Geológia ako veda

Úvod

Geológia je komplex vied o zemskej kôre a hlbších sférach Zeme, v užšom zmysle slova - veda o zložení, stavbe, pohybe a histórii vývoja zemskej kôry, umiestnení minerálov v to.

Takto vyzerá moderná definícia geológie. Avšak ako väčšina najdôležitejších prírodných vied, aj geológia má svoj pôvod v dávnych dobách, pravdepodobne od samotného vzhľadu človeka. Vznik geológie je spojený s uspokojovaním naliehavých potrieb ľudí: pre bývanie, jeho vykurovanie a pre úspešný lov. Koniec koncov, musíte poznať vlastnosti hornín, aby ste sa naučili, ako ich používať. Je tiež potrebné vedieť ťažiť horniny, rozlišovať medzi nimi a objavovať nové ložiská. Geologické znalosti sú potrebné na riešenie súvisiacich problémov. Ale štúdium minerálov na uspokojenie ľudských potrieb je len koreňmi geológie. V tých dávnych dobách to bolo ešte ťažké nazvať vedou, pretože... ľudia poznatky nezovšeobecňovali, nezapisovali, nerozvíjali, ale len hromadili a aplikovali v praxi.

Postupne sa však rozvíjala geológia. Počas antiky sa už objavovala myšlienka minerálov a geologických procesov, ale iba v rámci prírodnej filozofie. Geológiu možno považovať za vedu od začiatku 19. storočia. Táto etapa jej vývoja je charakteristická zovšeobecňovaním nahromadených poznatkov, vytváraním vedeckých hypotéz a hľadaním ich dôkazov; pomocou nových výskumných metód vyvinutých inými vedami, ako je chémia a fyzika. Vďaka tomu všetkému sa geológia stáva dôležitou súčasťou systému vied, ktoré pomáhajú človeku robiť vedecko-technický pokrok, uspokojovať jeho potreby, študovať a využívať prírodu. V tejto fáze už geológia skúma veľmi zložité otázky štruktúry látok, ktoré tvoria našu planétu, študuje históriu vývoja Zeme a zároveň rieši praktické problémy. Ide o prieskum a ťažbu nerastných surovín, ich spracovanie a využitie a využitie pozemských zdrojov v každodennom živote.

Ako vidíme, geológia je pre moderného človeka veľmi dôležitá, má starodávnu históriu a študuje široké spektrum otázok o prírode a má veľkú praktickú orientáciu.

O histórii, výskumných metódach a perspektívach tejto významnej a veľmi zaujímavej vedy som písal vo svojej práci, ktorej hlavným zámerom je opísať geológiu ako vedu.

Na dosiahnutie cieľa sú definované nasledujúce úlohy:

1.) Opísať históriu geológie, poukázať na hlavné črty vedy v jednotlivých obdobiach jej vývoja.

.) Hovorte o metódach výskumu používaných v geológii.

.) Vysvetlite význam geológie v modernom svete.

.) Ukázať dôležitosť prepojenia geológie s inými vedami.

.) Hovorte o budúcich vyhliadkach rozvoja geológie.

1. Dejiny geológie

poznatky z geológie

Podľa mňa na pochopenie akejkoľvek vedy potrebujete vedieť, prečo vznikla, ako sa vyvíjala a čo nové sa v nej časom objavilo. Tieto otázky sú najplnšie odhalené pri štúdiu vývoja vedy. Preto som sa rozhodol začať svoju prácu opisom histórie geológie.

Odhaľujúc históriu geológie, chcem zdôrazniť črty jej vývoja v rôznych obdobiach, hovoriť o hlavných myšlienkach a objavoch, vysvetliť ich význam a význam a opísať výsledky toho, čo veda dosiahla.

Dejiny geológie sa zvyčajne delia na dve etapy – predvedecké a vedecké. Tie sú zase rozdelené do období. Podľa tejto schémy som opísal históriu geológie.

.1 Predvedecká etapa (od staroveku do polovice 18. storočia)

Obdobie formovania ľudskej civilizácie (od staroveku do 5. storočia pred Kristom)

Počas tohto obdobia ľudia nahromadili úplne prvé informácie o svete okolo nich. Ako som už povedal, najskôr ľudia uspokojovali svoje najdôležitejšie potreby pomocou rôznych hornín a pre úplnejšie využitie bolo potrebné študovať ich vlastnosti, miesta rozšírenia a spôsoby ťažby. Za zrod vedy o geológii už môžeme považovať začiatok štúdia príbuznej problematiky.

Teraz nemôžeme presne povedať, čo kameň znamenal pre starovekých ľudí, môžeme sa len pozrieť na stopy používania rôznych hornín počas vykopávok na miestach starých ľudí a vyvodiť závery o ich využití mineralogického bohatstva planéty. Naše predpoklady o potrebe hornín pre starovekých ľudí a výsledky vykopávok naznačujú, že človek použil kameň takmer okamžite po svojom objavení. Používanie nástrojov predsa odlišuje človeka od opice. Je samozrejme možné, že najprimitívnejším nástrojom bola pôvodne drevená palica, ale keď človek objavil také vlastnosti kameňa ako ostrosť a tvrdosť, začal pre svoje potreby používať ostré kúsky kremeňa a kremíka. Takýto záver o vlastnostiach kameňov je už príkladom akumulácie geologických poznatkov. Archeológovia nachádzajú na miestach starých ľudí nielen jednoduché ostré kamene, ale aj kamenné sekery a hroty šípov. O niečo neskôr ľudia začali používať kovy na výrobu nástrojov. Ale ich hľadanie a tavenie vyžaduje od človeka ešte viac vedomostí a zručností.

Potreba ľudstva po nerastných surovinách sa so začiatkom masovej výstavby miest a rozvojom remesiel ešte zvýšila.

Ku koncu obdobia sa už človek zaoberal ťažbou a spracovaním domácej medi, železa, zlata, striebra, cínu a iných kovov. Hlina bola široko používaná na bytovú výstavbu a výrobu keramiky. Na výrobu šperkov sa používali drahé kamene.

V dávnych dobách sa tak začalo hromadiť určité poznatky o vlastnostiach hornín, ich ťažbe a využití.

Teoretická časť geológie je doplnená mnohými hypotézami o pôvode a štruktúre Zeme. Vždy však obsahujú fikciu, pretože... starí ľudia nevedeli vysvetliť mnohé prírodné javy.

V období formovania ľudskej civilizácie ľudia využívajú len skúsenosti predchádzajúcich generácií na ďalšie zdokonaľovanie svojich zručností v manipulácii s kameňom. Človek ešte nezovšeobecňuje poznatky, čo je dôležitá charakteristika daného obdobia.

Počas prechodu do starovekého obdobia rozvoja geológie už ľudia poznali mnohé znaky na vyhľadávanie ložísk nerastov a mali praktické zručnosti pri ich využívaní. Bola vytvorená geologická vedomostná základňa pre budúce generácie.

Staroveké obdobie (V. storočie pred Kristom – V. storočie po Kr.)

V období staroveku sa geológia rozvíjala najmä v Grécku a Rímskej ríši. Počiatočná zásoba vedomostí o vlastnostiach a využití hornín už v tom čase existovala, ale tieto poznatky mali hlavne praktický význam: ťažba a využitie mineralogického bohatstva planéty. No keďže už v dávnych dobách ľudia hovorili o živote a zaujímali sa o štruktúru sveta, geologické poznatky sa začali dopĺňať logickejšími vysvetleniami rôznych javov a hypotéz ich pôvodu. Na základe pochopenia a spracovania údajov získaných z pozorovaní boli vyvodené závery. Boli vierohodnejšie a opodstatnenejšie.

Naďalej sa rozvíjal aj praktický smer geológie. Pre vtedajších ľudí aj pre nás sa stalo dôležitým, že v staroveku boli zaznamenané mnohé pozorovania a hypotézy. Tieto informácie začali slúžiť budúcim generáciám a z nich môžeme usudzovať na rozvoj vedy, vr. a geológie tej doby.

Za úspechy starovekých vedcov a filozofov možno považovať napríklad záver, že predtým bolo na mieste niektorých suchozemských oblastí more. Tento záver urobil Xenophanes na základe prítomnosti morských mušlí v zemi. Aj v období staroveku sa už predpokladalo, že naša planéta je guľová. Tento predpoklad vznikol na základe pozorovaní zemského tieňa na Mesiaci počas zatmenia Mesiaca. Tieň má okrúhly tvar, preto ho vrhá okrúhle alebo guľovité telo. A Eratosthenes dokonca vypočítal obvod Zeme. Výsledky, ktoré získal, sa len mierne líšili od moderných údajov.

Staroveký grécky vedec a filozof Aristoteles výrazne prispel k rozvoju geológie. Navrhol obraz guľovej Zeme, vo vnútri ktorej sú dutiny a kanály, v ktorých cirkuluje voda a vzduch. Vedec vysvetlil zemetrasenia vyskytujúce sa na povrchu ich pohybmi. Zaujímavosťou je, že tento systém pohľadov zodpovedá prírode Grécka, pre ktorú sú typické krasové dutiny a časté zemetrasenia. Aristoteles zaviedol do vedy aj niektoré mineralogické informácie: zostavil prvú klasifikáciu fosílií, pričom ich rozdelil na rudy, kamene a zeminy.

Plínius Starší okrem zemetrasení zdôrazňoval pomalé vertikálne pohyby zeme.

Strabo vyjadril myšlienku sopečného pôvodu ostrova Sicília.

Práve v období antiky vznikli dve hlavné hypotézy vzniku Zeme. Ide o plutonizmus a neptunizmus. Tieto hypotézy existovali mnoho storočí a boli rovnako akceptované mnohými veľkými ľuďmi.

Plutonizmus je systém názorov, ktorý je založený na chápaní vnútorných geologických síl Zeme ako hlavných faktorov pri formovaní jej povrchu a podložia. Neptunizmus znamená, že všetky horniny vznikli z oceánskych vôd počas kryštalizácie roztokov. Vplyv vnútorných síl Zeme sa odmieta.

Boj medzi týmito hypotézami priniesol geológii veľké výhody, pretože bolo vykonaných mnoho štúdií, aby našli dôkazy pre ne. Teraz vieme, že priaznivci myšlienky sformovania Zeme pod vplyvom jej vnútorných síl (plutonisti) vyhrali. Je však dokázané, že minerály sa dajú vytvárať aj z vodných roztokov.

V staroveku sa zlepšili aj spôsoby aplikácie geologických poznatkov v praxi. Na spracovanie kovov sa používalo kovanie. A ťažba sa začala vykonávať pomocou baní namiesto otvorených jám.

Starovek teda priniesol do geológie množstvo užitočných poznatkov. Bol položený začiatok teoretickej vetvy geológie, boli zaznamenané výsledky pozorovaní, čo umožnilo v budúcnosti na tieto úspechy nadviazať.

Ďalšie obdobie vo vývoji geológie bolo ťažké nielen pre ňu. Stredovek sa vyznačoval stagnáciou vedy vôbec. Vedomosti o Zemi sa však naďalej rozvíjali.

Scholastické obdobie

Obdobie scholastiky trvalo od 5. do 15. storočia. v západnej Európe. V iných krajinách to trvalo od 7. do 17. storočia. S pádom Rímskej ríše prestalo vedecké poznanie v jej hraniciach rýchly rozvoj. Grécko už nebolo centrom vedeckých myšlienok. Veda sa však slabo rozvíjala aj v západnej Európe. Prírodné vedy v tom čase prešli na vedcov Strednej Ázie, ale o ich výskume sa zachovalo veľmi málo údajov. K nám sa dostali len niektoré ich diela.

Ibn Sina (alebo Avicenna) vysvetlil zmenu zemského povrchu z dvoch dôvodov. Jedným je vplyv vnútorných síl Zeme (tým mal vedec na mysli vietor fúkajúci v podzemných dutinách). Vďaka týmto silám sa zemský povrch dvíha a vytvára kopec. Ďalším dôvodom sú vonkajšie (meteorologické, hydrosférické, atď.) vplyvy, ktoré ničia oblasti povrchu planéty a vytvárajú priehlbiny. Táto hypotéza dokonca zohľadňovala, že hustota zložiek povrchu, ktoré sa ničia zvonku, je rôzna. Potom sa na mieste uvoľnených hornín vytvorí pokles reliéfu, na mieste tvrdých hornín - jeho zvýšenie, pretože skaly okolo nich silnejšie zvetrávajú.

Ibn Sina tiež naznačil, že more opakovane postupovalo na súši a opäť ustupovalo. Ako dôkaz toho videl v horách prítomnosť vrstiev rôznych hornín. Vedec veril, že keď sa pevnina oslobodila od mora, rieky v nej vyplavili údolia, t.j. vznikol súčasný reliéf.

Ibn Sina vytvoril novú klasifikáciu minerálov a hornín. Rozdelil ich na kamene, taviteľné telesá (kovy), horľavé sírové látky a soli. Klasifikácia bola prijatá Európanmi a existovala pomerne dlho.

Ďalší stredoázijský vedec Biruni opísal viac ako 100 minerálov a pomenoval ich ložiská. Naučil sa tiež určovať špecifickú hmotnosť minerálov, a to takmer 700 rokov pred Európanmi.

Niektorí ďalší ázijskí výskumníci pokračovali v rozvíjaní myšlienok starovekých predstáv o svete.

Dôvodom pomalého rozvoja geológie v Európe bol vplyv cirkvi. Do vedy zasahovala biblickým obrazom sveta a jeho pôvodom. A keďže geológovia ponúkali svetonázor, ktorý nezodpovedal tomu biblickému, ich učenie a diela boli kritizované alebo dokonca zakázané. Kvôli tomu vzniklo veľa nesprávnych hypotéz a falošných učení. Medzi vedou a antickou vedou bolo dokonca mierne zaostávanie. Napríklad pozostatky fosílnych živých organizmov nájdených na Zemi boli údajne hrou prírody alebo príkladom spontánneho vytvárania života, pretože Podľa cirkevného učenia bol život stvorený Bohom v podobe, v akej existuje teraz, a nálezmi boli teraz neexistujúce organizmy. Zaviedli sa aj falošné učenia, že Zem je obdĺžnik a hviezdy na oblohe pohybujú anjeli.

Niektorí vedci v Európe, ignorujúc cirkev, ponúkli svoje predstavy o svete. Ale starodávny svetonázor si len požičali.

Napriek spomaleniu rozvoja teoretickej geológie sa však najmä v Európe úspešnejšie rozvíjala jej praktická orientácia (aplikovaná geológia). Súviselo to s rozvojom ľudstva a v dôsledku toho aj so zvyšujúcou sa potrebou nerastných surovín.

Výstavba miest si vyžadovala prírodné materiály na vytvorenie budov. K rozvoju baníctva prispel aj zvyšujúci sa počet mestských remeselníkov, ktorí potrebovali materiál na svoje výrobky, často z kameňa. Dôsledkom týchto faktorov bolo zvýšenie množstva minerálov, ktoré ľudia ťažili z útrob zeme.

Obdobie renesancie (od 15.-17. storočia do polovice 18. storočia)

Obdobie pripravila éra veľkých geografických objavov. Cesty Kolumba, Magellana, Vasca da Gamu prispeli k nahromadeniu veľkého množstva materiálu na celom povrchu Zeme. Počas Magellanovej cesty okolo sveta sa teda konečne dokázalo, že naša planéta má guľovitý tvar. Hypotézy vedcov z obdobia renesancie sa stávajú natoľko presvedčivé, potvrdené takými nespochybniteľnými faktami, že cirkev ustupuje pred vedou.

Počas renesancie Mikuláš Koperník, Galileo Galilei a Giordano Bruno vytvorili heliocentrický model sveta.

Ako viete, počas renesancie dochádza k duchovnému vzostupu ľudstva. Hoci vplyv cirkvi stále pretrvával, jej učenie prestávalo byť jediným výkladom sveta. Ľudia začínajú veriť vede.

Ako mestá naďalej rástli a technológie sa vyvíjali, ťažba zemského bohatstva sa stala rýchlejšou a efektívnejšou. Zvýšil sa aj počet rozvinutých oblastí.

Samozrejme, pri ťažbe nerastov ľudia nazbierali poznatky o vlastnostiach hornín, zvláštnostiach ich výskytu a štruktúre zemskej kôry. Zovšeobecnenie tohto materiálu viedlo k dôležitým teoretickým záverom.

Medzi ľudí, ktorí prispeli ku geológii v období renesancie, patrí nemecký vedec Georg Bauer (alebo Agricola). Zhrnul všetky úspechy baníkov západnej Európy. Vedec opísal spôsoby kladenia mín a ich vlastnosti. Agricola bola tiež prvá, ktorá zistila rozdiel medzi minerálmi a horninami. Vedec opísal vlastnosti mnohých minerálov, čo umožnilo iným geológom identifikovať minerály. Agricola študoval aj kryštály.

Niektorými geologickými informáciami do vedy prispel aj slávny Leonardo da Vinci. Vyslovil napríklad myšlienku, že horniny môžu byť usporiadané v horizontálnych vrstvách alebo vo forme záhybov. Leonardo tiež považoval nálezy dávnych vyhynutých organizmov za skutočne ich pozostatky, a nie za hru prírody, na rozdiel od vedcov zo scholastického obdobia.

Počas obdobia renesancie Rusko prispelo k geológii. Hľadanie ložísk vo veľkom organizovala vláda. V roku 1584 bol vytvorený rád Kamenných záležitostí. V rámci Ruskej ríše sa ťažilo veľa nerastov. Vyvážali sa aj do iných krajín.

Dán Niels Steno založil stratigrafiu a objavil prvý zákon kryštalografie o stálosti kryštálových uhlov a vytvoril prvé vedecké zhrnutie pozemského magnetizmu.

Predvedecká etapa vývoja geológie sa skončila. Materiálu o Zemi sa už nazhromaždilo dosť. Bolo ho treba len zovšeobecniť a doplniť o teoretické závery. Vo vedeckej fáze, vyzbrojené novými technológiami a duchovnými silami, ľudstvo začalo tento problém riešiť. Samozrejme, predvedecké štádium vývoja geológie nebolo možné okamžite nahradiť vedeckým. Preto sa v jeho histórii rozlišuje aj prechodné obdobie.

1.2 Prechodné obdobie (druhá polovica 18. storočia)

Prechodné obdobie vo vývoji geológie je charakteristické tým, že v tomto čase sa súčasne vyskytujú staré učenia predvedeckého obdobia a vedecké zovšeobecnenia. Geologické poznatky nahromadené v predvedeckom štádiu sa systematizujú a tak v prechodnom období dochádza k formovaniu geológie ako vedy.

Dôležitým rozdielom medzi prechodným obdobím a predvedeckým obdobím bolo, že v tom čase bola v geológii založená myšlienka premenlivosti sveta, zatiaľ čo predtým väčšina vedcov verila, že svet vždy existoval v nezmenenej podobe. Myšlienka rozvoja Zeme bola vyjadrená mnohými vedcami prechodného obdobia, ale predovšetkým je spojená s menami J. Buffona, I. Kanta a M.V. Lomonosov. Vo svojich dielach považovali celú históriu Zeme, od jej vzniku až po súčasný stav, za jeden obraz sveta. Podľa týchto vedcov sa Zem neustále menila.

Úspech v geológii bola klasifikácia diagnostických charakteristík minerálov vyvinutá Wernerom. Skúmal aj rudné minerály a navrhol systém stratigrafického sledu hornín. Vo vývoji teoretickej geológie zohral vedec skôr negatívnu úlohu: vyvinul schému formovania horských krajín na základe myšlienok Neptunizmu.

Na rozdiel od A.G. Wernerovi James Hutton dokázal teóriu plutonizmu, keď hovoril o rozhodujúcom význame jeho vnútorných síl pri formovaní Zeme.

Vedec I. Kant v roku 1755 predložil hypotézu o pôvode slnečnej sústavy. Podľa nej sa elementárne častice pôvodne rozptýlené vo vesmíre zhromažďovali do zhlukov pod vplyvom vzájomnej príťažlivosti. Keď sa jeden z chumáčov hmoty stlačil a zahrial, vzniklo Slnko. Okolo nej zhromaždené hmloviny, v ktorých vznikli planéty, vr. Zem. J. Buffon vytvoril hypotézu vývoja Zeme. Veril, že keď naša planéta stuhne, pokryje sa oceánmi. Pohybmi vody v nich vznikali nerovné dná. Kopce sa stali kontinentmi, keď voda ustúpila. Buffon určil dobu existencie Zeme na 75 tisíc rokov. Teraz sa nám zdá, že je to veľmi krátke obdobie, ale teológovia kritizovali Buffonovu hypotézu, pretože Podľa biblického učenia Zem existuje už 6000 rokov.

Začiatkom 19. storočia sa teda geológia formovala ako veda. Ďalšia fáza jeho vývoja je vedecká, ktorá doplnila vedomosti ľudí o Zemi najnovšími informáciami.

Heroické obdobie (prvá polovica 19. storočia)

Začiatok obdobia je spojený so vznikom biostratigrafickej metódy. Umožnil určiť relatívny vek hornín na základe zložitosti štruktúry pozostatkov dávnych organizmov v nich nachádzajúcich sa (podrobnejšie som túto metódu opísal v odseku 2.1 tejto práce).

Paleontológia vznikla ako samostatná disciplína v geológii. (pozri odsek 1.4.).

Začiatkom 19. storočia K.L. von Buch predložil prvú tektonickú hypotézu. V ňom vedec považoval vulkanizmus za vedúci proces, ktorý vytvára hory. Hypotézu potvrdil výskum A. Humboldta. Bolo prijaté mnohými vedcami a zohralo dôležitú úlohu v chápaní procesov budovania hôr.

Získané informácie o chemickom zložení minerálov a zákonitostiach tvorby ich kryštálov umožnili do konca hrdinského obdobia vytvorenie chemickej klasifikácie minerálov. Táto klasifikácia tvorila základ mineralógie po dlhú dobu.

Na konci hrdinského obdobia došlo k ďalšiemu významnému príspevku do geológie. Predstavitelia stratigrafie si všimli, že v niektorých vrstvách hornín sa nenašlo evolučné spojenie medzi organizmami patriacimi do rôznych geologických období. Tie. v niektorých organizmoch nebolo možné nájsť predkov a v iných potomkov. Na vysvetlenie týchto faktov vedci vytvorili teóriu katastrofy. Teória zahŕňala myšlienku existencie mnohých katastrof v histórii Zeme, ktoré podľa vedcov pravidelne úplne zničili život na planéte, potom sa objavili znova. Charles Lyell proti tomu prvýkrát namietal vo svojom diele „Základy geológie...“ (1830-1833). Napísal, že organický svet sa na Zemi vyvíjal dôsledne a neustále. Myšlienky vedca sa však potvrdili a prijali až o 20 rokov neskôr.

V hrdinskom období riešili geológovia ďalší problém. Otázka pôvodu zvláštnych balvanov, ktorých distribučné oblasti sú vzdialené tisíce kilometrov od miest, kde sa našli, je dlho nastolená. Túto skutočnosť vysvetlila glaciálna teória, ktorá predpokladala vplyv početných zaľadnení na zemský povrch. Následne táto hypotéza nielenže dokázala transport balvanov ľadovcami, ale sa aj potvrdila a éry zaľadnenia sa začali považovať za súčasť histórie Zeme.

Nie nadarmo teda hrdinské obdobie dostalo svoj názov. Geológia skutočne urobila obrovský pokrok. Výsledkom tohto obdobia bolo vytvorenie prvých geologických spoločností, národných geologických služieb v Rusku, Anglicku a Francúzsku. Charakteristický pre toto obdobie bol aj veľký rozsah výskumu a organizovanejší charakter jeho realizácie.

Geológia sa stala samostatnou disciplínou prírodných vied. Objavila sa nová profesia – geológ.

Klasické obdobie (druhá polovica 19. storočia)

Na začiatku klasického obdobia sa objavila kniha Charlesa Darwina „Pôvod druhov prostredníctvom prirodzeného výberu...“. Potvrdila hypotézu Charlesa Lyella. Keďže hypotézu o evolučnom vývoji života začali potvrdzovať nálezy organizmov, ktoré sú prechodným článkom medzi tými formami života, ktoré boli predtým považované za navzájom nesúvisiace, geológovia nakoniec od katastrofy upustili. Prijali evolučnú teóriu.

Obdobie je tiež charakterizované objavením sa hypotézy kontrakcie, ktorú predložil Elie de Beaumont. Vedec veril, že keď sa Zem ochladzuje, jej objem sa zmenšuje, čo viedlo k objaveniu sa záhybov v zemskej kôre. Takto vysvetlil vznik hôr. Zjavná vnútorná logika hypotézy kontrakcie a chýbajúca alternatíva k nej viedli k tomu, že táto myšlienka bola v geológii zakorenená počas celého klasického obdobia.

V klasickom období vznikol pojem magma – tekutá látka, ktorá sa v niektorých prípadoch môže vytvárať v pevnom zemskom plášti. Najmä magma vyviera cez sopečné krátery a zbavená plynov sa mení na lávu. Diferenciácia magmy je proces jej premeny na rôzne horniny, keď stuhne. To vysvetlilo pôvod mnohých hornín.

Dovolím si poznamenať, že v druhej polovici 19. storočia v dôsledku rozvoja priemyslu v mnohých krajinách vzrástol objem ťažby nerastných surovín. Svetová produkcia ocele vzrástla z 500 tisíc na 28 miliónov ton a svetová produkcia uhlia vzrástla 3-krát. Keďže všetky krajiny potrebovali ešte viac nerastných surovín, ich vlády vyčlenili veľké prostriedky na rozvoj geológie. Dôsledkom toho bol vznik geofyziky, ktorá umožnila študovať hlbokú štruktúru našej planéty.

Možno tiež poznamenať, že počas klasického obdobia sa veľa urobilo pre štúdium geologickej štruktúry Ruska. V roku 1882 bol založený Geologický výbor Ruska.

Klasické obdobie zaznamenalo významný rozvoj v petrografii. V rukách skalných odborníkov sa objavil polarizačný mikroskop. S jeho pomocou sa študovali najtenšie priehľadné skalné platne - tenké rezy (optická petrografia).

Kryštalografia vznikla z mineralógie ako samostatná disciplína.

To tiež znamenalo začiatok ropnej geológie. Začal sa považovať za minerál a vytvorili sa hypotézy o jeho vzniku.

Klasické obdobie rozvoja geológie teda prinieslo tejto vede mnohé výhody. Významnú úlohu medzi prírodovednými disciplínami začala zohrávať geológia.

Ďalšie obdobie vo vývoji geológie, „kritické“ obdobie, sa stalo prelomovým vo vývoji prírodných vied ako celku. Pôda pre objavy uskutočnené počas „kritického“ obdobia bola pripravená geologickými výdobytkami klasického obdobia.

„Kritické“ obdobie“ (prvá polovica 20. storočia)

Nie je náhoda, že toto obdobie vo vývoji geológie dostalo takýto názov. Stojí za zmienku, že jeho vznik ako „kritického“ obdobia bol spôsobený mnohými novými objavmi v rôznych oblastiach vedy. Sú to pokroky v poznaní mikrosveta, a objav röntgenového žiarenia, prirodzenej rádioaktivity. To všetko malo významný vplyv na geológiu.

Na začiatku obdobia sa hypotéza kontrakcie zrútila. Namiesto toho sa objavili iné tektonické hypotézy. Hypotéza kontinentálneho driftu navrhnutá A. Wegenerom sa stala najviac konzistentnou s modernými predstavami o Zemi. Naznačila, že zemská kôra pozostáva z celistvých blokov – litosférických platní, ktoré sa navzájom pohybujú a spolu s nimi aj kontinenty (pozri obr. 1). Hypotéza zohrala v geológii veľmi dôležitú úlohu. Procesy budovania hôr vysvetlila kolapsom zemskej kôry pri zrážke litosférických dosiek. To vysvetľovalo aj zemetrasenia a vulkanizmus. Hypotézu potvrdil fakt, že horské oblasti zóny zemetrasení a vulkanizmu sa takmer vždy zhodujú – zodpovedajú hraniciam litosférických dosiek. Hypotézu potvrdila aj skutočnosť, že východné pobrežie Južnej Ameriky zodpovedalo západnému pobrežiu Afriky, t.j. ak by sme odstránili Atlantický oceán, čím by sme Afriku priblížili k Južnej Amerike, vytvorili by jeden kontinent, ktorý by tvoril tieto kontinenty. , štiepenie v minulosti.

Napriek takýmto pádnym argumentom v prospech správnosti hypotézy však bola kritizovaná a v geológii dlho neprijatá. Pre svoju nepravdepodobnosť bola hypotéza zamietnutá. Hlavnou z nich bola hypotéza undatácie. Znamenalo to vytvorenie reliéfu v dôsledku vertikálnych pohybov v zemskej kôre.

V „kritickom“ období sa geotektonika vyčleňuje do samostatnej vednej disciplíny. Mala veľký vplyv na rozvoj teoretickej a aplikovanej geológie. Naďalej sa rozvíjala aj sekcia tejto disciplíny, štúdium geosynklinál – pohyblivých pásov na hraniciach litosférických dosiek, vysvetľujúcich mnohé črty Zeme.

V.A. Obruchev, S.S. Shultz, N.I. Nikolaev sa stal zakladateľom geotektoniky, disciplíny, ktorá študuje tektonické pohyby nedávnej minulosti a modernej doby.

Pomocou geofyzikálnych metód bol vytvorený model štruktúry zemského plášťa. Delila sa na jadro, plášť a kôru. Ako vieme, tieto geosféry sú identifikované aj modernými vedcami.

V petrografii sa začal intenzívne rozvíjať fyzikálno-chemický smer výskumu a v dôsledku toho vznikla kryštalochémia. Na štúdium kryštálov sa začala používať rôntgenová difrakčná analýza.

Geológia horľavých nerastov sa naďalej rozvíjala. Objavili sa aj štúdie permafrostu. Do konca „kritického“ obdobia boli zostavené geologické mapy rôznych území a napísané práce sumarizujúce geologické materiály pre niektoré územia.

Potreba nerastov sa zvýšila a začali sa ťažiť a využívať nové druhy nerastov – uránové rudy a ropa. Boli vyvinuté nové metódy na vyhľadávanie ložísk.

Nedávne obdobie (1960-1990)

Začiatkom novoveku prebehlo technické prevybavenie geológie. Objavil sa elektrónový mikroskop, elektronické počítače a hmotnostný spektrometer (determinant hmotnosti chemických prvkov). Hlbokomorské vŕtanie a štúdium Zeme z vesmíru bolo možné.

Dôležité bolo, že Zem bolo možné preskúmať porovnaním s inými planétami. Bolo tiež možné určiť absolútny vek hornín.

Paleontológia dosiahla významné úspechy – boli odvodené nové skupiny fosílnych pozostatkov, boli identifikované zákonitosti vývoja živých organizmov a identifikované veľké vymierania v histórii biosféry.

V poslednom čase začali vedci niektoré geologické problémy, napríklad mineralógiu, riešiť v laboratóriu pomocou experimentov.

Boli objavené zákonitosti metasomatickej rajonizácie (znaky výskytu minerálov modifikované pri interakcii s vodnými roztokmi) a vytvorená teória rôznych typov litogenézy (cesty premeny hornín na metamorfované). Aj v novoveku vznikali tektonické mapy Eurázie a paleogeografické mapy sveta.

V novoveku boli prijaté a naďalej rozvíjané myšlienky mobilizmu, vr. hypotéza kontinentálneho driftu.

Paleontológovia identifikovali najskoršie štádiá vývoja života na Zemi.

Vznik environmentálnych problémov je spojený so vznikom geotechnológie – vedy, ktorá rieši problém racionálneho využívania podložia našej planéty. Objavila sa aj environmentálna geológia.

V poslednej dobe bol vyvinutý mechanizmus šírenia. Zahŕňala myšlienku, že nová oceánska kôra sa tvorí v zónach, kde magma uniká a tuhne. Takýmto zónam zodpovedajú stredooceánske hrebene. Potom sa nová kôra pohybuje smerom ku kontinentom a na hranici kontinentálnej kôry prechádza pod ňu. V týchto miestach vznikajú hlbokomorské priekopy a na kontinentoch sa často vyskytuje horská formácia.

Geológia posledného obdobia sa len málo líši od modernej. Jeho vývoj sa však nezastavil, pokračuje v súčasnosti a bude pokračovať aj v budúcnosti.

Na záver histórie geológie chcem zdôrazniť hlavné odvetvia vedy, ktoré sa doteraz vytvorili.

.4 Úseky geológie

K dnešnému dňu sa v geológii vytvorili nasledujúce hlavné úseky.

1. Dynamická alebo fyzická geológia.Táto časť študuje moderné geologické javy, ktoré menia Zem pred očami ľudí (atmosféra, voda, flóra a fauna, vulkanizmus).

. Petrografia alebo náuka o horninách.Táto sekcia takmer dosiahla veľkosť samostatnej vedy, pretože štúdium vlastností hornín je dôležité pre ich aplikáciu.

. Paleontológia- veda o fosílnych živých organizmoch, tvorí tretí oddiel geológie. Študuje vývoj, pôvod starých živých bytostí a dokonca obnovuje ich biotop.

Študuje sled a podmienky výskytu rôznych hornín, ako aj stopy života v nich. stratigrafia. Patrí do štvrtej sekcie geológie. Stratigrafia, rozdelená na petrografickú a paleontologickú, zaujíma dôležité miesto v geológii – pokrýva štúdium mnohých vzorov na Zemi naraz. Viac podrobností o stratigrafii je popísaných v časti 2.1. skutočná práca.

. Historická geológiatvorí piaty oddiel vedy o Zemi. Akosi zhŕňa všetky výskumy na našej planéte: rozdeľuje geologické pamiatky, procesy a javy v čase.

Toto sú hlavné odvetvia geológie. Tie sú zase rozdelené do mnohých menších oblastí, pričom študujú buď rôzne aspekty problematiky týkajúcej sa hlavnej časti, alebo ju skúmajú rôznymi metódami.

Takže je opísaná história vývoja geologických vied. S jeho pomocou sa vytvorila myšlienka geológie, zdôraznili sa hlavné myšlienky a ustanovenia tejto vedy.

2. Metódy výskumu

Teraz popíšem metódy, ktorými geológia študuje Zem. Ich pochopenie je veľmi zaujímavé a dôležité. Chcel by som tiež poznamenať, že názvy mnohých metód sa zhodujú s názvami rôznych odvetví geológie, ktoré ich uplatňujú.

.1 Stanovenie relatívneho veku hornín

Na štúdium minulosti planéty a vývoja života na nej je potrebné vedieť určiť, ktoré horniny vznikli na Zemi skôr a ktoré neskôr. Existujú rôzne spôsoby, ako to urobiť.

Dán Nils Steno pôvodne predložil zásadu: „Vrstva ležiaca hore bola vytvorená neskôr ako vrstva ležiaca pod ňou. Stratigrafia sa stala oblasťou geológie, ktorá študuje postupnosť formovania a vzory ukladania hornín pomocou tohto a ďalších princípov. Toto je jedna z hlavných oblastí geológie.

Steno princíp má však aj svoje nevýhody. Napríklad nie je možné porovnávať vek hornín ležiacich na rôznych miestach. Neskôr sa tento problém vyriešil. Vedci si všimli, že živé organizmy sú tým zložitejšie, čím sú mladšie. Porovnaním štruktúrnych znakov ich zvyškov v horninách teda určujú, ktoré organizmy, a teda horniny, sú mladšie. Teraz už pri miešaní vrstiev hornín je možné určiť pôvodnú postupnosť ich výskytu (pozri obr. 2).

V súčasnosti vedci vybrali najcharakteristickejšie formy života pre každé obdobie v histórii Zeme. Ich pozostatky sa nazývajú vodiace fosílie. Presne určujú postupnosť akumulácie hornín.

Vďaka týmto objavom bola zostavená geochronologická stupnica, v ktorej sú dejiny Zeme rozdelené na eóny, éry, obdobia a epochy. Stupnica je všeobecne akceptovaná, používa sa všade a je dôležitá pre mnohé odvetvia vedy. Spočiatku však označuje iba sled období. Ich trvanie, dátumy začiatku a konca boli stanovené pomocou izotopovej metódy určenia absolútneho veku hornín.

.2 Stanovenie absolútneho veku hornín

Geológovia už pochopili, ako určiť vek niektorých hornín v porovnaní s inými. Ale ešte jeden problém nebol vyriešený - určiť, koľko rokov existujú určité horniny. S rozvojom jadrovej fyziky sa ľudia naučili určovať absolútny vek hornín pomocou najnovších prístrojov.

Podstata izotopovej metódy (tzv. metóda na určenie absolútneho veku hornín) je nasledovná. Zistilo sa, že nestabilné izotopy chemických prvkov sa rozpadajú a transformujú sa na ľahšie, stabilné atómy. Navyše rýchlosť tohto rozpadu je takmer nezávislá od vonkajších podmienok. Takže podľa množstva nestabilného prvku a podľa počtu produktov jeho rozpadu určujú, ako veľmi sa prvok rozpadol. V niektorých prípadoch sa neurčuje počet produktov rozpadu, ale počet stôp – plôch vypálených v hornine úlomkami jadier nestabilného izotopu. To vám umožní zistiť počet jadrových štiepení. Keď poznáme konštantnú rýchlosť rozpadu, môžeme určiť, kedy to začalo, a teda ako dávno bola hornina vytvorená.

Najpresnejšia je rádiouhlíková metóda, ktorá využíva rozpad nestabilného izotopu uhlíka s atómovou hmotnosťou 14. Jeho polčas rozpadu je dosť krátky časový úsek – 5768 rokov. Ale keďže v priebehu času rovnajúceho sa desiatim polčasom sa účinnosť reakcie zníži 1024-krát, je ťažké zaregistrovať takéto malé zmeny v látke. Preto čas meraný touto metódou nepresahuje 60 000 rokov. V tomto intervale sa najpresnejšie určuje vek.

Rádiokarbónovou metódou sa určuje vek organických zvyškov, keďže živé organizmy počas svojho života absorbujú uhlík z atmosféry. Obsah izotopov uhlíka v ňom je konštantný, pretože podporované vzdelávaním C 14 pomocou kozmického žiarenia. A po smrti organizmu sa nestabilný uhlík začne rozkladať.

Na stanovenie množstva izotopov uhlíka sa často používa metóda hmotnostnej spektrometrie (pozri obr. 3). V tomto prípade sa uhlík obsiahnutý vo vzorke oxiduje a mení sa na oxid uhličitý. Molekuly plynu sa potom premenia na ióny a prechádzajú cez magnetickú komoru. Obsahuje CO 2 s ľahkým uhlíkom sa odchyľuje silnejšie ako plyn s ťažkým izotopom. Zaznamenaním odchýlok od priamočiarej trajektórie sa určí, koľko nestabilných ťažkých izotopov zostáva v látke. Čím menej nestabilných atómov zostáva, tým staršia je vzorka, ktorej vek sa určuje. V rokoch sa vypočítava pomocou špeciálnych vzorcov.

Polčas rozpadu uránu s atómovou hmotnosťou 238 je 4,51 miliardy rokov. Preto metóda urán-olovo (olovo je produktom rozpadu uránu) umožňuje datovať dávne udalosti, hoci to znižuje presnosť meraní. Technológia metódy je nasledovná. Medzi horninami, ktorých vek je potrebné určiť, sa vyberajú tie, ktoré obsahujú zirkón, minerál obsahujúci urán. Potom sa hornina rozdrví na kryštály a tie sa preosejú cez špeciálne sitá, aby sa oddelili kryštály rovnakej veľkosti. Keď sú tieto kryštály ponorené do roztokov s vysokou hustotou, najťažší z kryštálov, zirkón, sa usadí na dne. Vyberie sa a na špeciálnu platňu sa nalepí vrstva jedného kryštálu. Potom sa kryštály na platni rozomelú a ponoria do roztoku kyseliny. V tomto prípade sa látka vo vnútri dráh rozpustí a stanú sa viditeľnými pod mikroskopom. Potom sa spočíta počet stôp na jednotku plochy. V rokoch sa vek určuje pomocou špeciálnych matematických vzorcov. V tomto prípade sa berie do úvahy aj pokles rýchlosti rozpadu s časom.

Izotopová metóda je v súčasnosti najpresnejšia, existujú však aj iné spôsoby, ako určiť absolútny vek hornín. Napríklad po určení rýchlosti akumulácie sedimentárnych hornín a znalosti hrúbky ich vrstvy možno približne odhadnúť čas vzniku týchto hornín. Ale rýchlosť akumulácie hornín sa môže meniť a ich vrstva môže byť stlačená, a preto takéto metódy nie sú dostatočne presné.

2.3 Spektrálna analýza

Ľudia si už dávno všimli, že rôzne chemické prvky umiestnené v plameni mu dávajú rôzne farby (pozri obr. 4). Napríklad síran meďnatý je zelený, kuchynská soľ jasne žltá. Nie je však možné presne určiť chemické prvky podľa farby ohňa, pretože... niektoré z nich majú rovnakú farbu.

V roku 1859 nemeckí vedci, chemik Robert Bunsen a fyzik Histaff Kirchhoff, našli spôsob, ako rozlíšiť odtiene farieb plameňa. Použili na to svoj vynález – spektroskop. Tvorí ho sklenený hranol umiestnený pred bielou zástenou. Hranol rozdeľuje svetelný lúč na monochromatické lúče, vďaka čomu sú rozdiely medzi spektrami prvkov, ktoré vizuálne zafarbujú plameň rovnomerne, viditeľné.

Vo všeobecnosti sa spektrálna analýza ukázala ako dôležitá tak pre geológov, ako aj pre predstaviteľov novej vedy, ktorú tiež vytvorila - kozmochémie.

2.4 Gravitačný prieskum

Hmotnosť je sila, ktorou telo priťahované k Zemi tlačí na podperu alebo ťahá záves. Ukazuje sa, že aj príťažlivosť telies k Zemi sa využíva v geológii.

Každé telo s hmotnosťou má príťažlivosť. Pozorujeme to veľmi dobre, pretože zemská príťažlivosť je silou príťažlivosti Zeme. Ale ak sa všetky telá navzájom priťahujú, prečo si potom nevšimneme napríklad príťažlivosť medzi dvoma ľuďmi? Faktom je, že tieto sily sú veľmi malé, ale stále existujú. Experimentálne bolo dokázané, že olovnica sa odchyľuje od svojej vertikálnej polohy v blízkosti veľkej hory. Zistilo sa tiež, že dve veľké olovené gule sa kotúľajú k sebe v tesnej vzdialenosti.

V súlade s nimi môžeme usúdiť, že v závislosti od hustoty hornín ležiacich pod zemou sa bude meniť aj veľkosť gravitačnej sily (vo fyzike - zrýchlenie gravitácie). Problém je však v tom, že tieto zmeny sú veľmi malé a človek si ich nevšimne. Len pomocou presných prístrojov možno určiť zmeny príťažlivosti.

Pôvodne bola gravitácia určená dobou výkyvu kyvadla a jeho dĺžkou. Kvôli nepohodlnosti používania kyvadla bol však nahradený pohodlnejším zariadením - gravimetrom. Jeho princíp činnosti je jednoduchý: masívne bremeno je zavesené na pružine a gravitačná sila je určená stupňom jeho skrútenia.

V súčasnosti sa metóda gravitačného prieskumu používa všade na vyhľadávanie ložísk ropy (nad prázdnotou v zemi je menej príťažlivosti) a ložísk veľmi hustých nerastov, napríklad železných rúd. Metóda je mimoriadne jednoduchá a lacná a na odstránenie chýb sa často používa spolu s inými metódami. Boli zostavené mapy gravitačného poľa Zeme.

Meraním gravitácie vedci skúmajú otázky súvisiace s tvarom Zeme a štruktúrou jej vnútra.

2.5 Aplikácie fosílií

Objavy paleontológov, stopy predchádzajúcich foriem života, môžu vypovedať nielen o vývoji živých organizmov, ich stavbe, ale aj o mnohých ďalších zákonitostiach ich vzniku, o ich prostredí a jeho vlastnostiach.

Napríklad, vediac, že ​​vegetácia rôznych klimatických zón nie je rovnaká, vedci, ktorí študujú pozostatky starých rastlín, vyvodzujú závery o klíme konkrétnej oblasti v minulosti. A poznajúc životné podmienky moderných spoločenstiev živých organizmov (teplota, množstvo skonzumovanej potravy, pôda) je možné určiť podmienky prostredia podobných spoločenstiev v minulosti. Tiež štúdiom rytmického rastu určitých organizmov (koraly, lastúrniky a hlavonožce, mreny atď.), rýchlosti rotácie Zeme, frekvencie prílivu a odlivu, sklonu zemskej osi, frekvencie búrok a mnoho ďalších sú určené. Napríklad sa zistilo, že pred 370-390 miliónmi rokov bolo v roku približne 385-410 dní, čo znamená, že Zem sa otáčala okolo svojej osi rýchlejšie ako teraz.

V praxi na vyhľadávanie ropných ložísk využívajú závislosť farby zvyškov konodontov (živých organizmov) od teploty podložia, kde sa nachádzali. Ak by bola teplota do 250°C, tak by z organických látok nemohla vzniknúť ropa. Ak bola teplota vyššia ako 800 °C, potom sa zničil olej, ktorý tam mohol existovať. Ale ak bola teplota medzi týmito hranicami, potom môže hľadanie oleja pokračovať.

Na základe charakteristík zloženia zvyškov morských organizmov je možné určiť teplotu a zloženie vody v určitom čase. A na základe všetkých týchto údajov je možné ďalej odvodiť vzorce, ktoré existujú vo svete a aplikovať ich vo všetkých oblastiach vedy.

2.6 Biogeochemická metóda

Biogeochemická metóda je založená na štúdiu charakteristík rastlín určených prítomnosťou určitých minerálov v zemskej kôre.

Už pred objavením moderných metód hľadania minerálov ľudia využívali skutočnosť, že rastliny rastúce na rôznych rudách majú svoje vlastné charakteristiky. Napríklad určité druhy machov, mäty a klinčekov rastúce vo väčšom než obyčajnom množstve naznačujú prítomnosť medi v útrobách zeme. A usadeniny hliníka, ktoré spôsobujú zvýšený obsah tohto kovu v pôde, vedú ku skracovaniu koreňov a škvrnitosti listov. Nikel spôsobuje, že sa na listoch objavujú biele mŕtve škvrny. Ľudia teda vizuálnym pozorovaním rastlín úspešne objavili ložiská hornín, ktoré potrebovali.

V 20. storočí sa biogeochemická metóda začala používať ešte úspešnejšie: pomocou leteckej fotografie bolo možné identifikovať anomálie vo svete rastlín a spektroskopia sa začala používať na stanovenie zvýšeného obsahu minerálov v rastlinách, čo naznačuje ich prebytok v r. pôda. Výhodou metódy je schopnosť nájsť rudy nachádzajúce sa vo významných hĺbkach.

V súčasnosti sú pre zjednodušenie biogeochemickej metódy vytvorené zoznamy indikátorových rastlín so známou reakciou na určité minerály. Viac ako 60 rastlín zo zoznamu bolo testovaných a možno ich použiť na vyhľadávanie takmer všetkých druhov fosílnych kovov. Touto metódou už bolo objavených veľa ložísk.

2.7 Seizometria

Na začiatku dvadsiateho storočia jeden zo zakladateľov seizmológie Boris Borisovič Golitsyn napísal: „Každé zemetrasenie možno prirovnať k lampe, ktorá sa na krátky čas rozsvieti a osvetlí vnútro Zeme. Vnútro zeme, skryté pred nami mnohokilometrovými vrstvami hornín, môžeme skutočne skúmať najmä pri zemetraseniach. Koniec koncov, ani pomocou vŕtania nepreniknú ďalej ako 12 km do zemskej kôry.

Seizmické vlny generované počas zemetrasenia sa používajú na štúdium podpovrchu. Využíva sa zvláštnosť šírenia vĺn rôznou rýchlosťou v látkach s rôznymi vlastnosťami (alebo rôznymi stavmi agregácie jednej látky) a na rozhraní rôznych látok sa vlny buď odrážajú alebo skresľujú. Ak sa zdroj seizmických vĺn nachádza v blízkosti zemského povrchu, potom sa mnohé vlny, odrazené od podložných vrstiev, vracajú na povrch, kde ich zaznamenávajú geofóny. Tieto zariadenia mnohonásobne zosilňujú zanedbateľné vibrácie zeme. Keď poznajú čas šírenia vĺn a berúc do úvahy ich vlastnosti, vyvodia záver o umiestnení odrazových plôch, zistia ich hĺbku, uhol sklonu a štruktúru. Umelá explózia sa navyše často používa ako zdroj seizmických vĺn, pretože potom je známy presný čas, kedy sa vlny začnú pohybovať.

Pri seizmickom prieskume sa zaznamenávajú lomené a odrazené vlny. Prvé z nich sú silnejšie. Zároveň sú rôzne metódy ich výskumu.

Odrazené vlny okamžite poskytujú detailný prierez skúmanou oblasťou. Prvýkrát boli pomocou odrazených vĺn objavené ropné polia v 30. rokoch dvadsiateho storočia. Potom sa seizmický prieskum stal vedúcou metódou v geofyzike. Aby sme získali úplný obraz o štruktúre vnútra Zeme, na mnohých miestach sa súčasne zaznamenávajú vibrácie.

Úspešne sa zlepšila aj metóda lomených vĺn. S ich pomocou bolo možné vykonávať výskum vo veľkých hĺbkach. Geológovia dokázali študovať štruktúru zemskej kôry, rysy formovania kontinentov a oceánov a príčiny tektonických pohybov.

S príchodom digitálneho spracovania signálov v 60. rokoch sa analýza seizmologických informácií stala kompletnejšou a rýchlejšou. Vedci tiež nahradili zdroj seizmických vĺn z výbušnín na ekologické vibrátory, ktoré umožňujú zvoliť si frekvenciu vibrácií.

Seizmický prieskum má v geológii veľký význam. V podstate sa s jej pomocou určovali geosféry Zeme, ich hrúbka a stav hmoty v nich.

.8 Magnetické vyhľadávanie

Zem je ako obrovský magnet obklopená magnetickým poľom. Rozprestiera sa vo vesmíre na 20-25 zemských polomerov. Stále sa vedú diskusie o pôvode magnetického poľa Zeme. Pretože môže vzniknúť buď vplyvom elektriny alebo zmagnetizovaného telesa, predpokladá sa, že zemské pole vzniká v dôsledku elektrických prúdov objavujúcich sa v zemskom jadre pri rotácii planéty.

Ale bez ohľadu na svoj pôvod má pole obrovský vplyv na obyvateľov Zeme - chráni pred kozmickým žiarením. Je to aj vďaka poli, že strelka kompasu je orientovaná na sever. Je zrejmé, že severný koniec strelky kompasu je naklonený smerom nadol vzhľadom na horizontálnu polohu. To naznačuje, že zdroj magnetizmu sa nachádza v útrobách zeme.

Štúdium javov spojených s magnetickým poľom pomáha pochopiť štruktúru našej planéty, čiastočne spoznať jej históriu a objasniť spojenie Zeme s vesmírom.

Bolo pozorované, že zmagnetizované horniny ovplyvňujú aj orientáciu strelky kompasu. Vďaka tomu sa magnetické anomálie (odchýlky od normálneho poľa Zeme) využívajú pri hľadaní minerálov, ktoré majú vysokú magnetizáciu (minerály s obsahom železa). Už v 17. storočí sa v Rusku a Švédsku používal kompas na hľadanie železných rúd. Neskôr bol vytvorený presnejší prístroj, ktorý určoval zmeny magnetického poľa Zeme a jeho silu - magnetometer (pozri obr. 6).

Štúdiom zvyškovej magnetizácie hornín, ktorú získali vplyvom magnetického poľa Zeme v minulosti, vedci zisťujú polohu magnetických pólov a silu magnetického poľa Zeme v dávnych geologických obdobiach. Napríklad sa zistilo, že predtým bol južný pól na mieste moderného severného pólu a naopak. Predpokladá sa, že pri ich zmene sa magnetické pole oslabuje, na Zem preniká kozmické žiarenie, ktoré negatívne ovplyvňuje jej obyvateľov.

Magnetická prospekcia je pre ľudí dôležitá nielen pri hľadaní minerálov. S jeho pomocou sa zostavujú špeciálne mapy magnetickej deklinácie (odchýlka strelky kompasu od severného smeru v stupňoch). To je dôležité pre presnú orientáciu na zemi.

2.9 Elektrické vyhľadávanie

Elektrická prospekcia je oblasť geofyziky, ktorá určuje zloženie a štruktúru zemskej kôry pomocou prírodných alebo umelo vytvorených elektrických prúdov. Táto metóda prieskumu má možno najväčší počet rôznych metód a ich odrôd - viac ako 50.

Tu sú tie hlavné:

. Metóda odporu- založený na prechode jednosmerného prúdu cez zem pomocou dvoch elektród. Napätie spôsobené týmto prúdom sa potom meria ďalšími elektródami. Pri znalosti prúdu a napätia sa vypočíta odpor. Rezistencia sa používa na určenie, ktoré plemená ju spôsobujú (rôzne plemená majú rôznu odolnosť). A s prihliadnutím na umiestnenie elektród zistia, kde sa nachádzajú horniny s vysokým odporom.

Pomocou odporovej metódy sa skúmajú vrstvy, ktoré tvoria skúmanú oblasť a ich rozloženie. Najmä je možné hľadať ložiská ropy a zemného plynu.

Pre indukčná metódapoužiť umelo vytvorené striedavé elektrické alebo magnetické pole. Pod jeho vplyvom sa v zemi objaví elektromagnetické pole. Poznajúc parametre vytvoreného poľa a fixovanie vlastností poľa, ktoré vzniklo v zemi, určujú, z akých vlastností média je emitované a kde sa nachádza. Zdroj umelého poľa sa dá posunúť a potom sa obraz podpovrchu stane detailnejším. Metódy spracovania dát získaných indukčnou metódou sú veľmi zložité.

Samostatne prideľovať elektrický prieskum studní. Sú naň použiteľné obe vyššie uvedené metódy a mnohé ďalšie. To zahŕňa prenos rádiových vĺn, štúdium prirodzeného elektrického poľa a metódu ponorných elektród. Elektrická prospekcia vrtov umožňuje určiť tvar, veľkosť a zloženie hornín v priestore okolo vrtov a v nich.

2.10 Identifikácia ložísk zo satelitných snímok

S príchodom možnosti získať fotografie veľkých plôch zemského povrchu z vesmíru sa geológom podarilo identifikovať vzťah medzi vzhľadom, tvarom rôznych intrúzií a ich zložením.

Napríklad sa zistilo, že horniny obsahujúce apatit sa často dostávajú na povrch vo forme „krúžkov“ a „guľôčok“. Tento obrazec možno pozorovať v tvare nášho pohoria Khibiny - predstavujú polkruh, v ktorom sa nachádzajú najbohatšie ložiská apatito-nefelínových rúd. Porfýrové medené ložiská sú tiež spojené so špecifickými typmi masívov, ktoré majú špeciálne názvy: „drak“, „pne“ a „koreň“.

Štúdium satelitných snímok starovekých a moderných sopiek tiež umožňuje nájsť ložiská nerastov.

S príchodom novej výskumnej metódy sa teda výrazne rozšírili možnosti geológie. Teraz môžu geológovia posúdiť rozloženie ložísk v planetárnom meradle. Šetrí to aj čas a námahu vedcov: najprv sa určí miesto prípadného ložiska, potom sa tam pošle expedícia, kým predtým bolo potrebné komplexnými metódami priamo študovať celý povrch zeme. Zvýšila sa aj pravdepodobnosť nájdenia ložísk.

2.11 Čo sa môžete naučiť pri štúdiu kamienkov?

Štúdiom obyčajných riečnych kamienkov môžete odhaliť veľa zaujímavých vecí. Vedci dokážu určiť, kde kamienky začali svoju cestu. Ak kamienky obsahujú minerály, môžu viesť k ložiskám nerastov. Ak si kamienok zachová svoj pôvodný obrys, možno určiť podmienky jeho vzniku. Výpočtom rýchlosti pohybu kamienky, rýchlosti poklesu jeho hmotnosti a stupňa zaoblenia sa určí aj vzdialenosť, ktorú prejde. Na tento účel boli vyvinuté špeciálne receptúry. Podľa orientácie okruhliakov sa určuje smer pohybu dnes už neexistujúceho vodného toku a podľa uhla sklonu okruhliakov sa určuje rýchlosť jeho pohybu.

3. Miesto, ktoré zaujíma geológia v modernom svete

.1 Vzťah geológie s inými vedami

Teraz, keď sú opísané výskumné metódy používané v geológii, by som chcel venovať pozornosť prepojeniu geológie s inými vedami.

Spojenie medzi rôznymi vedami je veľmi dôležité. Vďaka spolupráci vedci lepšie rozumejú svetu. Vzťah prichádza v dvoch formách. 1.) Hotové údaje získané jednou vedou sú akceptované a používané inou vedou. Napríklad periodickú tabuľku používajú takmer všetky prírodné vedy ako axiómu. 2.) Neustále uplatňovanie výskumných metód z jednej vedy do druhej. Napríklad využitie fyzikálnych metód v geológii, keď prostredie alebo jav nie je priamo pozorovateľný.

Spojenie medzi vedami je často obojsmerné. Existuje mnoho príkladov úspešnej interakcie medzi rôznymi vedami a geológiou. Niektoré z nich dám.

Pri štúdiu evolúcie živých vecí sa biológia obracia na nálezy paleontológie – fosílne pozostatky. Je to rozumné, pretože... je potrebné poznať štruktúru organizmov v rôznych štádiách evolúcie, aby sme pochopili, ako sa stále viac prispôsobovali prostrediu, ako si príroda vyberala a zachovávala najlepšie formy života. Otázku ľudského pôvodu riešia spolu s paleontológmi aj biológovia, ktorí analyzujú pozostatky ľudských predkov.

Na druhej strane spracovanie minerálov sa môže uskutočniť pomocou biologických metód. Je známe, že zlato je často obsiahnuté v kryštálovej mriežke minerálov vo veľmi malých množstvách a je ťažké ho extrahovať. Potom prídu na pomoc baktérie. Ničia minerálny kryštál a tým sa získava zlato.

Na vyhľadávanie minerálov biogeochemickou metódou sa využívajú vlastnosti rastlín, ktoré študovali botanici.

Často sa stáva, že hypotéza predložená odborníkmi v jednej vedeckej oblasti sa potvrdí v iných oblastiach. Pre potvrdzovanie a porovnávanie výsledkov výskumu je dôležitá aj interakcia vied, pretože komplexné štúdium akejkoľvek problematiky je efektívnejšie.

Preto na získanie odpovedí na dôležité otázky by sa spoločný výskum predstaviteľov rôznych vied mal vykonávať častejšie, potom budú výsledky výskumu presnejšie a úplnejšie.

.2 Význam geológie v modernom svete

Na záver všetkého, čo bolo povedané, by som rád dodal o význame geológie v modernom svete.

Geológia je jednou z mála vied, ktorá zohľadňuje postupnosť a trvanie udalostí. Ovplyvňuje teda (duchovné) chápanie sveta: o obyvateľoch Zeme, o vzhľade našej planéty v minulosti. Geológia pomáha človeku pochopiť, ako príroda vytvorila moderné spoločenstvá organizmov, ako sa v minulosti hromadili dnes používané minerály a aké miesto má človek v modernej biote. S takýmito znalosťami človek dospeje k záveru, aké dôležité je chrániť Zem a život na nej pred znečistením, uchovávať a racionálne využívať minerály.

Takže význam geológie je veľký pre duchovný rozvoj človeka.

Jeho úloha je skvelá pre bežného človeka a práve v bežnom živote. Minerály sa totiž ťažia geologickými metódami. A úlohu nerastov v ľudskom živote je ťažké preceňovať: pomocou uhlia a ropných produktov sa vykurujú domy v mestách, autá jazdia na benzín, na varenie sa používa zemný plyn, pomocou uránu, ropy alebo uhlia, vyrába sa elektrina, ktorú každý potrebuje. Tiež takmer všetko, čo vytvoril človek – domy, autá, cesty, šperky, sklo – je vyrobené z prírodných materiálov ťažených v zemi.

Geologické výdobytky využívajú ľudia rôznych profesií. Geokryológia je oblasť geológie, ktorá študuje permafrost. Stavitelia využívajú získané údaje na vypracovanie noriem a pravidiel pre výstavbu v oblastiach s permafrostom.

Pre správnu orientáciu na zemi je potrebné poznať odchýlku strelky kompasu od severného smeru, ku ktorej dochádza v dôsledku nesúladu geografických a magnetických pólov. Takéto vlastnosti magnetizmu boli odhalené pomocou magnetického prieskumu. Táto sekcia geológie študuje nielen hľadanie minerálov magnetickými anomáliami, ale aj magnetické pole planéty ako celku.

Pomocou mapy litosférických dosiek môže každý určiť, v ktorých oblastiach sú zemetrasenia a sopečné erupcie časté (hranice litosférických dosiek zodpovedajú takýmto oblastiam) a napríklad pri sťahovaní si vybrať najlepšie miesto pre život alebo sa vopred pripraviť na tektonická aktivita.

Geológia je teda veľmi dôležitá pre celé ľudstvo. Technický rozvoj ľudskej spoločnosti priamo závisí od jej úspechov.

4. Budúcnosť geológie

Na záver tejto práce chcem napísať o budúcnosti geológie.

Je dosť ťažké predstaviť si budúcnosť akejkoľvek vedy. Treba si predsa zachovať objektivitu a nehrabať sa v ríši fantázie.

V súčasnosti niektorí ľudia presadzujú názor, že geológia nie je v budúcnosti potrebná, pretože... Obsah minerálov v zemskej kôre klesá a čoskoro sa môžu minúť. Veria, že na uspokojenie ľudstva v nerastných surovinách sa použije metóda na extrakciu nepatrných zlomkov požadovanej látky z obrovských objemov hornín.

Navrhovaný spôsob komplexnej ťažby nerastov z hornín má však mnohé nevýhody.

Po prvé, vedci teraz nemajú potrebné technológie (okrem príkladu so zlatom atď.). Po druhé, ak by sa použila táto metóda, bola by drahá a technicky zložitá. Po tretie, museli by sa spracovať obrovské množstvá materiálu z veľkých oblastí planéty, čo by mohlo viesť k problémom životného prostredia. Po štvrté, vznikol by problém s likvidáciou spracovaných odpadových hornín.

Takže táto metóda nie je v súčasnosti možná a je nepravdepodobné, že v budúcnosti bude možná na extrakciu všetkých minerálov, ktoré ľudia potrebujú. Jeho využitie na ťažbu jednotlivých nerastov je však možné. Je tiež možné vyvinúť spôsoby získavania nových minerálov týmto spôsobom. Metóda sa však musí používať opatrne, aby nedošlo k narušeniu životného prostredia.

Existuje aj iný pohľad na budúcnosť geológie: je potrebné zlepšiť metódy vyhľadávania ložísk, metódy ťažby nerastov, rozumne (ekonomicky) využívať zdroje planéty, potom bude dostatok nerastných surovín pre ľudské potreby.

Podľa môjho názoru by sa v budúcnosti mala využívať metóda komplexnej ťažby nerastov z hornín a mali by sa zlepšiť doterajšie spôsoby vyhľadávania a ťažby nerastov.

Tiež si myslím, že je dôležité zachovať na planéte životné prostredie priateľské k životnému prostrediu, takže výskumné metódy a priama ťažba by v budúcnosti mali spôsobovať menšie škody na životnom prostredí.

Stále existuje problém racionálneho využívania pozemských zdrojov. Toto treba brať do úvahy pri vývoji metód ťažby, pri ktorých sa z prírody neberie nič zbytočné.

Je potrebné venovať väčšiu pozornosť spoločnej práci geológie s inými vedami, pretože často použitie nepriamych metód fyziky, chémie a matematiky pomáha riešiť geologické problémy. Dôležité je aj zvýšenie presnosti geofyzikálnych metód, pretože mnohé z nich sú ešte mladé a poskytujú len približné výsledky.

Spoločnosť tiež stanovuje úlohy pre geológiu, ako je predpovedanie a predchádzanie prírodným katastrofám. Tomuto by sa mala venovať osobitná pozornosť, pretože... Riešenie týchto problémov povedie k záchrane mnohých ľudských životov.

V geológii je stále veľa problémov. Na ich riešení sa priamo podieľajú geológovia. Napríklad pôvod magnetického poľa Zeme je nejasný, pôvod života, umiestnenie a vlastnosti geosfér Zeme neboli stanovené. Vyriešenie týchto problémov pomôže ľudstvu úspešnejšie využívať zdroje našej planéty.

Záver

Chcel by som svojou prácou pomôcť mladým geológom a jednoducho ľuďom so záujmom o geológiu pochopiť túto vedu. V stručnej a jednoduchej prezentácii materiálu som zdôraznil vlastnosti geológie a jej úspechy.

Rád by som dodal, že geológia je veľmi zaujímavá a informácie o nej a predmete jej štúdia - Zemi - sú užitočné pre každého človeka.

Ciele a zámery tejto práce boli teda naplnené: geológia je opísaná ako veda, zdôraznené hlavné úlohy, ktoré skúma, história a metódy výskumu, vysvetlený praktický význam vedy, dôležitosť spojenia medzi geológiou a inými vedami a sú opísané budúce vyhliadky rozvoja geológie.

Literatúra

1. Veľká ruská encyklopédia

2. Vaganov P.A. Fyzici dokončujú históriu. - Leningrad: Vydavateľstvo Leningradskej univerzity, 1984. - S. 28 -32.

3. Dejiny geológie. - Moskva, 1973. - S. 12-27.

Kurz všeobecnej geológie. - Leningradská "Nedra" pobočka Leningrad, 1976.

5. Perelman Ya.I. Zábavná fyzika, kniha 1. - Moskva „Veda“ Hlavná redakcia fyzikálnej a matematickej literatúry, 1986.

6. Encyklopédia pre deti. T. 4. Geológia. - 2. vyd. prepracované a dodatočné / Hlava. vyd. M.D. Aksenovej. - M.: Avanta+, 2002.

Časopis „Technika pre mládež“, 1954, č. 4, s. 28-27

„Geológia je spôsob života,“ povie s najväčšou pravdepodobnosťou geológ, keď odpovie na otázku o svojom povolaní, skôr než prejde k suchým a nudným formuláciám a vysvetlí, že geológia je o štruktúre a zložení Zeme, o histórii jej zrodu. , formovanie a vývoj vzorov, o kedysi nespočetnom, no dnes, žiaľ, „odhadovanom“ bohatstve jeho hlbín. Predmetom geologického výskumu sú aj ďalšie planéty slnečnej sústavy.

Opis konkrétnej vedy často začína históriou jej vzniku a formovania, pričom sa zabúda, že rozprávanie je plné nezrozumiteľných termínov a definícií, takže je lepšie prejsť najskôr k veci.

Etapy geologického výskumu

Najvšeobecnejšia schéma postupnosti výskumu, do ktorej možno „vtesnať“ všetky geologické práce zamerané na identifikáciu ložísk nerastných surovín (ďalej MPO), vyzerá v podstate takto: geologický prieskum (mapovanie odkryvov hornín a geologických útvarov), prieskumné práce, prieskum, výpočet zásob, geologická správa. Prieskum, vyhľadávanie a rekognoskácia sú zase prirodzene rozdelené do etáp v závislosti od rozsahu prác a s prihliadnutím na ich účelnosť.

Na vykonanie takéhoto komplexu prác je zapojená celá armáda špecialistov zo širokého spektra geologických odborností, ktoré musí skutočný geológ ovládať oveľa viac ako na úrovni „zo všetkého trochu“, pretože čelí tzv. úlohou zhrnúť všetky tieto rôznorodé informácie a v konečnom dôsledku dospieť k objavu ložiska (alebo ho vyrobiť), keďže geológia je veda, ktorá študuje útroby Zeme predovšetkým pre rozvoj nerastných surovín.

Rodina geologických vied

Podobne ako ostatné prírodné vedy (fyzika, biológia, chémia, geografia a pod.), aj geológia je celý komplex vzájomne prepojených a vzájomne sa prelínajúcich vedných disciplín.

Medzi priamo geologické predmety patrí všeobecná a regionálna geológia, mineralógia, tektonika, geomorfológia, geochémia, litológia, paleontológia, petrológia, petrografia, gemológia, stratigrafia, historická geológia, kryštalografia, hydrogeológia, morská geológia, vulkanológia a sedimentológia.

Aplikované, metodologické, technické, ekonomické a iné vedy súvisiace s geológiou zahŕňajú inžiniersku geológiu, seizmológiu, petrofyziku, glaciológiu, geografiu, minerálnu geológiu, geofyziku, pedológiu, geodéziu, oceánografiu, oceánológiu, geoštatistiku, geotechnológiu, geoinformatiku, geotechnológiu, kataster a monitoring. krajiny, manažment krajiny, klimatológia, kartografia, meteorológia a množstvo vied o atmosfére.

„Čistá“ terénna geológia stále zostáva do značnej miery deskriptívna, čo na interpreta ukladá určitú morálnu a etickú zodpovednosť, preto sa geológia, ktorá si vyvinula svoj vlastný jazyk, ako iné vedy, nezaobíde bez filológie, logiky a etiky.

Keďže prospekčné a prieskumné cesty, najmä v ťažko dostupných oblastiach, sú prakticky nekontrolovanou prácou, geológ vždy podlieha pokušeniu subjektívnych, no kompetentne a krásne podaných úsudkov či záverov, a to sa, žiaľ, stáva. Neškodné „nepresnosti“ môžu viesť k veľmi vážnym následkom vo vedecko-výrobnom aj materiálno-ekonomickom zmysle, takže geológ jednoducho nemá právo na klam, skreslenie a omyl, ako sapér alebo chirurg.

Chrbtica geovied je usporiadaná v hierarchickom rade (geochémia, mineralógia, kryštalografia, petrológia, litológia, paleontológia a samotná geológia vrátane tektoniky, stratigrafie a historickej geológie), ktorá odráža podriadenosť postupne zložitejších predmetov skúmania z atómov a molekúl. k Zemi ako celku.

Každá z týchto vied sa široko rozvetvuje v rôznych smeroch, rovnako ako samotná geológia zahŕňa tektoniku, stratigrafiu a historickú geológiu.

Geochémia

Zorné pole tejto vedy spočíva v problémoch distribúcie prvkov v atmosfére, hydrosfére a litosfére.

Moderná geochémia je komplex vedných disciplín vrátane regionálnej geochémie, biogeochémie a geochemických metód vyhľadávania ložísk nerastných surovín. Predmetom štúdia pre všetky tieto disciplíny sú zákonitosti migrácie prvkov, podmienky ich koncentrácie, separácie a redepozície, ako aj procesy evolúcie foriem výskytu každého prvku alebo asociácií viacerých, najmä podobných vlastností. .

Geochémia je založená na vlastnostiach a štruktúre atómu a kryštalickej hmoty, na údajoch o termodynamických parametroch charakterizujúcich časť zemskej kôry alebo jednotlivých schránok, ako aj na všeobecných vzoroch tvorených termodynamickými procesmi.

Priamou úlohou geochemického výskumu v geológii je zisťovanie ložísk nerastov, preto ložiskám rudných nerastov nevyhnutne predchádza a sprevádza ich geochemický prieskum, na základe ktorého sa identifikujú oblasti rozptylu užitočnej zložky.

Mineralógia

Jedna z hlavných a najstarších oblastí geologickej vedy, ktorá študuje obrovský, krásny, nezvyčajne zaujímavý a tajomný svet minerálov. Mineralogické štúdie, ktorých ciele, ciele a metódy závisia od konkrétnych úloh, sa realizujú vo všetkých stupňoch prospekcie a geologického prieskumu a zahŕňajú široké spektrum metód od vizuálneho hodnotenia minerálneho zloženia až po elektrónovú mikroskopiu a diagnostiku röntgenovej difrakcie.

V etapách prieskumu, prieskumu a prieskumu ložísk nerastných surovín sa vykonáva výskum na objasnenie mineralogických vyhľadávacích kritérií a predbežné posúdenie praktického významu potenciálnych ložísk.

Počas prieskumnej etapy geologických prác a pri posudzovaní zásob rudných alebo nerudných surovín sa zisťuje ich úplné kvantitatívne a kvalitatívne minerálne zloženie s identifikáciou užitočných a škodlivých nečistôt, údaje o ktorých sa zohľadňujú pri výbere technológie spracovania. alebo urobiť záver o kvalite surovín.

Okrem komplexného štúdia zloženia hornín sú hlavnými úlohami mineralógie štúdium zákonitostí kombinácie minerálov v prírodných asociáciách a zdokonaľovanie princípov taxonómie minerálnych druhov.

Kryštalografia

Kryštalografia bola kedysi považovaná za súčasť mineralógie a úzka súvislosť medzi nimi je prirodzená a zrejmá, dnes je však samostatnou vedou s vlastným predmetom a vlastnými metódami výskumu. Cieľom kryštalografie je komplexne študovať štruktúru, fyzikálne a optické vlastnosti kryštálov, procesy ich vzniku a charakteristiky ich interakcie s prostredím, ako aj zmeny vyskytujúce sa pod vplyvom vplyvov rôzneho charakteru.

Veda o kryštáloch sa delí na fyzikálno-chemickú kryštalografiu, ktorá študuje zákonitosti tvorby a rastu kryštálov, ich správanie v rôznych podmienkach v závislosti od tvaru a štruktúry, a geometrickú kryštalografiu, ktorej predmetom sú geometrické zákony upravujúce tvar a symetriu. kryštálov.

Tektonika

Tektonika je jedným zo základných odborov geológie, ktorý študuje štruktúrne znaky svojho vzniku a vývoja na pozadí pohybov rôzneho rozsahu, deformácií, porúch a dislokácií spôsobených hĺbkovými procesmi.

Tektonika sa delí na regionálne, štruktúrne (morfologické), historické a aplikované odvetvia.

Regionálny smer pracuje s takými štruktúrami, ako sú plošiny, platne, štíty, zvrásnené oblasti, depresie morí a oceánov, transformačné zlomy, riftové zóny atď.

Ako príklad môžeme uviesť regionálny štruktúrno-tektonický plán, ktorý charakterizuje geológiu Ruska. Európska časť krajiny sa nachádza na Východoeurópskej platforme zloženej z prekambrických vyvrelín a metamorfovaných hornín. Územie medzi Uralom a Jenisejom sa nachádza na Západosibírskej platforme. Sibírska platforma (Stredosibírska plošina) sa rozprestiera od Jeniseja po Lenu. Vrásnené oblasti sú zastúpené uralsko-mongolským, tichomorským a čiastočne stredomorským

Morfologická tektonika v porovnaní s regionálnou tektonikou študuje štruktúry nižšieho rádu.

Historická geotektonika sa zaoberá históriou vzniku a formovania hlavných typov štruktúrnych foriem oceánov a kontinentov.

Uplatňovaný smer tektoniky je spojený s identifikáciou zákonitostí uloženia rôznych typov skalných útvarov v súvislosti s určitými typmi morfoštruktúr a črtami ich vývoja.

V „merkantilnom“ geologickom zmysle sa zlomy v zemskej kôre považujú za zásobovacie kanály rudy a faktory ovplyvňujúce rudy.

Paleontológia

Paleontológia, doslova „veda o starovekých bytostiach“, študuje fosílne organizmy, ich pozostatky a stopy života, najmä pre stratigrafické rozdelenie hornín v zemskej kôre. Kompetencia paleontológie zahŕňa úlohu obnoviť obraz odrážajúci proces biologickej evolúcie na základe údajov získaných v dôsledku rekonštrukcie vzhľadu, biologických charakteristík, spôsobov reprodukcie a výživy starých organizmov.

Podľa celkom zjavných znakov sa paleontológia delí na paleozoológiu a paleobotaniku.

Organizmy sú citlivé na zmeny fyzikálnych a chemických parametrov svojho prostredia, preto sú spoľahlivými indikátormi podmienok, v ktorých horniny vznikali. Z toho vyplýva úzke prepojenie geológie a paleontológie.

Na základe paleontologického výskumu spolu s výsledkami určovania absolútneho veku geologických útvarov bola zostavená geochronologická stupnica, v ktorej sú dejiny Zeme rozdelené do geologických období (archejské, proterozoikum, paleozoikum, mezozoikum a kenozoikum). Éry sa delia na obdobia a tie sa zase delia na epochy.

Žijeme v období pleistocénu (pred 20 000 rokmi až po súčasnosť) obdobia kvartéru, ktoré začalo asi pred 1 miliónom rokov.

Petrografia

Petrografia (petrológia) študuje minerálne zloženie vyvrelých, metamorfovaných a sedimentárnych hornín, ich textúrne a štruktúrne charakteristiky a genézu. Výskum sa uskutočňuje pomocou polarizačného mikroskopu v lúčoch prechádzajúceho polarizovaného svetla. Na tento účel sa zo vzoriek hornín vyrežú tenké (0,03-0,02 mm) platne (rezy), ktoré sa potom prilepia na sklenenú platňu kanadským balzamom (optické vlastnosti tejto živice sú blízke parametrom skla).

Minerály sa stávajú priehľadnými (väčšina z nich) a minerály a ich základné horniny sa identifikujú na základe ich optických vlastností. Rušivé vzory v tenkých častiach pripomínajú vzory v kaleidoskope.

Petrografia sedimentárnych hornín zaujíma osobitné miesto v cykle geologických vied. Jeho veľký teoretický a praktický význam je daný tým, že predmetom skúmania sú novoveké a prastaré (fosílne) sedimenty, ktoré zaberajú asi 70 % povrchu Zeme.

Inžinierska geológia

Inžinierska geológia je veda o tých znakoch zloženia, fyzikálnych a chemických vlastností, vzniku, výskytu a dynamiky horných horizontov zemskej kôry, ktoré súvisia s hospodárskou, hlavne inžinierskou a stavebnou činnosťou človeka.

Inžinierskogeologické prieskumy sú zamerané na vykonávanie komplexného a integrovaného hodnotenia geologických faktorov spôsobených hospodárskou činnosťou človeka v spojení s prirodzenými geologickými procesmi.

Ak si pamätáme, že v závislosti od spôsobu vedenia sa prírodné vedy delia na deskriptívne a exaktné, tak inžinierska geológia samozrejme patrí k tým druhým, na rozdiel od mnohých jej „súdruhov v obchode“.

Morská geológia

Bolo by nespravodlivé ignorovať rozsiahlu časť geológie, ktorá študuje geologickú stavbu a črty vývoja dna oceánov a morí. Ak budete postupovať podľa najkratšej a najvýstižnejšej definície, ktorá charakterizuje geológiu (štúdium Zeme), tak morská geológia je veda o morskom (oceánskom) dne, ktorá pokrýva všetky vetvy „geologického stromu“ (tektonika, petrografia, litológia, historická a kvartérna geológia, paleogeografia, stratigrafia, geomorfológia, geochémia, geofyzika, náuka o nerastoch atď.).

Výskum v moriach a oceánoch sa vykonáva zo špeciálne vybavených plavidiel, plávajúcich vrtných súprav a pontónov (na polici). Na odber vzoriek sa okrem vŕtania používajú bagre, drapákové spodné drapáky a priame rúry. Pomocou autonómnych a ťahaných vozidiel sa vykonávajú diskrétne a nepretržité fotografické, televízne, seizmické, magnetometrické a geolokačné prieskumy.

V našej dobe ešte nebolo vyriešených veľa problémov modernej vedy, medzi ktoré patria aj nevyriešené tajomstvá oceánu a jeho hlbín. Morská geológia dostala tú česť nielen v záujme vedy „objasniť tajomstvo“, ale aj ovládnuť kolosálny minerál

Hlavnou teoretickou úlohou moderného morského odvetvia geológie zostáva štúdium histórie vývoja oceánskej kôry a identifikácia hlavných vzorov jej geologickej štruktúry.

Historická geológia je veda o zákonitostiach vývoja zemskej kôry a planéty ako celku v historicky predvídateľnej minulosti od okamihu jej vzniku až po súčasnosť. Štúdium histórie formovania štruktúry litosféry je dôležité, pretože tektonické pohyby a deformácie, ktoré sa v nej vyskytujú, sa zdajú byť najdôležitejšími faktormi, ktoré spôsobujú väčšinu zmien, ktoré sa udiali na Zemi v minulých geologických obdobiach.

Teraz, keď sme dostali všeobecnú predstavu o geológii, môžeme sa obrátiť na jej pôvod.

Exkurz do histórie vedy o Zemi

Ťažko povedať, ako ďaleko siaha história geológie do minulosti tisícky rokov, ale už neandertálci vedeli, z čoho vyrobiť nôž alebo sekeru pomocou pazúrika alebo obsidiánu (sopečného skla).

Od čias pračloveka až do polovice 18. storočia trvala predvedecká etapa hromadenia a formovania geologických poznatkov, najmä o kovových rudách, stavebných kameňoch, soliach a podzemných vodách. O horninách, mineráloch a geologických procesoch v vtedajšom výklade sa začalo rozprávať už v staroveku.

Do 13. storočia sa v ázijských krajinách rozvíja baníctvo a vznikajú základy baníckeho poznania.

Počas renesancie (XV-XVI. storočie) sa potvrdila heliocentrická myšlienka sveta (G. Bruno, G. Galileo, N. Koperník), geologické myšlienky N. Stenona, Leonarda da Vinciho a G. Bauera boli zrodených a boli sformulované kozmogonické koncepty.Descartes a G. Leibniz.

V období formovania geológie ako vedy (XVIII-XIX storočia) sa objavili kozmogonické hypotézy P. Laplacea a I. Kanta a geologické predstavy M. V. Lomonosova a J. Buffona. Nastupuje stratigrafia (I. Lehman, G. Füxel) a paleontológia (J.B. Lamarck, W. Smith), kryštalografia (R.J. Gayuy, M.V. Lomonosov), mineralógia (I.Ya. Berzelius, A. Kronstedt, V. M. Severgin, K. F. Moos, atď.), začína sa geologické mapovanie.

V tomto období vznikli prvé geologické spoločnosti a národné geologické služby.

Od druhej polovice 19. do začiatku 20. storočia boli najvýznamnejšími udalosťami geologické pozorovania Charlesa Darwina, vytvorenie doktríny platforiem a geosynklinál, vznik paleogeografie, rozvoj inštrumentálnej petrografie, genetickej a teoretickej mineralógie, vzniku pojmu magma a náuky o rudných ložiskách. Začala sa objavovať geológia ropy a geofyzika (magnetometria, gravimetria, seizmometria a seizmológia) začala naberať na obrátkach. V roku 1882 bol založený Geologický výbor Ruska.

Moderné obdobie rozvoja geológie začalo v polovici 20. storočia, keď veda o Zemi prijala výpočtovú techniku ​​a získala nové laboratórne prístroje, prístroje a technické prostriedky, ktoré umožnili začať s geologickým a geofyzikálnym štúdiom oceánov a blízkych planét.

Najvýznamnejšími vedeckými úspechmi boli teória metasomatického zónovania od D. S. Koržinského, doktrína metamorfných facií, teória typov litogenézy M. Strachova, zavedenie geochemických metód na vyhľadávanie rudných ložísk atď.

Pod vedením A.L.Yanshina, N.S.Shatského a A.A.Bogdanova vznikli prehľadové tektonické mapy krajín Európy a Ázie a zostavili sa paleogeografické atlasy.

Rozvinul sa koncept novej globálnej tektoniky (J. T. Wilson, G. Hess, V. E. Khain a i.), ďaleko vpred pokročila geodynamika, inžinierska geológia a hydrogeológia, v geológii sa objavil nový smer – environmentálny, ktorý sa stal tzv. priorita dnes.

Problémy modernej geológie

V mnohých zásadných otázkach sú dnes problémy modernej vedy stále nevyriešené a takýchto otázok existuje najmenej stopäťdesiat. Hovoríme o biologických základoch vedomia, záhadách pamäti, povahe času a gravitácie, pôvode hviezd, čiernych dier a povahe iných kozmických objektov. Aj geológia čelí mnohým problémom, s ktorými sa ešte treba vysporiadať. Týka sa to najmä štruktúry a zloženia vesmíru, ako aj procesov prebiehajúcich vo vnútri Zeme.

V súčasnosti narastá význam geológie v dôsledku potreby kontrolovať a brať do úvahy rastúcu hrozbu katastrofických geologických následkov spojených s iracionálnymi ekonomickými aktivitami, ktoré zhoršujú environmentálne problémy.

Geologické vzdelávanie v Rusku

Formovanie moderného geologického vzdelávania v Rusku je spojené s otvorením Zboru banských inžinierov v Petrohrade (budúci Banský inštitút) a vytvorením Moskovskej univerzity a rozkvet začal, keď v roku 1930 v Leningrade vznikla a potom prevedené do geológie (teraz GIN AH CCCP).

Geologický ústav dnes zaujíma popredné miesto medzi výskumnými pracoviskami v oblasti stratigrafie, litológie, tektoniky a dejín vied geologického cyklu. Hlavné oblasti činnosti súvisia s vývojom zložitých základných problémov štruktúry a formovania oceánskej a kontinentálnej kôry, štúdiom vývoja kontinentálnej horninovej formácie a sedimentácie v oceánoch, geochronológiou, globálnou koreláciou geologických procesov a javov , atď.

Mimochodom, predchodcom GIN bolo Mineralogické múzeum, v roku 1898 premenované na Geologické múzeum a potom v roku 1912 na Geologické a mineralogické múzeum pomenované po ňom. Petra Veľkého.

Od svojho vzniku je základom geologického vzdelávania v Rusku princíp trojice: veda - vzdelanie - prax. Napriek perestrojkovým otrasom sa vzdelávacia geológia riadi týmto princípom aj dnes.

V roku 1999 bola rozhodnutím rád ministerstiev školstva a prírodných zdrojov Ruska prijatá koncepcia geologického vzdelávania, ktorá bola testovaná vo vzdelávacích inštitúciách a výrobných tímoch, ktoré „rastú“ geologický personál.

Vyššie geologické vzdelanie je dnes možné získať na viac ako 30 univerzitách v Rusku.

A aj keď ísť „na prieskum do tajgy“ alebo ísť „do dusných stepí“ v dnešnej dobe už nie je taká prestížna práca ako kedysi, geológ si ju vyberie, pretože „šťastný je ten, kto pozná bolestivý pocit. cesta“...

Obsah článku

GEOLÓGIA, veda o stavbe a histórii vývoja Zeme. Hlavným predmetom výskumu sú horniny, ktoré obsahujú geologický záznam Zeme, ako aj moderné fyzikálne procesy a mechanizmy pôsobiace na jej povrchu aj v hĺbke, ktorých štúdium nám umožňuje pochopiť, ako sa naša planéta vyvíjala v minulosti.

Zem sa neustále mení. Niektoré zmeny sa vyskytujú náhle a veľmi prudko (napríklad sopečné erupcie, zemetrasenia alebo veľké povodne), ale častejšie - pomaly (vrstva sedimentu s hrúbkou nie väčšou ako 30 cm sa odstráni alebo sa nahromadí počas storočia). Takéto zmeny nie sú badateľné počas celého života jedného človeka, no o zmenách sa za dlhé obdobie nazbierali nejaké informácie a pomocou pravidelných presných meraní sa zaznamenávajú aj menšie pohyby zemskej kôry. Napríklad sa zistilo, že oblasť okolo Veľkých jazier (USA a Kanada) a Botnického zálivu (Švédsko) v súčasnosti stúpa, zatiaľ čo východné pobrežie Veľkej Británie sa potápa a zaplavuje.

Oveľa zmysluplnejšie informácie o týchto zmenách však spočívajú v samotných horninách, ktoré nie sú len zbierkou minerálov, ale stránkami biografie Zeme, ktoré je možné čítať, ak ovládate jazyk, v ktorom sú napísané.

Takáto kronika Zeme je veľmi dlhá. História Zeme sa začala súčasne s vývojom slnečnej sústavy približne pred 4,6 miliardami rokov. Geologický záznam sa však vyznačuje členitosťou a neúplnosťou, pretože mnohé staroveké horniny boli zničené alebo zakryté mladšími sedimentmi. Medzery musia byť vyplnené koreláciou s udalosťami, ktoré sa vyskytli inde a pre ktoré je k dispozícii viac údajov, ako aj analógiami a hypotézami. Relatívny vek hornín je určený na základe komplexov fosílnych zvyškov, ktoré obsahujú, a sedimenty, v ktorých takéto zvyšky chýbajú, sú určené vzájomnou polohou oboch. Okrem toho sa dá geochemickými metódami určiť absolútny vek takmer všetkých hornín.

Geologické disciplíny.

Geológia vznikla ako samostatná veda v 18. storočí. Moderná geológia sa delí na množstvo úzko prepojených odvetví. Patria sem: geofyzika, geochémia, historická geológia, mineralógia, petrológia, štruktúrna geológia, tektonika, stratigrafia, geomorfológia, paleontológia, paleoekológia, minerálna geológia. Existuje aj niekoľko interdisciplinárnych študijných odborov: morská geológia, inžinierska geológia, hydrogeológia, poľnohospodárska geológia a environmentálna geológia (ekogeológia). Geológia úzko súvisí s vedami ako hydrodynamika, oceánológia, biológia, fyzika a chémia.

PRÍRODA ZEME

Kôra, plášť a jadro.

Väčšina informácií o vnútornej stavbe Zeme sa získava nepriamo na základe interpretácie správania seizmických vĺn, ktoré zaznamenávajú seizmografy.

V útrobách Zeme sa ustanovili dve hlavné hranice, pri ktorých dochádza k prudkej zmene charakteru šírenia seizmických vĺn. Jeden z nich so silnými reflexnými a refrakčnými vlastnosťami sa nachádza v hĺbke 13–90 km od povrchu pod kontinentmi a 4–13 km pod oceánmi. Nazýva sa Mohorovicic boundary, alebo Moho surface (M), a považuje sa za geochemickú hranicu a zónu fázového prechodu minerálov pod vplyvom vysokého tlaku. Táto hranica oddeľuje zemskú kôru a plášť. Druhá hranica sa nachádza v hĺbke 2900 km od zemského povrchu a zodpovedá hranici plášťa a jadra (obr. 1).

Teploty.

Gravitačné pole Zeme.

Štúdie gravitácie preukázali, že zemská kôra a plášť sa ohýbajú pod vplyvom dodatočného zaťaženia. Napríklad, ak by zemská kôra mala všade rovnakú hrúbku a hustotu, potom by sa dalo očakávať, že v horách (kde je masa hornín väčšia) bude väčšia príťažlivá sila ako na rovinách alebo v moriach. Avšak asi od polovice 18. stor. bolo zaznamenané, že gravitačná príťažlivosť v horách a v ich blízkosti je menšia, ako sa očakávalo (za predpokladu, že hory sú jednoducho dodatočnou hmotnosťou zemskej kôry). Táto skutočnosť bola vysvetlená prítomnosťou „dutín“, ktoré boli interpretované ako horniny dekomprimované zahrievaním alebo ako soľné jadro hôr. Takéto vysvetlenia sa ukázali ako neudržateľné a v 50. rokoch 19. storočia boli navrhnuté dve nové hypotézy.

Podľa prvej hypotézy sa zemská kôra skladá z blokov hornín rôznej veľkosti a hustoty, plávajúcich v hustejšom prostredí. Základy všetkých blokov sú umiestnené na rovnakej úrovni a bloky s nízkou hustotou by mali mať vyššiu výšku ako bloky s vysokou hustotou. Horské štruktúry boli brané ako bloky s nízkou hustotou a oceánske panvy s vysokou hustotou (s rovnakou celkovou hmotnosťou oboch).

Podľa druhej hypotézy je hustota všetkých blokov rovnaká a plávajú v hustejšom prostredí a rozdielne výšky povrchu sa vysvetľujú ich rozdielnou hrúbkou. Je známa ako hypotéza rock-roots, pretože čím je blok vyšší, tým je hlbšie zapustený do okolitého prostredia. V 40. rokoch 20. storočia boli získané seizmické údaje, ktoré podporovali myšlienku, že zemská kôra v horských oblastiach hrubne.

Isostasia.

Pri každom dodatočnom namáhaní zemského povrchu (napríklad v dôsledku sedimentácie, vulkanizmu alebo zaľadnenia) zemská kôra ochabne a ustúpi, a keď sa toto zaťaženie odstráni (v dôsledku denudácie, topenia ľadových štítov atď.). ), zemská kôra stúpa. Tento kompenzačný proces, známy ako izostáza, sa pravdepodobne vyskytuje prostredníctvom horizontálneho prenosu hmoty v plášti, kde môže dochádzať k periodickému taveniu materiálu. Zistilo sa, že niektoré časti pobrežia Švédska a Fínska sa za posledných 9 000 rokov zvýšili o viac ako 240 m, a to najmä v dôsledku topiacich sa ľadovcov. Vyvýšené pobrežia Veľkých jazier v Severnej Amerike sa tiež vytvorili v dôsledku izostázy. Napriek fungovaniu takýchto kompenzačných mechanizmov veľké oceánske panvy a niektoré delty vykazujú značné masové deficity, zatiaľ čo niektoré oblasti Indie a Cypru vykazujú značný masový prebytok.

Vulkanizmus.

Pôvod lávy.

V niektorých oblastiach zemegule prúdi magma na zemský povrch vo forme lávy počas sopečných erupcií. Zdá sa, že mnohé oblúky sopečných ostrovov sú spojené s hlbokými zlomovými systémami. Centrá zemetrasení sa nachádzajú približne v hĺbke do 700 km od zemského povrchu, t.j. vulkanický materiál pochádza z vrchného plášťa. Na ostrovných oblúkoch má často andezitové zloženie a keďže sú andezity zložením podobné kontinentálnej kôre, mnohí geológovia sa domnievajú, že kontinentálna kôra sa v týchto oblastiach vytvára v dôsledku prílivu materiálu plášťa.

Sopky operujúce pozdĺž oceánskych chrbtov (napríklad havajských) vyvrhujú materiál prevažne čadičového zloženia. Tieto sopky sú pravdepodobne spojené s plytkými zemetraseniami, ktorých hĺbka nepresahuje 70 km. Keďže čadičové lávy sa nachádzajú na kontinentoch aj pozdĺž oceánskych hrebeňov, niektorí geológovia sa domnievajú, že tesne pod zemskou kôrou sa nachádza vrstva, z ktorej čadičové lávy pochádzajú.

Nie je však jasné, prečo v niektorých oblastiach vznikajú z plášťového materiálu andezity aj bazalty, zatiaľ čo v iných len bazalty. Ak, ako sa teraz verí, plášť je skutočne ultramafický (t. j. obohatený o železo a horčík), potom lávy pochádzajúce z plášťa by mali mať skôr bazaltové než andezitové zloženie, pretože andezitové minerály v ultramafických horninách chýbajú. Tento rozpor rieši teória platňovej tektoniky, podľa ktorej sa oceánska kôra pohybuje pod ostrovnými oblúkmi a topí sa v určitej hĺbke. Tieto roztavené horniny vyrážajú vo forme andezitových láv.

Zdroje tepla.

Jedným z nevyriešených problémov sopečnej činnosti je určenie zdroja tepla potrebného na lokálne tavenie čadičovej vrstvy alebo plášťa. Takéto topenie musí byť vysoko lokalizované, pretože prechod seizmických vĺn ukazuje, že kôra a horný plášť sú zvyčajne v pevnom stave. Okrem toho musí byť tepelná energia dostatočná na roztavenie veľkých objemov pevného materiálu. Napríklad v USA v povodí rieky Columbia (štáty Washington a Oregon) je objem bazaltov viac ako 820 tisíc km 3; rovnaké veľké vrstvy bazaltov sa nachádzajú v Argentíne (Patagónia), Indii (Deccan Plateau) a Južnej Afrike (Veľký vzostup Karoo). V súčasnosti existujú tri hypotézy. Niektorí geológovia sa domnievajú, že topenie je spôsobené lokálnymi vysokými koncentráciami rádioaktívnych prvkov, ale takéto koncentrácie v prírode sa zdajú byť nepravdepodobné; iné naznačujú, že tektonické poruchy vo forme posunov a porúch sú sprevádzané uvoľňovaním tepelnej energie. Existuje ďalší uhol pohľadu, podľa ktorého je horný plášť v podmienkach vysokého tlaku v pevnom stave a keď tlak v dôsledku prasknutia klesne, roztopí sa a cez trhliny preteká tekutá láva.

Geochémia a zloženie Zeme.

Určenie chemického zloženia Zeme je náročná úloha, pretože jadro, plášť a väčšina kôry sú neprístupné priamemu odberu vzoriek a pozorovaniu a závery sa musia vyvodiť na základe interpretácie nepriamych údajov a analógií.

Zem je ako obrovský meteorit.

Chemické zloženie oceánov.

Predpokladá sa, že pôvodne na Zemi nebola žiadna voda. S najväčšou pravdepodobnosťou sú moderné vody na povrchu Zeme druhotného pôvodu, t.j. sa uvoľňuje vo forme pary z minerálov v zemskej kôre a plášti v dôsledku sopečnej činnosti, a nie je tvorený kombináciou molekúl voľného kyslíka a vodíka. Ak by sa morská voda postupne hromadila, potom by sa objem Svetového oceánu musel neustále zväčšovať, no neexistujú žiadne priame geologické dôkazy o tejto okolnosti; to znamená, že oceány existovali počas celej geologickej histórie Zeme. K zmene chemického zloženia oceánskych vôd dochádzalo postupne.

Sial a Sima.

Existuje rozdiel medzi kôrovými horninami, ktoré sú základom kontinentov, a horninami, ktoré ležia pod dnom oceánov. Zloženie kontinentálnej kôry zodpovedá granodioritu, t.j. hornina pozostávajúca z draselného a sodného živca, kremeňa a malého množstva feromagnéziových minerálov. Oceánskej kôre zodpovedajú bazalty pozostávajúce z vápenatého živca, olivínu a pyroxénu. Horniny kontinentálnej kôry sa vyznačujú svetlou farbou, nízkou hustotou a zvyčajne kyslým zložením, často nazývaným sial (na základe prevahy Si a Al). Horniny oceánskej kôry sa vyznačujú tmavou farbou, vysokou hustotou a základným zložením, nazývajú sa sima (podľa prevahy Si a Mg). Predpokladá sa, že horniny plášťa sú ultramafické a pozostávajú z olivínu a pyroxénu. V modernej ruskej vedeckej literatúre sa pojmy „sial“ a „sima“ nepoužívajú, pretože sa považujú za zastarané.

GEOLOGICKÉ PROCESY

Geologické procesy sa delia na exogénne (deštruktívne a akumulačné) a endogénne (tektonické).

DEŠTRUKTÍVNE PROCESY

Denudácia.

Pôsobením vodných tokov, vetra, ľadovcov, morských vĺn, mrazovým zvetrávaním a chemickým rozpúšťaním dochádza k deštrukcii a zmenšeniu povrchu kontinentov (obr. 2). Produkty deštrukcie pod vplyvom gravitačných síl sú unášané do oceánskych depresií, kde sa hromadia. Týmto spôsobom sa spriemeruje zloženie a hustota hornín tvoriacich kontinenty a oceánske panvy a amplitúda zemského reliéfu sa zníži.

Každý rok sa z kontinentov odnesie 32,5 miliardy ton odpadu a 4,85 miliardy ton rozpustených solí, ktoré sa uložia do morí a oceánov, čo vedie k vytlačeniu približne 13,5 km 3 morskej vody. Ak by takéto denudačné miery pokračovali aj v budúcnosti, kontinenty (ktorých objem povrchovej časti je 126,6 milióna km 3 ) by sa za 9 miliónov rokov zmenili na takmer ploché roviny - peneplany. Takáto peneplanácia (vyrovnanie) reliéfu je možná len teoreticky. V skutočnosti izostatické zdvihy kompenzujú straty denudáciou a niektoré horniny sú také silné, že sú prakticky nezničiteľné.

Kontinentálne sedimenty sa prerozdeľujú v dôsledku spoločného pôsobenia zvetrávania (deštrukcia hornín), denudácie (mechanické odstraňovanie hornín pod vplyvom prúdiacich vôd, ľadovcov, veterných a vlnových procesov) a akumulácie (usadzovanie sypkej hmoty a vznik tzv. nové kamene). Všetky tieto procesy prebiehajú len do určitej úrovne (zvyčajne hladiny mora), ktorá je považovaná za základ erózie.

Počas prepravy sa voľné usadeniny triedia podľa veľkosti, tvaru a hustoty. Výsledkom je, že kremeň, ktorého obsah v pôvodnej hornine môže byť len niekoľko percent, tvorí homogénnu vrstvu kremenného piesku. Podobne častice zlata a niektorých ďalších ťažkých minerálov, ako je cín a titán, sa koncentrujú v korytách potokov alebo plytčinách, aby vytvorili rýžové usadeniny, a jemnozrnný materiál sa ukladá ako bahno a potom sa transformuje na bridlice. Zložky ako horčík, sodík, vápnik a draslík sa rozpúšťajú a odnášajú povrchovou a podzemnou vodou a potom sa vyzrážajú v jaskyniach a iných dutinách alebo sa dostávajú do morských vôd.

Etapy vývoja erózneho reliéfu.

Reliéf slúži ako indikátor štádia vyrovnania (alebo peneplanácie) kontinentov. V horách a oblastiach, ktoré zažili intenzívny vzostup, sú erózne procesy najaktívnejšie. Takéto oblasti sú charakterizované rýchlym prerezaním riečnych údolí a zväčšením ich dĺžky v horných tokoch a krajina zodpovedá mladému alebo juvenilnému štádiu erózie. V iných oblastiach, kde je amplitúda nadmorskej výšky malá a erózia do značnej miery ustala, veľké rieky prepravujú prevažne trakciu a suspendované sedimenty. Tento reliéf je charakteristický pre zrelú fázu erózie. V oblastiach s nevýznamnými výškovými amplitúdami, kde povrch pevniny nie je oveľa vyšší ako hladina mora, prevládajú akumulačné procesy. Rieka tam zvyčajne tečie mierne nad všeobecnou úrovňou nížiny v prirodzenej nadmorskej výške zloženej zo sedimentárneho materiálu a tvorí deltu v zóne ústia. Ide o najstarší erózny reliéf. Nie všetky oblasti sú však v rovnakom štádiu erózie a majú rovnaký vzhľad. Tvary terénu sa značne líšia v závislosti od klimatických a poveternostných podmienok, zloženia a štruktúry miestnych hornín a charakteru erózneho procesu (obr. 3, 4).

Prestávky v eróznych cykloch.

Uvedená postupnosť eróznych procesov platí pre kontinenty a oceánske panvy, ktoré sú v statických podmienkach, ale v skutočnosti podliehajú mnohým dynamickým procesom. Cyklus erózie môže byť prerušený zmenami hladiny mora (napríklad v dôsledku topenia ľadovcov) a výšky kontinentu (napríklad v dôsledku budovania hôr, zlomovej tektoniky a sopečnej činnosti). V Illinois (USA) morény pokrývali zrelý preglaciálny reliéf, čo mu dodávalo typický mladý vzhľad. Vo Veľkom kaňone v Colorade spôsobilo prerušenie erózneho cyklu vyvýšenie krajiny do nadmorskej výšky 2 400 m. Ako sa územie zväčšovalo, rieka Colorado sa postupne zrútila do svojej záplavovej oblasti a ocitla sa obmedzená bokmi pobrežia. údolie. V dôsledku tohto zlomu vznikli na seba nadväzujúce meandre, charakteristické pre dávne riečne údolia existujúce v podmienkach mladého reliéfu (obr. 5). V rámci Coloradskej náhornej plošiny sú meandre zarezané do hĺbky 1200 m. Hlboké meandre rieky Susquehanna, ktorá pretína Apalačské pohorie, tiež naznačujú, že táto oblasť bola kedysi nížinou, cez ktorú pretekala „chátrajúca“ rieka.

Moderné geosynklinály

- Sú to priehlbiny pozdĺž ostrovov Jáva a Sumatra, Tonga - Kermadec, zákopy Portorika atď. Možno ich ďalší pokles povedie aj k vytvoreniu hôr. Podľa mnohých geológov predstavuje pobrežie Mexického zálivu v Spojených štátoch tiež modernú geosynklinálu, hoci, súdiac podľa údajov z vrtov, tam nie sú vyjadrené známky budovania hôr. Aktívne prejavy modernej tektoniky a horského staviteľstva najvýraznejšie pozorujeme v mladých horských krajinách – Alpách, Andách, Himalájach a Skalistých horách.

Tektonické zdvihy.

V záverečných fázach vývoja geosynklinál, keď je dokončená horská výstavba, dochádza k intenzívnemu všeobecnému zdvihu kontinentov; v rámci horských krajín dochádza v tomto štádiu tvorby reliéfu k disjunktívnym dislokáciám (posunutie jednotlivých blokov hornín po zlomových líniách).

GEOLOGICKÝ ČAS

Stratigrafická mierka.

Štandardná geologická časová škála (alebo geologický stĺpec) je výsledkom systematického štúdia sedimentárnych hornín v rôznych oblastiach zemegule. Keďže väčšina raných prác bola vykonaná v Európe, stratigrafická sekvencia sedimentov z tohto regiónu sa brala ako štandard aj pre iné oblasti. Táto stupnica má však z rôznych dôvodov nedostatky a medzery, preto sa neustále zdokonaľuje. Mierka je pre mladšie geologické obdobia veľmi podrobná, no pre staršie jej detailnosť výrazne klesá. Je to nevyhnutné, pretože geologický záznam je najkompletnejší pre udalosti z nedávnej minulosti a stáva sa fragmentárnejším, ako sedimenty starnú. Stratigrafická škála je založená na zaznamenávaní fosílnych organizmov, ktoré slúžia ako jediné spoľahlivé kritérium pre medziregionálne korelácie (najmä tie s dlhým dosahom). Zistilo sa, že niektoré fosílie zodpovedajú presne definovanému času, a preto sa považujú za vodiace. Horniny obsahujúce tieto vedúce formy a ich komplexy zaujímajú presne vymedzenú stratigrafickú polohu.

Oveľa ťažšie je robiť korelácie pre paleontologicky tiché horniny, ktoré neobsahujú fosílne organizmy. Keďže dobre zachované schránky sa nachádzajú len z obdobia kambria (približne pred 570 miliónmi rokov), prekambrického času, ktorý trvá cca. 85 % geologickej histórie nemožno študovať a rozdeliť tak podrobne ako mladšie obdobia. Na medziregionálne korelácie paleontologicky tichých hornín sa využívajú metódy geochemického datovania.

V prípade potreby boli do štandardnej stratigrafickej škály zavedené zmeny tak, aby odrážali regionálne špecifiká. Napríklad v Európe je obdobie karbónu a v USA dve zodpovedajúce obdobia - mississippské a pensylvánske. Existujú rozsiahle ťažkosti pri porovnávaní miestnych stratigrafických schém s medzinárodnou geochronologickou mierkou. Medzinárodná komisia pre stratigrafiu pomáha riešiť tieto problémy a stanovuje normy pre stratigrafickú nomenklatúru. Dôrazne odporúča využívať pri geologických prieskumoch lokálne stratigrafické jednotky a porovnávať ich s medzinárodnou geochronologickou mierkou. Niektoré fosílie majú veľmi široké, takmer globálne rozšírenie, zatiaľ čo iné majú úzke regionálne rozšírenie.

Éry sú najväčšími úsekmi histórie Zeme. Každá z nich spája niekoľko období, charakterizovaných vývojom určitých tried starých organizmov. Na konci každej éry došlo k hromadnému vymieraniu rôznych skupín organizmov. Napríklad trilobity zmizli na konci paleozoika a dinosaury na konci druhohôr. Príčiny týchto katastrof zatiaľ neboli objasnené. Mohli by to byť kritické štádiá genetického vývoja, vrcholy kozmického žiarenia, emisie sopečných plynov a popola, ako aj veľmi prudké klimatické zmeny. Na podporu každej z týchto hypotéz existujú argumenty. Postupné vymiznutie veľkého počtu rodín a tried zvierat a rastlín na konci každej éry a objavenie sa nových na začiatku ďalšej éry však stále zostáva jednou zo záhad geológie. Pokusy spojiť masový úhyn zvierat v záverečných fázach paleozoika a druhohôr s globálnymi cyklami budovania hôr boli neúspešné.

Geochronológia a absolútna veková stupnica.

Stratigrafická stupnica odráža len postupnosť horninového podložia, a preto ju možno použiť len na označenie relatívneho veku rôznych vrstiev (obr. 9). Možnosť stanovenia absolútneho veku hornín sa objavila po objavení rádioaktivity. Predtým sa pokúšali odhadnúť absolútny vek inými metódami, napríklad analýzou obsahu soli v morskej vode. Za predpokladu, že zodpovedá pevnému odtoku svetových riek, možno zmerať minimálny vek morí. Na základe predpokladu, že pôvodne oceánska voda neobsahovala soľné nečistoty a pri zohľadnení rýchlosti ich vstupu sa vek morí odhadoval v širokom rozmedzí - od 20 miliónov do 200 miliónov rokov. Kelvin odhadol vek zemských hornín na 100 miliónov rokov, pretože podľa jeho názoru to bol čas, za ktorý pôvodne roztavená Zem vychladla na súčasnú povrchovú teplotu.

Okrem týchto pokusov sa raní geológovia uspokojili s určením relatívneho veku hornín a geologických udalostí. Bez akéhokoľvek vysvetlenia sa predpokladalo, že od objavenia sa Zeme až po vytvorenie rôznych typov sedimentov v dôsledku procesov, ktoré sú stále aktívne, uplynulo pomerne veľa času. Až keď vedci začali merať rýchlosť rádioaktívneho rozpadu, mali geológovia „hodiny“ na určenie absolútneho a relatívneho veku hornín obsahujúcich rádioaktívne prvky.

Rýchlosť rádioaktívneho rozpadu niektorých prvkov je zanedbateľná. To umožňuje určiť vek dávnych udalostí meraním obsahu takýchto prvkov a produktov ich rozpadu v konkrétnej vzorke. Keďže rýchlosť rádioaktívneho rozpadu nezávisí od parametrov prostredia, je možné určiť vek hornín nachádzajúcich sa v akýchkoľvek geologických podmienkach. Najčastejšie sa používajú metódy urán-olovo a draslík-argón. Metóda urán-olovo umožňuje presné datovanie na základe meraní koncentrácií rádioizotopov tória (232 Th) a uránu (235 U a 238 U). Pri rádioaktívnom rozpade vznikajú izotopy olova (208 Pb, 207 Pb a 206 Pb). Horniny obsahujúce tieto prvky v dostatočnom množstve sú však dosť zriedkavé. Draslíkovo-argónová metóda je založená na veľmi pomalej rádioaktívnej premene izotopu 40 K na 40 Ar, čo umožňuje datovať udalosti staré niekoľko miliárd rokov na základe pomeru týchto izotopov v horninách. Významnou výhodou draslíkovo-argónovej metódy je, že draslík, veľmi bežný prvok, je prítomný v mineráloch vytvorených vo všetkých geologických prostrediach – vulkanických, metamorfných a sedimentárnych. Inertný plyn argón vznikajúci pri rádioaktívnom rozpade však nie je chemicky viazaný a uniká. Na datovanie sa preto dajú spoľahlivo použiť len tie minerály, v ktorých sa dobre drží. Napriek tejto nevýhode sa metóda draslík-argón používa veľmi široko. Absolútny vek najstarších hornín na planéte je 3,5 miliardy rokov. Zemská kôra všetkých kontinentov obsahuje veľmi staré horniny, takže otázka, ktorá z nich je najstaršia, ani nevzniká.

Vek meteoritov, ktoré dopadli na Zem, stanovený metódami draslík-argón a urán-olovo, je približne 4,5 miliardy rokov. Podľa geofyzikov na základe údajov z metódy urán-olovo má Zem aj vek cca. 4,5 miliardy rokov. Ak sú tieto odhady správne, potom je v geologickom zázname medzera 1 miliardy rokov, čo zodpovedá dôležitému ranému štádiu vývoja Zeme. Možno najskoršie dôkazy boli nejakým spôsobom zničené alebo vymazané, keď bola Zem v roztavenom stave. Je tiež pravdepodobné, že najstaršie horniny na Zemi boli obnažené alebo rekryštalizované v priebehu mnohých miliónov rokov.

Zástupcovia rôznych profesií už mnoho rokov vedú diskusiu o tom, ktoré povolanie možno považovať za najstaršie. Existuje mnoho presvedčivých verzií a predpokladov: od zbrojára a poľovníka až po politika (vodcu) a lekára. Nebudeme sa zapájať do tohto sporu a len predložíme svoj predpoklad: najstaršie povolanie je geológ.

Zástupcovia rôznych profesií už mnoho rokov vedú diskusiu o tom, ktoré povolanie možno považovať za najstaršie. Existuje mnoho presvedčivých verzií a predpokladov: od zbrojára a poľovníka až po politika (vodcu) a lekára. Nebudeme sa zapájať do tohto sporu a len predložíme svoj predpoklad: najstaršie povolanie je geológ.

Posúďte sami, na výrobu kamennej sekery potreboval primitívny človek nájsť vhodný kameň medzi obrovským množstvom minerálov a úlomkov hornín (z ktorých niektoré boli pre svoju voľnú štruktúru na to úplne nevhodné). To znamená, že existujú dôkazy o uplatňovaní základov geológie a neorganizovanej ťažby nerastných surovín na úsvite formovania primitívnej spoločnosti.

Okrem toho sa zaväzujeme tvrdiť, že geológ je nielen najstarším, ale aj jedným z najdôležitejších povolaní našej doby. prečo? Je to jednoduché. Čo je základom ekonomiky ktoréhokoľvek štátu? Energetické a nerastné zdroje krajiny. Kto sa podieľa na hľadaní a prieskume nerastov? Geológ!

Teraz sa porozprávajme podrobnejšie o tejto starodávnej a najdôležitejšej profesii a zistíme, aké sú vlastnosti práce geológa, kde ju získať povolanie geológa a aké to má výhody.

čo je geológ?

Geológ je špecialista, ktorý študuje zloženie a štruktúru minerálov a hornín, ako aj vyhľadáva a skúma nové ložiská nerastov. Paralelne s tým geológovia študujú prírodné objekty, vzory a možnosti ich praktického využitia.

Názov profesie pochádza zo starogréckeho γῆ (Zem) a λόγος (učenie). Inými slovami, geológovia sú ľudia, ktorí študujú Zem. Prvé vedecké tvrdenia o geologických pozorovaniach (informácie o zemetraseniach, erózii hôr, sopečných erupciách a pohybe pobrežia) sa nachádzajú v dielach Pytagora (570 pred Kr.). A už v rokoch 372-287 pred Kr. Theophrastus napísal dielo „O kameňoch“. Z toho vyplýva, že za oficiálne obdobie formovania tohto povolania možno považovať 500-300 rokov. BC.

Moderní geológovia nielen pozorujú a študujú zrejmé geologické procesy a ložiská, ale aj identifikovať najsľubnejšie oblasti na prieskum a hodnotenie, študovať ich a zovšeobecniť získané výsledky. Všimnite si, že dnes možno geológov rozdeliť do troch kategórií v závislosti od toho, ktorú sekciu geológie si vybrali ako svoju hlavnú špecializáciu:

• deskriptívna geológia - špecializuje sa na štúdium uloženia a zloženia geologických útvarov, ako aj na popis hornín a minerálov;
• dynamická geológia - študuje vývoj geologických procesov (pohyb zemskej kôry, zemetrasenia, sopečné erupcie a pod.);
• historická geológia – zaoberá sa štúdiom sledu geologických procesov v minulosti.

Existuje rozšírený názor, že všetci geológovia neustále cestujú v rámci geologických expedícií. Geológovia totiž často chodia na expedície, no popri tom vyvíjajú výskumné programy, študujú údaje získané počas expedícií a dokumentujú ich a tiež vypracúvajú informačné správy o vykonanej práci.

Aké osobnostné vlastnosti by mal mať geológ?

Náhodou sa vďaka filmom v povedomí obyčajných ľudí objaví geológ v podobe akéhosi bradatého romantika, ktorý si nič okolo seba nevšíma a hovorí len o svojej práci. A to si málokto uvedomuje práca geológa Nie je to len romantika, ale aj dosť tvrdá práca, ktorá si vyžaduje prítomnosť takých osobných vlastností, ako sú:

• vytrvalosť;
• zodpovednosť;
• pozorovanie;
• analytický spôsob myslenia;
• emocionálno-vôľová stabilita;
• rozvinutá pamäť;
• extrémne sklony;
• komunikačné schopnosti;
• trpezlivosť;
• rozhodnosť.

Okrem toho geológ musí mať výborný zdravotný stav, byť odolný, vedieť pracovať v tíme, rýchlo sa orientovať a prispôsobovať sa zmenám v prostredí.

Výhody byť geológom

Základy výhodou byť geológom spočíva, samozrejme, v možnosti veľa a dlho cestovať po najodľahlejších a málo prebádaných regiónoch Ruska. Takéto cesty sa navyše celkom slušne vyplácajú (priemerný plat geológa pracujúceho na rotačnom princípe je asi 30 - 40 000 rubľov). Medzi výhody tejto profesie patrí aj:

• význam práce - je pekné vedieť, že výsledky vašej práce majú pozitívny vplyv na ekonomický blahobyt celej krajiny;
• možnosť sebarealizácie - keďže v prírode neexistujú dve rovnaké ložiská, geológovia často vedú nový vedecký výskum, čo znamená, že majú veľkú šancu zapísať svoje meno do histórie.

Nevýhody práce geológa

Ak si myslíte, že počas expedícií bývajú geológovia ak nie v luxusných, tak aspoň komfortných hotelových izbách, tak sa hlboko mýlite. Všetky výjazdy geológov prebiehajú v kempingových podmienkach (nocovanie v stanoch, práca pod holým nebom, dlhé túry v odľahlých oblastiach s ťažkým batohom na pleciach a pod.). A to možno považovať za hlavnú vec nevýhoda geológa. Môžete pridať aj tu:

• nepravidelný pracovný režim - čas a trvanie práce sú do značnej miery určené poveternostnými podmienkami;
• rutina - po expedíciách naplnených romantikou a dobrodružstvom vždy nasleduje obdobie stolového spracovania terénnych materiálov;
• obmedzený okruh komunikácie – táto nevýhoda sa týka hlavne geológov pracujúcich na rotačnom princípe.

Kde sa môžete stať geológom?

Získajte povolanie geológa Je to možné ako na technickej škole alebo vysokej škole, tak aj na univerzite. V prvom prípade vám získaný diplom len mierne otvorí dvere do fascinujúceho sveta geológie a umožní vám zúčastniť sa expedícií ako asistent. Plne kvalifikovaným geológom sa môže stať len držiteľ vysokoškolského diplomu, ktorý má za sebou nielen teoretickú, ale aj praktickú prípravu. Mimochodom, bez vysokoškolského vzdelania ani ten najtalentovanejší geológ nebude môcť dosiahnuť úspech vo svojej kariére. Preto, ak vás už láka romantika tohto povolania, najlepšie je ihneď sa zapísať na niektorú zo špecializovaných univerzít.

Geológia je veda, ktorá študuje zloženie, štruktúru a vzory Zeme, ako aj iných planét a ich satelitov, ktoré sú súčasťou slnečnej sústavy.

Geologické oblasti

Dnes existujú minimálne tri oblasti geológie: historická, popisná a dynamická. Absolútne každá z týchto oblastí má svoje vlastné metódy, ako aj princípy výskumu. Historická geológia študuje postupnosť geologických procesov, ktoré sa vyskytli v minulosti. Deskriptívna geológia študuje umiestnenie a zloženie geologických prvkov, ako aj ich veľkosť a tvar, výskyt a popis rôznych nerastných a horninových ložísk alebo hornín. Dynamická geológia študuje vývoj geologických procesov: ničenie hornín, pohyb zemskej kôry, ako aj zemetrasenia a vnútorné sopečné erupcie. Tieto pojmy sú základom geológie.

Geologické rezy

Geologické vedy pôsobia vo všetkých troch oblastiach geológie, a preto neexistuje presné rozdelenie do skupín. Nové vedy sa však objavujú prostredníctvom symbiózy geológie s inými oblasťami poznania. Mnohé zdroje majú nasledujúcu klasifikáciu:

1. Vedy o zemskej kôre (mineralógia, geokryológia, petrografia, štruktúrna geológia, kryštalografia).
2. Vedy o dnes prebiehajúcich geologických procesoch (tektonika, vulkanológia, seizmológia, geokryológia, petrológia).
3. Vedy o historickom pôvode a vývoji geologických procesov (historická geológia, paleontológia, stratigrafia).
4. Aplikované vedy (minerálna geológia, hydrogeológia, inžinierska geológia)
5. Symbióza geológie s inými vedami (geochémia, geofyzika, geodynamika, geochronológia, litológia).

Princípy a úlohy geológie

Geológia je historická veda, preto jej najdôležitejšími úlohami je určovať geologické udalosti, ktoré sa vyskytujú. Geologické úlohy tiež zahŕňajú:

1. Racionálnejšie využívanie prírodných zdrojov, ako aj ich ochrana
2. Hľadanie nových ložísk nerastných surovín, ako aj vývoj nových metód a metód ich ťažby
3. Štúdium pôvodu podzemných vôd
4. Ďalšie geologické úlohy, ktoré sú spojené so štúdiom stavebných podmienok rôznych budov a stavieb.

Geologické metódy

Na splnenie všetkých týchto úloh bola vyvinutá najjednoduchšia séria zrejmých geologických metód:

• Intruzívnu metódu predstavuje spojenie medzi intruzívnymi horninami a ich hostiteľskými vrstvami. Zistenie takýchto spojení naznačuje, že samotné prieniky sa objavili oveľa skôr ako vrstvy, ktoré ich hostí.
• Sekčná metóda tiež umožňuje určiť relatívny vek. Ak nejaká chyba zlomí skalu, potom sa zjavne objavila neskôr ako samotné skaly.
• Xenolity a úlomky sa môžu dostať do hornín v dôsledku zničenia ich pôvodného zdroja. V dôsledku toho sa vytvorili oveľa skôr ako ich hostiteľské horniny a môžu byť použité odborníkmi na určenie geologického veku.
• Primárna horizontálna metóda predpokladá, že keď sa tvoria, morské sedimenty ležia horizontálne.
• Metóda superpozície uvádza, že horniny, ktoré sú v nenarušenom stave, sledujú poradie alebo stupeň formovania. Napríklad tie skaly, ktoré ležia hore, sú mladšie a tie skaly, ktoré ležia dole, sú primerane staršie.
• Konečná postupná metóda predpokladá, že presne tie isté organizmy sú distribuované v celom oceáne. V dôsledku toho paleontológovia, ktorí identifikovali niektoré fosílne pozostatky v skale, môžu súčasne nájsť ďalšie horniny, ktoré sa tiež vytvorili s týmito horninami.

Teraz poznáte odpoveď na otázku, čo je geológia. Radi pomôžu.