעי של התפתחות הגיאולוגיה הסתיים. מספיק חומר על כדור הארץ כבר הצטבר. היה צורך רק להכליל ולהשלים אותו במסקנות תיאורטיות. בשלב המדעי, חמושה בטכנולוגיות חדשות ובכוחות רוחניים, החלה האנושות לפתור בעיה זו. אבל כמובן, השלב הקדם-מדעי של התפתחות הגיאולוגיה לא יכול להיות מוחלף באופן מיידי בשלב המדעי. לכן, גם בתולדותיה נבדלת תקופת מעבר.

1.2 תקופת מעבר (המחצית השנייה של המאה ה-18)

תקופת המעבר בהתפתחות הגיאולוגיה מאופיינת בכך שבזמן זה מתרחשות בו-זמנית גם תורות ישנות של התקופה הקדם-מדעית וגם הכללות מדעיות. הידע הגיאולוגי שנצבר בשלב הטרום-מדעי עובר שיטתיות, וכך, במהלך תקופת המעבר, מתרחשת היווצרות הגיאולוגיה כמדע.

הבדל חשוב בין תקופת המעבר לתקופה הקדם-מדעית היה שבזמן זה הרעיון של השונות של העולם התבסס בגיאולוגיה, בעוד שבעבר רוב המדענים האמינו שהעולם תמיד היה קיים בצורה ללא שינוי. הרעיון של התפתחות כדור הארץ הובע על ידי מדענים רבים מתקופת המעבר, אך קודם כל הוא קשור בשמותיהם של ג'יי בופון, I. Kant ו-M.V. לומונוסוב. בעבודותיהם הם ראו את כל ההיסטוריה של כדור הארץ, ממקורו ועד למצבו הנוכחי, כתמונה אחת של העולם. לדברי מדענים אלה, כדור הארץ היה משתנה ללא הרף.

הישג בגיאולוגיה היה סיווג מאפיינים אבחנתיים של מינרלים שפותח על ידי ורנר. הוא גם חקר מינרלים עפרות והציע מערכת של רצף סטרטיגרפי של סלעים. בפיתוח הגיאולוגיה התיאורטית, המדען מילא תפקיד שלילי למדי: הוא פיתח תוכנית להיווצרות מדינות הרריות המבוססות על רעיונות הנפטוניזם.

בניגוד לא.ג. לוורנר, ג'יימס האטון הוכיח את תורת הפלוטוניזם, ודיבר על החשיבות המכרעת של כוחותיו הפנימיים בהיווצרות כדור הארץ.

המדען I. Kant בשנת 1755 העלה השערה לגבי מקור מערכת השמש. לפי זה, חלקיקים יסודיים שהתפזרו בתחילה ביקום התאספו לגושים בהשפעת משיכה הדדית. כאשר אחד מגושי החומר נדחס וחומם, נוצרה השמש. סביבו נאספו ערפיליות, שבהן התעוררו כוכבי לכת, כולל. כדור הארץ. ג'יי בופון יצר השערה של התפתחות כדור הארץ. הוא האמין שכשהכוכב שלנו התמצק, הוא התכסה באוקיינוסים. עקב תנועות המים נוצרו בהם תחתיות לא אחידות. הגבעות הפכו ליבשות כשהמים נסוגו. בופון קבע את תקופת קיומו של כדור הארץ ב-75 אלף שנה. כעת נראה לנו שזו תקופה קצרה מאוד, אבל תיאולוגים מתחו ביקורת על ההשערה של בופון, כי על פי ההוראה המקראית, כדור הארץ קיים כבר 6000 שנה.

אז, בתחילת המאה ה-19, הגיאולוגיה נוצרה כמדע. השלב הבא בפיתוחו הוא מדעי, אשר חידוש את הידע של אנשים על כדור הארץ עם המידע העדכני ביותר.

תקופה הרואית (המחצית הראשונה של המאה ה-19)

תחילת התקופה קשורה להופעתה של השיטה הביוסטרטיגרפית. זה איפשר לקבוע את הגיל היחסי של סלעים על סמך מורכבות המבנה של שרידי אורגניזמים עתיקים המצויים בהם (תיארתי שיטה זו ביתר פירוט בסעיף 2.1 של עבודה זו).

פליאונטולוגיה צמחה כדיסציפלינה עצמאית בגיאולוגיה. (ראה סעיף 1.4).

בתחילת המאה ה-19, ק.ל. פון בוך העלה את ההשערה הטקטונית הראשונה. בו, המדען ראה בוולקניות את התהליך המוביל שיוצר הרים. ההשערה אוששה על ידי מחקרו של א. הומבולדט. הוא התקבל על ידי מדענים רבים, והוא מילא תפקיד חשוב בהבנתם של אנשים לגבי תהליכי בניית הרים.

המידע שהתקבל על ההרכב הכימי של המינרלים וחוקי היווצרות הגבישים שלהם אפשרו עד סוף התקופה ההרואית ליצור סיווג כימי של מינרלים. סיווג זה היווה את הבסיס למינרלוגיה במשך זמן רב.

בתום תקופת הגבורה נרשמה תרומה חשובה נוספת לגיאולוגיה. נציגי הסטרטיגרפיה הבחינו כי בשכבות מסוימות של סלעים לא נמצא קשר אבולוציוני בין אורגניזמים השייכים לתקופות גיאולוגיות שונות. הָהֵן. לא ניתן היה למצוא אבות קדומים בכמה אורגניזמים, וצאצאים באחרים. כדי להסביר את העובדות הללו, מדענים יצרו תיאוריית קטסטרופה. התיאוריה כללה את הרעיון של קיומם של אסונות רבים בהיסטוריה של כדור הארץ, אשר, על פי מדענים, הרסו מעת לעת לחלוטין את החיים על הפלנטה, ואז היא התעוררה מחדש. צ'ארלס לייל התנגד לכך לראשונה בעבודתו "יסודות הגיאולוגיה..." (1830-1833). הוא כתב שהעולם האורגני התפתח על פני כדור הארץ בעקביות ומתמדת. עם זאת, רעיונותיו של המדען אושרו והתקבלו רק 20 שנה מאוחר יותר.

בתקופה ההירואית, גיאולוגים פתרו בעיה נוספת. שאלת מקורם של סלעים מוזרים, ששטחי תפוצתם נמצאים במרחק אלפי קילומטרים מהמקומות שבהם הם נמצאו, עלתה זה מכבר. עובדה זו הוסברה על ידי תיאוריית הקרחונים, אשר הניחה את השפעתן של קרחונים רבים על פני כדור הארץ. לאחר מכן, השערה זו לא רק הוכיחה את הובלת סלעים על ידי קרחונים, אלא גם אושרה בעצמה, ותקופת הקרחון החלה להיחשב כחלק מההיסטוריה של כדור הארץ.

אז, לא בכדי קיבלה התקופה ההירואית את שמה. הגיאולוגיה אכן עשתה צעדים אדירים. תוצאות התקופה היו יצירת האגודות הגיאולוגיות הראשונות, שירותים גיאולוגיים לאומיים ברוסיה, אנגליה וצרפת. אופייניים לתקופה זו גם היקף המחקר הגדול והאופי המאורגן יותר של יישומו.

גיאולוגיה הפכה לדיסציפלינה עצמאית של מדעי הטבע. מקצוע חדש הופיע - גיאולוג.

תקופה קלאסית (המחצית השנייה של המאה ה-19)

בתחילת התקופה הקלאסית הופיע ספרו של צ'ארלס דרווין "מקור המינים באמצעות ברירה טבעית...". היא אישרה את ההשערה של צ'רלס לייל. מכיוון שההשערה של התפתחות החיים האבולוציונית החלה להיות מאוששת על ידי ממצאים של אורגניזמים המהווים קשר מעבר בין אותן צורות חיים שבעבר נחשבו ללא קשורות זו לזו, הגיאולוגים נטשו לבסוף את הקטסטרופה. הם קיבלו את תורת האבולוציה.

התקופה מאופיינת גם בהופעת השערת ההתכווצות שהעלה אלי דה בומונט. המדען האמין שככל שכדור הארץ מתקרר, נפחו ירד, מה שהוביל להופעת קפלים בקרום כדור הארץ. כך הסביר את מקור ההרים. ההיגיון הפנימי לכאורה של השערת הכיווץ והיעדר חלופה לה הובילו לכך שרעיון זה השתרש בגיאולוגיה לאורך כל התקופה הקלאסית.

בתקופה הקלאסית עלה המושג מאגמה - חומר נוזלי שבמקרים מסוימים יכול להיווצר במעטפת כדור הארץ המוצק. בפרט, מאגמה מתפרצת דרך מכתשים געשיים ומשוחררת מגזים, הופכת ללבה. התמיינות של מאגמה היא תהליך הפיכתה לסלעים שונים כאשר היא מתמצקת. זה הסביר את מקורם של סלעים רבים.

ברצוני לציין כי במחצית השנייה של המאה ה-19, עקב התפתחות התעשייה במדינות רבות, גדל היקף הפקת המינרלים. ייצור הפלדה העולמי גדל מ-500 אלף ל-28 מיליון טון, וייצור הפחם העולמי גדל פי 3. מכיוון שכל המדינות נזקקו אפילו ליותר חומרי גלם מינרלים, הממשלות שלהן הקצו כספים גדולים לפיתוח גיאולוגיה. התוצאה של זה הייתה הופעתה של הגיאופיזיקה, שאפשרה לחקור את המבנה העמוק של הפלנטה שלנו.

ניתן גם לציין כי במהלך התקופה הקלאסית, נעשה הרבה כדי לחקור את המבנה הגיאולוגי של רוסיה. בשנת 1882 נוסדה הוועדה הגיאולוגית של רוסיה.

התקופה הקלאסית ראתה התפתחויות משמעותיות בפטרוגרפיה. מיקרוסקופ מקטב הופיע בידי מומחי סלע. בעזרתו נחקרו לוחות הסלע השקופים הדקים ביותר - חתכים דקים (פטרוגרפיה אופטית).

הקריסטלוגרפיה יצאה מהמינרלוגיה כדיסציפלינה עצמאית.

זה גם סימן את תחילתה של גאולוגיית הנפט. הוא החל להיחשב כמינרל, ונוצרו השערות להיווצרותו.

לפיכך, התקופה הקלאסית של התפתחות הגיאולוגיה הביאה יתרונות רבים למדע זה. הגיאולוגיה החלה למלא תפקיד חשוב בין תחומי מדעי הטבע.

התקופה הבאה בהתפתחות הגיאולוגיה, התקופה ה"קריטית", הפכה לנקודת מפנה בהתפתחות מדעי הטבע בכללותו. הקרקע לתגליות שהתגלו בתקופה ה"קריטית" הוכנה על ידי ההישגים הגיאולוגיים של התקופה הקלאסית.

תקופה "קריטית" (המחצית הראשונה של המאה ה-20)

זה לא מקרי שהתקופה הזו בהתפתחות הגיאולוגיה קיבלה שם כזה. ראוי לציין כי הופעתה כתקופה "קריטית" נבעה מתגליות חדשות רבות בתחומי מדע שונים. מדובר בהתקדמות בהכרת עולם המיקרו, ובגילוי קרינת רנטגן, רדיואקטיביות טבעית. לכל זה הייתה השפעה משמעותית על הגיאולוגיה.

בתחילת התקופה קרסה השערת ההתכווצות. במקום זאת, הופיעו השערות טקטוניות אחרות. השערת היסחפות היבשתית שהוצעה על ידי A. Wegener הפכה לעקבית ביותר עם רעיונות מודרניים על כדור הארץ. היא רמזה שקרום כדור הארץ מורכב מגושים אינטגרליים - לוחות ליתוספריים הנעים זה ביחס לזה, ואיתם היבשות (ראה איור 1). להשערה היה תפקיד חשוב מאוד בגיאולוגיה. היא הסבירה את תהליכי בניית ההרים על ידי קריסת קרום כדור הארץ במהלך התנגשות הלוחות הליטוספריים. זה גם הסביר רעידות אדמה ווולקניות. ההשערה אושרה על ידי העובדה שהאזורים ההרריים של אזור רעידות האדמה והגעש כמעט תמיד חופפים - הם תואמים לגבולות הלוחות הליטוספריים. ההשערה אושרה גם על ידי העובדה שהחוף המזרחי של דרום אמריקה תואם את החוף המערבי של אפריקה, כלומר, אם היינו מסירים את האוקיינוס ​​האטלנטי, ומקרבים את אפריקה לדרום אמריקה, הם היו יוצרים יבשת אחת, שיצרה את אלה. יבשות, שהתפצלו בעבר.

עם זאת, למרות טיעונים כה חזקים בעד נכונות ההשערה, היא ספגה ביקורת ולא התקבלה בגיאולוגיה במשך זמן רב. בשל חוסר הסבירות שלה, ההשערה נדחתה. העיקרית שבהן הייתה השערת האנדציה. זה מרמז על היווצרות הקלה עקב תנועות אנכיות בקרום כדור הארץ.

במהלך התקופה ה"קריטית", הגיאוטקטוניקה מופרדת לדיסציפלינה מדעית נפרדת. הייתה לה השפעה רבה על התפתחות הגיאולוגיה התיאורטית והיישומית. גם הקטע של דיסציפלינה זו, חקר גיאו-סינקלינים - חגורות נעות בגבולות הלוחות הליטוספריים, המשיך להתפתח, והסביר תכונות רבות של כדור הארץ.

V.A. אוברוצ'וב, S.S. שולץ, נ.י. ניקולייב הפך למייסדי הגיאוטקטוניקה, דיסציפלינה החוקרת תנועות טקטוניות מהעבר הקרוב והעת החדשה.

באמצעות שיטות גיאופיזיות נוצר מודל של מבנה הקונכייה של כדור הארץ. הוא היה מחולק לליבה, מעטפת וקרום. כידוע, גיאוספרות אלה מזוהות גם על ידי מדענים מודרניים.

בפטרוגרפיה, הכיוון הפיזיקלי-כימי של המחקר החל להתפתח באופן אינטנסיבי, וכתוצאה מכך נוצרה כימיה של גבישים. ניתוח עקיפה של קרני רנטגן החל לשמש לחקר גבישים.

הגיאולוגיה של מינרלים דליקים המשיכה להתפתח. כמו כן הופיעו מחקרי פרמפרוסט. עד סוף התקופה ה"קריטית" נערכו מפות גיאולוגיות של טריטוריות שונות, ונכתבו עבודות המסכמות חומרים גיאולוגיים עבור חלק מהטריטוריות.

הצורך במינרלים גדל, והחלו לכרות ולהשתמש בסוגים חדשים של מינרלים - עפרות אורניום ושמן. פותחו שיטות חדשות לחיפוש פיקדונות.

תקופה אחרונה (1960-1990)

בתחילת התקופה המודרנית התרחש ציוד מחדש טכני של הגיאולוגיה. הופיעו מיקרוסקופ אלקטרונים, מחשבים אלקטרוניים וספקטרומטר מסה (קביעת המסה של יסודות כימיים). קידוח בים עמוק וחקר כדור הארץ מהחלל הפכו לאפשריים.

מה שהיה חשוב היה שאפשר לחקור את כדור הארץ על ידי השוואתו לכוכבי לכת אחרים. כמו כן, ניתן היה לקבוע את הגיל המוחלט של סלעים.

הפליאונטולוגיה השיגה הצלחה משמעותית - קבוצות חדשות של שרידי מאובנים נגזרו, זוהו דפוסי התפתחות של אורגניזמים חיים, וזוהו הכחדות גדולות בהיסטוריה של הביוספרה.

בתקופה האחרונה החלו מדענים לפתור כמה בעיות גיאולוגיות, כמו מינרלוגיה, במעבדה באמצעות ניסויים.

התגלו חוקי הייעוד המטסומטי (מאפיינים של הופעת מינרלים שהשתנו במהלך אינטראקציה עם תמיסות מימיות) ונוצרה תיאוריה של סוגים שונים של ליתוגנזה (נתיבים של הפיכת סלעים למטמורפיים). גם בתקופה המודרנית נוצרו מפות טקטוניות של אירואסיה ומפות פליאוגאוגרפיות של העולם.

בתקופה המודרנית התקבלו רעיונות הניידות והמשיכו להתפתח, כולל. השערת סחיפת יבשות.

פליאונטולוגים זיהו את השלבים המוקדמים ביותר של התפתחות החיים על פני כדור הארץ.

הופעתן של בעיות סביבתיות קשורה להופעתה של גיאוטכנולוגיה - מדע הפותר את בעיית השימוש הרציונלי בתת הקרקע של הפלנטה שלנו. גם גיאולוגיה סביבתית הופיעה.

בתקופה האחרונה פותח מנגנון התפשטות. הוא כלל את הרעיון שקרום אוקיאני חדש נוצר באזורים שבהם מאגמה בורחת ומתמצקת. רכסי אמצע האוקיינוס ​​מתאימים לאזורים כאלה. ואז הקרום החדש נע לעבר היבשות ובגבול הקרום היבשתי, עובר תחתיו. במקומות אלה נוצרות תעלות ים עמוקות, והיווצרות הרים מתרחשת לעתים קרובות ביבשות.

הגיאולוגיה של התקופה האחרונה שונה מעט מזו המודרנית. אבל התפתחותו לא נעצרה שם היא נמשכת בהווה ותימשך גם בעתיד.

כמסקנה להיסטוריה של הגיאולוגיה, אני רוצה להדגיש את הענפים העיקריים של המדע שנוצרו עד היום.

.4 קטעי גיאולוגיה

עד כה נוצרו הקטעים העיקריים הבאים בגיאולוגיה.

1. גיאולוגיה דינמית או פיזית.חלק זה בוחן תופעות גיאולוגיות מודרניות שמשנות את כדור הארץ לנגד עיניהם של אנשים (אטמוספירה, מים, חי וצומח, געש).

. פטרוגרפיה או מדע הסלעים.חלק זה כמעט הגיע לגודל של מדע עצמאי, כי חקר תכונות הסלעים חשוב ליישומם.

. פָּלֵאוֹנטוֹלוֹגִיָה- המדע של אורגניזמים חיים מאובנים, מהווה את החלק השלישי של הגיאולוגיה. הוא חוקר את התפתחותם, מקורם של יצורים חיים עתיקים ואף משקם את בית הגידול שלהם.

הוא חוקר את רצף ותנאי ההתרחשות של סלעים שונים, כמו גם עקבות חיים בהם. סטרטיגרפיה. הוא שייך למדור הרביעי של הגיאולוגיה. מחולקת לפטרוגרפיה ופליאונטולוגית, הסטרטיגרפיה תופסת מקום חשוב בגיאולוגיה - היא מכסה את חקר דפוסים רבים על פני כדור הארץ בבת אחת. הסטרטיגרפיה מתוארת ביתר פירוט בסעיף 2.1. עבודה אמיתית.

. גיאולוגיה היסטוריתמהווה את החלק החמישי של מדעי כדור הארץ. זה בערך מסכם את כל המחקר על הפלנטה שלנו: הוא מפיץ מונומנטים גיאולוגיים, תהליכים ותופעות בזמן.

אלו הם הענפים העיקריים של הגיאולוגיה. הם, בתורם, מחולקים לאזורים קטנים רבים יותר, בוחנים היבטים שונים של הנושא הקשורים לסעיף הראשי, או חוקרים אותו בשיטות שונות.

אז מתוארת ההיסטוריה של התפתחות מדעי הגיאולוגיה. בעזרתו נוצר רעיון של גיאולוגיה, הודגשו הרעיונות וההוראות העיקריים של מדע זה.

2. שיטות מחקר

כעת אתאר את השיטות שבהן גיאולוגיה חוקרת את כדור הארץ. הבנתם מאוד מעניינת וחשובה. ברצוני לציין גם ששמותיהן של שיטות רבות עולות בקנה אחד עם שמות ענפי הגיאולוגיה השונים המיישמים אותן.

.1 קביעת הגיל היחסי של סלעים

כדי לחקור את עברו של כוכב הלכת והתפתחות החיים בו, יש צורך להיות מסוגל לקבוע אילו סלעים נוצרו על פני כדור הארץ מוקדם יותר ואיזה מאוחר יותר. יש מגוון דרכים לעשות זאת.

בתחילה, הדני נילס סטנו הציג את העיקרון: "השכבה המונחת מעל נוצרה מאוחר יותר מהשכבה המונחת מתחת". הסטרטיגרפיה הפכה לענף בגיאולוגיה החוקר את רצף ההיווצרות ודפוסי הצבת הסלעים, תוך שימוש בעקרונות זה ואחרים. זהו אחד הענפים העיקריים של הגיאולוגיה.

עם זאת, לעקרון סטנו יש גם חסרונות. למשל, אי אפשר להשוות את גיל הסלעים המונחים במקומות שונים. מאוחר יותר הבעיה הזו נפתרה. מדענים שמו לב שאורגניזמים חיים מורכבים יותר ככל שהם צעירים יותר. לפיכך, על ידי השוואת המאפיינים המבניים של השרידים שלהם בסלעים, הם קובעים אילו אורגניזמים, ולכן סלעים, הם צעירים יותר. כעת, גם בעת ערבוב שכבות סלע, ​​ניתן לקבוע את הרצף המקורי של התרחשותן (ראה איור 2).

נכון לעכשיו, מדענים בחרו את צורות החיים האופייניות ביותר לכל תקופה בהיסטוריה של כדור הארץ. השרידים שלהם נקראים מאובנים מנחים. הם קובעים במדויק את רצף הצטברות הסלע.

הודות לתגליות אלו, חובר קנה מידה גיאוכרונולוגי, שבו ההיסטוריה של כדור הארץ מחולקת לעידנים, תקופות, תקופות ותקופות. הסולם מקובל בדרך כלל, בשימוש בכל מקום וחשוב לענפי מדע רבים. עם זאת, בתחילה הוא מציין רק את רצף התקופות. משך הזמן, תאריכי ההתחלה והסיום שלהם נקבעו בשיטה האיזוטופית לקביעת הגיל המוחלט של סלעים.

.2 קביעת הגיל המוחלט של סלעים

גיאולוגים כבר הבינו כיצד לקבוע את גילם של סלעים מסוימים ביחס לאחרים. אבל עוד בעיה אחת לא נפתרה - לקבוע כמה שנים קיימים סלעים מסוימים. עם התפתחות הפיזיקה הגרעינית, אנשים למדו לקבוע את הגיל המוחלט של סלעים באמצעות המכשירים העדכניים ביותר.

המהות של שיטת האיזוטופים (מה שמכונה השיטה לקביעת הגיל המוחלט של סלעים) היא כדלקמן. הוכח כי איזוטופים לא יציבים של יסודות כימיים מתכלים והופכים לאטומים קלים ויציבים יותר. יתרה מכך, קצב ההתפרקות הזה כמעט בלתי תלוי בתנאים חיצוניים. לכן, לפי כמות היסוד הלא יציב ולפי מספר המוצרים של ריקבון שלו, הם קובעים כמה היסוד התפרק. במקרים מסוימים, לא נקבע מספר תוצרי הריקבון, אלא מספר המסלולים - אזורים שנשרפים בסלע על ידי שברי גרעינים של איזוטופ לא יציב. זה מאפשר לך לגלות את מספר הבקעים הגרעיניים. לדעת את קצב הריקבון הקבוע, אפשר לקבוע מתי היא התחילה, ולכן לפני כמה זמן נוצר הסלע.

המדויקת ביותר היא שיטת הפחמן הרדיואקטיבי, המשתמשת בדעיכה של איזוטופ לא יציב של פחמן עם מסה אטומית של 14. זמן מחצית החיים שלו הוא פרק זמן קצר למדי - 5768 שנים. אך מכיוון שלאורך פרק זמן השווה לעשרה מחצית חיים, יעילות התגובה יורדת פי 1024, קשה לרשום שינויים כה קטנים בחומר. לכן, הזמן הנמדד בשיטה זו אינו עולה על 60,000 שנים. במרווח זה, הגיל נקבע בצורה המדויקת ביותר.

בשיטת הפחמן הרדיואקטיבי נקבע גיל השרידים האורגניים, שכן יצורים חיים סופגים פחמן מהאטמוספירה במהלך חייהם. התוכן של איזוטופים פחמן בו קבוע, כי נתמך על ידי חינוך ג 14 באמצעות קרינה קוסמית. ואחרי מותו של האורגניזם, פחמן לא יציב מתחיל להתפרק.

כדי לקבוע את כמות איזוטופי הפחמן, נעשה שימוש לעתים קרובות בשיטת ספקטרומטריית מסה (ראה איור 3). במקרה זה, הפחמן הכלול בדגימה מתחמצן, והופך אותו לפחמן דו חמצני. לאחר מכן, מולקולות הגז מומרות ליונים ומועברות דרך תא מגנטי. הוא מכיל CO 2 עם פחמן קל סוטה חזק יותר מאשר גז עם איזוטופ כבד. על ידי רישום סטיות ממסלול ישר, נקבע כמה איזוטופים כבדים לא יציבים נותרו בחומר. ככל שנשארו פחות אטומים לא יציבים, כך הדגימה מבוגרת יותר, שגילה נקבע. בשנים זה מחושב באמצעות נוסחאות מיוחדות.

זמן מחצית החיים של אורניום עם מסה אטומית של 238 הוא 4.51 מיליארד שנים. לכן, שיטת האורניום-עופרת (עופרת היא תוצר ריקבון של אורניום) מאפשרת לתארך אירועים קדומים, אם כי הדבר מפחית את דיוק המדידות. הטכנולוגיה של השיטה היא כדלקמן. בין הסלעים שצריך לקבוע את גילם, נבחרים אלה המכילים זירקון, מינרל המכיל אורניום. לאחר מכן כותשים את הסלע לגבישים והם מנופים דרך רשתות מיוחדות להפרדת גבישים באותו גודל. כאשר הגבישים הללו טבולים בתמיסות בצפיפות גבוהה, הכבד מבין הגבישים, זירקון, מתיישב לתחתית. זה נבחר ושכבה של גביש אחד מודבקת על צלחת מיוחדת. ואז הגבישים על הצלחת נטחנים וטובלים בתמיסת חומצה. במקרה זה, החומר שבתוך המסלולים מתמוסס, והם נראים דרך מיקרוסקופ. לאחר מכן נספר מספר המסלולים ליחידת שטח. בשנים, הגיל נקבע באמצעות נוסחאות מתמטיות מיוחדות. במקרה זה נלקחת בחשבון גם הירידה בקצב הדעיכה עם הזמן.

שיטת האיזוטופים היא כיום המדויקת ביותר, אך ישנן דרכים אחרות לקבוע את הגיל המוחלט של סלעים. לדוגמה, על ידי קביעת קצב ההצטברות של סלעי משקע וידיעה של עובי שכבתם, ניתן להעריך בקירוב את זמן היווצרותם של סלעים אלו. אבל קצב הצטברות הסלעים יכול להשתנות, והשכבה שלהם יכולה להידחס, ולכן שיטות כאלה אינן מדויקות מספיק.

2.3 ניתוח ספקטרלי

אנשים שמו לב זה מכבר שאלמנטים כימיים שונים המונחים בלהבה מעניקים לה צבעים שונים (ראה איור 4). לדוגמה, סולפט נחושת הוא ירוק, מלח שולחן הוא צהוב בהיר. עם זאת, אי אפשר לקבוע במדויק יסודות כימיים לפי צבע האש, כי... חלקם נותנים את אותו הצבע.

בשנת 1859, מדענים גרמנים, הכימאי רוברט בונסן והפיזיקאי היסטף קירכהוף, מצאו דרך להבחין בין גווני צבעי הלהבה. הם השתמשו בהמצאה שלהם - ספקטרוסקופ. הוא מורכב ממנסרת זכוכית המוצבת מול מסך לבן. המנסרה מפצלת את אלומת האור לקרניים מונוכרומטיות, מה שהופך את ההבדלים לנראים בין ספקטרום האלמנטים שצובעים את הלהבה באופן חזותי באופן שווה.

באופן כללי, ניתוח ספקטרלי התברר כחשוב הן עבור גיאולוגים והן עבור נציגי המדע החדש שהוא גם יצר - קוסמוכימיה.

2.4 סקר כוח הכבידה

משקל הוא הכוח שבו הגוף, הנמשך לכדור הארץ, לוחץ על התומך או מושך לאחור את המתלה. מסתבר שאפילו משיכה של גופים לכדור הארץ משמשת בגיאולוגיה.

לכל גוף עם מסה יש משיכה. אנו רואים זאת היטב, מכיוון שכוח המשיכה של כדור הארץ הוא כוח המשיכה של כדור הארץ. אבל אם כל הגופים נמשכים זה לזה, אז למה אנחנו לא שמים לב, למשל, למשיכה בין שני אנשים? העובדה היא שהכוחות האלה קטנים מאוד, אבל הם עדיין קיימים. הוכח בניסוי שקו האינסך סוטה ממיקומו האנכי ליד הר גדול. כמו כן, נקבע כי שני כדורי עופרת גדולים מתגלגלים אחד לעבר השני במרחק קרוב.

בהתאם לאלו, ניתן להסיק כי בהתאם לצפיפות הסלעים השוכבים מתחת לאדמה, תשתנה גם גודל כוח הכבידה (בפיזיקה - תאוצת הכבידה). אבל הבעיה היא שהשינויים האלה קטנים מאוד, ואדם לא שם לב אליהם. רק בעזרת מכשירים מדויקים ניתן לקבוע שינויים במשיכה.

בתחילה, הכבידה נקבעה על פי תקופת תנופת המטוטלת ואורכה. עם זאת, בשל אי הנוחות בשימוש במטוטלת, היא הוחלפה במכשיר נוח יותר - מד כבידה. עקרון הפעולה שלו פשוט: עומס מסיבי תלוי על קפיץ וכוח הכבידה נקבע לפי מידת הפיתול שלו.

כיום, שיטת חיפוש הכבידה משמשת בכל מקום לחיפוש מרבצי נפט (יש פחות משיכה מעל חלל באדמה) ומרבצים של מינרלים צפופים מאוד, למשל עפרות ברזל. השיטה פשוטה וזולה במיוחד, וכדי למנוע שגיאות משתמשים בה לרוב יחד עם שיטות אחרות. נערכו מפות של שדה הכבידה של כדור הארץ.

על ידי מדידת כוח המשיכה, מדענים חוקרים שאלות הקשורות לצורת כדור הארץ ולמבנה הפנימי שלו.

2.5 יישומים של מאובנים

התגליות של פליאונטולוגים, עקבות של צורות חיים קודמות, יכולות לספר לא רק על התפתחותם של אורגניזמים חיים, על המבנה שלהם, אלא גם על דפוסים רבים אחרים של היווצרותם, על סביבתם ותכונותיה.

לדוגמה, בידיעה שהצמחייה של אזורי אקלים שונים אינה זהה, מדענים, החוקרים את שרידי הצמחים העתיקים, מסיקים מסקנות לגבי האקלים של אזור מסוים בעבר. ובהכרת תנאי החיים של קהילות מודרניות של אורגניזמים חיים (טמפרטורה, כמות המזון הנצרכת, אדמה), ניתן לקבוע את תנאי הסביבה של קהילות דומות בעבר. כמו כן, על ידי לימוד הגדילה הקצבית של אורגניזמים מסוימים (אלמוגים, צלעות וצפלפות, חצבים וכו'), מהירות סיבוב כדור הארץ, תדירות הגאות והשפל, הטיית ציר כדור הארץ, תדירות הסערות ועוד ועוד. נחושים. לדוגמה, נמצא שלפני 370-390 מיליון שנים היו בערך 385-410 ימים בשנה, מה שאומר שכדור הארץ הסתובב סביב צירו מהר יותר מכפי שהוא מסתובב כעת.

בפועל, כדי לחפש מרבצי נפט, הם משתמשים בתלות של צבע שרידי הקונדונטים (אורגניזמים חיים) בטמפרטורה של תת הקרקע שבה הם היו ממוקמים. אם הטמפרטורה הייתה עד 250 מעלות צלזיוס, אז לא ניתן היה ליצור שמן מחומרים אורגניים. אם הטמפרטורה הייתה יותר מ-800 מעלות צלזיוס, אז השמן שיכול להתקיים שם נהרס. אבל אם הטמפרטורה הייתה בין הגבולות האלה, החיפוש אחר שמן יכול להמשיך.

בהתבסס על המאפיינים של הרכב שרידי אורגניזמים ימיים, ניתן לקבוע את הטמפרטורה וההרכב של המים בזמן מסוים. ובהתבסס על כל הנתונים הללו, ניתן להסיק עוד מהדפוסים הקיימים בעולם וליישם אותם בכל תחומי המדע.

2.6 שיטה ביוגיאוכימית

השיטה הביו-גיאוכימית מבוססת על חקר מאפייני הצמח הנקבעים על פי נוכחותם של מינרלים מסוימים בקרום כדור הארץ.

עוד לפני גילוי השיטות המודרניות לחיפוש מינרלים, אנשים ניצלו את העובדה שלצמחים הגדלים על עפרות שונות יש מאפיינים משלהם. לדוגמה, סוגים מסוימים של טחבים, נענע וציפורן הגדלים בכמויות גדולות מהרגיל מעידים על נוכחות של נחושת בבטן האדמה. ומרבצי אלומיניום, הגורמים לתכולה מוגברת של מתכת זו באדמה, מובילים לקיצור שורשים ולכתמים של עלים. ניקל גורם להופעת נקודות מתות לבנות על העלים. לפיכך, אנשים, על ידי התבוננות ויזואלית בצמחים, גילו בהצלחה משקעים של הסלעים שהם צריכים.

במאה ה-20 החלו להשתמש בשיטה הביו-גיאוכימית בצורה מוצלחת עוד יותר: ניתן היה לזהות חריגות בעולם הצומח באמצעות צילום אווירי, והחלה להשתמש בספקטרוסקופיה לקביעת תכולת המינרלים המוגברת בצמחים, המעידה על עודף שלהם בצמחים. הקרקע. היתרון של השיטה הוא היכולת למצוא עפרות הנמצאות בעומקים משמעותיים.

נכון לעכשיו, כדי לפשט את השיטה הביו-גיאוכימית, נוצרו רשימות של צמחי אינדיקטור עם תגובה ידועה למינרלים מסוימים. יותר מ-60 צמחים מהרשימה נבדקו וניתן להשתמש בהם כדי לחפש כמעט את כל סוגי המתכות המאובנות. פיקדונות רבים כבר התגלו בשיטה זו.

2.7 סייסומטריה

בתחילת המאה העשרים, אחד ממייסדי הסיסמולוגיה, בוריס בוריסוביץ' גוליצין, כתב: "ניתן לדמות כל רעידת אדמה לפנס שנדלק לזמן קצר ומאיר את פנים כדור הארץ". ואכן, את פנים כדור הארץ, המוסתר מאיתנו על ידי קילומטרים רבים של שכבות סלע, ​​ניתן לחקור בעיקר במהלך רעידות אדמה. אחרי הכל, אפילו בעזרת קידוח, הם אינם חודרים יותר מ-12 ק"מ לתוך קרום כדור הארץ.

גלים סיסמיים שנוצרו במהלך רעידת אדמה משמשים לחקר תת הקרקע. נעשה שימוש בייחודיות של התפשטות גלים במהירויות שונות בחומרים בעלי תכונות שונות (או באמצעות מצבי צבירה שונים של חומר אחד), ובגבול של חומרים שונים הגלים משתקפים או מעוותים. אם מקור הגלים הסיסמיים ממוקם ליד פני כדור הארץ, אז גלים רבים, המוחזרים מהשכבות הבסיסיות, חוזרים אל פני השטח, שם הם מתועדים על ידי גיאופונים. מכשירים אלו מגבירים תנודות קרקע זניחות פי כמה וכמה. כשהם יודעים את זמן התפשטות הגלים ובהתחשב בתכונותיהם, הם מסיקים מסקנה על מיקומם של משטחים רפלקטיביים, מגלים את עומקם, זווית הנטייה והמבנה שלהם. יתר על כן, פיצוץ מלאכותי משמש לעתים קרובות כמקור של גלים סיסמיים, בגלל אז ידוע השעה המדויקת שבה מתחילים הגלים לנוע.

בחקירה סיסמית, נרשמים גלים נשברים ומוחזרים. הראשונים שבהם חזקים יותר. יחד עם זאת, שיטות המחקר שלהם שונות.

הגלים המוחזרים מספקים מיד חתך מפורט של השטח הנחקר. לראשונה, באמצעות גלים משתקפים, התגלו שדות נפט בשנות ה-30 של המאה העשרים. לאחר מכן, חקר סייסמי הפך לשיטה המובילה בגיאופיזיקה. כדי לקבל תמונה מלאה של מבנה פנים כדור הארץ, תנודות מוקלטות בו זמנית במקומות רבים.

גם שיטת הגל השבור שופרה בהצלחה. בעזרתם התאפשר לערוך מחקר בעומק רב. גיאולוגים הצליחו לחקור את מבנה קרום כדור הארץ, את תכונות היווצרותם של יבשות ואוקיינוסים, ואת הסיבות לתנועות טקטוניות.

עם הופעתו של עיבוד אותות דיגיטלי בשנות ה-60, ניתוח המידע הסיסמולוגי נעשה שלם ומהיר יותר. מדענים גם החליפו את מקור הגלים הסיסמיים מחומרי נפץ לרטט ידידותיים לסביבה המאפשרים לבחור את תדר הרטט.

לחקר סיסמי יש חשיבות רבה בגיאולוגיה. בעצם, בעזרתו נקבעו הגיאוספרות של כדור הארץ, עובין ומצב החומר בהן.

.8 חיפוש מגנטי

כדור הארץ, כמו מגנט ענק, מוקף בשדה מגנטי. הוא משתרע בחלל עד 20-25 רדיוסי כדור הארץ. עדיין יש ויכוח על מקור השדה המגנטי של כדור הארץ. כי הוא יכול להיווצר בהשפעת חשמל או גוף ממוגנט. ההשערה היא ששדה כדור הארץ נוצר עקב זרמים חשמליים המופיעים בליבת כדור הארץ במהלך סיבוב כדור הארץ.

אבל, ללא קשר למקורו, לשדה יש ​​השפעה עצומה על תושבי כדור הארץ - הוא מגן מפני קרינה קוסמית. גם הודות לשטח מחט המצפן מכוונת לצפון. ניתן לשים לב שהקצה הצפוני של מחט המצפן נוטה כלפי מטה ביחס למצב האופקי. זה מצביע על כך שמקור המגנטיות נמצא בבטן כדור הארץ.

חקר התופעות הקשורות לשדה המגנטי עוזר להבין את מבנה הפלנטה שלנו, ללמוד חלקית את ההיסטוריה שלו ולהבהיר את הקשר של כדור הארץ עם החלל.

נצפה כי סלעים ממוגנטים משפיעים גם על כיוון מחט המצפן. בשל כך, אנומליות מגנטיות (סטיות מהשדה התקין של כדור הארץ) משמשות בחיפוש אחר מינרלים בעלי מגנטיזציה גבוהה (מינרלים המכילים ברזל). כבר במאה ה-17 נעשה שימוש במצפן ברוסיה ובשוודיה לחיפוש עפרות ברזל. מאוחר יותר, נוצר מכשיר מדויק יותר שקבע שינויים בשדה המגנטי של כדור הארץ ובחוזק שלו - מגנומטר (ראה איור 6).

על ידי לימוד המגנטיזציה השיורית של סלעים, שאותם רכשו בהשפעת השדה המגנטי של כדור הארץ בעבר, מדענים קובעים את מיקומם של הקטבים המגנטיים ואת עוצמת השדה המגנטי של כדור הארץ בתקופות גיאולוגיות עתיקות. למשל, נקבע כי בעבר היה קוטב דרומי במקום הקוטב הצפוני המודרני ולהיפך. ההנחה היא שבמהלך השינוי שלהם, השדה המגנטי נחלש, קרינה קוסמית חודרת לכדור הארץ, מה שמשפיע לרעה על תושביו.

חיפוש מגנטי חשוב לאנשים לא רק לחיפוש מינרלים. בעזרתו נערכים מפות מיוחדות של נטייה מגנטית (הסטיה של מחט המצפן מהכיוון הצפוני במעלות). זה חשוב להתמצאות מדויקת על הקרקע.

2.9 חיפושי חשמל

חיפוש חשמלי הוא ענף בגיאופיזיקה הקובע את ההרכב והמבנה של קרום כדור הארץ באמצעות זרמים חשמליים טבעיים או שנוצרו באופן מלאכותי. לשיטת סיור זו יש, אולי, את המספר הגדול ביותר של שיטות שונות והזנים שלהן - יותר מ-50.

להלן העיקריים שבהם:

. שיטת התנגדות- מבוסס על העברת זרם ישר דרך האדמה באמצעות שתי אלקטרודות. המתח הנגרם על ידי זרם זה נמדד לאחר מכן על ידי אלקטרודות אחרות. לדעת את הזרם והמתח, ההתנגדות מחושבת. התנגדות משמשת כדי לקבוע אילו גזעים גורמים לה (לגזעים שונים יש עמידות שונה). ובהתחשב במיקום האלקטרודות, הם יגלו היכן נמצאים סלעים בעלי התנגדות גבוהה.

בשיטת ההתנגדות נבדקות השכבות המרכיבות את השטח הנחקר ותפוצתן. בפרט, ניתן לחפש מרבצי נפט וגז.

ל שיטת אינדוקציהלהשתמש בשדה חשמלי או מגנטי לסירוגין שנוצר באופן מלאכותי. בהשפעתו מופיע שדה אלקטרומגנטי בכדור הארץ. בהכרת הפרמטרים של השדה שנוצר וקיבוע תכונות השדה שעלה באדמה, הם קובעים אילו תכונות של המדיום הוא נפלט והיכן הוא נמצא. ניתן להזיז את מקור השדה המלאכותי ואז התמונה של תת הקרקע הופכת למפורטת יותר. השיטות לעיבוד נתונים המתקבלות בשיטה האינדוקטיבית הן מורכבות מאוד.

להקצות בנפרד חקר חשמלי של בארות. הן השיטות הנ"ל ורבות אחרות ישימות עליה. זה כולל שידור גלי רדיו, חקר השדה החשמלי הטבעי ושיטה של ​​אלקטרודות צוללות. חיפוש חשמלי של בארות מאפשר לקבוע את צורתם, גודלם והרכבם של הסלעים בחלל סביב הבארות ובתוכם.

2.10 זיהוי משקעים מתמונות לוויין

עם כניסתה של היכולת להשיג צילומים של שטחים נרחבים של פני כדור הארץ מהחלל, הצליחו גיאולוגים לזהות את הקשר בין המראה, צורתן של חדירות שונות והרכבן.

לדוגמה, צוין כי סלעים המכילים אפטות מגיעים לעתים קרובות אל פני השטח בצורה של "טבעות" ו"חרוזים". ניתן להבחין בתבנית זו בצורת הרי ה-Khibiny שלנו - הם מייצגים טבעת למחצה שבה נמצאים המרבצים העשירים ביותר של עפרות אפטיט-נפלין. מרבצי נחושת פורפיר קשורים גם לסוגים ספציפיים של מסיבים, אשר מקבלים שמות מיוחדים: "דרקון", "גדם" ו"שורש".

לימוד תמונות לוויין של הרי געש עתיקים ומודרניים מאפשר גם למצוא מרבצי מינרלים.

כך, עם הופעתה של שיטת מחקר חדשה, יכולות הגיאולוגיה התרחבו משמעותית. כעת גיאולוגים יכולים לשפוט את התפלגות המרבצים בקנה מידה פלנטרי. זה גם חוסך את הזמן והמאמץ של המדענים: ראשית, המיקום של פיקדון אפשרי נקבע, ואז נשלחת לשם משלחת, בעוד שבעבר היה צורך לחקור ישירות את כל פני כדור הארץ בשיטות מורכבות. גם הסבירות למצוא פיקדונות גדלה.

2.11 מה ניתן ללמוד מלימוד חלוקי נחל?

על ידי לימוד חלוקי נחל רגילים, אתה יכול לחשוף דברים מעניינים רבים. מדענים יכולים לקבוע היכן החלו חלוקי הנחל את דרכם. אם חלוקי הנחל מכילים מינרלים, הם עלולים להוביל למרבצי מינרלים. אם חלוק הנחל שומר על קו המתאר המקורי שלו, ניתן לקבוע את התנאים להיווצרותו. על ידי חישוב מהירות התנועה של חלוק הנחל, קצב ירידת משקלו ומידת העגלגלות, נקבע גם המרחק שעבר אותו. נוסחאות מיוחדות פותחו לכך. לפי אופן כיוון חלוקי הנחל, נקבע כיוון התנועה של זרימת המים שאינה קיימת כעת, ולפי זווית הנטייה של חלוקי הנחל נקבעת מהירות תנועתו.

3. המקום שתופסת הגיאולוגיה בעולם המודרני

.1 קשר של גיאולוגיה עם מדעים אחרים

כעת, לאחר שתוארו שיטות המחקר המשמשות בגיאולוגיה, ברצוני לשים לב לקשר בין גיאולוגיה למדעים אחרים.

הקשר בין מדעים שונים חשוב מאוד. על ידי עבודה משותפת, מדענים מבינים את העולם טוב יותר. הקשר מגיע בשתי צורות. 1.) נתונים מוכנים שהושגו על ידי מדע אחד מתקבלים ומשמשים על ידי מדע אחר. לדוגמה, הטבלה המחזורית משמשת כמעט את כל מדעי הטבע כאקסיומה. 2.) יישום מתמיד של שיטות מחקר ממדע אחד למשנהו. לדוגמה, שימוש בשיטות פיזיקה בגיאולוגיה, כאשר הסביבה או התופעה אינם ניתנים לצפייה ישירה.

הקשר בין מדעים הוא לרוב דו-כיווני. ישנן דוגמאות רבות לאינטראקציה מוצלחת בין מדעים שונים וגיאולוגיה. אני אתן כמה מהם.

כדי לחקור את האבולוציה של יצורים חיים, הביולוגיה פונה לממצאי הפלאונטולוגיה - שרידי מאובנים. זה סביר כי... יש צורך להכיר את המבנה של אורגניזמים בשלבי אבולוציה שונים כדי להבין כיצד הם הסתגלו יותר ויותר לסביבה, כיצד הטבע בחר ושימר את צורות החיים הטובות ביותר. ביולוגים גם פותרים את שאלת מוצא האדם יחד עם פליאונטולוגים, ומנתחים את שרידי אבות האדם.

מצד שני, עיבוד מינרלים יכול להיעשות בשיטות ביולוגיות. ידוע שלעתים קרובות זהב נכלל בסריג הגבישי של מינרלים בכמויות קטנות מאוד וקשה להפיקו. ואז חיידקים באים להציל. הם הורסים את הגביש המינרלי וכך מופק הזהב.

כדי לחפש מינרלים בשיטה הביו-גיאוכימית, נעשה שימוש במאפייני הצמח שנחקרו על ידי בוטנאים.

לעתים קרובות קורה שהשערה שהועלתה על ידי מומחים בתחום מדעי אחד מאושרת בתחומים אחרים. האינטראקציה בין המדעים חשובה גם לאישור והשוואה של תוצאות מחקר, שכן מחקר מקיף של כל נושא יעיל יותר.

לכן, כדי לקבל תשובות לשאלות חשובות, מחקר משותף של נציגי מדעים שונים צריך להתבצע לעתים קרובות יותר, ואז תוצאות המחקר יהיו מדויקות ומלאות יותר.

.2 חשיבות הגיאולוגיה בעולם המודרני

כמסקנה לכל מה שנאמר, ברצוני להוסיף על חשיבותה של הגיאולוגיה בעולם המודרני.

גיאולוגיה היא אחד המדעים הבודדים שמתחשבים ברצף ומשך האירועים. לפיכך, הוא משפיע על ההבנה (הרוחנית) של אנשים את העולם: על תושבי כדור הארץ, על הופעת הפלנטה שלנו בעבר. הגיאולוגיה עוזרת לאדם להבין כיצד הטבע יצר קהילות מודרניות של אורגניזמים, כיצד הצטברו המינרלים המשמשים היום בעבר, ומה מקומו של האדם בין הביוטה המודרנית. בעל ידע כזה, אדם מסיק עד כמה חשוב להגן על כדור הארץ ועל החיים בו מפני זיהום, לשמר ולהשתמש באופן רציונלי במינרלים.

אז, החשיבות של הגיאולוגיה היא גדולה להתפתחות הרוחנית של האדם.

תפקידו נהדר עבור אדם רגיל וסתם בחיי היומיום. אחרי הכל, מינרלים נכרים בשיטות גיאולוגיות. ואת תפקידם של המינרלים בחיי האדם קשה להפריז: בעזרת פחם ומוצרי נפט מתחממים בתים בערים, מכוניות נוסעות על בנזין, גז טבעי משמש לבישול, בעזרת אורניום, נפט או פחם, החשמל שכולם צריכים מופק. כמו כן, כמעט כל דבר שנוצר על ידי האדם - בתים, מכוניות, כבישים, תכשיטים, זכוכית - עשוי מחומרים טבעיים שנכרו באדמה.

הישגים גיאולוגיים משמשים אנשים ממקצועות שונים. גיאוקריאולוגיה היא ענף בגיאולוגיה החוקר פרמפרוסט. בונים משתמשים בנתונים שהם מקבלים כדי לפתח נורמות וכללים לבנייה באזורי פרמפרוסט.

להתמצאות נכונה על הקרקע, יש צורך לדעת את הסטייה של מחט המצפן מכיוון צפון, המתרחשת עקב אי התאמה של הקטבים הגיאוגרפיים והמגנטיים. מאפיינים כאלה של מגנטיות נחשפו באמצעות חיפוש מגנטי. חלק זה של הגיאולוגיה חוקר לא רק את החיפוש אחר מינרלים על ידי חריגות מגנטיות, אלא גם את השדה המגנטי של כדור הארץ בכללותו.

באמצעות מפה של לוחות ליתוספירים, כל אדם יכול לקבוע באילו אזורים רעידות אדמה והתפרצויות געשיות תכופות (גבולות הלוחות הליטוספריים תואמים לאזורים כאלה) ולדוגמא, בעת מעבר דירה, לבחור את המקום הטוב ביותר לחיות בו או להתכונן מראש לקראתו. פעילות טקטונית.

לפיכך, גיאולוגיה חשובה מאוד עבור האנושות כולה. ההתפתחות הטכנית של החברה האנושית תלויה ישירות בהישגיה.

4. עתיד הגיאולוגיה

לסיכום העבודה הזו, אני רוצה לכתוב על עתיד הגיאולוגיה.

די קשה לדמיין את עתידו של מדע כלשהו. הרי צריך לשמור על אובייקטיביות ולא להתעמק בתחום הפנטזיה.

נכון לעכשיו, כמה אנשים מעלים את הדעה שאין צורך בגיאולוגיה בעתיד, כי... תכולת המינרלים בקרום כדור הארץ הולכת ופוחתת והם עלולים להיגמר בקרוב. כדי לספק את האנושות בחומרי גלם מינרלים, הם מאמינים, תשמש שיטה להפקת חלקים זעירים של החומר הרצוי מנפחים עצומים של סלעים.

עם זאת, לשיטה המוצעת להפקה מורכבת של מינרלים מסלעים יש חסרונות רבים.

ראשית, כעת אין למדענים את הטכנולוגיות הדרושות (למעט הדוגמה עם זהב וכו'). שנית, אם השיטה הזו הייתה בשימוש, היא תהיה יקרה ומורכבת טכנית. שלישית, יהיה צורך לעבד כמויות אדירות של חומר מאזורים נרחבים בכדור הארץ, מה שעלול להוביל לבעיות סביבתיות. רביעית, תהיה בעיה של סילוק סלעי פסולת מעובדים.

לכן, שיטה זו אינה אפשרית כרגע וסביר להניח שלא תהיה אפשרית בעתיד להפקת כל המינרלים שאנשים צריכים. עם זאת, השימוש בו להפקת מינרלים בודדים אפשרי. אפשר גם לפתח דרכים להפקת מינרלים חדשים בדרך זו. אבל יש להשתמש בשיטה בזהירות כדי לא להפריע לסביבה.

ישנה השקפה נוספת על עתיד הגיאולוגיה: יש צורך לשפר שיטות לחיפוש מרבצים, שיטות להפקת מינרלים, להשתמש בחוכמה (כלכלית) במשאבי כדור הארץ, ואז יהיו מספיק חומרי גלם מינרלים לצרכי האדם.

לדעתי, יש להשתמש בעתיד בשיטת ההפקה המורכבת של מינרלים מסלעים ולשפר את שיטות החיפוש וההפקה הקיימות של מינרלים.

אני גם חושב שחשוב לשמור על סביבה ידידותית לסביבה על פני כדור הארץ, ולכן שיטות מחקר וכרייה ישירה בעתיד אמורות לגרום פחות נזק לסביבה.

עדיין קיימת בעיה של שימוש רציונלי במשאבים ארציים. יש לקחת זאת בחשבון בעת ​​פיתוח שיטות כרייה, שבהן לא נלקח מהטבע שום דבר מיותר.

יש להקדיש תשומת לב רבה יותר לעבודה המשותפת של גיאולוגיה עם מדעים אחרים, כי לעתים קרובות השימוש בשיטות עקיפות של פיזיקה, כימיה ומתמטיקה עוזר לפתור בעיות גיאולוגיות. חשוב גם להגביר את הדיוק של שיטות גיאופיזיות, כי רבים מהם עדיין צעירים ומספקים רק תוצאות משוערות.

החברה גם מציבה משימות לגיאולוגיה כמו חיזוי ומניעת אסונות טבע. יש לתת לזה תשומת לב מיוחדת, כי... פתרון בעיות אלו יוביל להצלת חיי אדם רבים.

עדיין יש הרבה בעיות בגיאולוגיה. גיאולוגים מעורבים ישירות בפתרונם. לדוגמה, מקור השדה המגנטי של כדור הארץ אינו ברור, מקור החיים, המיקום והמאפיינים של הגיאוספרות של כדור הארץ לא נקבעו. פתרון הבעיות הללו יעזור לאנושות להשתמש בצורה מוצלחת יותר במשאבי הפלנטה שלנו.

סיכום

הייתי רוצה שהעבודה שלי תעזור לגיאולוגים צעירים ולאנשים המתעניינים בגיאולוגיה ליצור הבנה של המדע הזה. בהצגה קצרה ופשוטה של ​​החומר, הדגשתי את תכונות הגיאולוגיה והישגיה.

אני רוצה להוסיף שגיאולוגיה מעניינת מאוד, ומידע עליה ועל נושא המחקר שלה - כדור הארץ - שימושי לכל אדם.

לפיכך, המטרות והיעדים של עבודה זו הושלמו: גיאולוגיה מתוארת כמדע, מודגשים המשימות העיקריות שנלמדות על ידו, מתוארות ההיסטוריה ושיטות המחקר, מוסברת המשמעות המעשית של המדע, חשיבות הקשר מוצג בין גיאולוגיה למדעים אחרים, ומתוארים סיכויים עתידיים להתפתחות הגיאולוגיה.

סִפְרוּת

1. האנציקלופדיה הרוסית הגדולה

2. Vaganov P.A. פיזיקאים מסיימים את ההיסטוריה. - לנינגרד: בית ההוצאה לאור של אוניברסיטת לנינגרד, 1984. - עמ' 28 -32.

3. תולדות הגיאולוגיה. - מוסקבה, 1973. - עמ' 12-27.

קורס גיאולוגיה כללי. - סניף לנינגרד "נדרה" בלנינגרד, 1976.

5. פרלמן יא.י. פיזיקה מבדרת, ספר 1. - מוסקבה "מדע" משרד המערכת הראשי של ספרות פיזיקלית ומתמטית, 1986.

6. אנציקלופדיה לילדים. ת 4. גיאולוגיה. - מהדורה שנייה. עובד מחדש ועוד / ראש. ed. מ.ד. אקסנובה. - מ.: Avanta+, 2002.

מגזין "טכנולוגיה לנוער", 1954, מס' 4, עמ'. 28-27

"גיאולוגיה היא דרך חיים", סביר להניח שגיאולוג יאמר בתשובה לשאלה על מקצועו, לפני שיעבור לניסוחים יבשים ומשעממים, ויסביר שגיאולוגיה עוסקת במבנה והרכב כדור הארץ, בהיסטוריה של לידתו. , היווצרות ופיתוח דפוסים, בערך העושר ה"משוער" של מעמקיו בעבר, אך כיום, למרבה הצער, אינספור. כוכבי לכת אחרים במערכת השמש הם גם מושא למחקר גיאולוגי.

התיאור של מדע מסוים מתחיל לעתים קרובות בהיסטוריה של מקורו והיווצרותו, תוך שוכח שהנרטיב מלא במונחים והגדרות בלתי מובנים, ולכן עדיף קודם כל להגיע לנקודה.

שלבי מחקר גיאולוגי

הסכימה הכללית ביותר של רצף המחקר שלתוכו ניתן "לסחוט" את כל העבודה הגיאולוגית שמטרתה לזהות מרבצי מינרלים (להלן MPO) נראית כך בעצם: סקר גיאולוגי (מיפוי מחשופי סלעים ותצורות גיאולוגיות), עבודות חיפוש, חיפושים, חישוב עתודות, דוח גיאולוגי. מדידות, חיפוש וסיור, בתורם, מחולקים באופן טבעי לשלבים בהתאם להיקף העבודה ובהתחשב בכדאיותם.

כדי לבצע מכלול עבודה שכזה, מעורב צבא שלם של מומחים ממגוון רחב של התמחויות גיאולוגיות, שגיאולוג אמיתי חייב לשלוט בו הרבה יותר מאשר ברמה של "קצת מהכל", כי הוא מתמודד עם המשימה לסכם את כל המידע המגוון הזה ובסופו של דבר להגיע לגילוי של מרבץ (או לעשות אותו), שכן גיאולוגיה היא מדע החוקר את בטן כדור הארץ בעיקר לפיתוח משאבי מינרלים.

משפחה של מדעי הגיאולוגיה

בדומה למדעי הטבע האחרים (פיזיקה, ביולוגיה, כימיה, גיאוגרפיה וכו'), הגיאולוגיה היא מכלול שלם של דיסציפלינות מדעיות הקשורות זו בזו ושזורה זו בזו.

נושאים גיאולוגיים ישירות כוללים גיאולוגיה כללית ואזורית, מינרלוגיה, טקטוניקה, גיאומורפולוגיה, גיאוכימיה, ליתולוגיה, פליאונטולוגיה, פטרולוגיה, פטרוגרפיה, גמולוגיה, סטרטיגרפיה, גיאולוגיה היסטורית, קריסטלוגרפיה, הידרוגיאולוגיה, גיאולוגיה ימית, וולקנולוגיה וסדימנטולוגיה.

מדעים יישומיים, מתודולוגיים, טכניים, כלכליים ואחרים הקשורים לגיאולוגיה כוללים גיאולוגיה הנדסית, סייסמולוגיה, פטרופיזיקה, גליציולוגיה, גיאוגרפיה, גיאולוגיה מינרלים, גיאופיזיקה, מדעי הקרקע, גיאודזיה, אוקיאנוגרפיה, אוקיאנולוגיה, גיאוסטטיסטיקה, גיאוטכנולוגיה, גיאואינפורמטיקה, גיאוטכנולוגיה, קדסטר וניטור קרקעות, ניהול קרקעות, קלימטולוגיה, קרטוגרפיה, מטאורולוגיה ומספר מדעי האטמוספירה.

גיאולוגיה שדה "טהורה" עדיין נותרה תיאורית במידה רבה, המטילה אחריות מוסרית ואתית מסוימת על המבצע, ולכן גיאולוגיה, לאחר שפיתחה שפה משלה, כמו מדעים אחרים, אינה יכולה להסתדר בלי פילולוגיה, לוגיקה ואתיקה.

מכיוון שמסלולי חיפוש וחקירה, במיוחד באזורים שקשה להגיע אליהם, הם עבודה כמעט בלתי מבוקרת, גיאולוג תמיד חשוף לפיתוי של שיפוטים או מסקנות סובייקטיביות, אך מוצגות בצורה מוכשרת ויפה, וזה, למרבה הצער, קורה. "אי דיוקים" בלתי מזיקים יכולים להוביל לתוצאות חמורות מאוד הן במונחים מדעיים-ייצוריים והן במונחים חומריים-כלכליים, כך שלגיאולוג פשוט אין זכות להטעיה, עיוות וטעות, כמו חבלן או מנתח.

עמוד השדרה של מדעי הגיאו מסודר בסדרה היררכית (גיאוכימיה, מינרלוגיה, קריסטלוגרפיה, פטרולוגיה, ליתולוגיה, פליאונטולוגיה וגיאולוגיה עצמה, כולל טקטוניקה, סטרטיגרפיה וגיאולוגיה היסטורית), המשקפת את הכפיפותם של אובייקטי מחקר מורכבים יותר מאטומים ומולקולות. לכדור הארץ בכללותו.

כל אחד מהמדעים הללו מסתעף באופן נרחב בכיוונים שונים, בדיוק כפי שהגיאולוגיה עצמה כוללת טקטוניקה, סטרטיגרפיה וגיאולוגיה היסטורית.

גיאוכימיה

שדה הראייה של מדע זה טמון בבעיות התפלגות היסודות באטמוספרה, בהידרוספירה ובליתוספירה.

גיאוכימיה מודרנית היא קומפלקס של דיסציפלינות מדעיות, כולל גיאוכימיה אזורית, ביוגיאוכימיה ושיטות גיאוכימיות לחיפוש מרבצי מינרלים. נושא הלימוד של כל הדיסציפלינות הללו הוא חוקי נדידת היסודות, תנאי ריכוזם, הפרדתם והצבתם מחדש, וכן תהליכי האבולוציה של צורות ההתרחשות של כל יסוד או אסוציאציות של כמה, דומות במיוחד בתכונותיהם. .

גיאוכימיה מבוססת על התכונות והמבנה של האטום והחומר הגבישי, על נתונים על פרמטרים תרמודינמיים המאפיינים חלק מקרום כדור הארץ או קונכיות בודדות, וכן על דפוסים כלליים שנוצרו על ידי תהליכים תרמודינמיים.

המשימה הישירה של מחקר גיאוכימי בגיאולוגיה היא זיהוי מרבצי מינרליים, לכן מקדימים ומלווים בהכרח מרבצי מינרלי עפרות בסקר גיאוכימי, המבוסס על תוצאותיו מזוהים אזורי הפיזור של הרכיב השימושי.

מִינֵרָלוֹגִיָה

אחד הענפים המרכזיים והעתיקים ביותר של מדע הגיאולוגיה, חקר עולם המינרלים הענק, היפה, המעניין והמסתורי בצורה יוצאת דופן. מחקרים מינרלוגים, שמטרותיהם, היעדים והשיטות שלהם תלויות במשימות ספציפיות, מבוצעים בכל שלבי החיפוש והחקירה הגיאולוגית וכוללים מגוון רחב של שיטות, החל מהערכה ויזואלית של הרכב המינרלים ועד למיקרוסקופיה אלקטרונית ואבחון עקיפה בקרני רנטגן.

בשלבי סקר, חיפוש וחקירה של מרבצי מינרלים, מתבצע מחקר במטרה להבהיר קריטריונים לחיפוש מינרלוגים והערכה ראשונית של המשמעות המעשית של מרבצים פוטנציאליים.

במהלך שלב החקר של העבודה הגיאולוגית ובעת הערכת רזרבות של עפרות או חומרי גלם לא מתכתיים, הרכב המינרלים הכמותי והאיכותי המלא שלו נקבע עם זיהוי זיהומים שימושיים ומזיקים, הנתונים עליהם נלקחים בחשבון בעת ​​בחירת טכנולוגיית עיבוד או מסקנה לגבי איכות חומרי הגלם.

בנוסף למחקר מקיף של הרכב הסלעים, המשימות העיקריות של המינרלוגיה הן חקר דפוסי השילוב של מינרלים באסוציאציות טבעיות ושיפור עקרונות הטקסונומיה של מיני מינרלים.

קריסטלוגרפיה

הקריסטלוגרפיה נחשבה פעם לחלק מהמינרלוגיה, והקשר ההדוק ביניהן הוא טבעי ומובן מאליו, אך כיום זהו מדע עצמאי עם נושא משלו ושיטות מחקר משלו. מטרות הקריסטלוגרפיה הן ללמוד באופן מקיף את המבנה, התכונות הפיזיקליות והאופטיות של גבישים, תהליכי היווצרותם ומאפייני האינטראקציה עם הסביבה, כמו גם שינויים המתרחשים בהשפעת השפעות מסוגים שונים.

מדע הגבישים מתחלק לקריסטלוגרפיה פיסיקוכימית, החוקרת את דפוסי היווצרותם וצמיחתם של גבישים, התנהגותם בתנאים שונים בהתאם לצורה ולמבנה, וקריסטלוגרפיה גיאומטרית, שעניינה החוקים הגיאומטריים השולטים על הצורה והסימטריה. של קריסטלים.

טקטוניקה

הטקטוניקה היא אחד מענפי הליבה של הגיאולוגיה, החוקרת במונחים מבניים, את תכונות היווצרותה והתפתחותה על רקע תנועות בקנה מידה שונה, עיוותים, תקלות ונקעים הנגרמים מתהליכים עמוקים.

הטקטוניקה מחולקת לענפים אזוריים, מבניים (מורפולוגיים), היסטוריים ויישומיים.

הכיוון האזורי פועל עם מבנים כמו פלטפורמות, לוחות, מגנים, אזורים מקופלים, שקעים של ימים ואוקיינוסים, תקלות טרנספורמציה, אזורי בקע וכו'.

כדוגמה, אנו יכולים להביא את התוכנית המבנית-טקטונית האזורית המאפיינת את הגיאולוגיה של רוסיה. החלק האירופי של המדינה ממוקם על הרציף המזרח אירופי, המורכב מסלעים קדמוניים ומטמורפיים. השטח בין אוראל ליניסיי ממוקם על הרציף הסיבירי המערבי. הרציף הסיבירי (הרמה הסיבירית המרכזית) משתרע מהיניסאי ועד לנה. אזורים מקופלים מיוצגים על ידי אוראל-מונגוליה, האוקיינוס ​​השקט וים תיכוני בחלקו

טקטוניקה מורפולוגית, בהשוואה לטקטוניקה אזורית, חוקרת מבנים מסדר נמוך יותר.

גיאוטקטוניקה היסטורית עוסקת בהיסטוריה של המקור וההיווצרות של הסוגים העיקריים של צורות מבניות של אוקיינוסים ויבשות.

הכיוון המיושם של הטקטוניקה קשור לזיהוי דפוסי מיקום של סוגים שונים של תצורות סלע בקשר לסוגים מסוימים של מבנים מורפו ומאפייני התפתחותם.

במובן הגיאולוגי ה"מסחרי", תקלות בקרום כדור הארץ נחשבות כערוצי אספקת עפרות וגורמים לשליטה בעפרות.

פָּלֵאוֹנטוֹלוֹגִיָה

הפירוש המילולי הוא "מדע היצורים הקדומים", פליאונטולוגיה חוקרת אורגניזמים מאובנים, שרידיהם ועקבות החיים שלהם, בעיקר לצורך החלוקה הסטרטיגרפית של סלעים בקרום כדור הארץ. כשירות הפליאונטולוגיה כוללת את המשימה של שחזור תמונה המשקפת את תהליך האבולוציה הביולוגית בהתבסס על נתונים המתקבלים כתוצאה משחזור המראה, המאפיינים הביולוגיים, שיטות הרבייה והתזונה של אורגניזמים עתיקים.

על פי סימנים ברורים למדי, הפליאונטולוגיה מחולקת לפליאוזוולוגיה ופליאובוטניה.

אורגניזמים רגישים לשינויים בפרמטרים הפיזיקליים והכימיים של סביבתם, ולכן הם אינדיקטורים אמינים לתנאים שבהם נוצרו סלעים. מכאן הקשר ההדוק בין גיאולוגיה לפליאונטולוגיה.

בהתבסס על מחקר פליאונטולוגי, יחד עם תוצאות קביעת הגיל המוחלט של תצורות גיאולוגיות, גובש סקאלה גיאוקרונולוגית שבה ההיסטוריה של כדור הארץ מחולקת לעידנים גיאולוגיים (ארכאים, פרוטרוזואיקונים, פליאוזואיקונים, מזוזואיקונים וקנוזואיקונים). תקופות מחולקות לתקופות, ואלו, בתורן, מחולקות לתקופות.

אנו חיים בעידן הפלייסטוקן (לפני 20 אלף שנה ועד היום) של התקופה הרביעית, שהחלה לפני כמיליון שנה.

פטרוגרפיה

פטרוגרפיה (פטרולוגיה) עוסקת בחקר הרכב המינרלים של סלעים צורניים, מטמורפיים ומשקעים, מאפיינים המרקמים והמבניים ויצירתם. המחקר מתבצע באמצעות מיקרוסקופ מקטב בקרניים של אור מקוטב המועבר. לשם כך, לוחות (חתכים) דקים (0.03-0.02 מ"מ) נחתכים מדגימות סלע, ​​ואז מודבקות לצלחת זכוכית עם בלסם קנדה (המאפיינים האופטיים של שרף זה קרובים לפרמטרים של זכוכית).

מינרלים הופכים שקופים (רובם), ומינרלים והסלעים המרכיבים אותם מזוהים על סמך התכונות האופטיות שלהם. דפוסי הפרעות בחתכים דקים דומים לדפוסים בקליידוסקופ.

פטרוגרפיה של סלעי משקע תופסת מקום מיוחד במחזור של מדעי הגיאולוגיה. משמעותו התיאורטית והמעשית הגדולה נובעת מכך שנושא המחקר הוא משקעים (מאובנים) מודרניים ועתיקים, התופסים כ-70% משטח כדור הארץ.

גיאולוגיה הנדסית

גיאולוגיה הנדסית היא המדע של אותם מאפיינים של הרכב, תכונות פיזיקליות וכימיות, היווצרות, התרחשות ודינמיקה של האופקים העליונים של קרום כדור הארץ, הקשורים לפעילויות כלכליות, בעיקר הנדסיות ובנייה של בני אדם.

סקרים גיאולוגיים הנדסיים מכוונים לבצע הערכה מקיפה ומשולבת של גורמים גיאולוגיים הנגרמים מפעילות כלכלית אנושית בשילוב עם תהליכים גיאולוגיים טבעיים.

אם נזכור שבהתאם לשיטה המנחה, מדעי הטבע מחולקים לתיאורים ומדויקים, אז גיאולוגיה הנדסית, כמובן, שייכת לאחרון, בניגוד לרבים מ"חבריה לחנות".

גיאולוגיה ימית

זה יהיה לא הוגן להתעלם מהחלק העצום של הגיאולוגיה החוקר את המבנה הגיאולוגי ואת המאפיינים של התפתחות קרקעית האוקיינוסים והימים. אם תפעלו לפי ההגדרה הקצרה והתמציתית ביותר המאפיינת את הגיאולוגיה (חקר כדור הארץ), אז הגיאולוגיה הימית היא מדע קרקעית הים (האוקיינוס), המכסה את כל ענפי "העץ הגיאולוגי" (טקטוניקה, פטרוגרפיה, ליתולוגיה, גיאולוגיה היסטורית ורבעונית, פליאוגאוגרפיה, סטרטיגרפיה, גיאומורפולוגיה, גיאוכימיה, גיאופיזיקה, חקר מינרלים וכו').

המחקר בים ובאוקיינוסים מתבצע מכלי שייט מאובזרים במיוחד, אסדות קידוח צפות ומפונטונים (על המדף). לצורך הדגימה, בנוסף לקידוח, נעשה שימוש במחפרות, תופסים תחתונים מסוג תפס וצינורות ישרים. באמצעות כלי רכב אוטונומיים ונגררים, מתבצעים סקרי צילום, טלוויזיה, סיסמיים, מגנומטרים וגיאוגרפיים דיסקרטיים ורציפים.

בתקופתנו, בעיות רבות של המדע המודרני טרם נפתרו, ואלה כוללות את הסודות הבלתי פתורים של האוקיינוס ​​ומעמקיו. גיאולוגיה ימית קיבלה את הכבוד לא רק למען המדע "להבהיר את הסוד", אלא גם לשלוט במינרל האדיר

המשימה התיאורטית העיקרית של הענף הימי המודרני של הגיאולוגיה נותרה חקר ההיסטוריה של התפתחות הקרום האוקיינוס ​​וזיהוי הדפוסים העיקריים של המבנה הגיאולוגי שלו.

גיאולוגיה היסטורית היא המדע של דפוסי ההתפתחות של קרום כדור הארץ ושל כדור הארץ בכללותו בעבר הנראה לעין מבחינה היסטורית מרגע היווצרותו ועד היום. לימוד ההיסטוריה של היווצרות מבנה הליתוספירה חשוב מכיוון שהתנועות והעיוותים הטקטוניים המתרחשים בה הם הגורמים החשובים ביותר הגורמים לרוב השינויים שהתרחשו על פני כדור הארץ בתקופות גיאולוגיות קודמות.

כעת, לאחר שקיבלנו מושג כללי על גיאולוגיה, אנו יכולים לפנות למקורותיה.

טיול בהיסטוריה של מדעי כדור הארץ

קשה לומר כמה רחוק ההיסטוריה של הגיאולוגיה חוזרת אלפי שנים אחורה, אבל הניאנדרטלי כבר ידע ממה להכין סכין או גרזן, באמצעות צור או אובסידיאן (זכוכית וולקנית).

מימי האדם הקדמון ועד אמצע המאה ה-18 נמשך השלב הפרה-מדעי של הצטברות ויצירת ידע גיאולוגי, בעיקר על עפרות מתכת, אבני בניין, מלחים ומי תהום. הם התחילו לדבר על סלעים, מינרלים ותהליכים גיאולוגיים בפרשנות של אז כבר בימי קדם.

עד המאה ה-13, הכרייה התפתחה במדינות אסיה והיסודות של ידע הכרייה צצו.

בתקופת הרנסנס (מאות XV-XVI), הרעיון ההליוצנטרי של העולם אושר (G. Bruno, G. Galileo, N. Copernicus), הרעיונות הגיאולוגיים של נ. סטנון, ליאונרדו דה וינצ'י וג. נולדו, ונוסחו מושגים קוסמוגניים .

במהלך תקופת היווצרות הגיאולוגיה כמדע (מאות XVIII-XIX), הופיעו ההשערות הקוסמוגוניות של פ. לפלס ו-I. קאנט והרעיונות הגיאולוגיים של M. V. Lomonosov ו-J. Buffon. סטרטיגרפיה (I. Lehman, G. Fyuksel) ופליאונטולוגיה (J.B. Lamarck, W. Smith) מופיעות, קריסטלוגרפיה (R.J. Gayuy, M.V. Lomonosov), מינרלוגיה (I.Ya. Berzelius, A. Kronstedt, V. M. Severgin, K. F. Moos, וכו'), מתחיל מיפוי גיאולוגי.

בתקופה זו נוצרו האגודות הגיאולוגיות הראשונות והשירותים הגיאולוגיים הלאומיים.

מהמחצית השנייה של המאה ה-19 ועד תחילת המאה ה-20, האירועים המשמעותיים ביותר היו התצפיות הגיאולוגיות של צ'ארלס דרווין, יצירת תורת הפלטפורמות והגיאו-סינקלין, הופעת הפלאוגאוגרפיה, התפתחות פטרוגרפיה אינסטרומנטלית, גנטיקה ופיתוח. מינרלוגיה תיאורטית, הופעת מושג המאגמה והדוקטרינה של מרבצי עפרות. גאולוגיית הנפט החלה לצוץ והגיאופיזיקה (מגנטומטריה, גרבימטריה, סיסמולוגיה וסיסמולוגיה) החלה לצבור תאוצה. בשנת 1882 נוסדה הוועדה הגיאולוגית של רוסיה.

התקופה המודרנית של התפתחות הגיאולוגיה החלה באמצע המאה ה-20, כאשר מדעי כדור הארץ אימצו טכנולוגיית מחשבים ורכשו מכשירי מעבדה, מכשירים ואמצעים טכניים חדשים שאפשרו להתחיל במחקר הגיאולוגי והגיאופיזי של האוקיינוסים וכוכבי הלכת הסמוכים.

ההישגים המדעיים הבולטים ביותר היו התיאוריה של ייעוד מטאסומטי מאת ד.ס. קורז'ינסקי, תורת הפאזיות המטמורפיות, התיאוריה של מ.סטרכוב לגבי סוגי הליתוגנזה, הכנסת שיטות גיאוכימיות לחיפוש מרבצי עפרות וכו'.

בהנהגתם של א.ל. יאנשין, נ.ס. שצקי וא.א. בוגדנוב, נוצרו מפות טקטוניות של מדינות אירופה ואסיה, ונערכו אטלסים פליאוגאוגרפיים.

הרעיון של טקטוניקה גלובלית חדשה פותחה (J.T. Wilson, G. Hess, V. E. Khain וכו'), גיאודינמיקה, גיאולוגיה הנדסית והידרוגיאולוגיה צעדו רחוק קדימה, כיוון חדש בגיאולוגיה הופיע - סביבתי, שהפך להיות עדיפות היום.

בעיות של גיאולוגיה מודרנית

כיום, בנושאים בסיסיים רבים, הבעיות של המדע המודרני עדיין נותרות בלתי פתורות, ויש לפחות מאה וחמישים שאלות כאלה. אנחנו מדברים על היסודות הביולוגיים של התודעה, מסתורי הזיכרון, טבע הזמן והכבידה, מקורם של כוכבים, חורים שחורים וטבעם של עצמים קוסמיים אחרים. גיאולוגיה גם מתמודדת עם בעיות רבות שעדיין צריך לטפל בהן. זה נוגע בעיקר למבנה ולהרכבו של היקום, כמו גם לתהליכים המתרחשים בתוך כדור הארץ.

כיום, חשיבותה של הגיאולוגיה הולכת וגוברת עקב הצורך לשלוט ולהביא בחשבון את האיום הגובר של השלכות גיאולוגיות קטסטרופליות הקשורות לפעילויות כלכליות לא רציונליות המחמירות בעיות סביבתיות.

חינוך גיאולוגי ברוסיה

היווצרות החינוך הגיאולוגי המודרני ברוסיה קשורה לפתיחת חיל מהנדסי הכרייה בסנט פטרבורג (מכון הכרייה העתידי) והקמת אוניברסיטת מוסקבה, ותקופת הזוהר החלה כאשר בשנת 1930 בלנינגרד היא נוצרה ולאחר מכן. הועבר לגיאולוגיה (כיום GIN AH CCCP).

כיום תופס המכון הגיאולוגי מעמד מוביל בקרב מוסדות המחקר בתחומי הסטרטיגרפיה, הליתולוגיה, הטקטוניקה ותולדות המדעים של המחזור הגיאולוגי. תחומי הפעילות העיקריים קשורים לפיתוח בעיות יסוד מורכבות של מבנה והיווצרות הקרום האוקיינוס ​​והיבשתי, חקר האבולוציה של היווצרות סלע יבשתי ושקיעה באוקיינוסים, גיאוכרונולוגיה, מתאם גלובלי של תהליכים ותופעות גיאולוגיות. , וכו.

אגב, קודמו של ה-GIN היה המוזיאון המינרלוגי, שמו שונה ב-1898 למוזיאון לגיאולוגיה, ולאחר מכן ב-1912 למוזיאון הגיאולוגי והמינרלוגי הקרוי על שמו. פיטר הגדול.

מאז הקמתה, הבסיס לחינוך הגיאולוגי ברוסיה היה עקרון השילוש: מדע - חינוך - תרגול. למרות תהפוכות הפרסטרויקה, הגיאולוגיה החינוכית עדיין פועלת לפי עיקרון זה כיום.

בשנת 1999, על פי החלטת מועצות המנהלים של משרדי החינוך ומשאבי הטבע של רוסיה, אומץ הרעיון של חינוך גיאולוגי, שנבדק במוסדות חינוך ובצוותי ייצור ש"מגדלים" כוח אדם גיאולוגי.

כיום ניתן לקבל השכלה גיאולוגית גבוהה ביותר מ-30 אוניברסיטאות ברוסיה.

ולמרות שיציאה ל"חקירה בטייגה" או ללכת ל"ערבות החונקות" בזמננו אינה עוד עבודה יוקרתית כמו פעם, גיאולוג בוחר בה כי "שמח מי שמכיר את התחושה הכואבת של כְּבִישׁ"...

תוכן המאמר

גֵאוֹלוֹגִיָה,מדע המבנה וההיסטוריה של התפתחות כדור הארץ. מושאי המחקר העיקריים הם סלעים המכילים את התיעוד הגיאולוגי של כדור הארץ, כמו גם תהליכים ומנגנונים פיזיקליים מודרניים הפועלים הן על פני השטח והן במעמקים, שמחקרם מאפשר לנו להבין כיצד התפתח כוכב הלכת שלנו בעבר.

כדור הארץ משתנה כל הזמן. שינויים מסוימים מתרחשים באופן פתאומי ובאופן אלים מאוד (לדוגמה, התפרצויות געשיות, רעידות אדמה או שיטפונות גדולים), אך לעתים קרובות יותר - לאט (שכבת משקעים בעובי של לא יותר מ-30 ס"מ מוסרת או מצטברת במשך מאה שנה). שינויים כאלה אינם מורגשים לאורך חייו של אדם אחד, אך מידע מסוים הצטבר על שינויים לאורך תקופה ארוכה, ובעזרת מדידות מדויקות קבועות, נרשמות אפילו תנועות קלות של קרום כדור הארץ. כך למשל, נקבע כי השטח סביב האגמים הגדולים (ארה"ב וקנדה) ומפרץ בוטניה (שוודיה) עולה כעת, בעוד החוף המזרחי של בריטניה שוקע ומוצף.

עם זאת, מידע הרבה יותר משמעותי על השינויים הללו נמצא בסלעים עצמם, שהם לא רק אוסף של מינרלים, אלא דפים מהביוגרפיה של כדור הארץ שניתן לקרוא אם תשלטו בשפה שבה הם כתובים.

כרוניקה כזו של כדור הארץ היא ארוכה מאוד. ההיסטוריה של כדור הארץ החלה במקביל להתפתחות מערכת השמש לפני כ-4.6 מיליארד שנים. עם זאת, התיעוד הגיאולוגי מאופיין בפיצול וחוסר שלמות, מכיוון סלעים עתיקים רבים נהרסו או מכוסים על ידי משקעים צעירים יותר. יש למלא פערים על ידי מתאם עם אירועים שהתרחשו במקומות אחרים ואשר לגביהם קיימים נתונים נוספים, כמו גם על ידי אנלוגיה והשערות. הגיל היחסי של הסלעים נקבע על סמך מכלול שרידי המאובנים שהם מכילים, ומשקעים שבהם שרידים כאלה נעדרים נקבעים לפי מיקומם היחסי של שניהם. בנוסף, ניתן לקבוע את הגיל המוחלט של כמעט כל הסלעים בשיטות גיאוכימיות.

דיסציפלינות גיאולוגיות.

הגיאולוגיה הופיעה כמדע עצמאי במאה ה-18. הגיאולוגיה המודרנית מחולקת למספר ענפים הקשורים זה בזה. אלה כוללים: גיאופיזיקה, גיאוכימיה, גיאולוגיה היסטורית, מינרלוגיה, פטרולוגיה, גיאולוגיה מבנית, טקטוניקה, סטרטיגרפיה, גיאומורפולוגיה, פליאונטולוגיה, פליאואקולוגיה, גיאולוגיה מינרלית. ישנם גם מספר תחומי לימוד בין-תחומיים: גיאולוגיה ימית, גיאולוגיה הנדסית, הידרוגיאולוגיה, גיאולוגיה חקלאית וגיאולוגיה סביבתית (אקוגיאולוגיה). גיאולוגיה קשורה קשר הדוק למדעים כמו הידרודינמיקה, אוקיינוסולוגיה, ביולוגיה, פיזיקה וכימיה.

טבע כדור הארץ

קרום, מעטפת וליבה.

רוב המידע על המבנה הפנימי של כדור הארץ מתקבל בעקיפין על סמך פרשנות התנהגותם של גלים סייסמיים המתועדים על ידי סייסמוגרפים.

בבטן כדור הארץ נקבעו שני גבולות עיקריים, שבהם מתרחש שינוי חד באופי ההתפשטות של גלים סיסמיים. אחד מהם, בעל תכונות רפלקטיביות ושבירה חזקות, ממוקם בעומק של 13-90 ק"מ מפני השטח מתחת ליבשות ו-4-13 ק"מ מתחת לאוקיינוסים. הוא נקרא הגבול המוהורוביץ', או משטח מוהו (M), והוא נחשב לגבול גיאוכימי ואזור של מעבר פאזה של מינרלים בהשפעת לחץ גבוה. גבול זה מפריד בין קרום כדור הארץ למעטפת. הגבול השני ממוקם בעומק של 2900 ק"מ מפני כדור הארץ ומתאים לגבול המעטפת והגרעין (איור 1).

טמפרטורות.

שדה הכבידה של כדור הארץ.

מחקרי כוח הכבידה קבעו שקרום כדור הארץ ומעטפתו מתכופפים בהשפעת עומסים נוספים. למשל, אם לקרום כדור הארץ היה אותו עובי וצפיפות בכל מקום, אז אפשר היה לצפות שבהרים (שם מסת הסלעים גדולה יותר) יהיה כוח משיכה גדול יותר מאשר במישורים או בים. עם זאת, בערך מאמצע המאה ה-18. הבחין כי משיכה הכבידה בהרים ובקרבת הרים נמוכה מהצפוי (בהנחה שהרים הם פשוט מסה נוספת של קרום כדור הארץ). עובדה זו הוסברה על ידי נוכחותם של "חללים", שהתפרשו כסלעים שנפרקו על ידי חימום או כגרעין מלח של ההרים. הסברים כאלה התבררו כבלתי ניתנים לעמידה, ובשנות ה-50 של המאה ה-19 הוצעו שתי השערות חדשות.

לפי ההשערה הראשונה, קרום כדור הארץ מורכב מגושי סלעים בגדלים ובצפיפות שונים, הצפים בסביבה צפופה יותר. הבסיסים של כל הבלוקים ממוקמים באותה רמה, ובלוקים המאופיינים בצפיפות נמוכה צריכים להיות גבוהים יותר בגובה מגושים עם צפיפות גבוהה. מבני הרים נלקחו כבלוקים בצפיפות נמוכה, ואגני אוקיינוס ​​- בצפיפות גבוהה (עם אותה מסה כוללת של שניהם).

לפי ההשערה השנייה, הצפיפות של כל הגושים זהה והם צפים בסביבה צפופה יותר, וגבהי פני השטח השונים מוסברים בעובי השונה שלהם. היא ידועה בתור השערת שורשי הסלע מכיוון שככל שהגוש גבוה יותר, כך הוא מוטמע עמוק יותר בסביבה שמסביב. בשנות ה-40 התקבלו נתונים סייסמיים שתמכו ברעיון שקרום כדור הארץ מתעבה באזורים הרריים.

איזוסטזיה.

בכל פעם שמופעל לחץ נוסף על פני כדור הארץ (כגון כתוצאה משקיעה, געשיות או קרחון), קרום כדור הארץ צונח ושוכך, וכאשר עומס זה מוסר (כתוצאה מהשקיעה, הפשרת יריעות קרח וכו'. ), קרום כדור הארץ עולה. תהליך פיצוי זה, המכונה איזוסטזי, עשוי להתרחש באמצעות העברת מסה אופקית בתוך המעטפת, שם עשויה להתרחש התכה תקופתית של חומר. הוכח שחלקים מסוימים של חופי שוודיה ופינלנד עלו ביותר מ-240 מ' במהלך 9,000 השנים האחרונות, בעיקר עקב הפשרת יריעות קרח. קווי החוף המוגבהים של האגמים הגדולים בצפון אמריקה נוצרו גם הם כתוצאה מאיזוסטזי. למרות פעולתם של מנגנוני פיצוי כאלה, אגני אוקיינוס ​​גדולים וכמה דלתות מראים גירעונות המוניים משמעותיים, בעוד שבאזורים מסוימים בהודו ובקפריסין יש עודף המוני משמעותי.

גַעֲשִׁיוּת.

מקור הלבה.

באזורים מסוימים של כדור הארץ, מאגמה זורמת על פני כדור הארץ בצורה של לבה במהלך התפרצויות געשיות. נראה שקשתות איים געשיות רבות קשורות למערכות שבר עמוקות. מוקדי רעידות האדמה ממוקמים בעומק של עד 700 ק"מ משטח כדור הארץ, כלומר. חומר וולקני מגיע מהמעטפת העליונה. בקשתות האיים יש לו לעתים קרובות הרכב אנדסיטי, ומכיוון שהאנדזיטים דומים בהרכבם לקרום היבשתי, גיאולוגים רבים מאמינים כי הקרום היבשתי באזורים אלו מצטבר עקב נהירת חומר המעטפת.

הרי געש הפועלים לאורך רכסים אוקיינוסים (למשל, הוואי) מתפרצים חומר בעל הרכב בזלתי בעיקר. הרי געש אלו קשורים כנראה לרעידות אדמה רדודות, שעומקן אינו עולה על 70 ק"מ. מכיוון שלבות בזלת נמצאות הן ביבשות והן לאורך רכסי האוקיינוסים, חלק מהגיאולוגים משערים כי ישנה שכבה ממש מתחת לקרום כדור הארץ שממנה מגיעות הלבות הבזליות.

עם זאת, לא ברור מדוע באזורים מסוימים נוצרים גם אנדזיטים וגם בזלת מחומר מעטפת, בעוד שבאחרים נוצרות רק בזלת. אם, כפי שמאמינים כעת, המעטפת היא אכן אולטרה-מאפית (כלומר מועשרת בברזל ומגנזיום), אז הלבה המופקת מהמעטפת צריכה להיות בעלת הרכב בזלתי ולא אננזיטי, שכן מינרלים אנדזיטים נעדרים בסלעים אולטרה-מאפיים. סתירה זו נפתרת על ידי התיאוריה של טקטוניקת הלוחות, לפיה הקרום האוקיינוס ​​נע מתחת לקשתות האיים ונמס בעומק מסוים. סלעים מותכים אלה מתפרצים בצורה של לבות אנדזיט.

מקורות חום.

אחת הבעיות הבלתי פתורות של פעילות וולקנית היא קביעת מקור החום הדרוש להמסה מקומית של שכבת הבזלת או המעטפת. התכה כזו חייבת להיות מקומית מאוד, שכן מעבר של גלים סיסמיים מראה שהקרום והמעטפת העליונה נמצאים בדרך כלל במצב מוצק. יתר על כן, האנרגיה התרמית חייבת להספיק כדי להמיס נפחים עצומים של חומר מוצק. לדוגמה, בארה"ב באגן נהר קולומביה (מדינות וושינגטון ואורגון) נפח הבזלות הוא יותר מ-820 אלף ק"מ 3; אותן שכבות גדולות של בזלת נמצאות בארגנטינה (פטגוניה), הודו (רמת דקאן) ודרום אפריקה (עליית הקארו הגדולה). נכון להיום יש שלוש השערות. כמה גיאולוגים מאמינים שההתכה נגרמת מריכוזים גבוהים מקומיים של יסודות רדיואקטיביים, אבל ריכוזים כאלה בטבע נראים לא סבירים; אחרים מציעים שהפרעות טקטוניות בצורה של תזוזות ותקלות מלוות בשחרור אנרגיה תרמית. ישנה נקודת מבט נוספת, לפיה המעטפת העליונה בתנאי לחץ גבוה נמצאת במצב מוצק, וכשהלחץ יורד עקב שבירה היא נמסה ולבה נוזלית זורמת דרך הסדקים.

גיאוכימיה והרכב כדור הארץ.

קביעת ההרכב הכימי של כדור הארץ היא משימה קשה מכיוון שהליבה, המעטפת ורוב הקרום אינם נגישים לדגימה ותצפית ישירה ויש להסיק מסקנות על סמך פרשנות של נתונים ואנלוגיות עקיפות.

כדור הארץ הוא כמו מטאוריט ענק.

הרכב כימי של האוקיינוסים.

מאמינים שבתחילה לא היו מים על פני כדור הארץ. ככל הנראה, מים מודרניים על פני כדור הארץ הם ממקור משני, כלומר. משתחרר כאדים ממינרלים בקרום ובמעטפת כדור הארץ כתוצאה מפעילות געשית, במקום שנוצר על ידי שילוב של מולקולות חמצן חופשי ומימן. אם מי ים יצטברו בהדרגה, אזי נפח האוקיינוס ​​העולמי יצטרך לגדול ללא הרף, אך אין עדות גיאולוגית ישירה לנסיבות אלה; המשמעות היא שהאוקיינוסים היו קיימים לאורך ההיסטוריה הגיאולוגית של כדור הארץ. השינוי בהרכב הכימי של מי האוקיינוס ​​התרחש בהדרגה.

סיאל וסימה.

יש הבדל בין סלעי הקרום העומדים בבסיס היבשות לבין הסלעים שנמצאים מתחת לקרקעית האוקיינוס. הרכב הקרום היבשתי מתאים לגרנודיוריט, כלומר. סלע המורכב מאשלגן ונתרן פלדספאר, קוורץ וכמויות קטנות של מינרלים פרומגנטיים. הקרום האוקיאני מתאים לבזלות המורכבות מספירת סידן, אוליבין ופירוקסן. סלעי הקרום היבשתי מאופיינים בצבע בהיר, בצפיפות נמוכה ובדרך כלל בהרכב חומצי, הנקרא לעתים קרובות סיאל (מבוסס על הדומיננטיות של Si ו-Al). סלעים של קרום האוקיינוס ​​נבדלים על ידי צבעם הכהה, צפיפותם הגבוהה והרכבם הבסיסי הם נקראים סימה (בהתבסס על הדומיננטיות של Si ו-Mg). מאמינים כי סלעי המעטפת הם אולטרה-מאפיים ומורכבים מאוליבין ופירוקסן. בספרות המדעית הרוסית המודרנית, המונחים "סיאל" ו"סימה" אינם משמשים, כי נחשבים מיושנים.

תהליכים גיאולוגיים

תהליכים גיאולוגיים מחולקים לאקסוגניים (הרסניים ומצטברים) ולאנדוגניים (טקטוניים).

תהליכי הרס

הדחה.

פעולתם של מקווי מים, רוחות, קרחונים, גלי ים, בליית כפור והתמוססות כימית מובילים להרס ולהפחתה של פני היבשות (איור 2). תוצרי ההרס בהשפעת כוחות הכבידה נישאים לתוך שקעים אוקיינוסים, שם הם מצטברים. בדרך זו, ממוצע ההרכב והצפיפות של הסלעים המרכיבים את היבשות ואגני האוקיינוס, ומשרעת ההקלה של כדור הארץ פוחתת.

מדי שנה, 32.5 מיליארד טונות של פסולת ו-4.85 מיליארד טונות של מלחים מומסים נישאים מהיבשות ומושקעים בים ובאוקיינוסים, וכתוצאה מכך תזוזה של כ-13.5 ק"מ 3 של מי ים. אם שיעורי הגהה כאלה יימשכו בעתיד, היבשות (שנפח חלקן השטחי הוא 126.6 מיליון ק"מ 3) תוך 9 מיליון שנים היו הופכות למישורים כמעט שטוחים - פניפלינים. פניה (פילוס) כזו של ההקלה אפשרית רק תיאורטית. למעשה, התרוממות איזוסטזית מפצה על אובדן באמצעות שחרור, וכמה סלעים כל כך חזקים עד שהם כמעט בלתי ניתנים להריסה.

משקעים יבשתיים מופצים מחדש כתוצאה מפעולה משולבת של בליה (הרס סלעים), דנודציה (הסרה מכנית של סלעים בהשפעת מים זורמים, קרחונים, תהליכי רוח וגלים) והצטברות (שקיעה של חומר רופף והיווצרות של סלעים חדשים). כל התהליכים הללו פועלים רק עד לרמה מסוימת (בדרך כלל פני הים), הנחשבת כבסיס לשחיקה.

במהלך ההובלה, משקעים רופפים ממוינים לפי גודל, צורה וצפיפות. כתוצאה מכך, קוורץ, שתכולתו בסלע המקורי עשוי להיות אחוזים בודדים בלבד, יוצר שכבה הומוגנית של חול קוורץ. באופן דומה, חלקיקי זהב וכמה מינרלים כבדים אחרים, כגון בדיל וטיטניום, מרוכזים באפיקי נחלים או בשטחים רדודים ליצירת מרבצי מיקום, וחומר דק-גרגיר מושקע כסחף ולאחר מכן הופך לפצלים. רכיבים כמו מגנזיום, נתרן, סידן ואשלגן מומסים ומובלים על ידי מי פני השטח ומי התהום, ולאחר מכן משקעים במערות ובחללים אחרים או נכנסים למימי הים.

שלבי התפתחות של הקלה שחיקה.

התבליט משמש כאינדיקטור לשלב הרמה (או פניה) של היבשות. בהרים ובאזורים שחוו התרוממות רוח עזה, תהליכי השחיקה הם הפעילים ביותר. אזורים כאלה מאופיינים בחיתוך מהיר של עמקי נהרות ובהגדלת אורכם בחלקים העליונים, והנוף מתאים לשלב השחיקה הצעיר, או הצעיר. באזורים אחרים, שבהם משרעת הגובה קטנה והשחיקה פסקה ברובה, נהרות גדולים מעבירים בעיקר מתיחה ומשקעים תלויים. הקלה זו אופיינית לשלב הבוגר של השחיקה. באזורים עם אמפליטודות גובה לא משמעותיות, שבהם פני הקרקע אינם גבוהים בהרבה מגובה פני הים, שולטים תהליכי הצטברות. שם, הנהר זורם בדרך כלל מעט מעל המפלס הכללי של המישור הנמוך בגובה טבעי המורכב מחומר משקע, ויוצר דלתא באזור השפך. זוהי התבליט השחיקה העתיק ביותר. עם זאת, לא כל האזורים נמצאים באותו שלב של שחיקה ובעלי אותו מראה. צורות הקרקע משתנות מאוד בהתאם לתנאי האקלים ומזג האוויר, ההרכב והמבנה של סלעים מקומיים ואופי תהליך השחיקה (איור 3, 4).

הפסקות במחזורי שחיקה.

הרצף המצוין של תהליכי השחיקה נכון לגבי יבשות ואגני אוקיינוס ​​הנמצאים בתנאים סטטיים, אך למעשה הם נתונים לתהליכים דינמיים רבים. מחזור השחיקה עלול להיקטע על ידי שינויים בגובה פני הים (למשל עקב הפשרת יריעות קרח) ובגובה היבשת (למשל כתוצאה מבניית הרים, טקטוניקת שבר ופעילות וולקנית). באילינוי (ארה"ב), מורנות כיסו תבליט טרום קרחוני בוגר, והעניקו לה מראה צעיר טיפוסי. בגרנד קניון של קולורדו, השבר במחזור השחיקה נגרם בגלל עליית האדמה לגובה של 2400 מ' כשהשטח התרומם, נהר הקולורדו התרסק בהדרגה לתוך מישור ההצפה שלו ומצא את עצמו מוגבל על ידי הצדדים של השטח. עֶמֶק. כתוצאה מהפסקה זו נוצרו פיתולים משולבים, האופייניים לעמקי נחל קדומים הקיימים בתנאי הקלה צעירה (איור 5). בתוך רמת קולורדו, פיתולים נחתכים לעומק של 1200 מ' גם הפיתולים העמוקים של נהר סוסקהאנה, שחתכו את הרי האפלצ'ים, מצביעים על כך שאזור זה היה פעם שפלה שנחצה על ידי נהר "פרוע".

גיאוסינקלינים מודרניים

- אלו שקעים לאורך האיים ג'אווה וסומטרה, תעלות טונגה - קרמדק, פורטו ריקו וכו' אולי שקיעתם הנוספת תוביל גם להיווצרות הרים. לדברי גיאולוגים רבים, חוף המפרץ של ארצות הברית מייצג גם גיאו-סינקלין מודרני, אם כי, אם לשפוט לפי נתוני קידוח, סימנים של בניית הרים אינם מתבטאים שם. ביטויים פעילים של טקטוניקה מודרנית ובניית הרים נצפים בצורה הברורה ביותר במדינות הרריות צעירות - הרי האלפים, האנדים, ההימלאיה והרי הרוקי.

התרוממות טקטונית.

בשלבים האחרונים של התפתחות הגיאו-סינקלינים, כאשר בניית הרים הושלמה, מתרחשת התרוממות כללית אינטנסיבית של היבשות; בתוך מדינות הרריות, בשלב זה של היווצרות הקלה, מתרחשות נקעים מנותקים (עקירה של בלוקים בודדים של סלעים לאורך קווי שבר).

זמן גיאולוגי

סולם סטרטיגרפי.

סולם הזמן הגיאולוגי הסטנדרטי (או העמוד הגיאולוגי) הוא תוצאה של מחקר שיטתי של סלעי משקע באזורים שונים של הגלובוס. מכיוון שרוב העבודה המוקדמת בוצעה באירופה, הרצף הסטרטיגרפי של משקעים מאזור זה נלקח כסטנדרט גם לאזורים אחרים. עם זאת, מסיבות שונות, לסקאלה זו יש חסרונות ופערים, ולכן הוא עובר כל הזמן חידוד. קנה המידה מפורט מאוד לתקופות גיאולוגיות צעירות יותר, אך פירוטו פוחת משמעותית עבור תקופות מבוגרות יותר. זה בלתי נמנע מכיוון שהתיעוד הגיאולוגי שלם ביותר עבור אירועים בעבר הקרוב והופך מקוטע יותר ככל שהמשקעים מתבגרים. הסולם הסטרטיגרפי מבוסס על רישום של אורגניזמים מאובנים, המשמשים כקריטריון המהימן היחיד למתאמים בין-אזוריים (במיוחד ארוכי טווח). הוכח שחלק מהמאובנים תואמים לזמן מוגדר בהחלט ולכן נחשבים למנחים. הסלעים המכילים צורות מובילות אלה והמתחמים שלהם תופסים מיקום סטרטיגרפי מוגדר בהחלט.

הרבה יותר קשה ליצור קורלציות לסלעים שקטים מבחינה פליאונטולוגית שאינם מכילים אורגניזמים מאובנים. מכיוון שצדפים שהשתמרו היטב נמצאים רק מתקופת הקמבריון (לפני כ-570 מיליון שנה), הזמן הקדם-קמבריון, המשתרע על פני כ. לא ניתן לחקור ולחלק 85% מההיסטוריה הגיאולוגית בפירוט רב כמו תקופות צעירות יותר. שיטות תיארוך גיאוכימיות משמשות עבור מתאמים בין-אזוריים של סלעים שקטים מבחינה פליאונטולוגית.

במידת הצורך, הוכנסו שינויים בסולם הסטרטיגרפי הסטנדרטי כדי לשקף פרטים אזוריים. לדוגמה, באירופה יש תקופת פחמן, ובארה"ב יש שתי תקופות מקבילות - המיסיסיפי והפנסילבניה. ישנם קשיים נרחבים בקשר בין סכמות סטרטיגרפיות מקומיות לקנה המידה הגיאכרונולוגי הבינלאומי. הוועדה הבינלאומית לסטרטיגרפיה מסייעת לטפל בבעיות אלו וקובעת סטנדרטים למינוח סטרטיגרפי. היא ממליצה בחום להשתמש ביחידות סטרטיגרפיות מקומיות בסקרים גיאולוגיים ולהשוות אותן עם הסולם הגיאוקרונולוגי הבינלאומי לשם השוואה. למאובנים מסוימים יש תפוצה רחבה מאוד, כמעט עולמית, בעוד שלאחרים יש תפוצה אזורית צרה.

העידנים הם החטיבות הגדולות ביותר בהיסטוריה של כדור הארץ. כל אחת מהן משלבת מספר תקופות, המאופיינת בהתפתחות של מחלקות מסוימות של אורגניזמים עתיקים. הכחדות המוניות של קבוצות שונות של אורגניזמים התרחשו בסוף כל עידן. לדוגמה, טרילוביטים נעלמו בסוף הפלאוזואיקון, ודינוזאורים בסוף המזוזואיקון. הסיבות לאסונות אלו טרם התבררו. אלה יכולים להיות שלבים קריטיים של אבולוציה גנטית, שיאים בקרינה קוסמית, פליטות של גזים געשיים ואפר, כמו גם שינויי אקלים פתאומיים מאוד. ישנם טיעונים התומכים בכל אחת מההשערות הללו. עם זאת, היעלמותם ההדרגתית של מספר רב של משפחות ומעמדות של בעלי חיים וצמחים בסוף כל עידן והופעתם של חדשים בתחילת העידן הבא עדיין נותרה אחת מתעלומות הגיאולוגיה. ניסיונות לחבר בין מוות המוני של בעלי חיים בשלבים האחרונים של הפליאוזואיקון והמזוזואיקון עם מחזורים גלובליים של בניית הרים לא צלחו.

גיאוקרונולוגיה וסולם גיל מוחלט.

הסולם הסטרטיגרפי משקף רק את רצף מצעי הסלע ולכן יכול לשמש רק לציון הגיל היחסי של שכבות שונות (איור 9). האפשרות לקבוע את הגיל המוחלט של הסלעים הופיעה לאחר גילוי הרדיואקטיביות. לפני כן ניסו להעריך את הגיל המוחלט בשיטות אחרות, למשל על ידי ניתוח תכולת המלח במי הים. בהנחה שהוא תואם את הנגר המוצק של נהרות העולם, ניתן למדוד את הגיל המינימלי של הימים. בהתבסס על ההנחה שבתחילה מי האוקיינוס ​​לא הכילו זיהומי מלח, ובהתחשב בקצב כניסתם, גילם של הימים נאמד בטווח רחב - בין 20 מיליון ל-200 מיליון שנה. קלווין העריך את גיל הסלעים של כדור הארץ ב-100 מיליון שנה, מכיוון שלדעתו, זה היה הזמן שלקח לכדור הארץ המותך בתחילה להתקרר לטמפרטורת פני השטח הנוכחית שלו.

מלבד הניסיונות הללו, הסתפקו גיאולוגים מוקדמים בקביעת הגיל היחסי של סלעים ואירועים גיאולוגיים. ללא כל הסבר, ההנחה הייתה שזמן רב למדי חלף מרגע הופעת כדור הארץ ועד להיווצרותם של סוגים שונים של משקעים כתוצאה מתהליכים הפעילים עד היום. רק כאשר מדענים החלו למדוד את שיעורי ההתפרקות הרדיואקטיבית, היה לגיאולוגים "שעון" לקביעת הגיל המוחלט והיחסי של סלעים המכילים יסודות רדיואקטיביים.

קצב ההתפרקות הרדיואקטיבית של אלמנטים מסוימים הוא זניח. זה מאפשר לקבוע את גילם של אירועים עתיקים על ידי מדידת התוכן של אלמנטים כאלה ותוצרי הריקבון שלהם במדגם מסוים. מכיוון שקצב ההתפרקות הרדיואקטיבי אינו תלוי בפרמטרים סביבתיים, ניתן לקבוע את גילם של סלעים הנמצאים בכל תנאי גיאולוגי. השיטות הנפוצות ביותר הן עופרת אורניום ואשלגן ארגון. שיטת האורניום-עופרת מאפשרת תיארוך מדויק על בסיס מדידות של ריכוזי הרדיואיזוטופים של תוריום (232 Th) ואורניום (235 U ו-238 U). במהלך התפרקות רדיואקטיבית נוצרים איזוטופים של עופרת (208 Pb, 207 Pb ו-206 Pb). עם זאת, סלעים המכילים יסודות אלה בכמות מספקת הם נדירים למדי. שיטת האשלגן-ארגון מבוססת על הטרנספורמציה רדיואקטיבית איטית מאוד של איזוטופ 40 K ל-40 Ar, מה שמאפשר לתארך אירועים בני כמה מיליארדי שנים על סמך היחס בין איזוטופים אלו בסלעים. יתרון משמעותי של שיטת אשלגן-ארגון הוא שאשלגן, יסוד נפוץ מאוד, קיים במינרלים הנוצרים בכל ההגדרות הגיאולוגיות - געשיות, מטמורפיות ומשקעות. עם זאת, ארגון הגז האינרטי הנובע מהתפרקות רדיואקטיבית אינו קשור כימית ודולף. לכן, רק מינרלים שבהם הוא נשמר היטב יכולים לשמש באופן אמין לתיארוך. למרות החיסרון הזה, נעשה שימוש נרחב מאוד בשיטת אשלגן-ארגון. הגיל המוחלט של הסלעים העתיקים ביותר על פני כדור הארץ הוא 3.5 מיליארד שנים. קרום כדור הארץ של כל היבשות מכיל סלעים עתיקים מאוד, כך שאפילו לא עולה השאלה מי מהם העתיק ביותר.

גיל המטאוריטים שנפלו לכדור הארץ, כפי שנקבע בשיטות אשלגן-ארגון ועופרת אורניום, הוא כ-4.5 מיליארד שנים. לדברי גיאופיזיקאים, בהתבסס על נתונים משיטת העופרת אורניום, לכדור הארץ יש גם גיל של כ. 4.5 מיליארד שנים. אם ההערכות הללו נכונות, אז יש פער של מיליארד שנים ברישום הגיאולוגי, המקביל לשלב מוקדם חשוב בהתפתחות כדור הארץ. אולי העדויות המוקדמות ביותר הושמדו או נמחקו בדרך כלשהי בזמן שכדור הארץ היה במצב מותך. כמו כן, סביר להניח שהסלעים העתיקים ביותר על פני כדור הארץ נטפו או התגבשו מחדש במשך מיליוני שנים רבות.

כבר שנים רבות שנציגי מקצועות שונים עסוקים בוויכוח מתמשך לגבי איזה מקצוע יכול להיחשב העתיק ביותר. גרסאות והנחות משכנעות רבות מועלות: מנשק וצייד ועד פוליטיקאי (מנהיג) ורופא. לא נתערב במחלוקת הזו, ורק נביא את ההנחה שלנו: המקצוע העתיק ביותר הוא גיאולוג.

כבר שנים רבות שנציגי מקצועות שונים עסוקים בוויכוח מתמשך לגבי איזה מקצוע יכול להיחשב העתיק ביותר. גרסאות והנחות משכנעות רבות מועלות: מנשק וצייד ועד פוליטיקאי (מנהיג) ורופא. לא נתערב במחלוקת הזו, ורק נביא את ההנחה שלנו: המקצוע העתיק ביותר הוא גֵאוֹלוֹג.

שפוט בעצמך, כדי ליצור גרזן אבן, האדם הפרימיטיבי היה צריך למצוא אבן מתאימה בין מגוון עצום של מינרלים ושברי סלעים (שחלקם, בשל מבנהם הרופף, לא התאימו לכך לחלוטין). כלומר, ישנן עדויות ליישום יסודות הגיאולוגיה וכרייה לא מאורגנת של משאבי מינרלים עם שחר היווצרות החברה הפרימיטיבית.

יתרה מכך, אנו מתחייבים לקבוע כי גיאולוג הוא לא רק המקצוע העתיק ביותר, אלא גם אחד המקצועות החשובים ביותר של זמננו. למה? זה פשוט. מהו הבסיס לכלכלת מדינה כלשהי? משאבי האנרגיה והמינרלים של המדינה. מי מעורב בחיפוש וחקר מינרלים? גֵאוֹלוֹג!

ובכן, עכשיו בואו נדבר ביתר פירוט על המקצוע העתיק והחשוב ביותר הזה, ונגלה מהן התכונות של עבודתו של גיאולוג, היכן ניתן להשיג מקצוע של גיאולוגואיזה יתרונות יש לזה.

מה זה גיאולוג?

גיאולוג הוא מומחה החוקר את ההרכב והמבנה של מינרלים וסלעים, כמו גם מחפש וחוקר מרבצי מינרלים חדשים. במקביל לכך, חוקרים גיאולוגים אובייקטים טבעיים, דפוסים ואפשרויות היישום המעשי שלהם.

שם המקצוע בא מהיוונית העתיקה γῆ (אדמה) ו-λόγος (הוראה). במילים אחרות, גיאולוגים הם אנשים שחוקרים את כדור הארץ. ההצהרות המדעיות הראשונות על תצפיות גיאולוגיות (מידע על רעידות אדמה, שחיקת הרים, התפרצויות געשיות ותנועת קווי חוף) נמצאות בעבודותיו של פיתגורס (570 לפנה"ס). וכבר בשנים 372-287 לפני הספירה. תיאופרסטוס כתב את היצירה "על אבנים". מכאן נובע שהתקופה הרשמית של היווצרות מקצוע זה יכולה להיחשב 500-300 שנים. לִפנֵי הַסְפִירָה.

גיאולוגים מודרניים לא רק מתבוננים וחוקרים ברורים תהליכים גיאולוגייםומרבצים, אלא גם לזהות את האזורים המבטיחים ביותר לחקירה ולהערכה, ללמוד אותם ולהכליל את התוצאות שהתקבלו. שימו לב שכיום ניתן לחלק את הגיאולוגים לשלוש קטגוריות, בהתאם לאיזה מדור גיאולוגיה הם בחרו כעיקר התמחותם:

• גיאולוגיה תיאורית - מתמחה בחקר מיקום והרכבן של תצורות גיאולוגיות, וכן בתיאור סלעים ומינרלים;
• גיאולוגיה דינמית - חוקרת את התפתחות התהליכים הגיאולוגיים (תנועת קרום כדור הארץ, רעידות אדמה, התפרצויות געשיות וכו');
• גיאולוגיה היסטורית - עוסק בחקר רצף התהליכים הגיאולוגיים בעבר.

ישנה אמונה רווחת שכל מה שגיאולוגים עושים הוא לנסוע כל הזמן במסגרת משלחות גיאולוגיות. אכן, גיאולוגים מרבים לצאת למסעות, אך בנוסף לכך הם מפתחים תכניות מחקר, לומדים את הנתונים המתקבלים במהלך משלחות ומתעדים אותם, וכן עורכים דוחות מידע על העבודה שנעשתה.

אילו תכונות אישיות צריכות להיות לגיאולוג?

זה פשוט קורה שבזכות סרטים, במוחם של אנשים רגילים, מופיע גיאולוג בדמותו של סוג של רומנטיקן מזוקן שלא שם לב לכלום סביבו ומדבר רק על עבודתו. ומעט אנשים מבינים זאת עבודת גיאולוגזו לא רק רומנטיקה, אלא גם עבודה קשה למדי, הדורשת נוכחות של תכונות אישיות כגון:

• הַתמָדָה;
• אַחֲרָיוּת;
• תַצְפִּית;
• דרך חשיבה אנליטית;
• יציבות רגשית-רצונית;
• זיכרון מפותח;
• נטיות קיצוניות;
• כישורי תקשורת;
• סבלנות;
• נחישות.

בנוסף, על גיאולוג להיות בעל בריאות מצוינת, להיות גמיש, להיות מסוגל לעבוד בצוות, לנווט במהירות ולהסתגל לשינויים בסביבה.

יתרונות להיות גיאולוג

יסודות היתרון של להיות גיאולוגטמונה, כמובן, בהזדמנות לטייל הרבה ולמשך זמן רב באזורים המרוחקים והמעט שנלמדו ביותר של רוסיה. יתר על כן, טיולים כאלה גם משלמים די הגון (השכר הממוצע של גיאולוג עובד על בסיס סיבובי הוא כ 30-40 אלף רובל). היתרונות של מקצוע זה כוללים גם:

• משמעות העבודה - נחמד לדעת שלתוצאות העבודה שלך יש השפעה חיובית על הרווחה הכלכלית של המדינה כולה;
• האפשרות למימוש עצמי - מאחר שבטבע אין שני מרבצים זהים, גיאולוגים עורכים לעתים קרובות מחקר מדעי חדש, מה שאומר שיש להם סיכוי גדול לכתוב את שמם בדברי ימי ההיסטוריה.

חסרונות בלהיות גיאולוג

אם אתה חושב שבמהלך משלחות גיאולוגים חיים, אם לא בחדרי מלון מפוארים, אז לפחות חדרי מלון נוחים, אז אתה טועה עמוקות. כל הטיולים של גיאולוגים מתקיימים בתנאי קמפינג (לינות באוהלים, עבודה באוויר הפתוח, טיולים ארוכים באזורים מרוחקים עם תרמיל כבד על הכתפיים וכו'). וזה יכול להיחשב העיקר החיסרון בלהיות גיאולוג. אתה יכול גם להוסיף כאן:

• לוח זמנים עבודה לא סדיר - זמן ומשך העבודה נקבעים במידה רבה על פי תנאי מזג האוויר;
• שגרה - לאחר משלחות מלאות רומנטיקה והרפתקאות, תמיד יש תקופה של עיבוד שולחן של חומרי שטח;
• מעגל מוגבל של אנשי קשר - חסרון זה חל בעיקר על גיאולוגים העובדים על בסיס סיבובי.

איפה אפשר להיות גיאולוג?

קבל מקצוע כגיאולוגזה אפשרי גם בבית ספר טכני או מכללה, וגם באוניברסיטה. במקרה הראשון, התעודה שהתקבלה תפתח רק במעט את הדלתות לעולם הגאולוגיה המרתק, ותאפשר לך לקחת חלק במשלחות כעוזר. רק בעל דיפלומה באוניברסיטה שעבר לא רק הכשרה תיאורטית אלא גם הכשרה מעשית יכול להפוך לגיאולוג מוסמך לחלוטין. אגב, ללא השכלה גבוהה, אפילו הגיאולוג המוכשר ביותר לא יוכל להגיע להצלחה בקריירה שלו. לכן, אם אתה כבר נמשך לרומנטיקה של מקצוע זה, עדיף להירשם מיד לאחת מהאוניברסיטאות המתמחות.

גיאולוגיה היא מדע החוקר את ההרכב, המבנה והתבניות של כדור הארץ, כמו גם כוכבי לכת אחרים ולוויינים שלהם שהם חלק ממערכת השמש.

אזורים גיאולוגיים

כיום ישנם לפחות שלושה תחומי גיאולוגיה: היסטורי, תיאורי ודינאמי. לכל אחד מהתחומים הללו יש שיטות משלו, כמו גם עקרונות מחקר. גיאולוגיה היסטורית חוקרת את רצף התהליכים הגיאולוגיים שהתרחשו בעבר. גיאולוגיה תיאורית חוקרת את המיקום וההרכב של מאפיינים גיאולוגיים, כמו גם את גודלם וצורתם, התרחשותם ותיאורם של מגוון מרבצי מינרלים וסלעים או סלעים. גיאולוגיה דינמית חוקרת התפתחות תהליכים גיאולוגיים: הרס סלעים, תנועת קרום כדור הארץ וכן רעידות אדמה והתפרצויות געשיות פנימיות. מושגים אלה הם היסודות של הגיאולוגיה.

קטעים גיאולוגיים

מדעי הגיאולוגיה פועלים בכל שלושת תחומי הגיאולוגיה ולכן אין חלוקה מדויקת לקבוצות. עם זאת, מדעים חדשים מופיעים באמצעות סימביוזה של גיאולוגיה עם תחומי ידע אחרים. למקורות רבים יש את הסיווג הבא:

1. מדעים על קרום כדור הארץ (מינרולוגיה, גיאוקריאולוגיה, פטרוגרפיה, גיאולוגיה מבנית, קריסטלוגרפיה).
2. מדעים על תהליכים גיאולוגיים המתרחשים כיום (טקטוניקה, וולקנולוגיה, סייסמולוגיה, גיאוקרולוגיה, פטרולוגיה).
3. מדעים על המקור ההיסטורי והתפתחותם של תהליכים גיאולוגיים (גיאולוגיה היסטורית, פליאונטולוגיה, סטרטיגרפיה).
4. מדעים שימושיים (גיאולוגיה מינרלית, הידרוגיאולוגיה, גיאולוגיה הנדסית)
5. סימביוזה של גיאולוגיה עם מדעים אחרים (גיאוכימיה, גיאופיזיקה, גיאודינמיקה, גיאכרונולוגיה, ליתולוגיה).

עקרונות ומשימות של גיאולוגיה

גיאולוגיה היא מדע היסטורי, ולכן המשימות החשובות ביותר שלו הן לקבוע את האירועים הגיאולוגיים המתרחשים. משימות גיאולוגיה כוללות גם:

1. שימוש רציונלי יותר במשאבי הטבע, כמו גם הגנתם
2. מציאת מרבצי מינרלים חדשים, וכן פיתוח שיטות ושיטות חדשות להפקתם
3. לימוד מקור מי התהום
4. משימות גיאולוגיות אחרות הקשורות לחקר תנאי הבנייה של מבנים ומבנים שונים.

שיטות גיאולוגיה

כדי לבצע את כל המשימות הללו, פותחה הסדרה הפשוטה ביותר של שיטות גיאולוגיות ברורות:

• השיטה החודרנית מיוצגת על ידי הקשר בין סלעים חודרים לשכבות המארחות שלהם. גילוי של קשרים כאלה מעיד על כך שהפריצות עצמן הופיעו מוקדם בהרבה מהשכבות המארחות אותן.
• שיטת הססקנט מאפשרת גם לקבוע גיל יחסי. אם תקלה כלשהי שוברת את הסלע, אז ברור שהיא הופיעה מאוחר יותר מהסלעים עצמם.
• קסנוליתים ופסולת עשויים להיות מוכנסים לסלעים על ידי הרס של מקורם המקורי. כתוצאה מכך, הם נוצרו הרבה יותר מוקדם מהסלעים המארחים שלהם וניתן להשתמש בהם על ידי מומחים כדי לקבוע גיל גיאולוגי.
• השיטה האופקית העיקרית מניחה שכאשר נוצרים, משקעים ימיים נמצאים אופקית.
• שיטת הסופרפוזיציה קובעת שסלעים שנמצאים במצב לא מופרע עוקבים אחר סדר או דרגת היווצרות. לדוגמה, הסלעים שנמצאים מעל הם צעירים יותר, ואלו הסלעים שנמצאים מתחת הם עתיקים יותר.
• שיטת הרצף הסופית מניחה שבדיוק אותם אורגניזמים מופצים בכל האוקיינוס. כתוצאה מכך, פליאונטולוגים, לאחר שזיהו כמה שרידי מאובנים בסלע, יכולים למצוא בו זמנית סלעים אחרים שנוצרו גם הם עם סלעים אלה.

עכשיו אתה יודע את התשובה לשאלה מהי גיאולוגיה. שמח \ ה לעזור.