Ģeoloģija kā zinātne

Ievads

Ģeoloģija ir zinātņu komplekss par zemes garozu un Zemes dziļākajām sfērām, šī vārda šaurā nozīmē - zinātne par zemes garozas sastāvu, uzbūvi, kustību un attīstības vēsturi, derīgo izrakteņu izvietojumu to.

Tā izskatās mūsdienu ģeoloģijas definīcija. Tomēr, tāpat kā lielākā daļa svarīgāko dabaszinātņu, arī ģeoloģija ir radusies senos laikos, iespējams, no paša cilvēka izskata. Ģeoloģijas rašanās ir saistīta ar cilvēku neatliekamo vajadzību apmierināšanu: mājoklim, tā apkurei un veiksmīgām medībām. Galu galā jums ir jāzina iežu īpašības, lai uzzinātu, kā tās izmantot. Ir arī jāprot iegūt akmeņus, atšķirt tos un atklāt jaunas atradnes. Saistītu problēmu risināšanai nepieciešamas ģeoloģiskās zināšanas. Bet minerālu izpēte cilvēku vajadzību apmierināšanai ir tikai ģeoloģijas saknes. Tajos senos laikos to vēl bija grūti nosaukt par zinātni, jo... cilvēki zināšanas nevis vispārināja, nepierakstīja, neattīstīja, bet tikai uzkrāja un pielietoja praksē.

Tomēr ģeoloģija pakāpeniski attīstījās. Senatnē jau radās ideja par minerāliem un ģeoloģiskiem procesiem, taču tikai dabas filozofijas ietvaros. Ģeoloģiju var uzskatīt par zinātni no 19. gadsimta sākuma. Šo attīstības posmu raksturo uzkrāto zināšanu vispārināšana, zinātnisku hipotēžu veidošana un to pierādījumu meklēšana; izmantojot jaunas pētniecības metodes, ko izstrādājušas citas zinātnes, piemēram, ķīmija un fizika. Pateicoties tam visam, ģeoloģija kļūst par nozīmīgu zinātņu sistēmas sastāvdaļu, kas palīdz cilvēkam panākt zinātnes un tehnikas progresu, apmierināt viņa vajadzības, pētīt un izmantot dabu. Šajā posmā ģeoloģija jau pēta ļoti sarežģītus jautājumus par vielu uzbūvi, kas veido mūsu planētu, pēta Zemes attīstības vēsturi un vienlaikus risina praktiskas problēmas. Tā ir derīgo izrakteņu izpēte un ieguve, to apstrāde un izmantošana, zemes resursu izmantošana ikdienas dzīvē.

Kā redzam, mūsdienu cilvēkam ģeoloģija ir ļoti svarīga, tai ir sena vēsture un tā pēta plašu dabas jautājumu loku, un tai ir lieliska praktiskā ievirze.

Par šīs svarīgās un ļoti interesantās zinātnes vēsturi, pētniecības metodēm un nākotnes perspektīvām rakstīju savā darbā, kura galvenais mērķis ir raksturot ģeoloģiju kā zinātni.

Lai sasniegtu mērķi, tiek noteikti šādi uzdevumi:

1.) Raksturot ģeoloģijas vēsturi, izcelt zinātnes galvenās iezīmes dažādos tās attīstības periodos.

.) Runājiet par ģeoloģijā izmantotajām pētniecības metodēm.

.) Izskaidrojiet ģeoloģijas nozīmi mūsdienu pasaulē.

.) Parādiet ģeoloģijas un citu zinātņu saiknes nozīmi.

.) Runājiet par ģeoloģijas attīstības nākotnes perspektīvām.

1. Ģeoloģijas vēsture

ģeoloģijas zinātnes zināšanas

Manuprāt, lai saprastu jebkuru zinātni, ir jāzina, kāpēc tā radusies, kā attīstījusies un kas jauns tajā laika gaitā parādījās. Šie jautājumi vispilnīgāk atklājas, pētot zinātnes attīstību. Tāpēc es nolēmu sākt savu darbu ar ģeoloģijas vēstures aprakstu.

Atklājot ģeoloģijas vēsturi, vēlos izcelt tās attīstības iezīmes dažādos periodos, runāt par galvenajām idejām un atklājumiem, izskaidrot to nozīmi un nozīmi, kā arī aprakstīt zinātnes sasniegtā rezultātus.

Ģeoloģijas vēsturi parasti iedala divos posmos – pirmszinātniskajā un zinātniskajā. Tie savukārt ir sadalīti periodos. Tieši pēc šīs shēmas es aprakstīju ģeoloģijas vēsturi.

.1 Pirmszinātniskais posms (no senatnes līdz 18. gadsimta vidum)

Cilvēka civilizācijas veidošanās periods (no seniem laikiem līdz 5. gs. p.m.ē.)

Šajā periodā cilvēki uzkrāja pirmo informāciju par apkārtējo pasauli. Kā jau teicu, sākumā cilvēki savas svarīgākās vajadzības apmierināja ar dažādu iežu palīdzību, un pilnīgākai izmantošanai bija nepieciešams izpētīt to īpašības, izplatības vietas un ieguves metodes. Par radniecīgu jautājumu izpētes sākumu jau varam uzskatīt ģeoloģijas zinātnes dzimšanu.

Tagad mēs nevaram precīzi pateikt, ko akmens nozīmēja senajiem cilvēkiem, mēs varam tikai aplūkot dažādu iežu izmantošanas pēdas seno cilvēku vietu izrakumos un izdarīt secinājumus par planētas mineraloģisko bagātību izmantošanu. Gan mūsu pieņēmumi par akmeņu nepieciešamību seniem cilvēkiem, gan izrakumu rezultāti liecina, ka cilvēks akmeni lietojis gandrīz uzreiz pēc parādīšanās. Galu galā instrumentu izmantošana atšķir cilvēku no pērtiķa. Iespējams, protams, ka primitīvākais darbarīks sākotnēji bija koka nūja, taču, kad cilvēks atklāja tādas akmens īpašības kā asums un cietība, viņš savām vajadzībām sāka izmantot asus kvarca un silīcija gabalus. Šāds secinājums par akmeņu īpašībām jau ir ģeoloģisko zināšanu uzkrāšanas piemērs. Arheologi seno cilvēku vietās atrod ne tikai vienkāršus asus akmeņus, bet arī akmens cirvjus un bultu uzgaļus. Nedaudz vēlāk cilvēki sāka izmantot metālu instrumentu izgatavošanai. Bet to meklēšana un kausēšana no cilvēka prasa vēl vairāk zināšanu un prasmju.

Cilvēces nepieciešamība pēc minerālu izejvielām vēl vairāk pieauga, sākoties masveida pilsētu celtniecībai un amatniecības attīstībai.

Perioda beigās cilvēks jau nodarbojās ar vietējā vara, dzelzs, zelta, sudraba, alvas un citu metālu ieguvi un apstrādi. Mālu plaši izmantoja māju celtniecībā un keramikas izstrādājumu izgatavošanā. Dārgakmeņi tika izmantoti rotaslietu izgatavošanai.

Tā senos laikos sākās zināmu zināšanu uzkrāšana par iežu īpašībām, to ieguvi un izmantošanu.

Ģeoloģijas teorētiskā nozare ir papildināta ar daudzām hipotēzēm par Zemes izcelsmi un uzbūvi. Tomēr tajos vienmēr ir daiļliteratūra, jo... senie cilvēki nevarēja izskaidrot daudzas dabas parādības.

Cilvēces civilizācijas veidošanās periodā cilvēki izmanto tikai iepriekšējo paaudžu pieredzi, lai tālāk pilnveidotu savas prasmes rīkoties ar akmeni. Cilvēks vēl nevispārina zināšanas, kas ir svarīga perioda īpašība.

Pārejot uz seno ģeoloģijas attīstības periodu, cilvēki jau zināja daudzas derīgo izrakteņu atradņu meklēšanas zīmes un bija praktiskas iemaņas to izmantošanā. Tika izveidota ģeoloģijas zināšanu bāze nākamajām paaudzēm.

Senais periods (V gadsimts pirms mūsu ēras - V gadsimts AD)

Senajā periodā ģeoloģija attīstījās galvenokārt Grieķijā un Romas impērijā. Sākotnējie zināšanu krājumi par iežu īpašībām un izmantošanu jau tolaik bija, taču šīm zināšanām galvenokārt bija praktiska nozīme: planētas mineraloģisko bagātību ieguve un izmantošana. Bet, tā kā jau senos laikos cilvēki runāja par dzīvi un interesējās par pasaules uzbūvi, ģeoloģiskās zināšanas sāka papildināt ar loģiskākiem dažādu parādību skaidrojumiem un to rašanās hipotēzēm. Secinājumi tika izdarīti, pamatojoties uz novērojumos iegūto datu izpratni un apstrādi. Tie bija ticamāki un pamatotāki.

Turpināja attīstīties arī praktiskais ģeoloģijas virziens. Gan tā laika cilvēkiem, gan mums kļuva svarīgi, ka senajā periodā tika fiksēti daudzi novērojumi un hipotēzes. Šī informācija sāka kalpot nākamajām paaudzēm, un no tās mēs varam spriest par zinātnes attīstību, t.sk. un tā laika ģeoloģija.

Par seno zinātnieku un filozofu sasniegumiem var uzskatīt, piemēram, secinājumu, ka agrāk dažu sauszemes teritoriju vietā bijusi jūra. Šo secinājumu izdarīja Ksenofāns, pamatojoties uz jūras gliemežvāku klātbūtni zemē. Arī senatnē jau tika pieņemts, ka mūsu planēta ir sfēriska. Šis pieņēmums tika izdarīts, pamatojoties uz novērojumiem par zemes ēnu uz Mēness Mēness aptumsuma laikā. Ēnai ir apaļa forma, attiecīgi to met apaļš vai sfērisks korpuss. Un Eratostens pat aprēķināja Zemes apkārtmēru. Viņa iegūtie rezultāti tikai nedaudz atšķīrās no mūsdienu datiem.

Lielu ieguldījumu ģeoloģijas attīstībā sniedza sengrieķu zinātnieks un filozofs Aristotelis. Viņš ierosināja attēlu ar sfērisku Zemi, kuras iekšpusē ir dobumi un kanāli, kuros cirkulē ūdens un gaiss. Zinātnieks zemestrīces, kas notiek uz virsmas, skaidroja ar to kustībām. Interesanti, ka šī uzskatu sistēma atbilst Grieķijas dabai, kurai raksturīgi karsta dobumi un biežas zemestrīces. Aristotelis arī ieviesa zinātnē kādu mineraloģisko informāciju: viņš sastādīja pirmo fosiliju klasifikāciju, sadalot tās rūdās, akmeņos un zemēs.

Plīnijs Vecākais papildus zemestrīcēm uzsvēra lēnas vertikālas zemes kustības.

Strabo izteica ideju par Sicīlijas salas vulkānisko izcelsmi.

Tieši senatnes periodā tika radītas divas galvenās Zemes veidošanās hipotēzes. Tie ir plutonisms un neptūnisms. Šīs hipotēzes pastāvēja daudzus gadsimtus, un tās vienlīdz pieņēma daudzi lieliski cilvēki.

Plutonisms ir uzskatu sistēma, kas balstās uz izpratni par Zemes iekšējiem ģeoloģiskajiem spēkiem kā galvenajiem faktoriem tās virsmas un zemes dzīļu veidošanā. Neptūnisms nozīmē, ka visi ieži veidojās no okeāna ūdeņiem šķīdumu kristalizācijas laikā. Zemes iekšējo spēku ietekme tiek noraidīta.

Cīņa starp šīm hipotēzēm ir devusi lielu labumu ģeoloģijai, jo ir veikti daudzi pētījumi, lai atrastu tām pierādījumus. Tagad mēs zinām, ka uzvarējuši Zemes veidošanās idejas atbalstītāji tās iekšējo spēku (plutonistu) ietekmē. Taču ir pierādīts, ka minerālvielas var veidoties arī no ūdens šķīdumiem.

Senajā periodā uzlabojās arī ģeoloģisko zināšanu pielietošanas veidi praksē. Metālu apstrādei izmantoja kalšanu. Un ieguvi sāka veikt, izmantojot raktuves, nevis atklātas bedres.

Tādējādi senais periods ģeoloģijā ienesa daudz noderīgu zināšanu. Tika noteikts ģeoloģijas teorētiskās nozares sākums, tika reģistrēti novērojumu rezultāti, kas ļāva nākotnē balstīties uz šiem sasniegumiem.

Nākamais periods ģeoloģijas attīstībā bija grūts ne tikai tai. Viduslaikus raksturoja zinātnes stagnācija kopumā. Bet tomēr zināšanas par Zemi turpināja attīstīties.

Skolas periods

Skolas periods ilga no 5. līdz 15. gadsimtam. Rietumeiropā. Citās valstīs tas ilga no 7. līdz 17. gadsimtam. Līdz ar Romas impērijas krišanu zinātniskās zināšanas pārtrauca savu straujo attīstību tās robežās. Grieķija vairs nebija zinātnisko ideju centrs. Taču arī Rietumeiropā zinātne attīstījās vāji. Dabaszinātne šajā laikā nonāca Vidusāzijas zinātnieku rokās, taču par viņu pētījumiem ir saglabājies ļoti maz datu. Pie mums ir nonākuši tikai daži viņu darbi.

Ibn Sina (vai Avicenna) izskaidroja zemes virsmas izmaiņas divu iemeslu dēļ. Viens no tiem ir Zemes iekšējo spēku ietekme (ar to zinātnieks domāja vēju, kas pūš pazemes tukšumos). Pateicoties šiem spēkiem, zemes virsma paceļas, veidojot pauguru. Vēl viens iemesls ir ārējās (meteoroloģiskās, hidrosfēras uc) ietekmes, kas iznīcina planētas virsmas apgabalus, radot ieplakas. Šī hipotēze pat ņēma vērā, ka no ārpuses bojājamās virsmas sastāvdaļu blīvums ir atšķirīgs. Tad irdeno iežu vietā veidojas reljefa samazinājums, cieto iežu vietā - tā pieaugums, jo akmeņi ap tiem iztur stiprāk.

Ibn Sina arī ierosināja, ka jūra atkārtoti virzās uz sauszemes un atkal atkāpās. Kā pierādījumu tam viņš saskatīja dažādu iežu slāņu klātbūtni kalnos. Zinātnieks uzskatīja, ka tad, kad zeme tika atbrīvota no jūras, upes izskaloja tajā esošās ielejas, t.i. veidojās laikmetīgs reljefs.

Ibn Sina izveidoja jaunu minerālu un iežu klasifikāciju. Viņš tos sadalīja akmeņos, kausējamos ķermeņos (metālos), uzliesmojošās sēra vielās un sāļos. Klasifikāciju pieņēma eiropieši, un tā pastāvēja diezgan ilgu laiku.

Cits Vidusāzijas zinātnieks Biruni aprakstīja vairāk nekā 100 minerālus un nosauca to atradnes. Viņš arī iemācījās noteikt minerālu īpatnējo svaru, darot to gandrīz 700 gadus pirms eiropiešiem.

Daži citi Āzijas pētnieki turpināja attīstīt seno ideju idejas par pasauli.

Lēnās ģeoloģijas attīstības iemesls Eiropā bija baznīcas ietekme. Viņa iejaucās zinātnē ar Bībeles priekšstatu par pasauli un tās izcelsmi. Un, tā kā ģeologi piedāvāja pasaules uzskatu, kas neatbilst Bībeles skatījumam, viņu mācības un darbi tika kritizēti vai pat aizliegti. Sakarā ar to radās daudzas nepareizas hipotēzes un viltus mācības. Bija pat neliela nobīde starp zinātni un seno zinātni. Piemēram, zemē atrastās fosilo dzīvo organismu atliekas tika uzskatītas par dabas rotaļām vai spontānas dzīvības rašanās piemēru, jo Saskaņā ar baznīcas mācību dzīvību Dievs radīja tādā formā, kādā tā pastāv tagad, un atradumi tagad bija neesoši organismi. Tika ieviestas arī viltus mācības, ka Zeme ir taisnstūris un zvaigznes debesīs kustina eņģeļi.

Daži zinātnieki Eiropā, ignorējot baznīcu, piedāvāja savas idejas par pasauli. Bet viņi tikai aizņēmās seno pasaules uzskatu.

Tomēr, neskatoties uz teorētiskās ģeoloģijas attīstības palēnināšanos, tās praktiskā ievirze (lietišķā ģeoloģija) attīstījās veiksmīgāk, īpaši Eiropā. Tas bija saistīts ar cilvēces attīstību un līdz ar to pieaugošo vajadzību pēc minerālu izejvielām.

Pilsētu celtniecībai ēku celtniecībai bija nepieciešami dabiski materiāli. Ieguves attīstību veicināja arī pieaugošais pilsētu amatnieku skaits, kuriem bija vajadzīgs materiāls saviem izstrādājumiem, kas bieži bija izgatavoti no akmens. Šo faktoru sekas bija minerālvielu daudzuma palielināšanās, ko cilvēki ieguva no zemes zarnām.

Renesanses periods (no 15.-17.gs. līdz 18.gadsimta vidum)

Šo periodu sagatavoja lielo ģeogrāfisko atklājumu laikmets. Kolumba, Magelāna, Vasko da Gamas ceļojumi veicināja liela materiāla daudzuma uzkrāšanos par visu Zemes virsmu. Tādējādi Magelāna ceļojuma laikā apkārt pasaulei beidzot tika pierādīts, ka mūsu planētai ir sfēriska forma. Renesanses laika zinātnieku hipotēzes kļūst tik pārliecinošas, ko apstiprina tik neapstrīdami fakti, ka baznīca atkāpjas zinātnes priekšā.

Renesanses laikā Nikolajs Koperniks, Galilejs Galilejs un Džordāno Bruno izveidoja heliocentrisko pasaules modeli.

Kā zināms, renesanses laikā notiek cilvēces garīgais pieaugums. Lai gan baznīcas ietekme joprojām saglabājās, tās mācība pārstāja būt vienīgā pasaules interpretācija. Cilvēki sāk ticēt zinātnei.

Pilsētām turpinot augt un attīstoties tehnoloģijām, Zemes bagātības ieguve kļuva ātrāka un efektīvāka. Pieaudzis arī attīstīto lauku skaits.

Protams, derīgo izrakteņu ieguves laikā cilvēki uzkrāja zināšanas par iežu īpašībām, to rašanās īpatnībām, zemes garozas uzbūvi. Šī materiāla vispārināšana radīja svarīgus teorētiskus secinājumus.

Starp cilvēkiem, kas renesanses periodā sniedza ieguldījumu ģeoloģijā, ir vācu zinātnieks Georgs Bauers (jeb Agrikola). Viņš apkopoja visus Rietumeiropas kalnraču sasniegumus. Zinātnieks aprakstīja mīnu likšanas metodes un to īpatnības. Agricola bija arī pirmā, kas noteica atšķirību starp minerāliem un iežiem. Zinātnieks aprakstīja daudzu minerālu īpašības, kas ļāva citiem ģeologiem identificēt minerālus. Agricola pētīja arī kristālus.

Slavenais Leonardo da Vinči arī sniedza zināmu ģeoloģisko informāciju zinātnei. Piemēram, viņš izteica domu, ka akmeņus varētu sakārtot horizontālos slāņos vai kroku veidā. Leonardo arī uzskatīja, ka seno izmirušo organismu atradumi ir patiesi to atliekas, nevis dabas rotaļas, atšķirībā no skolas perioda zinātniekiem.

Renesanses periodā Krievija sniedza ieguldījumu ģeoloģijā. Noguldījumu meklēšanu plaši organizēja valdība. 1584. gadā tika izveidots Akmens lietu ordenis. Daudzi minerāli tika iegūti Krievijas impērijas ietvaros. Tos eksportēja arī uz citām valstīm.

Dānis Nīls Steno nodibināja stratigrāfiju un atklāja pirmo kristalogrāfijas likumu par kristāla leņķu noturību, kā arī veica pirmo zinātnisko kopsavilkumu par zemes magnētismu.

Ģeoloģijas pirmszinātniskais attīstības posms ir beidzies. Materiālu par Zemi jau ir uzkrāts pietiekami daudz. Vajadzēja tikai vispārināt un papildināt ar teorētiskiem secinājumiem. Zinātniskajā posmā, bruņota ar jaunām tehnoloģijām un garīgajiem spēkiem, cilvēce sāka risināt šo problēmu. Bet, protams, ģeoloģijas pirmszinātnisko attīstības posmu nevarēja uzreiz aizstāt ar zinātnisko. Tāpēc arī tās vēsturē izceļas pārejas periods.

1.2. Pārejas periods (18. gs. otrā puse)

Pārejas periodam ģeoloģijas attīstībā raksturīgs tas, ka šajā laikā vienlaikus notiek gan vecās pirmszinātniskā perioda mācības, gan zinātniskie vispārinājumi. Pirmszinātniskajā posmā uzkrātās ģeoloģiskās zināšanas tiek sistematizētas un līdz ar to pārejas periodā notiek ģeoloģijas kā zinātnes veidošanās.

Būtiska atšķirība starp pārejas periodu un pirmszinātnisko periodu bija tā, ka šajā laikā ģeoloģijā tika nostiprināta ideja par pasaules mainīgumu, turpretim iepriekš lielākā daļa zinātnieku uzskatīja, ka pasaule vienmēr ir pastāvējusi nemainīgā formā. Ideju par Zemes attīstību izteica daudzi pārejas perioda zinātnieki, taču vispirms tā ir saistīta ar J. Bufona, I. Kanta un M.V. Lomonosovs. Savos darbos viņi uzskatīja visu Zemes vēsturi no tās izcelsmes līdz pašreizējam stāvoklim kā vienotu pasaules attēlu. Pēc šo zinātnieku domām, Zeme pastāvīgi mainījās.

Ģeoloģijas sasniegums bija Vernera izstrādātā minerālu diagnostisko raksturlielumu klasifikācija. Viņš arī pētīja rūdas minerālus un ierosināja iežu stratigrāfiskās secības sistēmu. Teorētiskās ģeoloģijas attīstībā zinātniekam bija diezgan negatīva loma: viņš izstrādāja shēmu kalnu valstu veidošanai, pamatojoties uz neptūnisma idejām.

Atšķirībā no A.G. Džeimss Hatons Verneram pierādīja plutonisma teoriju, runājot par tā iekšējo spēku izšķirošo nozīmi Zemes veidošanā.

Zinātnieks I. Kants 1755. gadā izvirzīja hipotēzi par Saules sistēmas izcelsmi. Saskaņā ar to sākotnēji Visumā izkaisītās elementārdaļiņas savstarpējas pievilkšanās iespaidā sapulcējās ķekaros. Saspiežot un uzkarsējot vienu no matērijas gabaliem, izveidojās Saule. Ap to pulcējās miglāji, kuros radās planētas, t.sk. Zeme. Dž.Bufons radīja hipotēzi par Zemes attīstību. Viņš uzskatīja, ka mūsu planētai sacietējot, to klāj okeāni. Pateicoties ūdens kustībām, tajos veidojās nelīdzens dibens. Kalni kļuva par kontinentiem, ūdenim atkāpjoties. Bufons Zemes pastāvēšanas periodu noteica 75 tūkstošus gadu. Tagad mums šķiet, ka tas ir ļoti īss periods, taču teologi kritizēja Bufona hipotēzi, jo Saskaņā ar Bībeles mācību Zeme pastāv jau 6000 gadu.

Tātad līdz 19. gadsimta sākumam ģeoloģija veidojās kā zinātne. Nākamais tās attīstības posms ir zinātnisks, kas papildināja cilvēku zināšanas par Zemi ar jaunāko informāciju.

Varonības periods (19. gs. pirmā puse)

Perioda sākums ir saistīts ar biostratigrāfiskās metodes rašanos. Tas ļāva noteikt iežu relatīvo vecumu, pamatojoties uz tajos esošo seno organismu atlieku struktūras sarežģītību (sīkāk šo metodi aprakstīju šī darba 2.1. punktā).

Paleontoloģija parādījās kā neatkarīga disciplīna ģeoloģijā. (skat. 1.4. punktu).

19. gadsimta sākumā K.L. fon Buhs izvirzīja pirmo tektonisko hipotēzi. Tajā zinātnieks uzskatīja vulkānismu par vadošo procesu, kas veido kalnus. Hipotēzi apstiprināja A. Humbolta pētījumi. To pieņēma daudzi zinātnieki, un tam bija liela nozīme cilvēku izpratnē par kalnu veidošanas procesiem.

Iegūtā informācija par minerālu ķīmisko sastāvu un to kristālu veidošanās likumiem ļāva līdz varonības perioda beigām izveidot minerālu ķīmisko klasifikāciju. Šī klasifikācija ilgu laiku veidoja mineraloģijas pamatu.

Varonības perioda beigās ģeoloģijā tika dots vēl viens nozīmīgs ieguldījums. Stratigrāfijas pārstāvji novēroja, ka atsevišķos iežu slāņos nav konstatēta evolucionāra saikne starp organismiem, kas pieder pie dažādiem ģeoloģiskajiem laikiem. Tie. senčus dažos organismos nevarēja atrast, bet citos – pēcnācējus. Lai izskaidrotu šos faktus, zinātnieki izveidoja katastrofu teoriju. Teorija ietvēra ideju par daudzu katastrofu esamību Zemes vēsturē, kas, pēc zinātnieku domām, periodiski pilnībā iznīcināja dzīvību uz planētas, pēc tam radās no jauna. Čārlzs Laiels vispirms iebilda pret to savā darbā “Ģeoloģijas pamati...” (1830-1833). Viņš rakstīja, ka organiskā pasaule uz Zemes attīstījās konsekventi un pastāvīgi. Tomēr zinātnieka idejas tika apstiprinātas un pieņemtas tikai 20 gadus vēlāk.

Varonības periodā ģeologi atrisināja vēl vienu problēmu. Jau sen ir aktualizēts jautājums par dīvaino laukakmeņu izcelsmi, kuru izplatības zonas atrodas tūkstošiem kilometru attālumā no vietām, kur tie atrasti. Šis fakts tika izskaidrots ar ledāju teoriju, kas pieņēma daudzu apledojumu ietekmi uz zemes virsmu. Pēc tam šī hipotēze ne tikai pierādīja laukakmeņu transportēšanu ar ledājiem, bet arī apstiprinājās, un apledojuma laikmetus sāka uzskatīt par Zemes vēstures sastāvdaļu.

Tātad, ne velti varonīgais periods saņēma savu nosaukumu. Ģeoloģija patiešām ir guvusi milzīgus soļus. Perioda rezultāti bija pirmo ģeologu biedrību, nacionālo ģeoloģisko dienestu izveidošana Krievijā, Anglijā un Francijā. Arī šim periodam bija raksturīgs lielais pētījumu apjoms un to īstenošanas organizētāks raksturs.

Ģeoloģija ir kļuvusi par neatkarīgu dabaszinātņu disciplīnu. Ir parādījusies jauna profesija – ģeologs.

Klasiskais periods (19. gadsimta otrā puse)

Klasiskā perioda sākumā parādījās Čārlza Darvina grāmata “Sugu izcelsme ar dabiskās atlases līdzekļiem...”. Viņa apstiprināja Čārlza Laiela hipotēzi. Tā kā hipotēzi par dzīvības evolucionāro attīstību sāka apstiprināt tādu organismu atradumi, kas ir pārejas saikne starp tām dzīvības formām, kuras iepriekš tika uzskatītas par savstarpēji nesaistītām, ģeologi beidzot atteicās no katastrofas. Viņi pieņēma evolūcijas teoriju.

Šo periodu raksturo arī Elie de Bomont izvirzītās kontrakcijas hipotēzes parādīšanās. Zinātnieks uzskatīja, ka, Zemei atdziestot, tās tilpums samazinājās, kā rezultātā zemes garozā parādījās krokas. Tā viņš skaidroja kalnu izcelsmi. Kontrakcijas hipotēzes šķietamā iekšējā loģika un tai alternatīvas trūkums noveda pie tā, ka šī ideja bija iesakņojusies ģeoloģijā visā klasiskajā periodā.

Klasiskajā periodā radās magmas jēdziens - šķidra viela, kas dažos gadījumos var veidoties cietā zemes apvalkā. Jo īpaši magma izplūst cauri vulkāna krāteriem un, atbrīvojusies no gāzēm, pārvēršas lavā. Magmas diferenciācija ir process, kurā tā pārvēršas dažādos iežos, kad tā sacietē. Tas izskaidroja daudzu iežu izcelsmi.

Vēlos atzīmēt, ka 19. gadsimta otrajā pusē, pateicoties rūpniecības attīstībai daudzās valstīs, pieauga derīgo izrakteņu ieguves apjoms. Pasaules tērauda ražošana pieauga no 500 tūkstošiem līdz 28 miljoniem tonnu, un globālā ogļu ražošana pieauga 3 reizes. Tā kā visām valstīm vajadzēja vēl vairāk minerālo izejvielu, to valdības piešķīra lielus līdzekļus ģeoloģijas attīstībai. Tā sekas bija ģeofizikas parādīšanās, kas ļāva izpētīt mūsu planētas dziļo struktūru.

Var arī atzīmēt, ka klasiskajā periodā daudz tika darīts, lai pētītu Krievijas ģeoloģisko uzbūvi. 1882. gadā tika nodibināta Krievijas Ģeoloģijas komiteja.

Klasiskajā periodā petrogrāfijā notika ievērojama attīstība. Klinšu ekspertu rokās ir parādījies polarizējošais mikroskops. Ar tās palīdzību tika pētītas plānākās caurspīdīgās iežu plātnes - plānie griezumi (optiskā petrogrāfija).

Kristalogrāfija radās no mineraloģijas kā neatkarīga disciplīna.

Tas arī iezīmēja naftas ģeoloģijas sākumu. To sāka uzskatīt par minerālu, un tika radītas hipotēzes par tā veidošanos.

Tādējādi klasiskais ģeoloģijas attīstības periods šai zinātnei deva daudz priekšrocību. Ģeoloģija sāka ieņemt nozīmīgu vietu dabaszinātņu disciplīnās.

Nākamais ģeoloģijas attīstības periods, “kritiskais” periods, kļuva par pagrieziena punktu dabaszinātņu attīstībā kopumā. Augsni “kritiskajā” periodā izdarītajiem atklājumiem sagatavoja klasiskā perioda ģeoloģiskie sasniegumi.

“Kritiskais” periods” (20. gs. pirmā puse)

Nav nejaušība, ka šis ģeoloģijas attīstības periods saņēma šādu nosaukumu. Ir vērts atzīmēt, ka tā kā “kritiskā” perioda rašanās bija saistīta ar daudziem jauniem atklājumiem dažādās zinātnes jomās. Tie ir sasniegumi zināšanās par mikropasauli un rentgena starojuma, dabiskās radioaktivitātes atklāšanu. Tas viss būtiski ietekmēja ģeoloģiju.

Perioda sākumā kontrakcijas hipotēze sabruka. Tā vietā parādījās citas tektoniskas hipotēzes. A.Vēgenera izvirzītā hipotēze par kontinentālo novirzi kļuva visvairāk atbilst mūsdienu priekšstatiem par Zemi. Viņa norādīja, ka zemes garoza sastāv no neatņemamiem blokiem - litosfēras plāksnēm, kas pārvietojas viena pret otru, un līdz ar tām arī kontinenti (sk. 1. att.). Hipotēzei bija ļoti svarīga loma ģeoloģijā. Kalnu apbūves procesus viņa skaidroja ar zemes garozas sabrukumu litosfēras plākšņu sadursmes laikā. Tas arī izskaidroja zemestrīces un vulkānismu. Hipotēzi apstiprināja fakts, ka zemestrīču un vulkānisma zonas kalnainie apgabali gandrīz vienmēr sakrīt – tie atbilst litosfēras plātņu robežām. Hipotēzi apstiprināja arī fakts, ka Dienvidamerikas austrumu piekraste atbilda Āfrikas rietumu krastam, t.i., ja mēs noņemtu Atlantijas okeānu, tuvinot Āfriku Dienvidamerikai, tie veidotu vienotu kontinentu, kas veidoja šos kontinentus. , sadalot pagātnē.

Tomēr, neskatoties uz tik spēcīgiem argumentiem par labu hipotēzes pareizībai, tā tika kritizēta un ilgu laiku netika pieņemta ģeoloģijā. Tā neticamības dēļ hipotēze tika noraidīta. Galvenā no tām bija undācijas hipotēze. Tas nozīmēja reljefa veidošanos vertikālu kustību dēļ zemes garozā.

“Kritiskajā” periodā ģeotektonika tiek sadalīta atsevišķā zinātnes disciplīnā. Viņai bija liela ietekme uz teorētiskās un lietišķās ģeoloģijas attīstību. Turpināja attīstīties arī šīs disciplīnas sadaļa ģeosinklīnu - kustīgo jostu pie litosfēras plātņu robežām izpēte, kas izskaidro daudzas Zemes īpatnības.

V.A. Obručevs, S.S. Šulcs, N.I. Nikolajevs kļuva par ģeotektonikas dibinātāju - disciplīnu, kas pēta nesenās pagātnes un mūsdienu tektoniskās kustības.

Izmantojot ģeofizikālās metodes, tika izveidots Zemes čaulas struktūras modelis. Tas tika sadalīts kodolā, apvalkā un garozā. Kā zināms, šīs ģeosfēras identificē arī mūsdienu zinātnieki.

Petrogrāfijā sāka intensīvi attīstīties fizikāli ķīmiskais pētījumu virziens un rezultātā radās kristālu ķīmija. Kristālu pētīšanai sāka izmantot rentgenstaru difrakcijas analīzi.

Degošo minerālu ģeoloģija turpināja attīstīties. Parādījās arī mūžīgā sasaluma pētījumi. Līdz “kritiskā” perioda beigām tika sastādītas dažādu teritoriju ģeoloģiskās kartes un rakstīti darbi, apkopojot ģeoloģiskos materiālus atsevišķām teritorijām.

Vajadzība pēc derīgajiem izrakteņiem ir pieaugusi, un sākta iegūt un izmantot jaunus derīgo izrakteņu veidus – urāna rūdas un naftu. Tika izstrādātas jaunas metodes noguldījumu meklēšanai.

Pēdējais periods (1960.-1990. gadi)

Mūsdienu perioda sākumā notika ģeoloģijas tehniskā pārkārtošana. Parādījās elektronu mikroskops, elektroniskie datori un masas spektrometrs (ķīmisko elementu masas noteicējs). Kļuva iespējama dziļūdens urbšana un Zemes izpēte no kosmosa.

Svarīgi bija tas, ka Zemi varēja izpētīt, salīdzinot to ar citām planētām. Tāpat kļuva iespējams noteikt iežu absolūto vecumu.

Paleontoloģija ir guvusi ievērojamus panākumus - ir izsecinātas jaunas fosilo atlieku grupas, identificēti dzīvo organismu attīstības modeļi un konstatēti lieli izmiršanas gadījumi biosfēras vēsturē.

Pēdējā laikā zinātnieki eksperimentu ceļā ir sākuši laboratorijā risināt dažas ģeoloģiskās problēmas, piemēram, mineraloģiju.

Tika atklāti metasomātiskā zonējuma likumi (mijiedarbībā ar ūdens šķīdumiem modificētu minerālu rašanās pazīmes) un izveidota teorija par dažāda veida litoģenēzi (iežu pārtapšanas ceļi metamorfā). Arī mūsdienu periodā tika izveidotas Eirāzijas tektoniskās kartes un pasaules paleoģeogrāfiskās kartes.

Mūsdienu periodā mobilisma idejas tika pieņemtas un turpināja attīstīties, t.sk. kontinentālās novirzes hipotēze.

Paleontologi ir identificējuši agrākos dzīvības attīstības posmus uz Zemes.

Vides problēmu rašanās ir saistīta ar ģeotehnoloģiju rašanos - zinātni, kas atrisina mūsu planētas zemes dzīļu racionālas izmantošanas problēmu. Parādījās arī vides ģeoloģija.

Pēdējā laikā ir izstrādāts izplatīšanās mehānisms. Tas ietvēra ideju, ka zonās, kur magma izplūst un sacietē, veidojas jauna okeāna garoza. Šādām zonām atbilst okeāna vidus grēdas. Tad jaunā garoza virzās uz kontinentiem un, pie kontinentālās garozas robežas, nokļūst zem tās. Šajās vietās veidojas dziļjūras tranšejas, un kontinentos bieži notiek kalnu veidošanās.

Pēdējā laika ģeoloģija maz atšķiras no mūsdienu. Taču tā attīstība ar to neapstājās, tā turpinās tagadnē un turpināsies arī nākotnē.

Ģeoloģijas vēstures noslēgumā vēlos izcelt galvenās līdz šim izveidojušās zinātnes nozares.

.4 Ģeoloģijas sekcijas

Līdz šim ģeoloģijā ir izveidotas šādas galvenās sadaļas.

1. Dinamiskā vai fiziskā ģeoloģija.Šajā sadaļā tiek pētītas mūsdienu ģeoloģiskās parādības, kas cilvēku acu priekšā maina Zemi (atmosfēra, ūdens, flora un fauna, vulkānisms).

. Petrogrāfija jeb zinātne par akmeņiem.Šī sadaļa ir gandrīz sasniegusi neatkarīgas zinātnes apmērus, jo iežu īpašību izpēte ir svarīga to pielietošanai.

. Paleontoloģija- zinātne par fosilajiem dzīvajiem organismiem, veido trešo ģeoloģijas sadaļu. Viņš pēta seno dzīvo būtņu attīstību, izcelsmi un pat atjauno to dzīvotni.

Viņš pēta dažādu iežu rašanās secību un apstākļus, kā arī dzīvības pēdas tajos. stratigrāfija. Tas pieder pie ceturtās ģeoloģijas sadaļas. Iedalīta petrogrāfiskajā un paleontoloģiskajā, stratigrāfija ieņem nozīmīgu vietu ģeoloģijā - tā aptver daudzu Zemes modeļu izpēti vienlaikus. Sīkāka informācija par stratigrāfiju ir rakstīta sadaļā 2.1. īsts darbs.

. Vēsturiskā ģeoloģijaveido piekto Zemes zinātnes sadaļu. Tas savā ziņā apkopo visus mūsu planētas pētījumus: tajā laikā tiek izplatīti ģeoloģiskie pieminekļi, procesi un parādības.

Šīs ir galvenās ģeoloģijas nozares. Tie savukārt ir sadalīti daudzās mazākās jomās, pētot vai nu dažādus problēmas aspektus saistībā ar galveno sadaļu, vai pētot to, izmantojot dažādas metodes.

Tātad ir aprakstīta ģeoloģijas zinātņu attīstības vēsture. Ar tās palīdzību veidojās priekšstats par ģeoloģiju, tika izceltas šīs zinātnes galvenās idejas un nosacījumi.

2. Pētījumu metodes

Tagad es aprakstīšu metodes, ar kurām ģeoloģija pēta Zemi. Viņu izpratne ir ļoti interesanta un svarīga. Vēlos arī atzīmēt, ka daudzu metožu nosaukumi sakrīt ar dažādu ģeoloģijas nozaru nosaukumiem, kas tās pielieto.

.1 Iežu relatīvā vecuma noteikšana

Lai pētītu planētas pagātni un dzīvības attīstību uz tās, ir jāspēj noteikt, kuri ieži uz Zemes veidojušies agrāk un kuri vēlāk. Ir dažādi veidi, kā to izdarīt.

Sākotnēji dānis Nils Steno izvirzīja principu: "Augšstāvošais slānis veidojās vēlāk nekā apakšējais slānis." Stratigrāfija ir kļuvusi par ģeoloģijas nozari, kas pēta iežu veidošanās secību un izvietojuma modeļus, izmantojot šo un citus principus. Šī ir viena no galvenajām ģeoloģijas nozarēm.

Tomēr Steno principam ir arī savi trūkumi. Piemēram, nav iespējams salīdzināt dažādās vietās guļošo akmeņu vecumu. Vēlāk šī problēma tika atrisināta. Zinātnieki ir pamanījuši, ka dzīvie organismi ir sarežģītāki, jo jaunāki tie ir. Tādējādi, salīdzinot to atlieku strukturālās iezīmes klintīs, viņi nosaka, kuri organismi un līdz ar to arī ieži ir jaunāki. Tagad, pat sajaucot iežu slāņus, ir iespējams noteikt sākotnējo to rašanās secību (skat. 2. att.).

Šobrīd zinātnieki ir atlasījuši raksturīgākās dzīvības formas katram Zemes vēstures periodam. Viņu atliekas sauc par vadošajām fosilijām. Tie precīzi nosaka iežu uzkrāšanās secību.

Pateicoties šiem atklājumiem, tika sastādīta ģeohronoloģiskā skala, kurā Zemes vēsture ir sadalīta laikmetos, laikmetos, periodos un laikmetos. Mērogs ir vispārpieņemts, tiek izmantots visur un ir svarīgs daudzām zinātnes nozarēm. Tomēr tas sākotnēji norāda tikai periodu secību. To ilgums, sākuma un beigu datumi tika noteikti, izmantojot izotopu metodi iežu absolūtā vecuma noteikšanai.

.2 Iežu absolūtā vecuma noteikšana

Ģeologi jau ir sapratuši, kā noteikt dažu iežu vecumu attiecībā pret citiem. Taču netika atrisināta vēl viena problēma – noteikt, cik gadus ir pastāvējuši konkrēti ieži. Attīstoties kodolfizikai, cilvēki iemācījās noteikt iežu absolūto vecumu, izmantojot jaunākos instrumentus.

Izotopu metodes (tā sauktā iežu absolūtā vecuma noteikšanas metode) būtība ir šāda. Konstatēts, ka nestabilie ķīmisko elementu izotopi sadalās un pārvēršas vieglākos, stabilos atomos. Turklāt šīs sabrukšanas ātrums gandrīz nav atkarīgs no ārējiem apstākļiem. Tātad, pēc nestabila elementa daudzuma un tā sabrukšanas produktu skaita tie nosaka, cik daudz elements ir sadalījies. Dažos gadījumos tiek noteikts nevis sabrukšanas produktu skaits, bet gan sliežu skaits - laukumi, kurus klintī sadedzina nestabila izotopa kodolu fragmenti. Tas ļauj noskaidrot kodola skaldīšanas gadījumu skaitu. Zinot pastāvīgo sabrukšanas ātrumu, var noteikt, kad tas sākās, un līdz ar to, cik sen klints veidojās.

Visprecīzākā ir radiooglekļa metode, kurā tiek izmantota nestabila oglekļa izotopa sabrukšana ar atommasu 14. Tās pussabrukšanas periods ir diezgan īss laika posms - 5768 gadi. Bet, tā kā laika posmā, kas vienāds ar desmit pussabrukšanas periodiem, reakcijas efektivitāte samazinās par 1024 reizēm, kļūst grūti reģistrēt tik nelielas izmaiņas vielā. Tāpēc ar šo metodi mērītais laiks nepārsniedz 60 000 gadu. Šajā intervālā vecums tiek noteikts visprecīzāk.

Izmantojot radiooglekļa metodi, tiek noteikts organisko atlieku vecums, jo dzīvie organismi dzīves laikā absorbē oglekli no atmosfēras. Oglekļa izotopu saturs tajā ir nemainīgs, jo atbalsta izglītība C 14 izmantojot kosmisko starojumu. Un pēc organisma nāves nestabilais ogleklis sāk sadalīties.

Oglekļa izotopu daudzuma noteikšanai bieži izmanto masu spektrometrijas metodi (sk. 3. att.). Šajā gadījumā paraugā esošais ogleklis tiek oksidēts, pārvēršot to oglekļa dioksīdā. Pēc tam gāzes molekulas tiek pārvērstas jonos un izvadītas caur magnētisko kameru. Tas satur CO 2 ar vieglo oglekli novirzās spēcīgāk nekā gāze ar smago izotopu. Reģistrējot novirzes no taisnvirziena trajektorijas, nosaka, cik nestabilu smago izotopu paliek vielā. Jo mazāk nestabilu atomu paliek, jo vecāks ir paraugs, kura vecums tiek noteikts. Gados to aprēķina, izmantojot īpašas formulas.

Urāna pussabrukšanas periods ar atomu masu 238 ir 4,51 miljards gadu. Tāpēc urāna-svina metode (svins ir urāna sabrukšanas produkts) ļauj datēt senos notikumus, lai gan tas samazina mērījumu precizitāti. Metodes tehnoloģija ir šāda. Starp iežiem, kuru vecums ir jānosaka, tiek atlasīti tie, kas satur cirkonu, urānu saturošu minerālu. Pēc tam iezi sasmalcina kristālos un tos izsijā caur speciāliem tīkliem, lai atdalītu vienāda izmēra kristālus. Kad šie kristāli tiek iegremdēti augsta blīvuma šķīdumos, vissmagākais no kristāliem, cirkons, nosēžas apakšā. To izvēlas un uz speciālas plāksnes uzlīmē viena kristāla slāni. Pēc tam kristālus uz plāksnes sasmalcina un iemērc skābes šķīdumā. Šajā gadījumā sliežu ceļiem esošā viela izšķīst, un tās kļūst redzamas caur mikroskopu. Pēc tam tiek skaitīts celiņu skaits uz laukuma vienību. Gados vecumu nosaka, izmantojot īpašas matemātiskas formulas. Šajā gadījumā tiek ņemta vērā arī sabrukšanas ātruma samazināšanās ar laiku.

Izotopu metode šobrīd ir visprecīzākā, taču ir arī citi veidi, kā noteikt iežu absolūto vecumu. Piemēram, nosakot nogulumiežu uzkrāšanās ātrumu un zinot to slāņa biezumu, var aptuveni novērtēt šo iežu veidošanās laiku. Bet iežu uzkrāšanās ātrums var mainīties, un to slānis var tikt saspiests, un tāpēc šādas metodes nav pietiekami precīzas.

2.3. Spektrālā analīze

Cilvēki jau sen ir ievērojuši, ka dažādi ķīmiskie elementi, kas ievietoti liesmā, piešķir tai dažādas krāsas (skat. 4. att.). Piemēram, vara sulfāts ir zaļš, galda sāls ir spilgti dzeltens. Taču precīzi noteikt ķīmiskos elementus pēc uguns krāsas nav iespējams, jo... daži no tiem piešķir tādu pašu krāsu.

1859. gadā vācu zinātnieki, ķīmiķis Roberts Bunsens un fiziķis Histafs Kirhhofs, atrada veidu, kā atšķirt liesmu krāsu nokrāsas. Viņi izmantoja savu izgudrojumu – spektroskopu. Tas sastāv no stikla prizmas, kas novietota balta ekrāna priekšā. Prizma sadala gaismas staru monohromatiskajos staros, padarot redzamas atšķirības starp elementu spektriem, kas vizuāli krāso liesmu vienādi.

Kopumā spektrālā analīze izrādījās svarīga gan ģeologiem, gan arī tās radītās jaunās zinātnes - kosmoķīmijas - pārstāvjiem.

2.4. Gravitācijas apsekojums

Svars ir spēks, ar kādu ķermenis, pievelkot Zemi, nospiež balstu vai velk balstiekārtu. Izrādās, ka pat ķermeņu pievilkšana Zemei tiek izmantota ģeoloģijā.

Jebkuram ķermenim ar masu ir pievilcība. Mēs to ļoti labi novērojam, jo ​​Zemes gravitācija ir Zemes pievilkšanās spēks. Bet, ja visi ķermeņi ir piesaistīti viens otram, tad kāpēc mēs nepamanām, piemēram, pievilcību starp diviem cilvēkiem? Fakts ir tāds, ka šie spēki ir ļoti mazi, bet tie joprojām pastāv. Eksperimentāli ir pierādīts, ka liela kalna tuvumā svērtenis novirzās no vertikālā stāvokļa. Tāpat tika konstatēts, ka divas lielas svina bumbiņas ripo viena pret otru tuvākā attālumā.

Saskaņā ar tiem varam secināt, ka atkarībā no pazemē esošo iežu blīvuma mainīsies arī gravitācijas spēka (fizikā - gravitācijas paātrinājuma) lielums. Bet problēma ir tā, ka šīs izmaiņas ir ļoti mazas, un cilvēks tās nepamana. Tikai ar precīzu instrumentu palīdzību var noteikt pievilcības izmaiņas.

Sākotnēji gravitāciju noteica svārsta šūpošanās periods un tā garums. Tomēr svārsta lietošanas neērtību dēļ tas tika aizstāts ar ērtāku ierīci - gravimetru. Tās darbības princips ir vienkāršs: uz atsperes tiek piekārta liela slodze, un gravitācijas spēku nosaka tās vērpes pakāpe.

Mūsdienās visur tiek izmantota gravitācijas izpētes metode, lai meklētu naftas atradnes (virs tukšuma zemē ir mazāk pievilcības) un ļoti blīvu derīgo izrakteņu atradnes, piemēram, dzelzsrūdas. Metode ir ārkārtīgi vienkārša un lēta, un kļūdu novēršanai to bieži izmanto kopā ar citām metodēm. Ir sastādītas Zemes gravitācijas lauka kartes.

Mērot gravitāciju, zinātnieki pēta jautājumus, kas saistīti ar Zemes formu un tās iekšpuses struktūru.

2.5. Fosiliju pielietojums

Paleontologu atklājumi, iepriekšējo dzīvības formu pēdas, var pastāstīt ne tikai par dzīvo organismu attīstību, to uzbūvi, bet arī par daudziem citiem to veidošanās modeļiem, par vidi un tās īpašībām.

Piemēram, zinot, ka dažādu klimatisko zonu veģetācija nav vienāda, zinātnieki, pētot seno augu atliekas, izdara secinājumus par konkrētas teritorijas klimatu pagātnē. Un, zinot mūsdienu dzīvo organismu kopienu dzīves apstākļus (temperatūra, patērētās barības daudzums, augsne), ir iespējams noteikt līdzīgu kopienu vides apstākļus pagātnē. Tāpat, pētot noteiktu organismu (koraļļu, gliemeņu un galvkāju, pīķu u.c.) ritmisko augšanu, Zemes griešanās ātrumu, plūdmaiņu biežumu, zemes ass slīpumu, vētru biežumu un daudz ko citu. ir noteikti. Piemēram, tika atklāts, ka pirms 370-390 miljoniem gadu gadā bija aptuveni 385-410 dienas, kas nozīmē, ka Zeme ap savu asi griezās ātrāk nekā tagad.

Praksē, lai meklētu naftas nogulsnes, viņi izmanto konodontu (dzīvo organismu) atlieku krāsas atkarību no zemes dzīļu temperatūras, kur tās atradās. Ja temperatūra bija līdz 250°C, tad eļļa nevarēja veidoties no organiskām vielām. Ja temperatūra bija augstāka par 800°C, tad eļļa, kas tur varēja pastāvēt, tika iznīcināta. Bet, ja temperatūra bija starp šīm robežām, tad naftas meklējumus var turpināt.

Pamatojoties uz jūras organismu atlieku sastāva īpašībām, ir iespējams noteikt ūdens temperatūru un sastāvu noteiktā laikā. Un, pamatojoties uz visiem šiem datiem, ir iespējams vēl vairāk secināt pasaulē pastāvošos modeļus un pielietot tos visās zinātnes jomās.

2.6 Bioģeoķīmiskā metode

Bioģeoķīmiskā metode ir balstīta uz augu īpašību izpēti, ko nosaka noteiktu minerālu klātbūtne zemes garozā.

Pat pirms mūsdienu minerālu meklēšanas metožu atklāšanas cilvēki izmantoja to, ka augiem, kas aug pār dažādām rūdām, ir savas īpašības. Piemēram, noteikta veida sūnas, piparmētras un krustnagliņas, kas aug lielākos daudzumos nekā parasti, norāda uz vara klātbūtni zemes zarnās. Un alumīnija nogulsnes, kas izraisa paaugstinātu šī metāla saturu augsnē, noved pie sakņu saīsināšanas un lapu plankumainības. Niķelis izraisa baltu mirušu plankumu parādīšanos uz lapām. Tādējādi cilvēki, vizuāli novērojot augus, veiksmīgi atklāja sev nepieciešamo iežu atradnes.

20. gadsimtā bioģeoķīmisko metodi sāka izmantot vēl veiksmīgāk: radās iespēja ar aerofotografēšanas palīdzību noteikt anomālijas augu pasaulē, un ar spektroskopiju sāka noteikt palielināto minerālvielu saturu augos, norādot to pārpalikumu augos. augsne. Metodes priekšrocība ir iespēja atrast rūdas, kas atrodas ievērojamā dziļumā.

Šobrīd, lai vienkāršotu bioģeoķīmisko metodi, ir izveidoti indikatoraugu saraksti ar zināmu reakciju uz noteiktiem minerāliem. Vairāk nekā 60 augi no saraksta ir pārbaudīti, un tos var izmantot, lai meklētu gandrīz visu veidu fosilo metālu. Izmantojot šo metodi, jau ir atklāti daudzi noguldījumi.

2.7 Seismometrija

Divdesmitā gadsimta sākumā viens no seismoloģijas pamatlicējiem Boriss Borisovičs Goļicins rakstīja: "Katru zemestrīci var pielīdzināt laternai, kas uz īsu brīdi iedegas un izgaismo Zemes iekšpusi." Patiešām, zemes iekšpusi, ko no mums slēpj daudzi kilometri klinšu slāņi, var izpētīt galvenokārt zemestrīču laikā. Galu galā, pat ar urbšanas palīdzību tie neiekļūst tālāk par 12 km zemes garozā.

Zemestrīces laikā radušos seismiskos viļņus izmanto, lai pētītu pazemes virsmu. Tiek izmantota viļņu izplatīšanās īpatnība dažādos ātrumos vielās ar atšķirīgām īpašībām (vai caur dažādiem vienas vielas agregācijas stāvokļiem), un uz dažādu vielu robežas viļņi vai nu tiek atspoguļoti vai deformēti. Ja seismisko viļņu avots atrodas netālu no Zemes virsmas, tad daudzi viļņi, kas atstarojas no apakšējiem slāņiem, atgriežas uz virsmas, kur tos fiksē ģeofoni. Šīs ierīces vairākas reizes pastiprina nenozīmīgas zemes vibrācijas. Zinot viļņu izplatīšanās laiku un ņemot vērā to īpašības, viņi izdara secinājumu par atstarojošo virsmu izvietojumu, noskaidro to dziļumu, slīpuma leņķi un struktūru. Turklāt mākslīgais sprādziens bieži tiek izmantots kā seismisko viļņu avots, jo tad ir zināms precīzs laiks, kurā viļņi sāk kustēties.

Seismiskajā izpētē tiek reģistrēti refrakcijas un atstarotie viļņi. Pirmie no tiem ir spēcīgāki. Tajā pašā laikā viņu izpētes metodes ir atšķirīgas.

Atstarotie viļņi nekavējoties sniedz detalizētu pētāmās zonas šķērsgriezumu. Pirmo reizi, izmantojot atstarotos viļņus, naftas atradnes tika atklātas divdesmitā gadsimta 30. gados. Pēc tam seismiskā izpēte kļuva par vadošo metodi ģeofizikā. Lai iegūtu pilnīgu priekšstatu par Zemes iekšpuses uzbūvi, vibrācijas tiek reģistrētas vienlaikus daudzās vietās.

Veiksmīgi tika pilnveidota arī refrakcijas viļņu metode. Ar viņu palīdzību kļuva iespējams veikt pētījumus lielā dziļumā. Ģeologi varēja izpētīt zemes garozas uzbūvi, kontinentu un okeānu veidošanās īpatnības un tektonisko kustību cēloņus.

Līdz ar digitālās signālu apstrādes parādīšanos 1960. gados seismoloģiskās informācijas analīze kļuva pilnīgāka un ātrāka. Zinātnieki arī nomainīja seismisko viļņu avotu no sprāgstvielām uz videi draudzīgiem vibratoriem, kas ļauj izvēlēties vibrācijas frekvenci.

Seismiskajai izpētei ir liela nozīme ģeoloģijā. Būtībā ar tās palīdzību tika noteiktas Zemes ģeosfēras, to biezums un vielas stāvoklis tajās.

.8 Magnētiskā izpēte

Zemi, tāpat kā milzu magnētu, ieskauj magnētiskais lauks. Kosmosā tas stiepjas līdz 20-25 zemes rādiusiem. Joprojām notiek diskusijas par Zemes magnētiskā lauka izcelsmi. Jo tas var rasties vai nu elektrības, vai magnetizēta ķermeņa ietekmē, pastāv hipotēze, ka zemes lauks rodas elektrisko strāvu dēļ, kas parādās zemes kodolā planētas rotācijas laikā.

Taču, neatkarīgi no izcelsmes, laukam ir milzīga ietekme uz Zemes iedzīvotājiem – tas pasargā no kosmiskā starojuma. Pateicoties laukam, kompasa adata ir vērsta uz ziemeļiem. Ir pamanīts, ka kompasa adatas ziemeļu gals ir noliekts uz leju attiecībā pret horizontālo stāvokli. Tas liek domāt, ka magnētisma avots atrodas zemes zarnās.

Ar magnētisko lauku saistīto parādību izpēte palīdz izprast mūsu planētas uzbūvi, daļēji izzināt tās vēsturi un noskaidrot Zemes saistību ar kosmosu.

Novērots, ka magnetizētie ieži ietekmē arī kompasa adatas orientāciju. Sakarā ar to, meklējot minerālus, kuriem ir augsta magnetizācija (dzelzi saturoši minerāli), tiek izmantotas magnētiskās anomālijas (novirzes no Zemes parastā lauka). Jau 17. gadsimtā kompass tika izmantots Krievijā un Zviedrijā, lai meklētu dzelzs rūdas. Vēlāk tika izveidota precīzāka iekārta, kas noteica izmaiņas Zemes magnētiskajā laukā un tā stiprumā - magnetometrs (skat. 6. att.).

Pētot iežu atlikušo magnetizāciju, ko viņi savulaik ieguvuši Zemes magnētiskā lauka ietekmē, zinātnieki nosaka magnētisko polu stāvokli un Zemes magnētiskā lauka stiprumu senajos ģeoloģiskajos periodos. Piemēram, konstatēts, ka agrāk mūsdienu ziemeļpola vietā bijis dienvidu pols un otrādi. Tiek pieņemts, ka to maiņas laikā magnētiskais lauks vājinās, kosmiskais starojums iekļūst Zemē, kas negatīvi ietekmē tās iedzīvotājus.

Magnētiskā izpēte cilvēkiem ir svarīga ne tikai derīgo izrakteņu meklēšanai. Ar tās palīdzību tiek sastādītas īpašas magnētiskās deklinācijas kartes (kompasa adatas novirze no ziemeļu virziena grādos). Tas ir svarīgi precīzai orientācijai uz zemes.

2.9. Elektrības meklēšana

Elektriskā izpēte ir ģeofizikas nozare, kas nosaka zemes garozas sastāvu un struktūru, izmantojot dabiskas vai mākslīgi radītas elektriskās strāvas. Šai izlūkošanas metodei, iespējams, ir vislielākais dažādu metožu un to šķirņu skaits - vairāk nekā 50.

Šeit ir galvenie:

. Pretestības metode- pamatojoties uz tiešās strāvas novadīšanu caur zemi, izmantojot divus elektrodus. Šīs strāvas radīto spriegumu pēc tam mēra ar citiem elektrodiem. Zinot strāvu un spriegumu, tiek aprēķināta pretestība. Izturību izmanto, lai noteiktu, kuras šķirnes to izraisa (dažādām šķirnēm ir atšķirīga pretestība). Un, ņemot vērā elektrodu atrašanās vietu, viņi uzzinās, kur atrodas akmeņi ar augstu pretestību.

Izmantojot pretestības metodi, tiek apskatīti slāņi, kas veido pētāmo platību, un to sadalījums. Jo īpaši ir iespējams meklēt naftas un gāzes atradnes.

Priekš indukcijas metodeizmantot mākslīgi radītu mainīgu elektrisko vai magnētisko lauku. Tās ietekmē zemē parādās elektromagnētiskais lauks. Zinot izveidotā lauka parametrus un fiksējot lauka īpašības, kas radušās zemē, tie nosaka, no kādām vides īpašībām tas tiek izstarots un kur tas atrodas. Mākslīgā lauka avotu var pārvietot, un tad pazemes attēls kļūst detalizētāks. Ar induktīvo metodi iegūto datu apstrādes metodes ir ļoti sarežģītas.

Atsevišķi izdalīt urbumu elektriskā izpēte. Tam ir piemērojamas gan iepriekš minētās metodes, gan daudzas citas. Tas ietver radioviļņu pārraidi, dabiskā elektriskā lauka izpēti un iegremdējamo elektrodu metodi. Aku elektroizpēte ļauj noteikt iežu formu, izmēru un sastāvu telpā ap akām un tajās.

2.10. Nosēdumu identificēšana no satelīta attēliem

Līdz ar iespēju no kosmosa iegūt lielu zemes virsmas laukumu fotogrāfijas, ģeologi ir spējuši noteikt sakarību starp dažādu iebrukumu izskatu, formu un to sastāvu.

Piemēram, ir novērots, ka apatītu saturoši ieži bieži nonāk uz virsmas “gredzenu” un “krelles” veidā. Šo rakstu var novērot mūsu Hibīnu kalnu formā - tie attēlo pusgredzenu, kurā atrodas bagātākās apatīta-nefelīna rūdu atradnes. Porfīra vara atradnes ir saistītas arī ar specifiskiem masīvu veidiem, kuriem doti īpaši nosaukumi: “pūķis”, “celms” un “sakne”.

Seno un mūsdienu vulkānu satelītattēlu izpēte ļauj atrast arī minerālu atradnes.

Tādējādi līdz ar jaunas pētniecības metodes parādīšanos ģeoloģijas iespējas ir ievērojami paplašinājušās. Tagad ģeologi var spriest par atradņu sadalījumu planētu mērogā. Tas arī ietaupa zinātnieku laiku un pūles: vispirms tiek noteikta iespējamā atradnes atrašanās vieta, tad tur tiek nosūtīta ekspedīcija, turpretim iepriekš bija nepieciešams tieši pētīt visu zemes virsmu ar sarežģītām metodēm. Palielinājusies arī iespēja atrast noguldījumus.

2.11. Ko jūs varat mācīties, pētot oļus?

Pētot parastos upes oļus, var atklāt daudzas interesantas lietas. Zinātnieki var noteikt, kur oļi sāka savu ceļojumu. Ja oļi satur minerālvielas, tie var izraisīt derīgo izrakteņu nogulsnes. Ja olītis saglabā savu sākotnējo kontūru, var noteikt tā veidošanās apstākļus. Aprēķinot oļa kustības ātrumu, tā svara samazināšanās ātrumu un apaļuma pakāpi, tiek noteikts arī tā nobrauktais attālums. Tam ir izstrādātas īpašas formulas. Pēc oļu orientācijas tiek noteikts tagad neesošās ūdens plūsmas kustības virziens, un pēc oļu slīpuma leņķa tiek noteikts tās kustības ātrums.

3. Vieta, ko mūsdienu pasaulē ieņem ģeoloģija

.1 Ģeoloģijas saistība ar citām zinātnēm

Tagad, kad ir aprakstītas ģeoloģijā izmantotās pētniecības metodes, vēlos pievērst uzmanību ģeoloģijas saiknei ar citām zinātnēm.

Saikne starp dažādām zinātnēm ir ļoti svarīga. Sadarbojoties, zinātnieki labāk izprot pasauli. Attiecības izpaužas divos veidos. 1.) Gatavus datus, kas iegūti vienā zinātnē, pieņem un izmanto cita zinātne. Piemēram, periodisko tabulu kā aksiomu izmanto gandrīz visas dabaszinātnes. 2.) Pastāvīga pētījumu metožu pielietošana no vienas zinātnes citā. Piemēram, fizikas metožu izmantošana ģeoloģijā, kad vide vai parādība nav tieši novērojama.

Saikne starp zinātnēm bieži ir divvirzienu. Ir daudz piemēru veiksmīgai dažādu zinātņu un ģeoloģijas mijiedarbībai. Es iedošu dažus no tiem.

Lai pētītu dzīvo būtņu evolūciju, bioloģija pievēršas paleontoloģijas atklājumiem – fosilajām atliekām. Tas ir saprātīgi, jo... ir jāzina organismu uzbūve dažādos evolūcijas posmos, lai saprastu, kā tie arvien vairāk pielāgojās videi, kā daba izvēlējās un saglabāja labākās dzīvības formas. Biologi kopā ar paleontologiem risina arī cilvēka izcelsmes jautājumu, analizējot cilvēku senču mirstīgās atliekas.

No otras puses, minerālu apstrādi var veikt, izmantojot bioloģiskas metodes. Ir zināms, ka zelts bieži ir iekļauts minerālu kristālrežģī ļoti mazos daudzumos un ir grūti iegūstams. Tad palīgā nāk baktērijas. Tie iznīcina minerālu kristālu un tādējādi tiek iegūts zelts.

Minerālu meklēšanai ar bioģeoķīmisko metodi tiek izmantotas botāniķu pētītās augu īpašības.

Bieži gadās, ka vienas zinātnes nozares speciālistu izvirzītā hipotēze apstiprinās citās jomās. Zinātņu mijiedarbība ir svarīga arī pētījumu rezultātu apstiprināšanai un salīdzināšanai, jo jebkura jautājuma visaptveroša izpēte ir efektīvāka.

Tāpēc, lai iegūtu atbildes uz svarīgiem jautājumiem, biežāk būtu jāveic dažādu zinātņu pārstāvju kopīgi pētījumi, tad pētījuma rezultāti būs precīzāki un pilnīgāki.

.2 Ģeoloģijas nozīme mūsdienu pasaulē

Nobeigumā visam teiktajam vēlos piebilst par ģeoloģijas nozīmi mūsdienu pasaulē.

Ģeoloģija ir viena no nedaudzajām zinātnēm, kas ņem vērā notikumu secību un ilgumu. Tādējādi tas ietekmē cilvēku (garīgo) izpratni par pasauli: par Zemes iemītniekiem, mūsu planētas izskatu pagātnē. Ģeoloģija palīdz cilvēkam saprast, kā Daba radīja modernas organismu kopienas, kā agrāk tika uzkrāti mūsdienās izmantotie minerāli un kāda ir cilvēka vieta mūsdienu biotā. Ņemot šādas zināšanas, cilvēks secina, cik svarīgi ir aizsargāt Zemi un dzīvību uz tās no piesārņojuma, saglabāt un racionāli izmantot derīgos izrakteņus.

Tātad ģeoloģijas nozīme cilvēka garīgajā attīstībā ir liela.

Tā loma ir lieliska parastam cilvēkam un vienkārši ikdienas dzīvē. Galu galā minerāli tiek iegūti, izmantojot ģeoloģiskās metodes. Un minerālvielu lomu cilvēka dzīvē ir grūti pārvērtēt: ar ogļu un naftas produktu palīdzību pilsētās tiek apsildītas mājas, automašīnas darbojas ar benzīnu, dabasgāze tiek izmantota ēdiena gatavošanai, izmantojot urānu, eļļu vai ogles, tiek saražota visiem nepieciešamā elektrība. Tāpat gandrīz viss cilvēka radītais - mājas, automašīnas, ceļi, rotaslietas, stikls - ir izgatavots no dabīgiem materiāliem, kas iegūti zemē.

Ģeoloģiskos sasniegumus izmanto dažādu profesiju cilvēki. Ģeokrioloģija ir ģeoloģijas nozare, kas pēta mūžīgo sasalumu. Būvnieki izmanto saņemtos datus, lai izstrādātu normas un noteikumus būvniecībai mūžīgā sasaluma zonās.

Pareizai orientācijai uz zemes ir jāzina kompasa adatas novirze no ziemeļu virziena, kas rodas ģeogrāfisko un magnētisko polu nesakritības dēļ. Šādas magnētisma pazīmes tika atklātas, izmantojot magnētisko izpēti. Šajā ģeoloģijas sadaļā tiek pētīta ne tikai minerālu meklēšana pēc magnētiskām anomālijām, bet arī visas planētas magnētiskais lauks.

Izmantojot litosfēras plākšņu karti, katrs cilvēks var noteikt, kurās teritorijās bieži notiek zemestrīces un vulkānu izvirdumi (litosfēras plātņu robežas atbilst šādām zonām) un, piemēram, pārvietojoties, izvēlēties sev piemērotāko dzīvesvietu vai iepriekš sagatavoties tektoniskā aktivitāte.

Tādējādi ģeoloģija ir ļoti svarīga visai cilvēcei. Cilvēku sabiedrības tehniskā attīstība ir tieši atkarīga no tās sasniegumiem.

4. Ģeoloģijas nākotne

Noslēdzot šo darbu, es vēlos uzrakstīt par ģeoloģijas nākotni.

Ir diezgan grūti iedomāties jebkuras zinātnes nākotni. Galu galā ir nepieciešams saglabāt objektivitāti un neiedziļināties fantāzijas jomā.

Šobrīd daļa cilvēku izvirza viedokli, ka ģeoloģija nākotnē nav vajadzīga, jo... Minerālvielu saturs zemes garozā samazinās, un tie drīz var beigties. Lai apmierinātu cilvēci ar minerālu izejvielām, viņi uzskata, ka tiks izmantota metode, lai no milzīgiem iežu apjomiem iegūtu sīkas vēlamās vielas frakcijas.

Tomēr piedāvātajai metodei kompleksai minerālu ieguvei no iežiem ir daudz trūkumu.

Pirmkārt, tagad zinātniekiem nav nepieciešamo tehnoloģiju (izņemot piemēru ar zeltu utt.). Otrkārt, ja izmantotu šo metodi, tā būtu dārga un tehniski sarežģīta. Treškārt, būtu jāapstrādā milzīgs daudzums materiālu no lielām planētas teritorijām, kas varētu radīt vides problēmas. Ceturtkārt, radīsies problēma ar apstrādāto atkritumiežu apglabāšanu.

Tātad šī metode pašlaik nav iespējama un maz ticams, ka nākotnē tā būs iespējama visu cilvēkiem nepieciešamo minerālu ieguvei. Tomēr tā izmantošana atsevišķu derīgo izrakteņu ieguvei ir iespējama. Tāpat ir iespējams izstrādāt veidus, kā šādā veidā iegūt jaunas minerālvielas. Bet metode ir jāizmanto piesardzīgi, lai netraucētu vidi.

Ir arī cits skatījums uz ģeoloģijas nākotni: jāpilnveido atradņu meklēšanas metodes, derīgo izrakteņu ieguves metodes, saprātīgi (ekonomiski) jāizmanto planētas resursi, tad pietiks minerālo izejvielu cilvēka vajadzībām.

Manuprāt, nākotnē būtu jāizmanto kompleksās derīgo izrakteņu ieguves metode no iežiem un jāpilnveido esošās derīgo izrakteņu meklēšanas un ieguves metodes.

Es arī domāju, ka ir svarīgi saglabāt videi draudzīgu vidi uz planētas, tāpēc pētniecības metodēm un tiešai ieguvei nākotnē vajadzētu radīt mazāku kaitējumu videi.

Joprojām pastāv zemes resursu racionālas izmantošanas problēma. Tas ir jāņem vērā, izstrādājot ieguves metodes, kurās nekas nevajadzīgs netiek ņemts no dabas.

Lielāka uzmanība jāpievērš ģeoloģijas kopīgajam darbam ar citām zinātnēm, jo ​​nereti ģeoloģisko problēmu risināšanā palīdz fizikas, ķīmijas, matemātikas netiešo metožu izmantošana. Svarīgi ir arī palielināt ģeofizikālo metožu precizitāti, jo daudzi no viņiem vēl ir jauni un sniedz tikai aptuvenus rezultātus.

Sabiedrība arī nosaka ģeoloģijas uzdevumus, piemēram, dabas katastrofu prognozēšanu un novēršanu. Tam jāpievērš īpaša uzmanība, jo... Atrisinot šīs problēmas, tiks izglābtas daudzas cilvēku dzīvības.

Ģeoloģijā joprojām ir daudz problēmu. Ģeologi ir tieši iesaistīti to risināšanā. Piemēram, nav skaidra Zemes magnētiskā lauka izcelsme, nav noskaidrota dzīvības izcelsme, Zemes ģeosfēru atrašanās vieta un īpašības. Šo jautājumu risināšana palīdzēs cilvēcei veiksmīgāk izmantot mūsu planētas resursus.

Secinājums

Es vēlētos, lai mans darbs palīdzētu jaunajiem ģeologiem un vienkārši ģeoloģijas interesentiem veidot izpratni par šo zinātni. Īsā un vienkāršā materiāla izklāstā esmu izcēlis ģeoloģijas iezīmes un tās sasniegumus.

Es vēlos piebilst, ka ģeoloģija ir ļoti interesanta, un informācija par to un tās izpētes priekšmetu - Zemi - ir noderīga ikvienam cilvēkam.

Līdz ar to šī darba mērķi un uzdevumi ir izpildīti: ģeoloģija aprakstīta kā zinātne, izcelti galvenie tās pētāmie uzdevumi, aprakstīta vēsture un pētniecības metodes, izskaidrota zinātnes praktiskā nozīme, sakarības nozīme. tiek parādīta starp ģeoloģiju un citām zinātnēm, un aprakstītas ģeoloģijas attīstības nākotnes perspektīvas.

Literatūra

1. Lielā krievu enciklopēdija

2. Vaganovs P.A. Fiziķi pabeidz vēsturi. - Ļeņingrad: Ļeņingradas Universitātes izdevniecība, 1984. - P. 28 -32.

3. Ģeoloģijas vēsture. - Maskava, 1973. - P. 12-27.

Vispārējais ģeoloģijas kurss. - Ļeņingradas "Nedra" Ļeņingradas filiāle, 1976.

5. Perelman Ya.I. Izklaidējošā fizika, 1. grāmata - Maskavas “Zinātne” Fizikālās un matemātiskās literatūras galvenā redakcija, 1986.g.

6. Enciklopēdija bērniem. T. 4. Ģeoloģija. - 2. izd. pārstrādāts un papildu / Galva. ed. M.D. Aksenova. - M.: Avanta+, 2002.

Žurnāls "Tehnoloģija jaunatnei", 1954, 4.nr., lpp. 28-27

“Ģeoloģija ir dzīvesveids,” atbildot uz jautājumu par savu profesiju, visticamāk teiks ģeologs, pirms pāriet pie sausiem un garlaicīgiem formulējumiem, skaidrojot, ka ģeoloģija ir par zemes uzbūvi un sastāvu, tās rašanās vēsturi. , veidošanās un modeļu attīstība, par savulaik neskaitāmajām, bet šodien diemžēl “novērtētajām” tā dzīļu bagātībām. Arī citas Saules sistēmas planētas ir ģeoloģiskās izpētes objekti.

Konkrētas zinātnes apraksts bieži sākas ar tās rašanās un veidošanās vēsturi, aizmirstot, ka stāstījums ir pilns ar nesaprotamiem terminiem un definīcijām, tāpēc labāk vispirms nonākt pie lietas.

Ģeoloģiskās izpētes posmi

Vispārīgākā pētījumu secības shēma, kurā var “iespiest” visus ģeoloģiskos darbus, kuru mērķis ir identificēt derīgo izrakteņu atradnes (turpmāk – MPO), būtībā izskatās šādi: ģeoloģiskā izpēte (iežu un ģeoloģisko veidojumu kartēšana), izpētes darbi , izpēte, rezervju aprēķins, ģeoloģiskais ziņojums. Savukārt uzmērīšana, meklēšana un izlūkošana dabiski tiek sadalīta posmos atkarībā no darba mēroga un ņemot vērā to lietderību.

Lai veiktu šādu darbu kompleksu, tiek piesaistīta vesela speciālistu armija no visdažādākajām ģeoloģijas specialitātēm, kas īstam ģeologam ir jāapgūst daudz vairāk nekā līmenī “pa druskai no visa”, jo viņš saskaras ar uzdevums ir apkopot visu šo daudzveidīgo informāciju un galu galā nonākt pie atradnes (vai izveidot to), jo ģeoloģija ir zinātne, kas pēta zemes zarnas galvenokārt minerālu resursu attīstībai.

Ģeoloģijas zinātņu saime

Tāpat kā citas dabaszinātnes (fizika, bioloģija, ķīmija, ģeogrāfija utt.), ģeoloģija ir vesels savstarpēji saistītu un savstarpēji saistītu zinātnes disciplīnu komplekss.

Tieši ģeoloģiskie priekšmeti ietver vispārējo un reģionālo ģeoloģiju, mineraloģiju, tektoniku, ģeomorfoloģiju, ģeoķīmiju, litoloģiju, paleontoloģiju, petroloģiju, petroloģiju, gemoloģiju, stratigrāfiju, vēsturisko ģeoloģiju, kristalogrāfiju, hidroģeoloģiju, jūras ģeoloģiju, vulkanoloģiju un sedimentoloģiju.

Lietišķās, metodoloģiskās, tehniskās, ekonomiskās un citas ar ģeoloģiju saistītās zinātnes ietver inženierģeoloģiju, seismoloģiju, petrofiziku, glacioloģiju, ģeogrāfiju, minerālu ģeoloģiju, ģeofiziku, augsnes zinātni, ģeodēziju, okeanogrāfiju, okeanoloģiju, ģeostatistiku, ģeotehnoloģiju, ģeoinformātiku, ģeotehnoloģiju, kadastru un monitoringu. zemes, zemes apsaimniekošana, klimatoloģija, kartogrāfija, meteoroloģija un vairākas atmosfēras zinātnes.

“Tīrā” lauka ģeoloģija joprojām lielā mērā paliek aprakstoša, kas uzliek zināmu morāli ētisku atbildību izpildītājam, tāpēc ģeoloģija, attīstījusi savu valodu, tāpat kā citas zinātnes, nevar iztikt bez filoloģijas, loģikas un ētikas.

Tā kā izpētes un izpētes maršruti, īpaši grūti sasniedzamās vietās, ir praktiski nekontrolēts darbs, ģeologs vienmēr ir uzņēmīgs subjektīvu, bet kompetenti un skaisti izklāstītu spriedumu vai secinājumu kārdinājumam, un tā diemžēl notiek. Nekaitīgas “neprecizitātes” var radīt ļoti nopietnas sekas gan zinātniski ražošanas, gan materiāli ekonomiskajā ziņā, tāpēc ģeologam vienkārši nav tiesību uz maldināšanu, sagrozīšanu un kļūdīšanos kā sapierim vai ķirurgam.

Ģeozinātņu kodols ir sakārtots hierarhiskā virknē (ģeoķīmija, mineraloģija, kristalogrāfija, petroloģija, litoloģija, paleontoloģija un pati ģeoloģija, ieskaitot tektoniku, stratigrāfiju un vēsturisko ģeoloģiju), atspoguļojot secīgi sarežģītāku izpētes objektu subordināciju no atomiem un molekulām. Zeme kopumā.

Katra no šīm zinātnēm plaši zarojas dažādos virzienos, tāpat kā pati ģeoloģija ietver tektoniku, stratigrāfiju un vēsturisko ģeoloģiju.

Ģeoķīmija

Šīs zinātnes redzesloks ir elementu izplatības problēmas atmosfērā, hidrosfērā un litosfērā.

Mūsdienu ģeoķīmija ir zinātnisku disciplīnu komplekss, kas ietver reģionālo ģeoķīmiju, bioģeoķīmiju un ģeoķīmiskās metodes derīgo izrakteņu atradņu meklēšanai. Visu šo disciplīnu izpētes priekšmets ir elementu migrācijas likumi, to koncentrācijas, atdalīšanas un atkārtotas nogulsnēšanās nosacījumi, kā arī katra elementa vai vairāku, īpaši līdzīgu īpašību asociāciju, rašanās formu evolūcijas procesi. .

Ģeoķīmijas pamatā ir atoma un kristāliskās vielas īpašības un struktūra, dati par termodinamiskajiem parametriem, kas raksturo daļu no zemes garozas vai atsevišķiem apvalkiem, kā arī uz vispārīgiem modeļiem, ko veido termodinamiskie procesi.

Tiešais ģeoķīmiskās izpētes uzdevums ģeoloģijā ir derīgo izrakteņu atradņu noteikšana, tāpēc pirms rūdas derīgo izrakteņu atradnēm obligāti tiek veikta ģeoķīmiskā izpēte, pamatojoties uz kuras rezultātiem tiek noteiktas derīgās sastāvdaļas izkliedes zonas.

Mineraloģija

Viena no galvenajām un vecākajām ģeoloģijas zinātnes nozarēm, kas pēta milzīgo, skaisto, neparasti interesanto un noslēpumaino minerālu pasauli. Mineraloģiskie pētījumi, kuru mērķi, uzdevumi un metodes ir atkarīgi no konkrētiem uzdevumiem, tiek veikti visos izpētes un ģeoloģiskās izpētes posmos un ietver plašu metožu klāstu no minerālu sastāva vizuālas novērtēšanas līdz elektronu mikroskopijai un rentgena difrakcijas diagnostikai.

Derīgo izrakteņu atradņu apsekošanas, meklēšanas un izpētes posmos tiek veikti pētījumi mineraloģiskās meklēšanas kritēriju noskaidrošanai un potenciālo atradņu praktiskās nozīmes sākotnējais novērtējums.

Ģeoloģiskā darba izpētes posmā un novērtējot rūdas vai nemetālisko izejvielu krājumus, tiek noteikts pilns tā kvantitatīvais un kvalitatīvais minerālu sastāvs, identificējot derīgos un kaitīgos piemaisījumus, par kuriem dati tiek ņemti vērā, izvēloties apstrādes tehnoloģiju. vai izdarot secinājumu par izejvielu kvalitāti.

Papildus vispusīgai iežu sastāva izpētei mineraloģijas galvenie uzdevumi ir minerālu kombinācijas modeļu izpēte dabiskajās asociācijās un minerālu sugu taksonomijas principu pilnveidošana.

Kristalogrāfija

Kristalogrāfija savulaik tika uzskatīta par mineraloģijas sastāvdaļu, un ciešā saikne starp tām ir dabiska un acīmredzama, taču mūsdienās tā ir patstāvīga zinātne ar savu priekšmetu un savām pētniecības metodēm. Kristalogrāfijas uzdevumi ir vispusīgi izpētīt kristālu uzbūvi, fizikālās un optiskās īpašības, to veidošanās procesus un mijiedarbības ar vidi īpatnības, kā arī izmaiņas, kas notiek dažāda rakstura ietekmju ietekmē.

Kristālu zinātne ir sadalīta fizikāli ķīmiskajā kristalogrāfijā, kas pēta kristālu veidošanās un augšanas modeļus, to uzvedību dažādos apstākļos atkarībā no formas un struktūras, un ģeometriskajā kristalogrāfijā, kuras priekšmets ir ģeometriskie likumi, kas regulē formu un simetriju. no kristāliem.

Tektonika

Tektonika ir viena no ģeoloģijas pamatnozarēm, kas strukturāli pēta tās veidošanās un attīstības īpatnības uz dažāda mēroga kustību, deformāciju, lūzumu un dziļo procesu izraisītu dislokāciju fona.

Tektonika iedalās reģionālajā, strukturālajā (morfoloģiskajā), vēsturiskajā un lietišķajā nozarē.

Reģionālais virziens darbojas ar tādām struktūrām kā platformas, plāksnes, vairogi, salocīti laukumi, jūru un okeānu ieplakas, transformācijas lūzumi, plaisu zonas utt.

Kā piemēru var minēt reģionālo strukturālo-tektonisko plānu, kas raksturo Krievijas ģeoloģiju. Valsts Eiropas daļa atrodas uz Austrumeiropas platformas, ko veido pirmskembrija magmatiskie un metamorfie ieži. Teritorija starp Urāliem un Jeņiseju atrodas Rietumsibīrijas platformā. Sibīrijas platforma (Centrālā Sibīrijas plato) stiepjas no Jeņisejas līdz Ļenai. Salocītās zonas pārstāv Urālu-Mongoļu, Klusā okeāna un daļēji Vidusjūras reģions

Morfoloģiskā tektonika, salīdzinot ar reģionālo tektoniku, pēta zemākas kārtas struktūras.

Vēsturiskā ģeotektonika nodarbojas ar okeānu un kontinentu strukturālo formu galveno veidu rašanās un veidošanās vēsturi.

Pielietotais tektonikas virziens ir saistīts ar dažāda veida iežu veidojumu izvietojuma modeļu identificēšanu saistībā ar noteiktiem morfostruktūru veidiem un to attīstības iezīmēm.

“Merkantilajā” ģeoloģiskajā izpratnē zemes garozas lūzumi tiek uzskatīti par rūdas piegādes kanāliem un rūdas kontrolējošiem faktoriem.

Paleontoloģija

Burtiski nozīmējot “seno būtņu zinātni”, paleontoloģija pēta fosilos organismus, to atliekas un dzīvības pēdas, galvenokārt iežu stratigrāfiskajam dalījumam zemes garozā. Paleontoloģijas kompetencē ietilpst uzdevums atjaunot attēlu, kas atspoguļo bioloģiskās evolūcijas procesu, pamatojoties uz datiem, kas iegūti, rekonstruējot seno organismu izskatu, bioloģiskās īpašības, vairošanās metodes un uzturu.

Pēc diezgan acīmredzamām pazīmēm paleontoloģiju iedala paleozooloģijā un paleobotānikā.

Organismi ir jutīgi pret savas vides fizikālo un ķīmisko parametru izmaiņām, tāpēc tie ir uzticami iežu veidošanās apstākļu indikatori. Līdz ar to ciešā saikne starp ģeoloģiju un paleontoloģiju.

Pamatojoties uz paleontoloģisko izpēti, kopā ar ģeoloģisko veidojumu absolūtā vecuma noteikšanas rezultātiem ir sastādīta ģeohronoloģiskā skala, kurā Zemes vēsture ir sadalīta ģeoloģiskajos laikmetos (arheja, proterozoika, paleozoika, mezozoja un kainozoja). Laikmeti ir sadalīti periodos, savukārt tie ir sadalīti laikmetos.

Mēs dzīvojam pleistocēna laikmetā (pirms 20 tūkstošiem gadu līdz mūsdienām) kvartāra periodā, kas sākās apmēram pirms 1 miljona gadu.

Petrogrāfija

Petrogrāfija (petroloģija) pēta magmatisko, metamorfo un nogulumiežu iežu minerālo sastāvu, to tekstūras un strukturālās īpašības un ģenēzi. Pētījumi tiek veikti, izmantojot polarizējošo mikroskopu pārraidītās polarizētās gaismas staros. Lai to izdarītu, no iežu paraugiem tiek izgrieztas plānas (0,03-0,02 mm) plāksnes (profili), pēc tam pielīmētas pie stikla plāksnes ar Kanādas balzamu (šo sveķu optiskās īpašības ir tuvas stikla parametriem).

Minerāli kļūst caurspīdīgi (lielākā daļa no tiem), un minerāli un to sastāvā esošie ieži tiek identificēti, pamatojoties uz to optiskajām īpašībām. Interferences modeļi plānās daļās atgādina modeļus kaleidoskopā.

Īpašu vietu ģeoloģijas zinātņu ciklā ieņem nogulumiežu petrogrāfija. Tā lielā teorētiskā un praktiskā nozīme ir saistīta ar to, ka izpētes priekšmets ir mūsdienu un senie (fosilie) nogulumi, kas aizņem aptuveni 70% no Zemes virsmas.

Inženierģeoloģija

Inženierģeoloģija ir zinātne par tām zemes garozas augšējo horizontu sastāva, fizikālo un ķīmisko īpašību, veidošanās, rašanās un dinamikas iezīmēm, kas saistītas ar cilvēku saimniecisko, galvenokārt inženiertehnisko un celtniecības darbību.

Inženierģeoloģiskās izpētes mērķis ir veikt visaptverošu un integrētu cilvēka saimnieciskās darbības izraisīto ģeoloģisko faktoru novērtēšanu saistībā ar dabas ģeoloģiskajiem procesiem.

Ja atceramies, ka atkarībā no virzošās metodes dabaszinātnes tiek iedalītas aprakstošajās un eksaktajās, tad inženierģeoloģija, protams, pieder pie pēdējiem, atšķirībā no daudziem tās “biedriem veikalā”.

Jūras ģeoloģija

Būtu negodīgi ignorēt plašo ģeoloģijas sadaļu, kas pēta okeānu un jūru dibena ģeoloģisko struktūru un attīstības iezīmes. Ja ievēro īsāko un kodolīgāko definīciju, kas raksturo ģeoloģiju (Zemes izpēti), tad jūras ģeoloģija ir zinātne par jūras (okeāna) dibenu, kas aptver visus “ģeoloģiskā koka” zarus (tektoniku, petrogrāfiju, litoloģiju, vēsturiskā un kvartāra ģeoloģija, paleoģeogrāfija, stratigrāfija, ģeomorfoloģija, ģeoķīmija, ģeofizika, minerālu izpēte utt.).

Pētījumi jūrās un okeānos tiek veikti no speciāli aprīkotiem kuģiem, peldošām urbšanas iekārtām un pontoniem (šelfā). Paraugu ņemšanai papildus urbšanai izmanto dragas, greifera tipa grunts greiferus un taisnās caurules. Izmantojot autonomos un velkamos transportlīdzekļus, tiek veikti diskrēti un nepārtraukti foto, televīzijas, seismiskie, magnetometriskie un ģeolokācijas pētījumi.

Mūsu laikā daudzas mūsdienu zinātnes problēmas vēl nav atrisinātas, un tās ietver neatrisinātos okeāna un tā dzīļu noslēpumus. Jūras ģeoloģijai ir dots tas gods ne tikai zinātnes dēļ “padarīt noslēpumu acīmredzamu”, bet arī apgūt kolosālo minerālu.

Mūsdienu jūras ģeoloģijas nozares galvenais teorētiskais uzdevums joprojām ir okeāna garozas attīstības vēstures izpēte un tās ģeoloģiskās struktūras galveno modeļu noteikšana.

Vēsturiskā ģeoloģija ir zinātne par zemes garozas un visas planētas attīstības modeļiem vēsturiski paredzamā pagātnē no tās veidošanās brīža līdz mūsdienām. Litosfēras struktūras veidošanās vēstures izpēte ir svarīga, jo tajā notiekošās tektoniskās kustības un deformācijas, šķiet, ir vissvarīgākie faktori, kas izraisa lielāko daļu izmaiņu, kas uz Zemes notikušas iepriekšējos ģeoloģiskajos laikmetos.

Tagad, saņemot vispārēju priekšstatu par ģeoloģiju, mēs varam pievērsties tās pirmsākumiem.

Ekskursija Zemes zinātnes vēsturē

Grūti pateikt, cik tālu ģeoloģijas vēsture sniedzas tūkstošiem gadu senā pagātnē, taču neandertālieši jau zināja, no kā izgatavot nazi vai cirvi, izmantojot kramu vai obsidiānu (vulkānisko stiklu).

No pirmatnējā cilvēka laikiem līdz 18. gadsimta vidum ilga pirmszinātniskais ģeoloģisko zināšanu uzkrāšanas un veidošanās posms, galvenokārt par metālu rūdām, būvakmeņiem, sāļiem un gruntsūdeņiem. Par akmeņiem, minerāliem un ģeoloģiskajiem procesiem tā laika interpretācijā viņi sāka runāt jau senatnē.

Līdz 13. gadsimtam Āzijas valstīs attīstījās kalnrūpniecība, un radās ieguves zināšanu pamati.

Renesanses laikā (XV-XVI gs.) tika apstiprināta heliocentriskā ideja par pasauli (G. Bruno, G. Galileo, N. Koperniks), N. Stenona, Leonardo da Vinči un G. Bauera ģeoloģiskās idejas. dzimuši, un tika formulēti kosmogoniskie jēdzieni Dekarts un G. Leibnics.

Ģeoloģijas kā zinātnes veidošanās periodā (XVIII-XIX gs.) parādījās P. Laplasa un I. Kanta kosmogoniskās hipotēzes un M. V. Lomonosova un J. Bufona ģeoloģiskās idejas. Rodas stratigrāfija (I. Lēmans, G. Füksels) un paleontoloģija (J. B. Lamarks, V. Smits), kristalogrāfija (R. J. Gajujs, M. V. Lomonosovs), mineraloģija (I. Ja. Berzēliuss, A. Kronsteds, V. M. Severgins, K. F. Mooss). utt.), sākas ģeoloģiskā kartēšana.

Šajā periodā tika izveidotas pirmās ģeoloģijas biedrības un valsts ģeoloģijas dienesti.

No 19. gadsimta otrās puses līdz 20. gadsimta sākumam nozīmīgākie notikumi bija Čārlza Darvina ģeoloģiskie novērojumi, platformu un ģeosinklīnu doktrīnas radīšana, paleoģeogrāfijas rašanās, instrumentālās petrogrāfijas attīstība, ģenētiskās un teorētiskā mineraloģija, magmas jēdziena un rūdas atradņu doktrīnas rašanās. Sāka parādīties naftas ģeoloģija, un ģeofizika (magnetometrija, gravimetrija, seismometrija un seismoloģija) sāka iegūt apgriezienus. 1882. gadā tika nodibināta Krievijas Ģeoloģijas komiteja.

Mūsdienu ģeoloģijas attīstības periods sākās 20. gadsimta vidū, kad Zemes zinātne pārņēma datortehnoloģiju un ieguva jaunus laboratorijas instrumentus, instrumentus un tehniskos līdzekļus, kas ļāva uzsākt okeānu un tuvējo planētu ģeoloģisko un ģeofizisko izpēti.

Izcilākie zinātnes sasniegumi bija D. S. Koržinska metasomātiskā zonējuma teorija, metamorfo fāciju doktrīna, M. Strahova teorija par litoģenēzes veidiem, ģeoķīmisko metožu ieviešana rūdas atradņu meklēšanai u.c.

A. L. Janšina, N. S. Šatska un A. A. Bogdanova vadībā tika izveidotas Eiropas un Āzijas valstu pārskata tektoniskās kartes un sastādīti paleoģeogrāfiskie atlanti.

Ir izstrādāta jaunas globālās tektonikas koncepcija (J. T. Vilsons, G. Hess, V. E. Hains u.c.), ģeodinamika, inženierģeoloģija un hidroģeoloģija ir pavirzījusies tālu uz priekšu, ģeoloģijā ir izveidojies jauns virziens - vides, kas kļuvis par šodien prioritāte.

Mūsdienu ģeoloģijas problēmas

Mūsdienās daudzos fundamentālos jautājumos mūsdienu zinātnes problēmas joprojām ir neatrisinātas, un šādu jautājumu ir vismaz simt piecdesmit. Mēs runājam par apziņas bioloģiskajiem pamatiem, atmiņas noslēpumiem, laika un gravitācijas dabu, zvaigžņu izcelsmi, melnajiem caurumiem un citu kosmisko objektu dabu. Ģeoloģija arī saskaras ar daudzām problēmām, kas joprojām ir jārisina. Tas galvenokārt attiecas uz Visuma struktūru un sastāvu, kā arī procesiem, kas notiek Zemes iekšienē.

Mūsdienās ģeoloģijas nozīme pieaug, jo ir nepieciešams kontrolēt un ņemt vērā pieaugošos katastrofālo ģeoloģisko seku draudus, kas saistīti ar neracionālām saimnieciskām darbībām, kas saasina vides problēmas.

Ģeoloģiskā izglītība Krievijā

Mūsdienu ģeoloģiskās izglītības veidošanās Krievijā ir saistīta ar Kalnrūpniecības inženieru korpusa (topošā Kalnrūpniecības institūta) atvēršanu Sanktpēterburgā un Maskavas universitātes izveidi, un ziedu laiki sākās, kad 1930. gadā Ļeņingradā tas tika izveidots un pēc tam. pārcelts uz Ģeoloģiju (tagad GIN AH CCCP ).

Mūsdienās Ģeoloģijas institūts ieņem vadošo vietu starp pētniecības iestādēm stratigrāfijas, litoloģijas, tektonikas un ģeoloģiskā cikla zinātņu vēstures jomās. Galvenās darbības jomas ir saistītas ar sarežģītu okeāna un kontinentālās garozas struktūras un veidošanās pamatproblēmu izstrādi, kontinentālo iežu veidošanās un sedimentācijas evolūcijas izpēti okeānos, ģeohronoloģiju, ģeoloģisko procesu un parādību globālo korelāciju. utt.

Starp citu, GIN priekštecis bija Mineraloģiskais muzejs, kas 1898. gadā tika pārdēvēts par Ģeoloģijas muzeju, bet pēc tam 1912. gadā par vārdā nosaukto Ģeoloģijas un minerālu muzeju. Pēteris Lielais.

Kopš tās pirmsākumiem ģeoloģiskās izglītības pamats Krievijā ir bijis trīsvienības princips: zinātne - izglītība - prakse. Neskatoties uz perestroikas satricinājumiem, izglītības ģeoloģija joprojām ievēro šo principu.

1999. gadā ar Krievijas Izglītības un dabas resursu ministriju padomju lēmumu tika pieņemta ģeoloģiskās izglītības koncepcija, kas tika pārbaudīta izglītības iestādēs un ražošanas komandās, kas “audzē” ģeoloģisko personālu.

Mūsdienās augstāko ģeoloģisko izglītību var iegūt vairāk nekā 30 Krievijas universitātēs.

Un, lai gan mūsu laikos doties “izpētē pa taigu” vai “uz tveicīgajām stepēm” vairs nav tik prestižs darbs kā kādreiz, ģeologs to izvēlas, jo “laimīgs ir tas, kurš zina, cik sāpīga sajūta ceļš”...

Raksta saturs

ĢEOLOĢIJA, zinātne par Zemes uzbūvi un attīstības vēsturi. Galvenie izpētes objekti ir ieži, kas satur Zemes ģeoloģisko ierakstu, kā arī mūsdienu fizikālie procesi un mehānismi, kas darbojas gan uz tās virsmas, gan dziļumos, kuru izpēte ļauj saprast, kā mūsu planēta attīstījās pagātnē.

Zeme nemitīgi mainās. Dažas izmaiņas notiek pēkšņi un ļoti vardarbīgi (piemēram, vulkāna izvirdumi, zemestrīces vai lieli plūdi), bet biežāk – lēni (noņem vai uzkrājas gadsimta laikā ne vairāk kā 30 cm biezs nogulumu slānis). Šādas izmaiņas nav manāmas viena cilvēka dzīves laikā, taču par izmaiņām ir uzkrāta zināma informācija ilgākā laika periodā, un ar regulāru precīzu mērījumu palīdzību tiek fiksētas pat nelielas zemes garozas kustības. Piemēram, konstatēts, ka šobrīd ap Lielo ezeru (ASV un Kanāda) un Botnijas līci (Zviedrija) apgabals paaugstinās, savukārt Lielbritānijas austrumu piekraste grimst un applūst.

Taču daudz nozīmīgāka informācija par šīm pārmaiņām slēpjas pašos iežos, kas nav tikai minerālu krājums, bet gan Zemes biogrāfijas lappuses, kuras var izlasīt, pārzinot valodu, kurā tās rakstītas.

Šāda Zemes hronika ir ļoti gara. Zemes vēsture aizsākās vienlaikus ar Saules sistēmas attīstību aptuveni pirms 4,6 miljardiem gadu. Tomēr ģeoloģiskajam ierakstam ir raksturīga sadrumstalotība un nepilnīgums, jo daudzi senie ieži tika iznīcināti vai pārklāti ar jaunākiem nogulumiem. Trūkumi jāaizpilda ar korelāciju ar notikumiem, kas notikuši citur un par kuriem ir pieejami vairāk datu, kā arī ar analoģiju un hipotēzēm. Iežu relatīvo vecumu nosaka, pamatojoties uz tajos esošajiem fosilo atlieku kompleksiem, un nogulumus, kuros šādu atlieku nav, nosaka abu relatīvās pozīcijas. Turklāt gandrīz visu iežu absolūto vecumu var noteikt ar ģeoķīmiskām metodēm.

Ģeoloģiskās disciplīnas.

Ģeoloģija kā neatkarīga zinātne radās 18. gadsimtā. Mūsdienu ģeoloģija ir sadalīta vairākās savstarpēji cieši saistītās nozarēs. Tajos ietilpst: ģeofizika, ģeoķīmija, vēsturiskā ģeoloģija, mineraloģija, petroloģija, strukturālā ģeoloģija, tektonika, stratigrāfija, ģeomorfoloģija, paleontoloģija, paleoekoloģija, minerālu ģeoloģija. Ir arī vairāki starpdisciplināri studiju virzieni: jūras ģeoloģija, inženierģeoloģija, hidroģeoloģija, lauksaimniecības ģeoloģija un vides ģeoloģija (ekoģeoloģija). Ģeoloģija ir cieši saistīta ar tādām zinātnēm kā hidrodinamika, okeanoloģija, bioloģija, fizika un ķīmija.

ZEMES DABA

Garoza, apvalks un kodols.

Lielākā daļa informācijas par Zemes iekšējo uzbūvi tiek iegūta netieši, balstoties uz seismogrāfu fiksēto seismisko viļņu uzvedības interpretāciju.

Zemes zarnās ir izveidotas divas galvenās robežas, pie kurām notiek krasas seismisko viļņu izplatīšanās rakstura izmaiņas. Viens no tiem ar spēcīgām atstarojošām un refrakcijas īpašībām atrodas 13–90 km dziļumā no virsmas zem kontinentiem un 4–13 km dziļumā zem okeāniem. To sauc par Mohoroviča robežu jeb Moho virsmu (M), un to uzskata par ģeoķīmisko robežu un minerālu fāzes pārejas zonu augsta spiediena ietekmē. Šī robeža atdala zemes garozu un mantiju. Otrā robeža atrodas 2900 km dziļumā no Zemes virsmas un atbilst mantijas un kodola robežai (1. att.).

Temperatūras.

Zemes gravitācijas lauks.

Gravitācijas pētījumos konstatēts, ka zemes garoza un mantija izliecas papildu slodžu ietekmē. Piemēram, ja zemes garozai visur būtu vienāds biezums un blīvums, tad varētu sagaidīt, ka kalnos (kur akmeņu masa ir lielāka) būtu lielāks pievilkšanas spēks nekā līdzenumos vai jūrās. Tomēr aptuveni no 18. gadsimta vidus. tika novērots, ka gravitācijas pievilcība kalnos un to tuvumā ir mazāka nekā gaidīts (pieņemot, ka kalni ir vienkārši zemes garozas papildu masa). Šis fakts tika izskaidrots ar "tukšumu" klātbūtni, kas tika interpretēti kā ieži, kas saspiesti sildot, vai kā kalnu sāls kodols. Šādi skaidrojumi izrādījās nepieņemami, un 1850. gados tika izvirzītas divas jaunas hipotēzes.

Saskaņā ar pirmo hipotēzi, zemes garoza sastāv no dažāda izmēra un blīvuma iežu blokiem, kas peld blīvākā vidē. Visu bloku pamatnes atrodas vienā līmenī, un blokiem, kam raksturīgs zems blīvums, jābūt augstākam nekā blokiem ar augstu blīvumu. Kalnu struktūras tika uztvertas kā zema blīvuma bloki, bet okeāna baseini - augsta blīvuma (ar vienādu abu kopējo masu).

Saskaņā ar otro hipotēzi visu bloku blīvums ir vienāds un tie peld blīvākā vidē, un dažādie virsmas augstumi ir izskaidrojami ar to atšķirīgo biezumu. To sauc par klinšu sakņu hipotēzi, jo jo augstāks ir bloks, jo dziļāk tas ir iegults apkārtējā vidē. 40. gados tika iegūti seismiski dati, kas apstiprināja domu, ka kalnu apvidos Zemes garoza sabiezē.

Izostasija.

Ikreiz, kad zemes virsmai tiek radīts papildu stress (piemēram, sedimentācijas, vulkānisma vai apledojuma rezultātā), zemes garoza nokrīt un nokrīt, kā arī tad, kad šī slodze tiek noņemta (denudācijas, kūstošu ledus lokšņu u.c. rezultātā). ), paceļas zemes garoza. Šis kompensācijas process, kas pazīstams kā izostāze, visticamāk, notiek ar horizontālu masas pārnesi apvalkā, kur var notikt periodiska materiāla kušana. Konstatēts, ka dažas Zviedrijas un Somijas piekrastes pēdējo 9000 gadu laikā ir paaugstinājušās par vairāk nekā 240 m, galvenokārt kūstošā ledus loksnes dēļ. Izostāzes rezultātā izveidojās arī Ziemeļamerikas Lielo ezeru paaugstinātās piekrastes līnijas. Neskatoties uz šādu kompensācijas mehānismu darbību, lielos okeāna baseinos un dažās deltās ir ievērojams masas deficīts, savukārt dažos Indijas un Kipras apgabalos ir ievērojams masas pārsniegums.

Vulkānisms.

Lavas izcelsme.

Dažos zemeslodes apgabalos vulkāna izvirdumu laikā magma plūst uz zemes virsmas lavas veidā. Šķiet, ka daudzas vulkānisko salu lokas ir saistītas ar dziļu bojājumu sistēmām. Zemestrīču centri atrodas aptuveni līdz 700 km dziļumā no zemes virsmas, t.i. vulkāniskais materiāls nāk no mantijas augšdaļas. Uz salu lokiem tai bieži ir andezīta sastāvs, un, tā kā andezīti pēc sastāva ir līdzīgi kontinentālajai garozai, daudzi ģeologi uzskata, ka kontinentālā garoza šajos apgabalos veidojas mantijas materiāla pieplūduma dēļ.

Vulkāni, kas darbojas gar okeāna grēdām (piemēram, Havaju salās), izplūst galvenokārt bazaltiska sastāva materiāls. Šie vulkāni, iespējams, ir saistīti ar seklām zemestrīcēm, kuru dziļums nepārsniedz 70 km. Tā kā bazalta lavas ir sastopamas gan kontinentos, gan gar okeāna grēdām, daži ģeologi izvirza teoriju, ka tieši zem Zemes garozas atrodas slānis, no kura nāk bazalta lavas.

Taču nav skaidrs, kāpēc dažās teritorijās no mantijas materiāla veidojas gan andezīti, gan bazalti, bet citos – tikai bazalti. Ja, kā tagad tiek uzskatīts, mantija patiešām ir ultramafiska (t.i., bagātināta ar dzelzi un magniju), tad no mantijas iegūtajai lavai vajadzētu būt bazaltiskam, nevis andezīta sastāvam, jo ​​andezīta minerālu ultramafiskajos iežos nav. Šo pretrunu atrisina plātņu tektonikas teorija, saskaņā ar kuru okeāna garoza pārvietojas zem salu lokiem un kūst noteiktā dziļumā. Šie izkausētie ieži izplūst andezīta lavas veidā.

Siltuma avoti.

Viena no neatrisinātajām vulkāniskās aktivitātes problēmām ir bazalta slāņa jeb mantijas lokālai kausēšanai nepieciešamā siltuma avota noteikšana. Šādai kušanai jābūt ļoti lokalizētai, jo seismisko viļņu pāreja liecina, ka garoza un augšējais apvalks parasti ir cietā stāvoklī. Turklāt siltumenerģijai jābūt pietiekamai, lai izkausētu milzīgu daudzumu cieto materiālu. Piemēram, ASV Kolumbijas upes baseinā (Vašingtonas un Oregonas štatos) bazaltu apjoms ir vairāk nekā 820 tūkstoši km 3; tie paši lielie bazaltu slāņi ir sastopami Argentīnā (Patagonijā), Indijā (Dekānas plato) un Dienvidāfrikā (Lielais Karū kāpums). Pašlaik ir trīs hipotēzes. Daži ģeologi uzskata, ka kušanu izraisa lokālas augstas radioaktīvo elementu koncentrācijas, taču dabā šāda koncentrācija šķiet maz ticama; citi liecina, ka tektoniskus traucējumus nobīdes un lūzumu veidā pavada siltumenerģijas izdalīšanās. Ir vēl viens viedoklis, saskaņā ar kuru augšējā mantija augsta spiediena apstākļos atrodas cietā stāvoklī, un, kad spiediens samazinās lūzuma dēļ, tas kūst un šķidra lava plūst cauri plaisām.

Zemes ģeoķīmija un sastāvs.

Zemes ķīmiskā sastāva noteikšana ir grūts uzdevums, jo kodols, apvalks un lielākā daļa garozas nav pieejami tiešai paraugu ņemšanai un novērošanai, un secinājumi jāizdara, pamatojoties uz netiešo datu un analoģiju interpretāciju.

Zeme ir kā milzu meteorīts.

Okeānu ķīmiskais sastāvs.

Tiek uzskatīts, ka sākotnēji uz Zemes nebija ūdens. Visticamāk, mūsdienu ūdeņi uz Zemes virsmas ir sekundāras izcelsmes, t.i. izdalās kā tvaiki no minerāliem Zemes garozā un mantijā vulkāniskās aktivitātes rezultātā, nevis veidojas, apvienojoties brīvā skābekļa un ūdeņraža molekulām. Ja jūras ūdens pamazām uzkrātos, tad Pasaules okeāna tilpumam būtu nepārtraukti jāpalielinās, taču tiešu ģeoloģisku pierādījumu šim apstāklim nav; tas nozīmē, ka okeāni ir pastāvējuši visā Zemes ģeoloģiskās vēstures laikā. Okeāna ūdeņu ķīmiskā sastāva izmaiņas notika pakāpeniski.

Sials un Sima.

Pastāv atšķirība starp garozas iežiem, kas atrodas kontinentu pamatā, un akmeņiem, kas atrodas zem okeāna grīdām. Kontinentālās garozas sastāvs atbilst granodiorītam, t.i. iezis, kas sastāv no kālija un nātrija laukšpata, kvarca un neliela daudzuma feromagnēzija minerālu. Okeāna garoza atbilst bazaltiem, kas sastāv no kalcija laukšpata, olivīna un piroksēna. Kontinentālās garozas iežiem ir raksturīga gaiša krāsa, zems blīvums un parasti skābs sastāvs, ko bieži sauc par sial (pamatojoties uz Si un Al pārsvaru). Okeāna garozas ieži izceļas ar tumšo krāsu, lielo blīvumu un pamatsastāvu, tos sauc par simu (pamatojoties uz Si un Mg pārsvaru). Tiek uzskatīts, ka mantijas ieži ir ultramafiski un sastāv no olivīna un piroksēna. Mūsdienu krievu zinātniskajā literatūrā termini “sial” un “sima” netiek lietoti, jo tiek uzskatīti par novecojušiem.

ĢEOLOĢISKIE PROCESI

Ģeoloģiskos procesus iedala eksogēnos (destruktīvajos un akumulatīvajos) un endogēnos (tektoniskajos).

DESTRUKTĪVIE PROCESI

Denudācija.

Ūdensteču, vēja, ledāju, jūras viļņu, sala laikapstākļu un ķīmiskās šķīdināšanas iedarbība izraisa kontinentu virsmas iznīcināšanu un samazināšanos (2. att.). Iznīcināšanas produkti gravitācijas spēku ietekmē tiek nogādāti okeāna ieplakās, kur tie uzkrājas. Tādā veidā tiek aprēķināts kontinentus un okeānu baseinus veidojošo iežu sastāvs un blīvums, un Zemes reljefa amplitūda samazinās.

Katru gadu 32,5 miljardi tonnu gružu un 4,85 miljardi tonnu izšķīdušo sāļu tiek aizvesti no kontinentiem un nogulsnēti jūrās un okeānos, kā rezultātā tiek izspiesti aptuveni 13,5 km 3 jūras ūdens. Ja šādi denudācijas tempi turpinātos arī turpmāk, tad kontinenti (kuru virszemes daļas apjoms ir 126,6 milj. km 3) 9 miljonu gadu laikā pārvērstos gandrīz līdzenos līdzenumos - peneplainumos. Šāda reljefa peneplanācija (nivelēšana) iespējama tikai teorētiski. Faktiski izostāziskie pacēlumi kompensē zaudējumus, ko izraisa denudācija, un daži ieži ir tik spēcīgi, ka praktiski nav iznīcināmi.

Kontinentālie nogulumi tiek pārdalīti kombinētas atmosfēras iedarbības (akmeņu iznīcināšanas), denudācijas (akmeņu mehāniska noņemšana plūstošu ūdeņu, ledāju, vēja un viļņu procesu ietekmē) un uzkrāšanās (irdenu materiālu nogulsnēšanās un akmeņu veidošanās) rezultātā. jauni akmeņi). Visi šie procesi darbojas tikai līdz noteiktam līmenim (parasti jūras līmenim), kas tiek uzskatīts par erozijas pamatu.

Transportēšanas laikā irdenās nogulsnes tiek šķirotas pēc izmēra, formas un blīvuma. Rezultātā kvarcs, kura saturs sākotnējā iezī var būt tikai daži procenti, veido viendabīgu kvarca smilšu slāni. Līdzīgi zelta un dažu citu smago minerālu, piemēram, alvas un titāna, daļiņas tiek koncentrētas straumes gultnēs vai seklumos, veidojot nogulsnes, un smalkgraudains materiāls tiek nogulsnēts kā nogulsnes un pēc tam pārveidots slānekļos. Tādas sastāvdaļas kā magnijs, nātrijs, kalcijs un kālijs izšķīdina un aiznes virszemes un gruntsūdeņi, un pēc tam izgulsnējas alās un citos dobumos vai nonāk jūras ūdeņos.

Erozijas reljefa attīstības stadijas.

Reljefs kalpo kā indikators kontinentu izlīdzināšanas (vai peneplanācijas) stadijai. Kalnos un apgabalos, kas piedzīvojuši intensīvu pacēlumu, erozijas procesi ir visaktīvākie. Šādām teritorijām raksturīgs straujš upju ieleju iegriezums un garuma palielināšanās augštecē, un ainava atbilst jaunajai jeb juvenīlajai erozijas stadijai. Citās teritorijās, kur augstuma amplitūda ir neliela un erozija lielākoties ir beigusies, lielas upes pārsvarā pārvadā vilces spēku un suspendētos nogulumus. Šis reljefs ir raksturīgs nobriedušai erozijas stadijai. Teritorijās ar nenozīmīgu augstuma amplitūdu, kur zemes virsma nav daudz augstāka par jūras līmeni, dominē akumulācijas procesi. Tur upe parasti plūst nedaudz virs vispārējā zemā līdzenuma līmeņa dabiskā pacēlumā, kas sastāv no nogulumu materiāla, un veido deltu estuāra zonā. Šis ir vecākais erozijas reljefs. Tomēr ne visas zonas atrodas vienā erozijas stadijā un tām ir vienāds izskats. Zemes formas ļoti atšķiras atkarībā no klimatiskajiem un laika apstākļiem, vietējo iežu sastāva un struktūras un erozijas procesa rakstura (3., 4. att.).

Erozijas ciklu pārtraukumi.

Norādītā erozijas procesu secība attiecas uz kontinentiem un okeānu baseiniem, kas atrodas statiskos apstākļos, taču patiesībā tie ir pakļauti daudziem dinamiskiem procesiem. Erozijas ciklu var pārtraukt jūras līmeņa izmaiņas (piemēram, kūstošā ledus loksnes dēļ) un kontinenta augstuma izmaiņas (piemēram, kalnu apbūves, lūzumu tektonikas un vulkāniskās aktivitātes rezultātā). Ilinoisā (ASV) morēnas klāja nobriedušu pirmsleduslaika reljefu, piešķirot tai tipisku jaunu izskatu. Kolorādo Lielajā kanjonā erozijas cikla pārtraukumu izraisīja zemes paaugstināšanās līdz 2400 m. Teritorijai paaugstinoties, Kolorādo upe pakāpeniski ietriecās savā palienē un tika ierobežota ar sēkļa malām. ieleja. Šī pārtraukuma rezultātā izveidojās pārseguši līkumi, kas raksturīgi jauna reljefa apstākļos pastāvošām upju senlejām (5. att.). Kolorādo plato līkloči tiek izgriezti līdz 1200 m dziļumam.. Arī Susquehanna upes dziļie līkumi, kas šķērso Apalaču kalnus, liecina, ka šī teritorija reiz bijusi zemiene, kuru šķērsoja “novājināta” upe.

Mūsdienu ģeosinhronizācijas

- Tās ir ieplakas gar Javas un Sumatras salām, Tonga - Kermadeka, Puertoriko tranšejas u.c. Iespējams, ka to tālāka iegrimšana arī novedīs pie kalnu veidošanās. Pēc daudzu ģeologu domām, arī ASV līča piekraste pārstāv modernu ģeosinklīnu, lai gan, spriežot pēc urbumu datiem, kalnu apbūves pazīmes tur nav izteiktas. Mūsdienu tektonikas un kalnu apbūves aktīvās izpausmes visspilgtāk novērojamas jaunās kalnu valstīs – Alpos, Andos, Himalajos un Klinšainajos kalnos.

Tektoniskie pacēlumi.

Ģeosinklīnu attīstības beigu posmā, kad kalnu apbūve ir pabeigta, notiek intensīva vispārēja kontinentu pacēluma pacēlums; kalnu zemēs šajā reljefa veidošanās stadijā notiek disjunktīvi dislokācijas (atsevišķu iežu bloku pārvietošanās pa lūzuma līnijām).

ĢEOLOĢISKAIS LAIKS

Stratigrāfiskā skala.

Standarta ģeoloģiskā laika skala (vai ģeoloģiskā kolonna) ir sistemātiskas nogulumiežu izpētes rezultāts dažādos zemeslodes reģionos. Tā kā lielākā daļa agrīno darbu tika veikti Eiropā, šī reģiona nogulumu stratigrāfiskā secība tika ņemta par standartu arī citām teritorijām. Taču dažādu iemeslu dēļ šai skalai ir trūkumi un nepilnības, tāpēc tā tiek nepārtraukti pilnveidota. Mērogs ir ļoti detalizēts jaunākiem ģeoloģiskajiem periodiem, bet tā detalizācija ievērojami samazinās vecākiem. Tas ir neizbēgami, jo ģeoloģiskie ieraksti ir vispilnīgākie par notikumiem nesenā pagātnē un kļūst fragmentāri, novecojot nogulumiem. Stratigrāfiskā skala ir balstīta uz fosilo organismu reģistrēšanu, kas kalpo kā vienīgais uzticamais kritērijs starpreģionu korelācijām (īpaši liela attāluma). Ir konstatēts, ka dažas fosilijas atbilst stingri noteiktam laikam un tāpēc tiek uzskatītas par orientējošām. Ieži, kas satur šīs vadošās formas un to kompleksus, ieņem stingri noteiktu stratigrāfisku stāvokli.

Daudz grūtāk ir izveidot korelācijas paleontoloģiski klusiem iežiem, kas nesatur fosilos organismus. Tā kā labi saglabājušās čaumalas ir sastopamas tikai no kembrija perioda (apmēram pirms 570 miljoniem gadu), pirmskembrija laika, aptverot apm. 85% ģeoloģiskās vēstures nevar izpētīt un sadalīt tik detalizēti kā jaunākos laikmetus. Ģeoķīmiskās datēšanas metodes tiek izmantotas paleontoloģiski kluso iežu starpreģionālajām korelācijām.

Ja nepieciešams, standarta stratigrāfiskajā skalā tika ieviestas izmaiņas, lai atspoguļotu reģionālo specifiku. Piemēram, Eiropā ir oglekļa periods, un ASV ir divi atbilstoši periodi - Misisipi un Pensilvānijas periods. Pastāv plaši izplatītas grūtības korelēt lokālās stratigrāfiskās shēmas ar starptautisko ģeohronoloģisko skalu. Starptautiskā stratigrāfijas komisija palīdz risināt šos jautājumus un nosaka stratigrāfiskās nomenklatūras standartus. Viņa stingri iesaka ģeoloģiskajos pētījumos izmantot vietējās stratigrāfiskās vienības un salīdzināt tās ar starptautisko ģeohronoloģisko skalu salīdzināšanai. Dažām fosilijām ir ļoti plaša, gandrīz globāla izplatība, savukārt citām ir šaura reģionālā izplatība.

Laikmets ir lielākais Zemes vēstures dalījums. Katrs no tiem apvieno vairākus periodus, kam raksturīga noteiktu seno organismu klašu attīstība. Katra laikmeta beigās notika dažādu organismu grupu masveida izmiršana. Piemēram, trilobīti pazuda paleozoja beigās, bet dinozauri – mezozoja beigās. Šo katastrofu cēloņi vēl nav noskaidroti. Tie varētu būt kritiski ģenētiskās evolūcijas posmi, kosmiskā starojuma maksimumi, vulkānisko gāzu un pelnu emisijas, kā arī ļoti pēkšņas klimata pārmaiņas. Ir argumenti, kas atbalsta katru no šīm hipotēzēm. Tomēr liela skaita dzīvnieku un augu ģimeņu un šķiru pakāpeniska izzušana katra laikmeta beigās un jaunu parādīšanās nākamā laikmeta sākumā joprojām ir viens no ģeoloģijas noslēpumiem. Mēģinājumi saistīt dzīvnieku masveida nāvi paleozoja un mezozoja beigu posmā ar globāliem kalnu apbūves cikliem bija neveiksmīgi.

Ģeohronoloģija un absolūtā vecuma skala.

Stratigrāfiskā skala atspoguļo tikai iežu gultņu secību, tāpēc to var izmantot tikai dažādu slāņu relatīvā vecuma norādīšanai (9. att.). Iespēja noteikt iežu absolūto vecumu parādījās pēc radioaktivitātes atklāšanas. Pirms tam viņi mēģināja noteikt absolūto vecumu ar citām metodēm, piemēram, analizējot sāls saturu jūras ūdenī. Pieņemot, ka tas atbilst pasaules upju cietajai notecei, var izmērīt jūru minimālo vecumu. Pamatojoties uz pieņēmumu, ka sākotnēji okeāna ūdens nesaturēja sāļu piemaisījumus, un, ņemot vērā to ienākšanas ātrumu, jūru vecums tika novērtēts plašā diapazonā - no 20 miljoniem līdz 200 miljoniem gadu. Kelvins lēsa Zemes iežu vecumu uz 100 miljoniem gadu, jo, pēc viņa domām, tas bija laiks, kas bija vajadzīgs, lai sākotnēji izkususī Zeme atdziestu līdz pašreizējai virsmas temperatūrai.

Neatkarīgi no šiem mēģinājumiem agrīnie ģeologi bija apmierināti ar iežu relatīvo vecumu un ģeoloģisko notikumu noteikšanu. Bez jebkādiem paskaidrojumiem tika pieņemts, ka no Zemes parādīšanās brīža līdz dažādu veidu nogulumu veidošanās procesam, kas joprojām notiek joprojām, pagājis diezgan ilgs laiks. Tikai tad, kad zinātnieki sāka mērīt radioaktīvās sabrukšanas ātrumu, ģeologiem bija “pulkstenis”, lai noteiktu radioaktīvos elementus saturošo iežu absolūto un relatīvo vecumu.

Dažu elementu radioaktīvās sabrukšanas ātrums ir niecīgs. Tas dod iespēju noteikt seno notikumu vecumu, mērot šādu elementu saturu un to sabrukšanas produktus konkrētā paraugā. Tā kā radioaktīvās sabrukšanas ātrums nav atkarīgs no vides parametriem, ir iespējams noteikt iežu vecumu, kas atrodas jebkuros ģeoloģiskos apstākļos. Visbiežāk tiek izmantotas urāna-svina un kālija-argona metodes. Urāna-svina metode ļauj veikt precīzu datēšanu, pamatojoties uz torija (232 Th) un urāna (235 U un 238 U) radioizotopu koncentrāciju mērījumiem. Radioaktīvās sabrukšanas laikā veidojas svina izotopi (208 Pb, 207 Pb un 206 Pb). Tomēr ieži, kas satur šos elementus pietiekamā daudzumā, ir diezgan reti. Kālija-argona metodes pamatā ir ļoti lēna 40 K izotopa radioaktīvā transformācija par 40 Ar, kas ļauj datēt vairākus miljardus gadu vecus notikumus, pamatojoties uz šo izotopu attiecību iežos. Būtiska kālija-argona metodes priekšrocība ir tā, ka kālijs, ļoti izplatīts elements, atrodas minerālos, kas veidojas visos ģeoloģiskajos apstākļos - vulkāniskajos, metamorfajos un nogulumiežu veidojumos. Tomēr inertās gāzes argons, kas rodas radioaktīvās sabrukšanas rezultātā, nav ķīmiski saistīts un noplūst. Tāpēc datēšanai var droši izmantot tikai tos minerālus, kuros tas ir labi saglabāts. Neskatoties uz šo trūkumu, kālija-argona metode tiek izmantota ļoti plaši. Planētas vecāko iežu absolūtais vecums ir 3,5 miljardi gadu. Visu kontinentu zemes garozā ir ļoti seni ieži, tāpēc jautājums, kurš no tiem ir senākais, pat nerodas.

Uz Zemes nokritušo meteorītu vecums, kas noteikts ar kālija-argona un urāna-svina metodēm, ir aptuveni 4,5 miljardi gadu. Pēc ģeofiziķu domām, pamatojoties uz urāna-svina metodes datiem, arī Zemes vecums ir apm. 4,5 miljardi gadu. Ja šie aprēķini ir pareizi, tad ģeoloģiskajā ierakstā ir 1 miljards gadu, kas atbilst svarīgam Zemes evolūcijas sākumam. Iespējams, ka agrākie pierādījumi tika kaut kādā veidā iznīcināti vai izdzēsti, kamēr Zeme bija izkususi. Ir arī iespējams, ka vecākie ieži uz Zemes tika atkailināti vai pārkristalizēti daudzu miljonu gadu laikā.

Jau daudzus gadus dažādu profesiju pārstāvji risina nemitīgas diskusijas par to, kura profesija uzskatāma par senāko. Tiek izvirzītas daudzas pārliecinošas versijas un pieņēmumi: no ieroču kalēja un mednieka līdz politiķim (vadonim) un ārstam. Mēs neiesaistīsimies šajā strīdā un tikai izteiksim savu pieņēmumu: senākā profesija ir ģeologs.

Jau daudzus gadus dažādu profesiju pārstāvji risina nemitīgas diskusijas par to, kura profesija uzskatāma par senāko. Tiek izvirzītas daudzas pārliecinošas versijas un pieņēmumi: no ieroču kalēja un mednieka līdz politiķim (vadonim) un ārstam. Mēs neiesaistīsimies šajā strīdā un tikai izvirzīsim savu pieņēmumu: senākā profesija ir ģeologs.

Spriediet paši, lai izgatavotu akmens cirvi, pirmatnējam cilvēkam bija jāatrod piemērots akmens starp milzīgiem minerāliem un iežu fragmentiem (no kuriem daži savas irdenās struktūras dēļ bija tam pilnīgi nepiemēroti). Tas ir, ir pierādījumi par ģeoloģijas pamatu pielietošanu un neorganizētu derīgo izrakteņu ieguvi primitīvās sabiedrības veidošanās rītausmā.

Turklāt mēs apņemamies apgalvot, ka ģeologs ir ne tikai senākā, bet arī viena no mūsu laika svarīgākajām profesijām. Kāpēc? Tas ir vienkārši. Kas ir jebkuras valsts ekonomikas pamatā? Valsts enerģētikas un minerālu resursi. Kas ir iesaistīts derīgo izrakteņu meklēšanā un izpētē? Ģeologs!

Nu, tagad parunāsim sīkāk par šo seno un vissvarīgāko profesiju un uzzināsim, kādas ir ģeologa darba iezīmes, kur iegūt ģeologa profesija un kādas tam ir priekšrocības.

Kas ir ģeologs?

Ģeologs ir speciālists, kas pēta derīgo izrakteņu un iežu sastāvu un struktūru, kā arī meklē un pēta jaunas derīgo izrakteņu atradnes. Paralēli tam ģeologi pēta dabas objektus, rakstus un to praktiskās pielietošanas iespējas.

Profesijas nosaukums cēlies no sengrieķu vārdiem γῆ (Zeme) un λόγος (mācība). Citiem vārdiem sakot, ģeologi ir cilvēki, kas pēta Zemi. Pirmie zinātniskie apgalvojumi par ģeoloģiskajiem novērojumiem (informācija par zemestrīcēm, kalnu eroziju, vulkānu izvirdumiem un krasta līniju kustību) atrodami Pitagora (570.g.pmē.) darbos. Un jau 372.-287.g.pmē. Teofrasts uzrakstīja darbu "Par akmeņiem". No tā izriet, ka par šīs profesijas oficiālo veidošanās periodu var uzskatīt 500-300 gadus. BC.

Mūsdienu ģeologi ne tikai novēro un pēta acīmredzamo ģeoloģiskie procesi un atradnes, bet arī identificēt perspektīvākās izpētes un izvērtēšanas jomas, tās izpētīt un vispārināt iegūtos rezultātus. Ņemiet vērā, ka mūsdienās ģeologus var iedalīt trīs kategorijās atkarībā no tā, kuru ģeoloģijas nodaļu viņi izvēlējās kā galveno specializāciju:

• aprakstošā ģeoloģija - specializējas ģeoloģisko veidojumu izvietojuma un sastāva izpētē, kā arī iežu un derīgo izrakteņu aprakstīšanā;
• dinamiskā ģeoloģija - pēta ģeoloģisko procesu evolūciju (zemes garozas kustība, zemestrīces, vulkānu izvirdumi u.c.);
• vēsturiskā ģeoloģija - nodarbojas ar ģeoloģisko procesu secības izpēti pagātnē.

Pastāv plaši izplatīts uzskats, ka ģeologi pastāvīgi ceļo ģeoloģisko ekspedīciju ietvaros. Patiešām, ģeologi bieži dodas ekspedīcijās, bet papildus tam viņi izstrādā pētījumu programmas, pēta ekspedīcijās iegūtos datus un dokumentē tos, kā arī sastāda informatīvos ziņojumus par paveikto.

Kādām personiskajām īpašībām vajadzētu būt ģeologam?

Tā nu ir sagadījies, ka, pateicoties filmām, parastu cilvēku apziņā ģeologs parādās sava veida bārdaina romantiķa tēlā, kurš apkārt neko nemana un runā tikai par savu darbu. Un tikai daži cilvēki to apzinās ģeologa darbs Tas ir ne tikai romantika, bet arī diezgan smags darbs, kas prasa tādu personisko īpašību klātbūtni kā:

• neatlaidība;
• atbildība;
• novērošana;
• analītisks domāšanas veids;
• emocionāli gribas stabilitāte;
• attīstīta atmiņa;
• ekstrēmas tendences;
• komunikācijas prasmes;
• pacietība;
• apņēmība.

Turklāt ģeologam jābūt ar izcilu veselību, jābūt izturīgam, jāspēj strādāt komandā, ātri orientēties un pielāgoties vides izmaiņām.

Ģeologa priekšrocības

Pamati ģeologa priekšrocība slēpjas, protams, iespējā daudz un ilgi ceļot pa visattālākajiem un mazāk pētītajiem Krievijas reģioniem. Turklāt šādi braucieni arī maksā diezgan pieklājīgi (vidējā ģeologa alga, kas strādā pēc rotācijas principa, ir aptuveni 30-40 tūkstoši rubļu). Šīs profesijas priekšrocības ietver arī:

• darba nozīmīgums - patīkami apzināties, ka jūsu darba rezultāti pozitīvi ietekmē visas valsts ekonomisko labklājību;
• pašrealizācijas iespēja - tā kā dabā nav divu identisku atradņu, ģeologi bieži veic jaunus zinātniskus pētījumus, kas nozīmē, ka viņiem ir liela iespēja ierakstīt savu vārdu vēstures annālēs.

Ģeologa mīnusi

Ja jūs domājat, ka ekspedīciju laikā ģeologi dzīvo ja ne greznos, tad vismaz ērtos viesnīcas numuriņos, tad jūs dziļi maldāties. Visi ģeologu braucieni notiek kempinga apstākļos (nakšņošana teltīs, darbs brīvā dabā, gari pārgājieni attālos rajonos ar smagu mugursomu plecos u.c.). Un to var uzskatīt par galveno ģeologa trūkums. Jūs varat arī pievienot šeit:

• neregulārs darba grafiks - darba laiku un ilgumu lielā mērā nosaka laika apstākļi;
• rutīna - pēc romantikas un piedzīvojumu pilnām ekspedīcijām vienmēr pienāk lauku materiālu galda apstrādes periods;
• ierobežots saziņas loks - šis trūkums galvenokārt attiecas uz ģeologiem, kas strādā pēc rotācijas principa.

Kur var kļūt par ģeologu?

Iegūstiet ģeologa profesiju Tas ir iespējams gan tehnikumā vai koledžā, gan universitātē. Pirmajā gadījumā saņemtais diploms tikai nedaudz pavērs durvis uz aizraujošo ģeoloģijas pasauli un ļaus piedalīties ekspedīcijās kā asistentam. Par pilnībā kvalificētu ģeologu var kļūt tikai augstskolas diploma īpašnieks, kurš ir izgājis ne tikai teorētisko, bet arī praktisko apmācību. Starp citu, bez augstākās izglītības pat talantīgākais ģeologs nevarēs gūt panākumus savā karjerā. Tāpēc, ja jūs jau saista šīs profesijas romantika, vislabāk ir nekavējoties iestāties kādā no specializētajām augstskolām.

Ģeoloģija ir zinātne, kas pēta Zemes, kā arī citu planētu un to pavadoņu sastāvu, uzbūvi un modeļus, kas ir daļa no Saules sistēmas.

Ģeoloģiskās zonas

Mūsdienās ir vismaz trīs ģeoloģijas jomas: vēsturiskā, aprakstošā un dinamiskā. Absolūti katrai no šīm jomām ir savas metodes, kā arī izpētes principi. Vēsturiskā ģeoloģija pēta pagātnē notikušo ģeoloģisko procesu secību. Aprakstošā ģeoloģija pēta ģeoloģisko iezīmju atrašanās vietu un sastāvu, kā arī to lielumu un formu, dažādu minerālu un iežu atradņu vai iežu rašanos un aprakstu. Dinamiskā ģeoloģija pēta ģeoloģisko procesu attīstību: iežu iznīcināšanu, zemes garozas kustību, kā arī zemestrīces un iekšējos vulkānu izvirdumus. Šie jēdzieni ir ģeoloģijas pamati.

Ģeoloģiskās sadaļas

Ģeoloģijas zinātnes darbojas visās trīs ģeoloģijas jomās, un tāpēc nav precīza iedalījuma grupās. Tomēr jaunas zinātnes parādās ģeoloģijas simbiozē ar citām zināšanu jomām. Daudziem avotiem ir šāda klasifikācija:

1. Zinātnes par zemes garozu (mineraloģija, ģeokrioloģija, petrogrāfija, strukturālā ģeoloģija, kristalogrāfija).
2. Zinātnes par mūsdienās notiekošajiem ģeoloģiskajiem procesiem (tektonika, vulkanoloģija, seismoloģija, ģeokrioloģija, petroloģija).
3. Zinātnes par ģeoloģisko procesu vēsturisko izcelsmi un attīstību (vēsturiskā ģeoloģija, paleontoloģija, stratigrāfija).
4. Lietišķās zinātnes (minerālģeoloģija, hidroģeoloģija, inženierģeoloģija)
5. Ģeoloģijas simbioze ar citām zinātnēm (ģeoķīmija, ģeofizika, ģeodinamika, ģeohronoloģija, litoloģija).

Ģeoloģijas principi un uzdevumi

Ģeoloģija ir vēstures zinātne, tāpēc tās svarīgākie uzdevumi ir noteikt notiekošos ģeoloģiskos notikumus. Ģeoloģijas uzdevumi ietver arī:

1. Dabas resursu racionālāka izmantošana, kā arī to aizsardzība
2. Jaunu derīgo izrakteņu atradņu atrašana, kā arī jaunu metožu un metožu izstrāde to ieguvei
3. Gruntsūdeņu izcelsmes izpēte
4. Citi ģeoloģiskie uzdevumi, kas saistīti ar dažādu ēku un būvju būvniecības apstākļu izpēti.

Ģeoloģijas metodes

Lai veiktu visus šos uzdevumus, ir izstrādāta vienkāršākā acīmredzamo ģeoloģisko metožu sērija:

• Intruzīvo metodi attēlo saikne starp intruzīviem iežiem un to saimniekslāņiem. Šādu savienojumu atrašana liecina, ka paši ielaušanās parādījās daudz agrāk nekā slāņi, kas tos uzņem.
• Sekanta metode ļauj arī noteikt relatīvo vecumu. Ja kāda vaina ielaužas, tad tā skaidri parādījās vēlāk nekā paši akmeņi.
• Ksenolīti un gruveši var tikt ievadīti iežos, iznīcinot to sākotnējo avotu. Līdz ar to tie veidojušies daudz agrāk par saimniekiežiem, un speciālisti tos var izmantot ģeoloģiskā vecuma noteikšanai.
• Primārā horizontālā metode paredz, ka, veidojoties, jūras nogulumi atrodas horizontāli.
• Superpozīcijas metode nosaka, ka ieži, kas atrodas netraucētā stāvoklī, atbilst noteiktai veidošanās secībai vai pakāpei. Piemēram, tie ieži, kas atrodas augšā, ir jaunāki, un tie, kas atrodas zemāk, ir attiecīgi senāki.
• Galīgā pēctecības metode paredz, ka visā okeānā ir izplatīti tieši tie paši organismi. Līdz ar to paleontologi, identificējot dažas fosilās atliekas klintī, vienlaikus var atrast citus iežus, kas arī veidojušies ar šiem akmeņiem.

Tagad jūs zināt atbildi uz jautājumu par to, kas ir ģeoloģija. Prieks palīdzēt.