Geologija kot znanost

Uvod

Geologija je kompleks ved o zemeljski skorji in globljih sferah Zemlje v ožjem pomenu besede - veda o sestavi, zgradbi, gibanju in zgodovini razvoja zemeljske skorje, umestitvi mineralov v to.

Takole izgleda sodobna definicija geologije. Kakor večina najpomembnejših naravoslovnih ved pa ima tudi geologija svoj izvor v pradavnini, verjetno že od samega nastanka človeka. Pojav geologije je povezan z zadovoljevanjem nujnih potreb ljudi: po stanovanju, njegovem ogrevanju in uspešnem lovu. Navsezadnje morate poznati lastnosti kamnin, da se jih naučite uporabljati. Treba je znati tudi rudariti kamnine, jih razlikovati in odkrivati ​​nova nahajališča. Geološko znanje je potrebno za reševanje povezanih problemov. Toda preučevanje mineralov za zadovoljevanje človeških potreb je le korenina geologije. V tistih davnih časih je bilo temu še težko reči znanost, ker... ljudje niso posploševali znanja, niso ga zapisovali, niso razvijali, ampak so ga le kopičili in uporabljali v praksi.

Vendar se je geologija postopoma razvijala. V antiki se že pojavlja ideja o mineralih in geoloških procesih, vendar le v okviru naravne filozofije. Geologijo lahko štejemo za znanost iz začetka 19. stoletja. Za to stopnjo njegovega razvoja je značilno posploševanje nabranega znanja, ustvarjanje znanstvenih hipotez in iskanje njihovih dokazov; z uporabo novih raziskovalnih metod, ki so jih razvile druge vede, kot sta kemija in fizika. Zaradi vsega tega postane geologija pomemben del sistema znanosti, ki človeku pomagajo pri znanstvenem in tehnološkem napredku, zadovoljevanju njegovih potreb, preučevanju in uporabi narave. Na tej stopnji geologija že raziskuje zelo zapletena vprašanja strukture snovi, ki sestavljajo naš planet, preučuje zgodovino razvoja Zemlje in hkrati rešuje praktične probleme. To je raziskovanje in pridobivanje mineralov, njihova predelava in uporaba ter uporaba zemeljskih virov v vsakdanjem življenju.

Kot vidimo, je geologija za sodobnega človeka zelo pomembna, ima starodavno zgodovino in proučuje širok spekter vprašanj o naravi ter ima veliko praktično naravnanost.

O zgodovini, raziskovalnih metodah in perspektivah te pomembne in zelo zanimive vede sem pisal v svojem delu, katerega glavni namen je opisati geologijo kot znanost.

Za dosego cilja so opredeljene naslednje naloge:

1.) Opišite zgodovino geologije, izpostavite glavne značilnosti vede v različnih obdobjih njenega razvoja.

.) Pogovor o raziskovalnih metodah, ki se uporabljajo v geologiji.

.) Pojasnite pomen geologije v sodobnem svetu.

.) Pokažite pomen povezanosti geologije z drugimi vedami.

.) Pogovor o prihodnjih obetih za razvoj geologije.

1. Zgodovina geologije

geološka znanstvena znanja

Po mojem mnenju je treba za razumevanje katere koli znanosti vedeti, zakaj je nastala, kako se je razvijala in kaj novega se je v njej pojavilo skozi čas. Ta vprašanja se najbolj razkrijejo pri preučevanju razvoja znanosti. Zato sem se odločil, da svoje delo začnem z opisom zgodovine geologije.

Ko razkrivam zgodovino geologije, želim izpostaviti značilnosti njenega razvoja v različnih obdobjih, govoriti o glavnih idejah in odkritjih, pojasniti njihov pomen in pomen ter opisati rezultate tega, kar je znanost dosegla.

Zgodovino geologije običajno delimo na dve stopnji - predznanstveno in znanstveno. Ti pa so razdeljeni na obdobja. Po tej shemi sem opisal zgodovino geologije.

.1 Predznanstvena stopnja (od antike do sredine 18. stoletja)

Obdobje nastanka človeške civilizacije (od antičnih časov do 5. stoletja pr. n. št.)

V tem obdobju so ljudje nabrali prve informacije o svetu okoli sebe. Kot sem že rekel, so ljudje sprva svoje najpomembnejše potrebe zadovoljevali s pomočjo različnih kamnin, za popolnejšo uporabo pa je bilo treba proučiti njihove lastnosti, mesta razširjenosti in načine pridobivanja. Začetek preučevanja sorodnih vprašanj lahko že štejemo za rojstvo geološke znanosti.

Zdaj ne moremo natančno reči, kaj je kamen pomenil za starodavne ljudi; lahko samo pogledamo sledi uporabe različnih kamnin med izkopavanji najdišč starodavnih ljudi in sklepamo o njihovi uporabi mineraloškega bogastva planeta. Tako naše domneve o potrebi po kamninah za stare ljudi kot rezultati izkopavanj kažejo, da je človek kamen uporabil skoraj takoj po svojem pojavu. Navsezadnje se človek od opice razlikuje po uporabi orodja. Možno je seveda, da je bila prvotno najbolj primitivno orodje lesena palica, ko pa je človek odkril lastnosti kamna, kot sta ostrina in trdota, je za svoje potrebe začel uporabljati ostre kose kremena in silicija. Tako sklepanje o lastnostih kamnov je že primer kopičenja geološkega znanja. Arheologi najdejo na najdiščih starih ljudi ne le preproste ostre kamne, ampak tudi kamnite sekire in konice puščic. Nekoliko kasneje so ljudje začeli uporabljati kovine za izdelavo orodij. A njihovo iskanje in taljenje od človeka zahtevata še več znanja in spretnosti.

Potrebe človeštva po mineralnih surovinah so se še povečale z začetkom množične gradnje mest in razvojem obrti.

Ob koncu obdobja se je človek že ukvarjal s pridobivanjem in predelavo samorodnega bakra, železa, zlata, srebra, kositra in drugih kovin. Glina se je pogosto uporabljala za gradnjo stanovanj in izdelavo lončarstva. Za izdelavo nakita so uporabljali drage kamne.

Tako se je v starih časih začelo kopičenje nekaterih znanj o lastnostih kamnin, njihovem pridobivanju in uporabi.

Teoretična veja geologije je polna številnih hipotez o izvoru in strukturi Zemlje. Vedno pa vsebujejo fikcijo, saj... starodavni niso mogli razložiti mnogih naravnih pojavov.

V obdobju nastajanja človeške civilizacije so ljudje uporabljali le izkušnje prejšnjih generacij za nadaljnje izpopolnjevanje svojih veščin pri rokovanju s kamnom. Človek še ne posplošuje znanja, kar je pomembna značilnost obdobja.

Na prehodu v starodavno obdobje razvoja geologije so ljudje že poznali številne znake za iskanje nahajališč mineralov in imeli praktične veščine njihove uporabe. Ustvarjena je bila baza geološkega znanja za prihodnje generacije.

Starodavno obdobje (V. stol. pr. n. št. - V. stol. n. št.)

V antičnem obdobju se je geologija razvila predvsem v Grčiji in Rimskem imperiju. Prvotna zaloga znanja o lastnostih in uporabi kamnin je obstajala že takrat, vendar je bilo to znanje predvsem praktičnega pomena: pridobivanje in uporaba mineraloških bogastev planeta. Ker pa so ljudje že v starih časih govorili o življenju in se zanimali za strukturo sveta, so se geološka znanja začela dopolnjevati z bolj logičnimi razlagami različnih pojavov in hipotezami o njihovem izvoru. Zaključki so bili narejeni na podlagi razumevanja in obdelave podatkov, pridobljenih z opazovanji. Bili so bolj verodostojni in upravičeni.

Prav tako se je še naprej razvijala praktična smer geologije. Tako za ljudi tistega časa kot tudi za nas je postalo pomembno, da so bila v antičnem obdobju zapisana številna opažanja in hipoteze. Te informacije so začele služiti prihodnjim generacijam in iz njih lahko sodimo o razvoju znanosti, vklj. in geologije tistega časa.

Dosežki starodavnih znanstvenikov in filozofov se lahko štejejo na primer za ugotovitev, da je bilo prej na mestu nekaterih kopenskih območij morje. Ta sklep je naredil Ksenofan na podlagi prisotnosti morskih školjk v tleh. Tudi v obdobju antike so že domnevali, da je naš planet sferičen. Ta predpostavka je nastala na podlagi opazovanj Zemljine sence na Luni med Luninim mrkom. Senca ima okroglo obliko, zato jo meče okroglo ali sferično telo. In Eratosten je celo izračunal obseg Zemlje. Rezultati, ki jih je dobil, so se le malo razlikovali od sodobnih podatkov.

Starogrški znanstvenik in filozof Aristotel je veliko prispeval k razvoju geologije. Predlagal je sliko sferične Zemlje, znotraj katere so votline in kanali, v katerih krožita voda in zrak. Znanstvenik je potrese, ki se pojavljajo na površju, pojasnil z njihovim gibanjem. Zanimivo je, da ta sistem pogledov ustreza naravi Grčije, za katero so značilne kraške votline in pogosti potresi. Aristotel je v znanost vnesel tudi nekaj mineraloških podatkov: sestavil je prvo klasifikacijo fosilov, ki jih je razdelil na rude, kamne in zemljo.

Plinij starejši je poleg potresov poudarjal počasna navpična gibanja zemlje.

Strabo je izrazil idejo o vulkanskem izvoru otoka Sicilije.

V obdobju antike sta bili ustvarjeni dve glavni hipotezi o nastanku Zemlje. To sta plutonizem in neptunizem. Te hipoteze so obstajale več stoletij in so jih enako sprejeli številni veliki ljudje.

Plutonizem je sistem pogledov, ki temelji na razumevanju notranjih geoloških sil Zemlje kot glavnih dejavnikov pri oblikovanju njenega površja in podtalja. Neptunizem pomeni, da so vse kamnine nastale iz oceanskih voda med kristalizacijo raztopin. Vpliv Zemljinih notranjih sil je zavrnjen.

Boj med temi hipotezami je prinesel velike koristi geologiji, saj so bile izvedene številne študije, da bi našli dokaze zanje. Zdaj vemo, da so zmagali zagovorniki ideje o nastanku Zemlje pod vplivom njenih notranjih sil (plutonisti). Dokazano pa je, da lahko minerali nastanejo tudi iz vodnih raztopin.

V antičnem obdobju so se izboljšali tudi načini uporabe geološkega znanja v praksi. Za obdelavo kovin so uporabljali kovanje. In rudarstvo se je začelo izvajati z uporabo rudnikov namesto odprtih jam.

Tako je starodavno obdobje prineslo geologiji veliko koristnega znanja. Postavljen je bil začetek teoretične veje geologije, zabeleženi so bili rezultati opazovanj, kar je omogočilo nadgradnjo teh dosežkov v prihodnosti.

Naslednje obdobje v razvoju geologije ni bilo težko samo zanjo. Za srednji vek je bila značilna stagnacija znanosti nasploh. Kljub temu se je znanje o Zemlji še naprej razvijalo.

Šolsko obdobje

Šolsko obdobje je trajalo od 5. do 15. stoletja. v zahodni Evropi. V drugih državah je trajalo od 7. do 17. stoletja. S propadom rimskega imperija se je znanstveno znanje znotraj njegovih meja ustavilo s hitrim razvojem. Grčija ni bila več središče znanstvenih idej. Vendar se je znanost tudi v zahodni Evropi slabo razvijala. Naravoslovje je v tem času prešlo na znanstvenike Srednje Azije, vendar je o njihovih raziskavah ohranjenih zelo malo podatkov. Do nas so prišla le nekatera njihova dela.

Ibn Sina (ali Avicenna) je spremembo zemeljske površine pojasnil z dvema razlogoma. Ena je vpliv notranjih sil Zemlje (s tem je znanstvenik mislil na veter, ki piha v podzemnih prazninah). Zahvaljujoč tem silam se zemeljska površina dvigne in oblikuje hrib. Drugi razlog so zunanji (meteorološki, hidrosferski itd.) vplivi, ki uničujejo površine planeta in ustvarjajo depresije. Ta hipoteza je celo upoštevala, da je gostota komponent površine, ki se uničuje od zunaj, drugačna. Nato se namesto ohlapnih kamnin oblikuje zmanjšanje reliefa, namesto trdih kamnin - njegovo povečanje, ker skale okoli njih preperejo močneje.

Ibn Sina je tudi predlagal, da je morje večkrat napredovalo na kopnem in se spet umaknilo. Kot dokaz za to je videl prisotnost plasti različnih kamnin v gorah. Znanstvenik je verjel, da so reke, ko se je kopno osvobodilo morja, izprale doline v njem, tj. nastal je sodoben relief.

Ibn Sina je ustvaril novo klasifikacijo mineralov in kamnin. Razdelil jih je na kamne, taljiva telesa (kovine), vnetljive žveplove snovi in ​​soli. Razvrstitev so sprejeli Evropejci in obstajala je precej dolgo.

Drugi srednjeazijski znanstvenik Biruni je opisal več kot 100 mineralov in poimenoval njihova nahajališča. Naučil se je tudi določati specifično težo mineralov, in to skoraj 700 let pred Evropejci.

Nekateri drugi azijski raziskovalci so še naprej razvijali ideje o starodavnih predstavah o svetu.

Vzrok za počasen razvoj geologije v Evropi je bil vpliv cerkve. V znanost je posegla s svetopisemsko sliko sveta in njegovim izvorom. In ker so geologi ponujali pogled na svet, ki ni ustrezal svetopisemskemu, so bili njihovi nauki in dela kritizirani ali celo prepovedani. Zaradi tega so se pojavile številne napačne hipoteze in lažni nauki. Med znanostjo in starodavno znanostjo je bil celo rahel zaostanek. Na primer, ostanki fosilnih živih organizmov, najdeni v zemlji, naj bi bili igra narave ali primer spontanega nastanka življenja, ker Po cerkvenem nauku je življenje ustvaril Bog v obliki, v kateri obstaja zdaj, najdbe pa so bili zdaj neobstoječi organizmi. Vpeljani so bili tudi lažni nauki, da je Zemlja pravokotnik in da zvezde na nebu premikajo angeli.

Nekateri znanstveniki v Evropi so ignorirali cerkev in ponudili svoje ideje o svetu. Vendar so si samo izposodili starodavni pogled na svet.

Kljub upočasnitvi razvoja teoretične geologije pa se je predvsem v Evropi uspešneje razvijala njena praktična usmeritev (uporabna geologija). To je bilo povezano z razvojem človeštva in posledično z naraščajočo potrebo po mineralnih surovinah.

Gradnja mest je zahtevala naravne materiale za ustvarjanje zgradb. K razvoju rudarstva je prispevalo tudi vse več mestnih obrtnikov, ki so za svoje izdelke potrebovali material, pogosto iz kamna. Posledica teh dejavnikov je bilo povečanje količine mineralov, ki so jih ljudje pridobili iz črevesja zemlje.

Obdobje renesanse (od 15. do 17. stoletja do sredine 18. stoletja)

Obdobje je pripravila doba velikih geografskih odkritij. Potovanja Kolumba, Magellana, Vasca da Game so prispevala k kopičenju velike količine materiala o celotni površini Zemlje. Tako je bilo med Magellanovim potovanjem okoli sveta končno dokazano, da ima naš planet sferično obliko. Hipoteze znanstvenikov renesančnega obdobja postanejo tako prepričljive, potrjene s tako neizpodbitnimi dejstvi, da se cerkev umika pred znanostjo.

V času renesanse so Nikolaj Kopernik, Galileo Galilei in Giordano Bruno vzpostavili heliocentrični model sveta.

Kot veste, je v renesansi duhovni vzpon človeštva. Čeprav je vpliv cerkve še vedno ostal, so njeni nauki prenehali biti edina razlaga sveta. Ljudje začenjajo verjeti znanosti.

Ko so mesta še naprej rasla in se tehnologija razvijala, je rudarjenje zemeljskega bogastva postalo hitrejše in učinkovitejše. Povečalo se je tudi število razvitih polj.

Seveda so ljudje med pridobivanjem mineralov nabirali znanje o lastnostih kamnin, posebnostih njihovega pojavljanja in strukturi zemeljske skorje. Posploševanje tega materiala je vodilo do pomembnih teoretičnih zaključkov.

Med ljudmi, ki so prispevali k geologiji v obdobju renesanse, je nemški znanstvenik Georg Bauer (ali Agricola). Povzel je vse dosežke rudarjev zahodne Evrope. Znanstvenik je opisal metode polaganja min in njihove značilnosti. Agricola je tudi prvi ugotovil razliko med minerali in kamninami. Znanstvenik je opisal lastnosti številnih mineralov, kar je drugim geologom omogočilo identifikacijo mineralov. Agricola je preučeval tudi kristale.

Nekaj ​​geoloških informacij je v znanost prispeval tudi slavni Leonardo da Vinci. Na primer, izrazil je idejo, da bi lahko kamnine razporedili v vodoravne plasti ali v obliki gub. Tudi Leonardo je v nasprotju z znanstveniki sholastičnega obdobja menil, da so najdbe starodavnih izumrlih organizmov resnično njihovi ostanki in ne igra narave.

V obdobju renesanse je Rusija prispevala k geologiji. Vlada je na široko organizirala iskanje nahajališč. Leta 1584 je bil ustanovljen red kamnitih zadev. V Ruskem imperiju so izkopali veliko mineralov. Izvažali so jih tudi v druge države.

Danec Niels Steno je utemeljil stratigrafijo in odkril prvi zakon kristalografije o konstantnosti kristalnih kotov ter naredil prvi znanstveni povzetek zemeljskega magnetizma.

Končala se je predznanstvena stopnja razvoja geologije. O Zemlji se je nabralo že dovolj gradiva. Treba ga je bilo le posplošiti in dopolniti s teoretičnimi zaključki. Na znanstveni stopnji, oboroženo z novimi tehnologijami in duhovnimi silami, je človeštvo začelo reševati ta problem. Seveda pa predznanstvene stopnje razvoja geologije ni bilo mogoče takoj nadomestiti z znanstveno. Zato se v njeni zgodovini razlikuje tudi prehodno obdobje.

1.2 Prehodno obdobje (druga polovica 18. stoletja)

Za prehodno obdobje v razvoju geologije je značilno, da se v tem času istočasno pojavljajo tako stari nauki predznanstvenega obdobja kot znanstvene posplošitve. Geološko znanje, nabrano v predznanstveni fazi, se sistematizira in tako v prehodnem obdobju pride do oblikovanja geologije kot vede.

Pomembna razlika med prehodnim obdobjem in predznanstvenim obdobjem je bila v tem, da se je v tem času v geologiji uveljavila ideja o spremenljivosti sveta, medtem ko je prej večina znanstvenikov menila, da je svet vedno obstajal v nespremenjeni obliki. Zamisel o razvoju Zemlje so izrazili številni znanstveniki prehodnega obdobja, vendar je najprej povezana z imeni J. Buffona, I. Kanta in M.V. Lomonosov. V svojih delih sta obravnavala celotno zgodovino Zemlje, od njenega nastanka do današnjega stanja, kot enotno sliko sveta. Po mnenju teh znanstvenikov se je Zemlja nenehno spreminjala.

Dosežek v geologiji je bila klasifikacija diagnostičnih značilnosti mineralov, ki jo je razvil Werner. Raziskoval je tudi rudne minerale in predlagal sistem stratigrafskega zaporedja kamnin. Pri razvoju teoretične geologije je znanstvenik igral precej negativno vlogo: razvil je shemo za nastanek gorskih držav, ki temelji na idejah neptunizma.

V nasprotju z A.G. Wernerju je James Hutton dokazal teorijo plutonizma, ko je govoril o odločilnem pomenu njegovih notranjih sil pri nastanku Zemlje.

Znanstvenik I. Kant je leta 1755 postavil hipotezo o nastanku sončnega sistema. Po njej so se osnovni delci, sprva razpršeni po vesolju, pod vplivom medsebojne privlačnosti zbrali v kepe. Ko je bila ena od grudic snovi stisnjena in segreta, je nastalo Sonce. Okoli njega so se zbrale meglice, v katerih so nastali planeti, vklj. Zemlja. J. Buffon je ustvaril hipotezo o razvoju Zemlje. Verjel je, da ko se je naš planet strdil, so ga prekrili oceani. Zaradi premikov vode je v njih nastalo neravno dno. Ko se je voda umaknila, so hribi postali celine. Buffon je določil obdobje obstoja Zemlje na 75 tisoč let. Zdaj se nam zdi, da je to zelo kratko obdobje, vendar so teologi kritizirali Buffonovo hipotezo, saj Po svetopisemskem nauku Zemlja obstaja že 6000 let.

Tako se je do začetka 19. stoletja geologija oblikovala kot znanost. Naslednja stopnja njegovega razvoja je znanstvena, ki je dopolnila znanje ljudi o Zemlji z najnovejšimi informacijami.

Herojsko obdobje (prva polovica 19. stoletja)

Začetek obdobja je povezan s pojavom biostratigrafske metode. Omogočil je določitev relativne starosti kamnin na podlagi kompleksnosti strukture ostankov starodavnih organizmov, ki se nahajajo v njih (to metodo sem podrobneje opisal v odstavku 2.1 tega dela).

Paleontologija se je pojavila kot samostojna disciplina v geologiji. (glej klavzulo 1.4.).

V začetku 19. stoletja je K.L. von Buch postavil prvo tektonsko hipotezo. V njem je znanstvenik obravnaval vulkanizem kot vodilni proces, ki tvori gore. Hipotezo so potrdile raziskave A. Humboldta. Sprejeli so ga številni znanstveniki in je igral pomembno vlogo pri razumevanju procesov nastajanja gora pri ljudeh.

Pridobljene informacije o kemični sestavi mineralov in zakonitosti nastajanja njihovih kristalov so do konca junaškega obdobja omogočile ustvarjanje kemijske klasifikacije mineralov. Ta klasifikacija je bila dolgo časa osnova mineralogije.

Ob koncu herojskega obdobja je bil dan še en pomemben prispevek k geologiji. Predstavniki stratigrafije so opazili, da v nekaterih plasteh kamnin ni bilo ugotovljene evolucijske povezave med organizmi, ki pripadajo različnim geološkim časom. Tisti. pri nekaterih organizmih ni bilo mogoče najti prednikov, pri drugih pa potomcev. Da bi pojasnili ta dejstva, so znanstveniki ustvarili teorijo katastrofe. Teorija je vključevala idejo o obstoju številnih katastrof v zgodovini Zemlje, ki so po mnenju znanstvenikov občasno popolnoma uničile življenje na planetu, nato pa se je znova pojavilo. Charles Lyell je temu prvič nasprotoval v svojem delu "Osnove geologije ..." (1830-1833). Zapisal je, da se je organski svet na Zemlji razvijal dosledno in nenehno. Vendar pa so bile znanstvenikove ideje potrjene in sprejete šele 20 let kasneje.

V herojskem obdobju so geologi rešili še en problem. Že dolgo se postavlja vprašanje izvora nenavadnih balvanov, katerih območja razširjenosti so na tisoče kilometrov stran od krajev, kjer so jih našli. To dejstvo je pojasnila ledeniška teorija, ki je predpostavljala vpliv številnih poledenitev na zemeljsko površje. Kasneje ta hipoteza ni le dokazala transporta balvanov z ledeniki, ampak se je tudi sama potrdila, obdobja poledenitve pa so se začela šteti za del zgodovine Zemlje.

Tako ni bilo zaman, da je herojsko obdobje dobilo ime. Geologija je res naredila ogromen napredek. Rezultati tega obdobja so bili nastanek prvih geoloških društev, nacionalnih geoloških služb v Rusiji, Angliji in Franciji. Za to obdobje sta bili značilni tudi obsežnost raziskav in bolj organizirana narava njihovega izvajanja.

Geologija je postala samostojna disciplina naravoslovja. Pojavil se je nov poklic - geolog.

Klasično obdobje (druga polovica 19. stoletja)

Na začetku klasičnega obdobja se je pojavila knjiga Charlesa Darwina "Izvor vrst z naravno selekcijo ...". Potrdila je hipotezo Charlesa Lyella. Ker so hipotezo o evolucijskem razvoju življenja začele potrjevati najdbe organizmov, ki so prehodni člen med tistimi oblikami življenja, ki so prej veljale za nepovezane med seboj, so geologi dokončno opustili katastrofizem. Sprejeli so teorijo evolucije.

Za obdobje je značilen tudi pojav hipoteze o kontrakciji, ki jo je postavil Elie de Beaumont. Znanstvenik je verjel, da se je z ohlajanjem Zemlje njena prostornina zmanjšala, kar je povzročilo pojav gub v zemeljski skorji. Tako je pojasnil nastanek gora. Navidezna notranja logika kontrakcijske hipoteze in pomanjkanje alternative zanjo sta pripeljala do dejstva, da je bila ta ideja zasidrana v geologiji skozi celotno klasično obdobje.

V klasičnem obdobju se je pojavil koncept magme - tekoče snovi, ki se v nekaterih primerih lahko tvori v trdnem zemeljskem plašču. Zlasti magma izbruhne skozi vulkanske kraterje in se osvobojena plinov spremeni v lavo. Diferenciacija magme je proces njenega preoblikovanja v različne kamnine, ko se strdi. To je pojasnilo izvor mnogih kamnin.

Rad bi omenil, da se je v drugi polovici 19. stoletja zaradi razvoja industrije v mnogih državah povečal obseg pridobivanja mineralov. Svetovna proizvodnja jekla se je povečala s 500 tisoč na 28 milijonov ton, svetovna proizvodnja premoga pa se je povečala za 3-krat. Ker so vse države potrebovale še več mineralnih surovin, so njihove vlade namenjale velika sredstva za razvoj geologije. Posledica tega je bil pojav geofizike, ki je omogočila preučevanje globinske strukture našega planeta.

Prav tako je mogoče opozoriti, da je bilo v klasičnem obdobju veliko narejenega za preučevanje geološke zgradbe Rusije. Leta 1882 je bil ustanovljen Geološki odbor Rusije.

V klasičnem obdobju se je petrografija močno razvila. V rokah strokovnjakov za kamen se je pojavil polarizacijski mikroskop. Z njegovo pomočjo so preučevali najtanjše prozorne skalne plošče - reze (optična petrografija).

Kristalografija je izšla iz mineralogije kot samostojna disciplina.

To je pomenilo tudi začetek naftne geologije. Začeli so ga obravnavati kot mineral in nastale so hipoteze o njegovem nastanku.

Tako je klasično obdobje razvoja geologije tej znanosti prineslo veliko koristi. Geologija je začela igrati pomembno vlogo med naravoslovnimi disciplinami.

Naslednje obdobje v razvoju geologije, »kritično« obdobje, je postalo prelomnica v razvoju celotnega naravoslovja. Tla za odkritja v »kritičnem« obdobju so pripravili geološki dosežki klasične dobe.

»Kritično« obdobje« (prva polovica 20. stoletja)

Ni naključje, da je to obdobje v razvoju geologije dobilo tako ime. Omeniti velja, da je njegov nastanek kot "kritično" obdobje posledica številnih novih odkritij na različnih področjih znanosti. Gre za napredek v poznavanju mikrosveta, odkritje rentgenskega sevanja, naravne radioaktivnosti. Vse to je pomembno vplivalo na geologijo.

Na začetku obdobja se je hipoteza o kontrakciji podrla. Namesto tega so se pojavile druge tektonske hipoteze. Hipoteza celinskega premika, ki jo je predlagal A. Wegener, je postala najbolj skladna s sodobnimi idejami o Zemlji. Nakazala je, da je zemeljska skorja sestavljena iz integralnih blokov - litosferskih plošč, ki se premikajo relativno druga glede na drugo, z njimi pa tudi celine (glej sliko 1). Hipoteza je imela zelo pomembno vlogo v geologiji. Procese nastajanja gora je razložila s sesedanjem zemeljske skorje ob trku litosferskih plošč. To je tudi pojasnilo potrese in vulkanizem. Hipotezo je potrdilo dejstvo, da gorska območja območja potresov in vulkanizma skoraj vedno sovpadajo - ustrezajo mejam litosferskih plošč. Hipotezo je potrdilo tudi dejstvo, da se vzhodna obala Južne Amerike ujema z zahodno obalo Afrike, tj. če bi odstranili Atlantski ocean in Afriko približali Južni Ameriki, bi tvorili en sam kontinent, ki je tvoril te celine, ki so se v preteklosti delile.

Kljub tako močnim argumentom v prid pravilnosti hipoteze pa je bila kritizirana in v geologiji dolgo časa ni bila sprejeta. Zaradi neverjetnosti je bila hipoteza zavrnjena. Glavna je bila hipoteza o undaciji. Pomenilo je nastanek reliefa zaradi navpičnih premikov v zemeljski skorji.

V »kritičnem« obdobju se geotektonika izloči v samostojno znanstveno disciplino. Imela je velik vpliv na razvoj teoretične in uporabne geologije. Še naprej se je razvijal tudi del te discipline, preučevanje geosinklinal - gibljivih pasov na mejah litosferskih plošč, ki pojasnjujejo številne značilnosti Zemlje.

V.A. Obručev, S.S. Shultz, N.I. Nikolajev je postal utemeljitelj geotektonike, discipline, ki proučuje tektonske premike bližnje preteklosti in sodobnega časa.

Z geofizikalnimi metodami je bil izdelan model zgradbe lupine Zemlje. Razdeljen je bil na jedro, plašč in skorjo. Kot vemo, te geosfere identificirajo tudi sodobni znanstveniki.

V petrografiji se je začela intenzivno razvijati fizikalno-kemijska smer raziskovanja in posledično je nastala kristalokemija. Za preučevanje kristalov so začeli uporabljati rentgensko difrakcijsko analizo.

Geologija gorljivih mineralov se je še naprej razvijala. Pojavile so se tudi študije permafrosta. Do konca "kritičnega" obdobja so bile sestavljene geološke karte različnih območij in napisana dela, ki povzemajo geološke materiale za nekatera ozemlja.

Potreba po mineralih se je povečala, začele so se pridobivati ​​in uporabljati nove vrste mineralov - uranove rude in nafta. Za iskanje nahajališč so bile razvite nove metode.

Zadnje obdobje (1960-1990)

Na začetku novega veka je prišlo do tehnične prenove geologije. Pojavili so se elektronski mikroskop, elektronski računalniki in masni spektrometer (določnik mase kemičnih elementov). Globokomorsko vrtanje in preučevanje Zemlje iz vesolja je postalo mogoče.

Pomembno je bilo, da so Zemljo lahko raziskovali tako, da so jo primerjali z drugimi planeti. Prav tako je postalo mogoče določiti absolutno starost kamnin.

Paleontologija je dosegla pomemben uspeh - izpeljane so bile nove skupine fosilnih ostankov, ugotovljeni so bili vzorci razvoja živih organizmov in ugotovljena velika izumrtja v zgodovini biosfere.

V novejšem času so znanstveniki nekatere geološke probleme, kot je mineralogija, začeli reševati v laboratoriju s poskusi.

Odkriti so bili zakoni metasomatskega coniranja (značilnosti pojavljanja mineralov, spremenjenih med interakcijo z vodnimi raztopinami) in ustvarjena je bila teorija različnih vrst litogeneze (poti preoblikovanja kamnin v metamorfne). Tudi v modernem obdobju so nastale tektonske karte Evrazije in paleogeografske karte sveta.

V modernem obdobju so bile ideje mobilizma sprejete in se še naprej razvijajo, vklj. hipoteza kontinentalnega premika.

Paleontologi so identificirali najzgodnejše stopnje razvoja življenja na Zemlji.

Pojav okoljskih problemov je povezan s pojavom geotehnologije - vede, ki rešuje problem racionalne rabe podzemlja našega planeta. Pojavila se je tudi okoljska geologija.

V zadnjem času je bil razvit mehanizem za širjenje. Vključevala je idejo, da se nova oceanska skorja oblikuje na območjih, kjer magma uhaja in se strjuje. Srednjeoceanski grebeni ustrezajo takim območjem. Nato se nova skorja pomika proti celinam in na meji celinske skorje gre pod njo. Na teh mestih se oblikujejo globokomorski jarki, na celinah pa se pogosto pojavljajo gore.

Geologija novejšega obdobja se malo razlikuje od sodobne. Vendar se njegov razvoj ni ustavil pri tem; nadaljuje se v sedanjosti in se bo nadaljeval tudi v prihodnosti.

Kot zaključek zgodovine geologije želim izpostaviti glavne veje znanosti, ki so se oblikovale do danes.

.4 Področja geologije

Do danes so bili v geologiji oblikovani naslednji glavni oddelki.

1. Dinamična ali fizična geologija.Ta razdelek preučuje sodobne geološke pojave, ki spreminjajo Zemljo pred očmi ljudi (atmosfera, voda, rastlinstvo in živalstvo, vulkanizem).

. Petrografija ali veda o kamninah.Ta razdelek je že skoraj dosegel velikost samostojne vede, saj je preučevanje lastnosti kamnin pomembno za njihovo uporabo.

. Paleontologija- znanost o fosilnih živih organizmih, sestavlja tretji del geologije. Proučuje razvoj, izvor starodavnih živih bitij in celo obnavlja njihov življenjski prostor.

Proučuje zaporedje in pogoje pojavljanja različnih kamnin ter sledi življenja v njih. stratigrafija. Spada v četrti del geologije. Stratigrafija, ki se deli na petrografsko in paleontološko, zavzema pomembno mesto v geologiji – zajema proučevanje številnih vzorcev na Zemlji hkrati. Več podrobnosti o stratigrafiji je napisano v poglavju 2.1. pravo delo.

. Historična geologijasestavlja peti del znanosti o Zemlji. Nekako povzema vse raziskave našega planeta: geološke spomenike, procese in pojave razporeja v času.

To so glavne veje geologije. Ti pa so razdeljeni na veliko manjših področij, ki preučujejo bodisi različne vidike vprašanja, ki se nanašajo na glavni del, bodisi ga raziskujejo z uporabo različnih metod.

Tako je opisana zgodovina razvoja geoloških znanosti. Z njeno pomočjo je bila oblikovana ideja o geologiji, poudarjene so bile glavne ideje in določbe te znanosti.

2. Raziskovalne metode

Zdaj bom opisal metode, s katerimi geologija proučuje Zemljo. Njihovo razumevanje je zelo zanimivo in pomembno. Prav tako želim opozoriti, da se imena mnogih metod ujemajo z imeni različnih vej geologije, ki jih uporabljajo.

.1 Določitev relativne starosti kamnin

Za preučevanje preteklosti planeta in razvoja življenja na njem je treba znati ugotoviti, katere kamnine so na Zemlji nastale prej in katere pozneje. To lahko storite na različne načine.

Sprva je Danec Nils Steno postavil načelo: »Sloj, ki leži zgoraj, je nastal kasneje kot sloj, ki leži spodaj.« Stratigrafija je postala veja geologije, ki preučuje zaporedje nastajanja in vzorce postavitve kamnin z uporabo tega in drugih principov. To je ena glavnih vej geologije.

Vendar pa ima princip Steno tudi svoje pomanjkljivosti. Na primer, nemogoče je primerjati starost kamnin, ki ležijo na različnih mestih. Kasneje je bil ta problem rešen. Znanstveniki so opazili, da so živi organizmi bolj zapleteni, čim mlajši so. Tako s primerjavo strukturnih značilnosti njihovih ostankov v kamninah ugotavljajo, kateri organizmi in s tem kamnine so mlajši. Zdaj je tudi pri mešanju kamninskih plasti mogoče določiti prvotno zaporedje njihovega pojavljanja (glej sliko 2).

Trenutno so znanstveniki izbrali najbolj značilne oblike življenja za vsako obdobje v zgodovini Zemlje. Njihove ostanke imenujemo vodilni fosili. Natančno določajo zaporedje kopičenja kamnin.

Zahvaljujoč tem odkritjem je bila sestavljena geokronološka lestvica, v kateri je zgodovina Zemlje razdeljena na eone, dobe, obdobja in epohe. Lestvica je splošno sprejeta, uporablja se povsod in je pomembna za številne veje znanosti. Vendar pa na začetku označuje le zaporedje obdobij. Njihovo trajanje, začetni in končni datumi so bili ugotovljeni z izotopsko metodo določanja absolutne starosti kamnin.

.2 Določitev absolutne starosti kamnin

Geologi so že razumeli, kako določiti starost nekaterih kamnin glede na druge. Toda še en problem ni bil rešen - ugotoviti, koliko let obstajajo določene kamnine. Z razvojem jedrske fizike so se ljudje naučili ugotavljati absolutno starost kamnin z uporabo najnovejših instrumentov.

Bistvo izotopske metode (tako imenovane metode za določanje absolutne starosti kamnin) je naslednje. Ugotovljeno je bilo, da nestabilni izotopi kemičnih elementov razpadajo in se spreminjajo v lažje, stabilne atome. Poleg tega je hitrost tega razpada skoraj neodvisna od zunanjih pogojev. Torej po količini nestabilnega elementa in po številu produktov njegovega razpada ugotovijo, koliko je element razpadel. V nekaterih primerih se ne določi število razpadnih produktov, temveč število sledi - območij, ki so jih v kamnini zažgali fragmenti jeder nestabilnega izotopa. To vam omogoča, da ugotovite število jedrskih fisij. Če poznamo konstantno hitrost razpadanja, lahko ugotovimo, kdaj se je začelo in torej pred koliko časa je bila kamnina oblikovana.

Najbolj natančna je radiokarbonska metoda, ki uporablja razpad nestabilnega izotopa ogljika z atomsko maso 14. Njegova razpolovna doba je dokaj kratka - 5768 let. Ker pa se v času, ki je enak desetim razpolovnim dobam, učinkovitost reakcije zmanjša za 1024-krat, postane težko registrirati tako majhne spremembe v snovi. Zato čas, merjen s to metodo, ne presega 60.000 let. V tem intervalu je starost določena najbolj natančno.

Z radiokarbonsko metodo ugotavljamo starost organskih ostankov, saj živi organizmi v času svojega življenja absorbirajo ogljik iz ozračja. Vsebnost izotopov ogljika v njem je konstantna, saj podprto z izobraževanjem C 14 z uporabo kozmičnega sevanja. In po smrti organizma začne nestabilni ogljik razpadati.

Za določanje količine izotopov ogljika se pogosto uporablja metoda masne spektrometrije (glej sliko 3). V tem primeru se ogljik v vzorcu oksidira in spremeni v ogljikov dioksid. Molekule plina se nato pretvorijo v ione in preidejo skozi magnetno komoro. Vsebuje CO 2 z lahkim ogljikom odstopa močneje kot plin s težkim izotopom. Z beleženjem odstopanj od premočrtne trajektorije se ugotovi, koliko nestabilnih težkih izotopov ostane v snovi. Manj kot ostane nestabilnih atomov, starejši je vzorec, katerega starost se določi. V letih se to izračuna po posebnih formulah.

Razpolovna doba urana z atomsko maso 238 je 4,51 milijarde let. Zato uran-svinčeva metoda (svinec je razpadni produkt urana) omogoča datiranje starodavnih dogodkov, vendar to zmanjšuje natančnost meritev. Tehnologija metode je naslednja. Med kamninami, katerih starost je treba določiti, so izbrane tiste, ki vsebujejo cirkon, mineral, ki vsebuje uran. Nato kamnino zdrobijo v kristale in jih presejejo skozi posebne mrežice, da se ločijo enako veliki kristali. Ko so ti kristali potopljeni v raztopine z visoko gostoto, se najtežji kristali, cirkon, usedejo na dno. Izbere se in plast enega kristala se prilepi na posebno ploščo. Nato kristale na plošči zmeljemo in potopimo v raztopino kisline. V tem primeru se snov znotraj sledi raztopi in postanejo vidne skozi mikroskop. Nato se prešteje število sledi na enoto površine. V letih se starost določi s posebnimi matematičnimi formulami. V tem primeru se upošteva tudi zmanjšanje hitrosti razpada s časom.

Izotopska metoda je trenutno najbolj natančna, vendar obstajajo tudi drugi načini za določanje absolutne starosti kamnin. Na primer, z določitvijo hitrosti kopičenja sedimentnih kamnin in poznavanjem debeline njihove plasti je mogoče približno oceniti čas nastanka teh kamnin. Toda hitrost kopičenja kamnin se lahko spremeni in njihova plast se lahko stisne, zato takšne metode niso dovolj natančne.

2.3 Spektralna analiza

Ljudje že dolgo opazijo, da različni kemični elementi, postavljeni v plamen, dajejo različne barve (glej sliko 4). Na primer, bakrov sulfat je zelen, kuhinjska sol je svetlo rumena. Nemogoče pa je natančno določiti kemične elemente po barvi ognja, ker... nekateri od njih dajejo isto barvo.

Leta 1859 sta nemška znanstvenika, kemik Robert Bunsen in fizik Histaff Kirchhoff, našla način za razlikovanje odtenkov barv plamena. Uporabili so svoj izum – spektroskop. Sestavljen je iz steklene prizme, postavljene pred beli zaslon. Prizma razdeli svetlobni žarek na monokromatske žarke, zaradi česar so vidne razlike med spektri elementov, ki vizualno enako obarvajo plamen.

Na splošno se je spektralna analiza izkazala za pomembno tako za geologe kot za predstavnike nove znanosti, ki jo je prav tako ustvarila - kozmokemije.

2.4 Gravitacijski pregled

Teža je sila, s katero telo, ki ga privlači Zemlja, pritiska na oporo ali vleče vzmetenje. Izkazalo se je, da se v geologiji uporablja celo privlačnost teles na Zemljo.

Vsako telo z maso ima privlačnost. To zelo dobro opazimo, saj je Zemljina gravitacija sila privlačnosti Zemlje. Če pa se vsa telesa privlačijo, zakaj potem ne opazimo na primer privlačnosti med dvema osebama? Dejstvo je, da so te sile zelo majhne, ​​a vseeno obstajajo. Eksperimentalno je bilo dokazano, da navpična črta odstopa od svoje navpične lege blizu velike gore. Ugotovljeno je bilo tudi, da se dve veliki svinčeni krogli kotalita druga proti drugi na majhni razdalji.

V skladu s tem lahko sklepamo, da se bo glede na gostoto podzemnih kamnin spreminjala tudi velikost gravitacijske sile (v fiziki - gravitacijski pospešek). Toda težava je v tem, da so te spremembe zelo majhne in jih človek ne opazi. Samo s pomočjo natančnih instrumentov je mogoče določiti spremembe privlačnosti.

Sprva je bila gravitacija določena z obdobjem nihanja nihala in njegovo dolžino. Vendar pa je bilo zaradi neprijetnosti uporabe nihala zamenjano z bolj priročno napravo - gravimetrom. Njegovo načelo delovanja je preprosto: masivno breme je obešeno na vzmet, sila težnosti pa je določena s stopnjo njenega zasuka.

Danes se metoda gravitacijskega raziskovanja uporablja povsod za iskanje nahajališč nafte (nad praznino v tleh je manj privlačnosti) in nahajališč zelo gostih mineralov, na primer železove rude. Metoda je izjemno enostavna in poceni, za odpravo napak pa se pogosto uporablja skupaj z drugimi metodami. Sestavljeni so bili zemljevidi gravitacijskega polja Zemlje.

Z merjenjem gravitacije znanstveniki preučujejo vprašanja, povezana z obliko Zemlje in strukturo njene notranjosti.

2.5 Uporaba fosilov

Odkritja paleontologov, sledovi prejšnjih oblik življenja, lahko povedo ne le o razvoju živih organizmov, njihovi zgradbi, ampak tudi o številnih drugih vzorcih njihovega oblikovanja, o njihovem okolju in njegovih lastnostih.

Na primer, vedoč, da vegetacija različnih podnebnih območij ni enaka, znanstveniki, ki preučujejo ostanke starodavnih rastlin, sklepajo o podnebju določenega območja v preteklosti. In ob poznavanju življenjskih pogojev sodobnih združb živih organizmov (temperatura, količina zaužite hrane, prst) je mogoče ugotoviti okoljske razmere podobnih združb v preteklosti. Tudi s proučevanjem ritmične rasti določenih organizmov (koral, školjk in glavonožcev, morskih rakov itd.), hitrosti vrtenja Zemlje, pogostosti plimovanja, nagiba zemeljske osi, pogostosti neviht in še mnogo več. so določeni. Na primer, ugotovljeno je bilo, da je bilo pred 370-390 milijoni let približno 385-410 dni v letu, kar pomeni, da se je Zemlja vrtela okoli svoje osi hitreje kot zdaj.

V praksi za iskanje naftnih nahajališč uporabljajo odvisnost barve ostankov konodontov (živih organizmov) od temperature podtalja, kjer so se nahajali. Če bi bila temperatura do 250°C, potem olje ne bi moglo nastati iz organskih snovi. Če je bila temperatura višja od 800 °C, je bilo olje, ki bi tam lahko obstajalo, uničeno. Če pa je bila temperatura med temi mejami, potem se iskanje nafte lahko nadaljuje.

Na podlagi značilnosti sestave ostankov morskih organizmov je mogoče določiti temperaturo in sestavo vode v določenem času. In na podlagi vseh teh podatkov je mogoče nadalje razbrati vzorce, ki obstajajo v svetu, in jih uporabiti na vseh področjih znanosti.

2.6 Biogeokemična metoda

Biogeokemična metoda temelji na preučevanju lastnosti rastlin, ki jih določa prisotnost določenih mineralov v zemeljski skorji.

Že pred odkritjem sodobnih metod iskanja mineralov so ljudje izkoristili dejstvo, da imajo rastline, ki rastejo na različnih rudiščih, svoje značilnosti. Na primer, nekatere vrste mahov, mete in nageljnovih žbic, ki rastejo v večjih količinah kot običajno, kažejo na prisotnost bakra v črevesju zemlje. In usedline aluminija, ki povzročajo povečano vsebnost te kovine v tleh, vodijo do krajšanja korenin in madežev na listih. Nikelj povzroča bele odmrle lise na listih. Tako so ljudje z vizualnim opazovanjem rastlin uspešno odkrivali nahajališča kamnin, ki so jih potrebovali.

V 20. stoletju se je biogeokemična metoda začela še uspešneje uporabljati: z aerofotografijami je postalo mogoče prepoznati anomalije v rastlinskem svetu, s spektroskopijo pa so začeli ugotavljati povečano vsebnost mineralov v rastlinah, kar kaže na njihov presežek v tla. Prednost metode je sposobnost iskanja rud, ki se nahajajo na velikih globinah.

Trenutno so za poenostavitev biogeokemične metode ustvarjeni seznami indikatorskih rastlin z znano reakcijo na določene minerale. Več kot 60 rastlin s seznama je testiranih in jih je mogoče uporabiti za iskanje skoraj vseh vrst fosilnih kovin. S to metodo so odkrili že veliko nahajališč.

2.7 Seizmometrija

V začetku dvajsetega stoletja je eden od utemeljiteljev seizmologije Boris Borisovič Golicin zapisal: »Vsak potres lahko primerjamo z lučko, ki za kratek čas zasveti in osvetli notranjost Zemlje.« Notranjost zemlje, ki nam jo skrivajo številni kilometri kamnitih plasti, je namreč mogoče raziskovati predvsem ob potresih. Navsezadnje tudi s pomočjo vrtanja ne prodrejo dlje kot 12 km v zemeljsko skorjo.

Seizmični valovi, ki nastanejo med potresom, se uporabljajo za preučevanje podzemlja. Izkoriščena je posebnost širjenja valov z različnimi hitrostmi v snoveh z različnimi lastnostmi (ali skozi različna agregatna stanja ene snovi), pri čemer se na meji različnih snovi valovi odbijajo ali popačijo. Če se izvor seizmičnih valov nahaja blizu Zemljine površine, se številni valovi, ki se odbijejo od spodnjih plasti, vrnejo na površino, kjer jih posnamejo geofoni. Te naprave večkrat povečajo zanemarljive tresljaje tal. Poznavanje časa širjenja valov in ob upoštevanju njihovih lastnosti sklepajo o lokaciji odsevnih površin, ugotavljajo njihovo globino, kot naklona in strukturo. Poleg tega se umetna eksplozija pogosto uporablja kot vir potresnih valov, ker takrat je znan točen čas, ko se začnejo valovi premikati.

Pri seizmičnih raziskavah beležimo lomljene in odbite valove. Prvi med njimi so močnejši. Hkrati so metode njihovega raziskovanja različne.

Odbiti valovi takoj zagotovijo podroben prerez študijskega območja. Prvič z uporabo odbitih valov so naftna polja odkrili v tridesetih letih dvajsetega stoletja. Po tem so potresne raziskave postale vodilna metoda v geofiziki. Da bi dobili popolno sliko zgradbe Zemljine notranjosti, so tresljaji zabeleženi na več mestih hkrati.

Uspešno je bila izboljšana tudi metoda lomljenega valovanja. Z njihovo pomočjo je bilo mogoče izvajati raziskave na velikih globinah. Geologi so lahko preučevali strukturo zemeljske skorje, značilnosti nastajanja celin in oceanov ter vzroke tektonskih premikov.

S pojavom digitalne obdelave signalov v šestdesetih letih je analiza seizmoloških informacij postala popolnejša in hitrejša. Znanstveniki so zamenjali tudi vir potresnih valov z eksplozivov na okolju prijazne vibratorje, ki omogočajo izbiro frekvence tresljajev.

Potresne raziskave so v geologiji velikega pomena. V bistvu so z njegovo pomočjo določili zemeljske geosfere, njihovo debelino in stanje snovi v njih.

.8 Magnetna prospekcija

Zemljo kot velikanski magnet obdaja magnetno polje. V vesolju se razprostira na 20-25 zemeljskih radijev. Še vedno potekajo razprave o izvoru zemeljskega magnetnega polja. Ker nastane lahko pod vplivom elektrike ali magnetiziranega telesa, domneva se, da zemeljsko polje nastane zaradi električnih tokov, ki se pojavljajo v zemeljskem jedru med vrtenjem planeta.

Toda ne glede na izvor ima polje velik vpliv na prebivalce Zemlje - ščiti pred kozmičnim sevanjem. Zahvaljujoč polju je tudi, da je igla kompasa usmerjena proti severu. Opaziti je, da je severni konec igle kompasa nagnjen navzdol glede na vodoravni položaj. To nakazuje, da se vir magnetizma nahaja v črevesju zemlje.

Preučevanje pojavov, povezanih z magnetnim poljem, pomaga razumeti strukturo našega planeta, delno spoznati njegovo zgodovino in razjasniti povezavo Zemlje z vesoljem.

Ugotovljeno je bilo, da magnetizirane kamnine vplivajo tudi na orientacijo igle kompasa. Zaradi tega se magnetne anomalije (odstopanja od normalnega polja Zemlje) uporabljajo pri iskanju mineralov z visoko magnetizacijo (minerali, ki vsebujejo železo). Že v 17. stoletju so v Rusiji in na Švedskem uporabljali kompas za iskanje železove rude. Kasneje je bila ustvarjena natančnejša naprava, ki je določala spremembe v zemeljskem magnetnem polju in njegovi jakosti - magnetometer (glej sliko 6).

Znanstveniki s proučevanjem preostale magnetizacije kamnin, ki so jo pridobile pod vplivom zemeljskega magnetnega polja v preteklosti, ugotavljajo lego magnetnih polov in jakost zemeljskega magnetnega polja v starih geoloških obdobjih. Na primer, ugotovljeno je bilo, da je bil prej južni pol na mestu sodobnega severnega pola in obratno. Predpostavlja se, da med njihovo spremembo magnetno polje oslabi, kozmično sevanje prodre v Zemljo, kar negativno vpliva na njene prebivalce.

Magnetna prospekcija je za ljudi pomembna ne le zaradi iskanja mineralov. Z njegovo pomočjo se sestavijo posebni zemljevidi magnetne deklinacije (odklon igle kompasa od severne smeri v stopinjah). To je pomembno za natančno orientacijo na tleh.

2.9 Električna raziskava

Elektroprospekcija je veja geofizike, ki ugotavlja sestavo in strukturo zemeljske skorje z uporabo naravnih ali umetno ustvarjenih električnih tokov. Ta metoda izvidovanja ima morda največje število različnih metod in njihovih vrst - več kot 50.

Tu so glavne:

. Odporna metoda- temelji na prehodu enosmernega toka skozi zemljo z uporabo dveh elektrod. Napetost, ki jo povzroči ta tok, nato izmerijo druge elektrode. Ob poznavanju toka in napetosti se izračuna upor. Odpornost se uporablja za ugotavljanje, katere pasme jo povzročajo (različne pasme imajo različno odpornost). In ob upoštevanju lokacije elektrod bodo ugotovili, kje se nahajajo kamnine z visoko odpornostjo.

Z metodo odpornosti se pregledajo plasti, ki sestavljajo proučevano območje, in njihova porazdelitev. Zlasti je mogoče iskati nahajališča nafte in plina.

Za indukcijska metodauporabite umetno ustvarjeno izmenično električno ali magnetno polje. Pod njegovim vplivom se v zemlji pojavi elektromagnetno polje. Poznavanje parametrov ustvarjenega polja in določanje lastnosti polja, ki je nastalo v tleh, določijo, iz katerih lastnosti medija se oddaja in kje se nahaja. Izvor umetnega polja lahko premikamo in takrat postane slika podzemlja podrobnejša. Metode obdelave podatkov, pridobljenih z induktivno metodo, so zelo kompleksne.

Ločeno dodelite elektro raziskovanje vrtin. Zanj veljajo tako zgornje metode kot številne druge. To vključuje prenos radijskih valov, preučevanje naravnega električnega polja in metodo potopnih elektrod. Elektroprospekcija vrtin omogoča ugotavljanje oblike, velikosti in sestave kamnin v prostoru okoli vrtin in v njih.

2.10 Identifikacija nahajališč iz satelitskih posnetkov

S pojavom možnosti pridobivanja fotografij velikih površin zemeljskega površja iz vesolja so geologi lahko ugotovili razmerje med videzom, obliko različnih vdorov in njihovo sestavo.

Ugotovljeno je bilo na primer, da kamnine, ki vsebujejo apatit, pogosto pridejo na površje v obliki "obročkov" in "kroglic". Ta vzorec je mogoče opaziti v obliki naših gora Khibiny - predstavljajo pol-obroč, v katerem se nahajajo najbogatejša nahajališča apatit-nefelinskih rud. Porfirna nahajališča bakra so povezana tudi s posebnimi vrstami masivov, ki imajo posebna imena: »zmaj«, »štor« in »koren«.

Preučevanje satelitskih posnetkov starodavnih in sodobnih vulkanov prav tako omogoča iskanje mineralnih nahajališč.

Tako so se s pojavom nove raziskovalne metode zmožnosti geologije bistveno razširile. Sedaj lahko geologi ocenijo porazdelitev nahajališč na planetarni ravni. Prihrani tudi čas in trud znanstvenikov: najprej se določi lokacija možnega nahajališča, nato se tja pošlje ekspedicija, medtem ko je bilo prej treba neposredno preučiti celotno površino zemlje s kompleksnimi metodami. Povečala se je tudi verjetnost odkritja depozitov.

2.11 Kaj se lahko naučite s preučevanjem kamenčkov?

S preučevanjem navadnih rečnih kamenčkov lahko odkrijete marsikaj zanimivega. Znanstveniki lahko ugotovijo, kje so kamenčki začeli svojo pot. Če kamenčki vsebujejo minerale, lahko povzročijo usedline mineralov. Če kamenček ohrani prvotno konturo, je mogoče določiti pogoje za njegov nastanek. Z izračunom hitrosti gibanja kamenčka, hitrosti zmanjševanja njegove teže in stopnje okroglosti se določi tudi razdalja, ki jo prepotuje. Za to so bile razvite posebne formule. Z orientacijo kamenčkov je določena smer gibanja zdaj neobstoječega vodnega toka, s kotom naklona kamenčkov pa hitrost njegovega gibanja.

3. Mesto, ki ga zaseda geologija v sodobnem svetu

.1 Odnos geologije do drugih ved

Zdaj, ko so opisane raziskovalne metode, ki se uporabljajo v geologiji, bi rad posvetil pozornost povezavi geologije z drugimi vedami.

Povezava med različnimi vedami je zelo pomembna. S sodelovanjem znanstveniki bolje razumejo svet. Odnos je v dveh oblikah. 1.) Pripravljene podatke, ki jih pridobi ena znanost, sprejema in uporablja druga znanost. Na primer, periodni sistem uporabljajo skoraj vse naravoslovne vede kot aksiom. 2.) Stalna uporaba raziskovalnih metod iz ene znanosti v drugo. Na primer uporaba fizikalnih metod v geologiji, ko okolja ali pojava ni mogoče neposredno opazovati.

Povezava med znanostmi je pogosto dvosmerna. Obstaja veliko primerov uspešne interakcije med različnimi znanostmi in geologijo. Nekaj ​​jih bom dal.

Za preučevanje evolucije živih bitij se biologija obrača na dognanja paleontologije – fosilne ostanke. To je razumno, ker ... je treba poznati zgradbo organizmov na različnih stopnjah evolucije, da bi razumeli, kako so se vedno bolj prilagajali okolju, kako je narava izbirala in ohranjala najboljše oblike življenja. Biologi rešujejo tudi vprašanje izvora človeka skupaj s paleontologi, ki analizirajo ostanke človeških prednikov.

Po drugi strani pa se mineralna predelava lahko izvaja z biološkimi metodami. Znano je, da je zlato pogosto vključeno v kristalno mrežo mineralov v zelo majhnih količinah in ga je težko pridobivati. Takrat na pomoč priskočijo bakterije. Uničijo mineralni kristal in tako se izloči zlato.

Za iskanje mineralov z biogeokemično metodo se uporabljajo lastnosti rastlin, ki jih preučujejo botaniki.

Pogosto se zgodi, da se hipoteza, ki jo postavijo strokovnjaki na enem znanstvenem področju, potrdi na drugih področjih. Interakcija znanosti je pomembna tudi za potrjevanje in primerjavo rezultatov raziskav, saj je celovita študija katerega koli vprašanja učinkovitejša.

Zato je treba za pridobitev odgovorov na pomembna vprašanja pogosteje izvajati skupne raziskave predstavnikov različnih znanosti, potem bodo rezultati raziskav natančnejši in popolnejši.

.2 Pomen geologije v sodobnem svetu

Za zaključek vsega povedanega bi rad dodal še o pomenu geologije v sodobnem svetu.

Geologija je ena redkih ved, ki upošteva zaporedje in trajanje dogodkov. Tako vpliva na človekovo (duhovno) razumevanje sveta: o prebivalcih Zemlje, videzu našega planeta v preteklosti. Geologija človeku pomaga razumeti, kako je narava ustvarila sodobne skupnosti organizmov, kako so se minerali, ki jih uporabljamo danes, kopičili v preteklosti in kakšno je mesto človeka med sodobnimi živimi organizmi. S takšnim znanjem človek sklepa, kako pomembno je zaščititi Zemljo in življenje na njej pred onesnaževanjem, ohraniti in racionalno uporabljati minerale.

Torej je pomen geologije velik za duhovni razvoj človeka.

Njegova vloga je odlična za običajnega človeka in samo v vsakdanjem življenju. Navsezadnje se minerali pridobivajo z geološkimi metodami. In vlogo mineralov v človeškem življenju je težko preceniti: s pomočjo premoga in naftnih derivatov se ogrevajo hiše v mestih, avtomobili poganjajo bencin, zemeljski plin se uporablja za kuhanje, s pomočjo urana, nafte ali premoga, proizvedena je električna energija, ki jo vsi potrebujejo. Tudi skoraj vse, kar je ustvaril človek - hiše, avtomobili, ceste, nakit, steklo - je narejeno iz naravnih materialov, izkopanih v zemlji.

Geološke dosežke uporabljajo ljudje različnih poklicev. Geokriologija je veja geologije, ki proučuje permafrost. Gradbeniki uporabljajo prejete podatke za razvoj norm in pravil za gradnjo na območjih permafrosta.

Za pravilno orientacijo na terenu je potrebno poznati odstopanje igle kompasa od severne smeri, do katerega pride zaradi neujemanja geografskega in magnetnega pola. Takšne značilnosti magnetizma so bile odkrite z uporabo magnetne prospekcije. Ta del geologije preučuje ne samo iskanje mineralov z magnetnimi anomalijami, temveč tudi magnetno polje planeta kot celote.

Z zemljevidom litosferskih plošč lahko vsak določi, na katerih območjih so potresi in vulkanski izbruhi pogosti (meje litosferskih plošč ustrezajo takšnim območjem) in na primer pri selitvi izbere najboljše mesto za bivanje ali se vnaprej pripravi na tektonsko aktivnost.

Tako je geologija zelo pomembna za celotno človeštvo. Tehnični razvoj človeške družbe je neposredno odvisen od njenih dosežkov.

4. Prihodnost geologije

V zaključku tega dela želim pisati o prihodnosti geologije.

Težko si je predstavljati prihodnost katere koli znanosti. Navsezadnje je treba ohraniti objektivnost in se ne poglobiti v področje fantazije.

Trenutno nekateri zagovarjajo mnenje, da geologija v prihodnosti ni potrebna, ker... Vsebnost mineralov v zemeljski skorji se zmanjšuje in jih lahko kmalu zmanjka. Da bi zadovoljili človeštvo z mineralnimi surovinami, verjamejo, bodo uporabili metodo za pridobivanje drobnih frakcij želene snovi iz ogromnih količin kamnin.

Predlagana metoda za kompleksno pridobivanje mineralov iz kamnin pa ima številne pomanjkljivosti.

Prvič, zdaj znanstveniki nimajo potrebnih tehnologij (razen primera z zlatom itd.). Drugič, če bi uporabili to metodo, bi bila draga in tehnično zapletena. Tretjič, predelati bi bilo treba ogromne količine materiala z velikih območij planeta, kar bi lahko povzročilo okoljske težave. Četrtič, pojavil bi se problem odlaganja predelanih odpadnih kamnin.

Torej ta metoda trenutno ni mogoča in verjetno ne bo mogoča v prihodnosti za pridobivanje vseh mineralov, ki jih ljudje potrebujejo. Možna pa je njegova uporaba za pridobivanje posameznih mineralov. Prav tako je mogoče razviti načine za pridobivanje novih mineralov na ta način. Toda metodo je treba uporabljati previdno, da ne motite okolja.

Obstaja še en pogled na prihodnost geologije: treba je izboljšati metode iskanja nahajališč, metode pridobivanja mineralov, pametno (ekonomično) uporabljati vire planeta, potem bo dovolj mineralnih surovin za človeške potrebe.

Po mojem mnenju bi bilo treba v prihodnje uporabiti metodo kompleksnega pridobivanja mineralov iz kamnin ter izboljšati obstoječe metode iskanja in pridobivanja mineralov.

Prav tako se mi zdi pomembno ohraniti okolju prijazno okolje na planetu, zato naj bi raziskovalne metode in neposredno rudarjenje v prihodnosti manj škodovali okolju.

Še vedno obstaja problem racionalne uporabe zemeljskih virov. To je treba upoštevati pri razvoju metod rudarjenja, pri katerih se iz narave ne jemlje nič nepotrebnega.

Več pozornosti je treba nameniti skupnemu delu geologije z drugimi znanostmi, saj pogosto uporaba posrednih metod fizike, kemije in matematike pomaga pri reševanju geoloških problemov. Prav tako je pomembno povečati natančnost geofizikalnih metod, saj veliko jih je še mladih in dajejo le približne rezultate.

Družba geologiji postavlja tudi naloge, kot je napovedovanje in preprečevanje naravnih nesreč. Temu je treba posvetiti posebno pozornost, saj... Reševanje teh težav bo privedlo do reševanja številnih človeških življenj.

V geologiji je še veliko težav. Pri njihovem reševanju neposredno sodelujejo geologi. Na primer, izvor zemeljskega magnetnega polja ni jasen, izvor življenja, lokacija in lastnosti zemeljskih geosfer niso bili ugotovljeni. Reševanje teh vprašanj bo pomagalo človeštvu uspešneje uporabljati vire našega planeta.

Zaključek

Rad bi, da bi moje delo mladim geologom in preprosto ljudem, ki jih geologija zanima, pomagalo pri razumevanju te vede. V kratki in enostavni predstavitvi snovi sem izpostavil značilnosti geologije in njene dosežke.

Rad bi dodal, da je geologija zelo zanimiva, informacije o njej in predmetu njenega preučevanja - Zemlji - pa so koristne za vsakogar.

Tako so bili cilji in cilji tega dela izpolnjeni: geologija je opisana kot znanost, poudarjene so glavne naloge, ki jih preučuje, opisana je zgodovina in raziskovalne metode, pojasnjen je praktični pomen znanosti, pomen povezave prikazana je razlika med geologijo in drugimi vedami ter opisani prihodnji obeti razvoja geologije.

Literatura

1. Velika ruska enciklopedija

2. Vaganov P.A. Fiziki končujejo zgodovino. - Leningrad: Leningrad University Publishing House, 1984. - Str. 28 -32.

3. Zgodovina geologije. - Moskva, 1973. - Str. 12-27.

Tečaj splošne geologije. - Leningrad "Nedra" Leningradska podružnica, 1976.

5. Perelman Ya.I. Zabavna fizika, knjiga 1. - Moskva "Znanost" Glavna redakcija fizične in matematične literature, 1986.

6. Enciklopedija za otroke. T. 4. Geologija. - 2. izd. predelan in dodatno / Glava. izd. M.D. Aksenova. - M.: Avanta+, 2002.

Revija "Tehnika za mladino", 1954, št. 4, str. 28-27

»Geologija je način življenja,« bo najverjetneje rekel geolog, ko bo odgovarjal na vprašanje o svojem poklicu, preden bo prešel na suhoparne in dolgočasne formulacije in pojasnil, da je geologija zgradba in sestava zemlje, zgodovina njenega rojstva. , nastanku in razvoju vzorcev, o nekdaj neštetih, danes pa žal »ocenjenih« bogastvih njenih globin. Tudi drugi planeti sončnega sistema so predmet geoloških raziskav.

Opis določene vede se pogosto začne z zgodovino njenega nastanka in oblikovanja, pri čemer se pozabi, da je pripoved polna nerazumljivih izrazov in definicij, zato je bolje, da najprej preidemo k bistvu.

Faze geoloških raziskav

Najsplošnejša shema zaporedja raziskav, v katero je mogoče "stlačiti" vsa geološka dela, namenjena identifikaciji mineralnih nahajališč (v nadaljevanju MPO), je v bistvu videti takole: geološka raziskava (kartiranje izdankov kamnin in geoloških formacij), iskalna dela, raziskovanje, izračun zalog, geološko poročilo. Geodetski pregled, iskanje in izvidovanje pa so seveda razdeljeni na stopnje, odvisno od obsega dela in ob upoštevanju njihove smotrnosti.

Za izvedbo takšnega kompleksa del je vključena cela armada strokovnjakov najrazličnejših geoloških specialnosti, ki jih mora pravi geolog obvladati veliko bolj kot na ravni »vsega po malem«, saj se sooča z nalogo povzeti vse te raznolike informacije in na koncu priti do odkritja nahajališča (ali ga narediti), saj je geologija veda, ki proučuje drobovje zemlje predvsem zaradi razvoja mineralnih surovin.

Družina geoloških ved

Tako kot druge naravoslovne vede (fizika, biologija, kemija, geografija itd.) je tudi geologija cel kompleks medsebojno povezanih in prepletenih znanstvenih disciplin.

Neposredno geološki predmeti vključujejo splošno in regionalno geologijo, mineralogijo, tektoniko, geomorfologijo, geokemijo, litologijo, paleontologijo, petrologijo, petrografijo, gemologijo, stratigrafijo, zgodovinsko geologijo, kristalografijo, hidrogeologijo, morsko geologijo, vulkanologijo in sedimentologijo.

Uporabne, metodološke, tehnične, ekonomske in druge vede, povezane z geologijo, vključujejo inženirsko geologijo, seizmologijo, pettrofiziko, glaciologijo, geografijo, mineraloško geologijo, geofiziko, pedologijo, geodezijo, oceanografijo, oceanologijo, geostatistiko, geotehnologijo, geoinformatiko, geotehnologijo, kataster in monitoring. zemljišča, upravljanje zemljišč, klimatologija, kartografija, meteorologija in številne atmosferske vede.

»Čista« terenska geologija ostaja še vedno pretežno deskriptivna, kar izvajalcu nalaga določeno moralno in etično odgovornost, zato geologija, ki je razvila svoj jezik, tako kot druge vede, ne more brez filologije, logike in etike.

Ker so iskalne in raziskovalne poti, zlasti na težko dostopnih območjih, tako rekoč nenadzorovano delo, je geolog vedno dovzeten za skušnjavo subjektivnih, a kompetentno in lepo podanih sodb ali zaključkov, kar se žal dogaja. Neškodljive »netočnosti« lahko povzročijo zelo resne posledice tako v znanstveno-produkcijskem kot v materialno-ekonomskem smislu, zato geolog preprosto nima pravice do zavajanja, izkrivljanja in napake, kot sapper ali kirurg.

Jedro geoznanosti je urejeno v hierarhično vrsto (geokemija, mineralogija, kristalografija, petrologija, litologija, paleontologija in sama geologija, vključno s tektoniko, stratigrafijo in zgodovinsko geologijo), kar odraža podrejenost zaporedoma kompleksnejših predmetov preučevanja od atomov in molekul do Zemljo kot celoto.

Vsaka od teh ved se široko razveja v različne smeri, tako kot sama geologija vključuje tektoniko, stratigrafijo in historično geologijo.

Geokemija

Vidno polje te znanosti je v problemih porazdelitve elementov v atmosferi, hidrosferi in litosferi.

Sodobna geokemija je kompleks znanstvenih disciplin, vključno z regionalno geokemijo, biogeokemijo in geokemijskimi metodami iskanja mineralnih nahajališč. Predmet preučevanja vseh teh disciplin so zakoni migracije elementov, pogoji njihove koncentracije, ločevanja in ponovnega odlaganja, pa tudi procesi evolucije oblik pojavljanja vsakega elementa ali združenja več, zlasti podobnih lastnosti. .

Geokemija temelji na lastnostih in strukturi atoma in kristalne snovi, na podatkih o termodinamičnih parametrih, ki označujejo del zemeljske skorje ali posamezne lupine, pa tudi na splošnih vzorcih, ki jih tvorijo termodinamični procesi.

Neposredna naloga geokemičnih raziskav v geologiji je odkrivanje mineralnih nahajališč, zato je pred nahajališči rudnih mineralov nujno pred in spremljajo geokemične raziskave, na podlagi katerih se določijo območja disperzije uporabne komponente.

Mineralogija

Ena glavnih in najstarejših vej geološke znanosti, ki preučuje ogromen, lep, nenavadno zanimiv in skrivnosten svet mineralov. Mineraloške študije, katerih cilji, cilji in metode so odvisni od posebnih nalog, se izvajajo na vseh stopnjah iskanja in geološkega raziskovanja in vključujejo široko paleto metod od vizualne ocene mineralne sestave do elektronske mikroskopije in rentgenske difrakcijske diagnostike.

V fazah pregleda, prospekcije in raziskovanja nahajališč mineralnih surovin se izvajajo raziskave za razjasnitev mineraloških kriterijev iskanja in predhodno oceno praktičnega pomena potencialnih nahajališč.

V fazi raziskovanja geoloških del in pri ocenjevanju zalog rude ali nekovinskih surovin se ugotovi njegova popolna kvantitativna in kakovostna mineralna sestava z identifikacijo koristnih in škodljivih primesi, podatki o katerih se upoštevajo pri izbiri tehnologije predelave. ali sklepanje o kakovosti surovin.

Poleg celovitega preučevanja sestave kamnin so glavne naloge mineralogije preučevanje vzorcev kombinacije mineralov v naravnih združbah in izboljšanje načel taksonomije mineralnih vrst.

Kristalografija

Kristalografija je nekoč veljala za del mineralogije in je tesna povezanost med njima naravna in očitna, danes pa je samostojna veda s svojim predmetom in lastnimi raziskovalnimi metodami. Cilji kristalografije so celovito preučevanje strukture, fizikalnih in optičnih lastnosti kristalov, procesov njihovega nastajanja in značilnosti njihove interakcije z okoljem, pa tudi sprememb, ki se pojavljajo pod vplivom vplivov različnih narav.

Vedo o kristalih delimo na fizikalno-kemijsko kristalografijo, ki proučuje vzorce nastajanja in rasti kristalov, njihovo obnašanje v različnih pogojih, odvisno od oblike in strukture, ter geometrijsko kristalografijo, katere predmet so geometrijski zakoni, ki vladajo obliki in simetriji. kristalov.

Tektonika

Tektonika je ena od osrednjih vej geologije, ki v strukturnem smislu proučuje značilnosti njenega nastanka in razvoja v ozadju premikov različnih velikosti, deformacij, prelomov in dislokacij, ki jih povzročajo globoki procesi.

Tektoniko delimo na regionalno, strukturno (morfološko), zgodovinsko in uporabno vejo.

Regionalna smer deluje s takšnimi strukturami, kot so ploščadi, plošče, ščiti, prepognjena območja, depresije morij in oceanov, transformacijske prelome, razpočne cone itd.

Kot primer lahko navedemo regionalni strukturno-tektonski načrt, ki je značilen za geologijo Rusije. Evropski del države se nahaja na vzhodnoevropski platformi, sestavljeni iz predkambrijskih magmatskih in metamorfnih kamnin. Ozemlje med Uralom in Jenisejem se nahaja na Zahodnosibirski ploščadi. Sibirska ploščad (Srednjesibirska planota) se razteza od Jeniseja do Lene. Zložena območja predstavljajo uralsko-mongolski, pacifiški in delno sredozemski

Morfološka tektonika v primerjavi z regionalno tektoniko proučuje strukture nižjega reda.

Zgodovinska geotektonika se ukvarja z zgodovino nastanka in oblikovanja glavnih vrst strukturnih oblik oceanov in celin.

Uporabna smer tektonike je povezana z identifikacijo vzorcev postavitve različnih vrst kamninskih formacij v povezavi z določenimi vrstami morfostruktur in značilnostmi njihovega razvoja.

V "merkantilnem" geološkem smislu se prelomi v zemeljski skorji obravnavajo kot kanali za oskrbo z rudo in dejavniki za nadzor rude.

Paleontologija

Paleontologija dobesedno pomeni »veda o starodavnih bitjih«, proučuje fosilne organizme, njihove ostanke in sledi življenja, predvsem za stratigrafsko delitev kamnin v zemeljski skorji. Pristojnost paleontologije vključuje nalogo obnavljanja slike, ki odraža proces biološke evolucije na podlagi podatkov, pridobljenih kot rezultat rekonstrukcije videza, bioloških značilnosti, načinov razmnoževanja in prehrane starodavnih organizmov.

Po precej očitnih znakih se paleontologija deli na paleozoologijo in paleobotaniko.

Organizmi so občutljivi na spremembe fizikalnih in kemijskih parametrov svojega okolja, zato so zanesljivi indikatorji pogojev, v katerih so kamnine nastale. Od tod tesna povezava med geologijo in paleontologijo.

Na podlagi paleontoloških raziskav je skupaj z rezultati določanja absolutne starosti geoloških formacij sestavljena geokronološka lestvica, v kateri je zgodovina Zemlje razdeljena na geološke dobe (arhej, proterozoik, paleozoik, mezozoik in kenozoik). Obdobja so razdeljena na obdobja, ta pa na obdobja.

Živimo v pleistocenski dobi (pred 20 tisoč leti do danes) kvartarnega obdobja, ki se je začelo pred približno 1 milijonom let.

Petrografija

Petrografija (petrologija) proučuje mineralno sestavo magmatskih, metamorfnih in sedimentnih kamnin, njihove teksturne in strukturne značilnosti ter genezo. Raziskave potekajo s polarizacijskim mikroskopom v žarkih prepustne polarizirane svetlobe. Da bi to naredili, se iz vzorcev kamnin izrežejo tanke (0,03-0,02 mm) plošče (odseki), ki jih nato prilepijo na stekleno ploščo s kanadskim balzamom (optične lastnosti te smole so blizu parametrom stekla).

Minerali postanejo prozorni (večina jih je), minerale in njihove sestavne kamnine pa prepoznamo na podlagi njihovih optičnih lastnosti. Interferenčni vzorci v tankih delih spominjajo na vzorce v kalejdoskopu.

Petrografija sedimentnih kamnin zavzema posebno mesto v ciklu geoloških ved. Njegov velik teoretični in praktični pomen je posledica dejstva, da so predmet raziskovanja novodobni in starodavni (fosilni) sedimenti, ki zavzemajo okoli 70 % Zemljine površine.

Inženirska geologija

Inženirska geologija je veda o tistih značilnostih sestave, fizikalnih in kemijskih lastnostih, nastanku, pojavljanju in dinamiki zgornjih obzorij zemeljske skorje, ki so povezane z gospodarskimi, predvsem inženirskimi in gradbenimi dejavnostmi človeka.

Inženirsko geološke raziskave so namenjene celoviti in celoviti presoji geoloških dejavnikov, ki jih povzroča človekova gospodarska dejavnost v povezavi z naravnimi geološkimi procesi.

Če se spomnimo, da se naravoslovne vede glede na metodo vodenja delijo na opisne in eksaktne, potem inženirska geologija seveda sodi med slednje, za razliko od mnogih svojih »tovarišev v trgovini«.

Morska geologija

Bilo bi nepošteno zanemariti obsežen del geologije, ki preučuje geološko strukturo in značilnosti razvoja dna oceanov in morij. Če sledite najkrajši in najbolj jedrnati definiciji, ki označuje geologijo (preučevanje Zemlje), potem je morska geologija veda o morskem (oceanskem) dnu, ki zajema vse veje »geološkega drevesa« (tektonika, petrografija, litologija, zgodovinska in kvartarna geologija, paleogeografija, stratigrafija, geomorfologija, geokemija, geofizika, preučevanje mineralov itd.).

Raziskave v morjih in oceanih se izvajajo iz posebej opremljenih plovil, plavajočih vrtalnih ploščadi in pontonov (na polici). Za vzorčenje se poleg vrtanja uporabljajo strgače, dno grabeži in ravne cevi. Z avtonomnimi in vlečenimi vozili se izvajajo diskretne in kontinuirane fotografske, televizijske, seizmične, magnetometrične in geolokacijske raziskave.

V našem času številni problemi sodobne znanosti še niso rešeni, med drugim tudi nerazrešene skrivnosti oceana in njegovih globin. Morski geologiji je bila dana čast ne le zaradi znanosti, da "naredi skrivnost očitno", ampak tudi zaradi obvladovanja ogromnega minerala

Glavna teoretična naloga sodobne pomorske veje geologije ostaja preučevanje zgodovine razvoja oceanske skorje in odkrivanje glavnih vzorcev njene geološke strukture.

Historična geologija je veda o vzorcih razvoja zemeljske skorje in planeta kot celote v zgodovinsko predvidljivi preteklosti od trenutka njegovega nastanka do danes. Preučevanje zgodovine oblikovanja strukture litosfere je pomembno, ker se zdi, da so tektonski premiki in deformacije, ki se pojavljajo v njej, najpomembnejši dejavniki, ki povzročajo večino sprememb, ki so se zgodile na Zemlji v preteklih geoloških obdobjih.

Zdaj, ko smo dobili splošno predstavo o geologiji, se lahko obrnemo na njen izvor.

Ekskurzija v zgodovino znanosti o Zemlji

Težko je reči, kako daleč nazaj sega zgodovina geologije na tisoče let, a že neandertalec je vedel, iz česa narediti nož ali sekiro, iz kremena ali obsidiana (vulkanskega stekla).

Od časa pračloveka do srede 18. stoletja je trajala predznanstvena stopnja kopičenja in oblikovanja geološkega znanja, predvsem o kovinskih rudah, gradbenih kamnih, soli in podtalnici. O kamninah, mineralih in geoloških procesih v interpretaciji tistega časa so začeli govoriti že v pradavnini.

Do 13. stoletja se je v azijskih državah razvijalo rudarstvo in nastajali so temelji rudarskega znanja.

V renesansi (XV-XVI stoletja) je bila potrjena heliocentrična ideja sveta (G. Bruno, G. Galileo, N. Kopernik), geološke ideje N. Stenona, Leonarda da Vincija in G. Bauerja. rodili in oblikovali kozmogonične koncepte Descartes in G. Leibniz.

V obdobju oblikovanja geologije kot znanosti (XVIII-XIX stoletja) so se pojavile kozmogonične hipoteze P. Laplacea in I. Kanta ter geološke ideje M. V. Lomonosova in J. Buffona. Pojavljajo se stratigrafija (I. Lehman, G. Füxel) in paleontologija (J. B. Lamarck, W. Smith), kristalografija (R. J. Gayuy, M. V. Lomonosov), mineralogija (I. Ya. Berzelius, A. Kronstedt, V. M. Severgin, K. F. Moos, itd.), se začne geološko kartiranje.

V tem obdobju so nastala prva geološka društva in nacionalne geološke službe.

Od druge polovice 19. do začetka 20. stoletja so bili najpomembnejši dogodki geološka opazovanja Charlesa Darwina, oblikovanje doktrine o platformah in geosinklinalah, nastanek paleogeografije, razvoj instrumentalne petrografije, genetske in teoretično mineralogijo, nastanek koncepta magme in nauka o rudiščih. Začela se je pojavljati naftna geologija in geofizika (magnetometrija, gravimetrija, seizmometrija in seizmologija) je začela pridobivati ​​zagon. Leta 1882 je bil ustanovljen Geološki odbor Rusije.

Sodobno obdobje razvoja geologije se je začelo sredi 20. stoletja, ko je znanost o Zemlji sprejela računalniško tehnologijo in pridobila nove laboratorijske instrumente, instrumente in tehnična sredstva, ki so omogočila začetek geološkega in geofizičnega preučevanja oceanov in bližnjih planetov.

Najpomembnejši znanstveni dosežki so bili teorija metasomatskega coniranja D. S. Koržinskega, doktrina metamorfnih facij, teorija M. Strahova o vrstah litogeneze, uvedba geokemičnih metod za iskanje rudnih nahajališč itd.

Pod vodstvom A. L. Yanshina, N. S. Shatskyja in A. A. Bogdanova so bili ustvarjeni pregledni tektonski zemljevidi držav Evrope in Azije ter sestavljeni paleogeografski atlasi.

Razvit je bil koncept nove globalne tektonike (J. T. Wilson, G. Hess, V. E. Khain idr.), daleč naprej so stopile geodinamika, inženirska geologija in hidrogeologija, pojavila se je nova smer v geologiji - okoljska, ki je postala prednost danes.

Problemi sodobne geologije

Danes ostajajo pri mnogih temeljnih vprašanjih problemi sodobne znanosti še vedno nerešeni in takih vprašanj je vsaj sto petdeset. Govorimo o bioloških temeljih zavesti, skrivnostih spomina, naravi časa in gravitacije, izvoru zvezd, črnih lukenj in naravi drugih kozmičnih objektov. Tudi geologija se sooča s številnimi problemi, ki jih je treba še rešiti. To zadeva predvsem strukturo in sestavo vesolja, pa tudi procese, ki se dogajajo znotraj Zemlje.

V današnjem času se pomen geologije povečuje zaradi potrebe po obvladovanju in upoštevanju naraščajoče nevarnosti katastrofalnih geoloških posledic, povezanih z neracionalnimi gospodarskimi dejavnostmi, ki poslabšujejo okoljske probleme.

Geološko izobraževanje v Rusiji

Oblikovanje sodobnega geološkega izobraževanja v Rusiji je povezano z odprtjem Korpusa rudarskih inženirjev v Sankt Peterburgu (bodočega rudarskega inštituta) in ustanovitvijo Moskovske univerze, razcvet pa se je začel, ko je bila leta 1930 v Leningradu ustanovljena in nato prenesena na Geologijo (zdaj GIN AH CCCP ).

Geološki inštitut danes zaseda vodilno mesto med raziskovalnimi ustanovami na področjih stratigrafije, litologije, tektonike in zgodovine znanosti geološkega kroga. Glavna področja delovanja so povezana z razvojem kompleksnih temeljnih problemov strukture in oblikovanja oceanske in celinske skorje, preučevanjem evolucije nastajanja celinskih kamnin in sedimentacije v oceanih, geokronologijo, globalno korelacijo geoloških procesov in pojavov. itd.

Mimogrede, predhodnik GIN je bil Mineraloški muzej, ki se je leta 1898 preimenoval v Geološki muzej, nato pa leta 1912 v Geološko-mineraloški muzej po imenu. Peter Veliki.

Od samega začetka je bila osnova geološkega izobraževanja v Rusiji načelo trojstva: znanost - izobraževanje - praksa. Kljub perestrojčnim preobratom izobraževalna geologija še danes sledi temu načelu.

Leta 1999 je bil s sklepom svetov ministrstev za izobraževanje in naravne vire Rusije sprejet koncept geološkega izobraževanja, ki je bil preizkušen v izobraževalnih ustanovah in proizvodnih ekipah, ki "gojijo" geološko osebje.

Danes je višjo geološko izobrazbo mogoče pridobiti na več kot 30 univerzah v Rusiji.

In čeprav oditi »na raziskovanje v tajgo« ali »v soparne stepe« v našem času ni več tako prestižno delo, kot je bilo nekoč, se geolog zanj odloči, ker »srečen je, kdor pozna boleče občutke cesta"...

Vsebina članka

GEOLOGIJA, znanost o zgradbi in zgodovini razvoja Zemlje. Glavni predmet raziskovanja so kamnine, ki vsebujejo geološki zapis Zemlje, ter sodobni fizikalni procesi in mehanizmi, ki delujejo tako na njenem površju kot v globinah, s preučevanjem katerih lahko razumemo, kako se je naš planet razvijal v preteklosti.

Zemlja se nenehno spreminja. Nekatere spremembe se zgodijo nenadoma in zelo burno (na primer vulkanski izbruhi, potresi ali velike poplave), vendar pogosteje - počasi (plast sedimenta, debela največ 30 cm, se odstrani ali nabere v stoletju). Takšne spremembe niso opazne v celotnem življenju ene osebe, vendar se je nekaj informacij o spremembah nabralo v daljšem časovnem obdobju in s pomočjo rednih natančnih meritev se zabeležijo tudi manjši premiki zemeljske skorje. Tako je na primer ugotovljeno, da se območje okoli Velikih jezer (ZDA in Kanada) in Botnijskega zaliva (Švedska) trenutno dviguje, medtem ko se vzhodna obala Velike Britanije pogreza in poplavlja.

Veliko bolj pomenljive informacije o teh spremembah pa se skrivajo v kamninah samih, ki niso le skupek mineralov, temveč strani Zemljine biografije, ki jih je mogoče prebrati, če obvladate jezik, v katerem so zapisane.

Takšna kronika Zemlje je zelo dolga. Zgodovina Zemlje se je začela sočasno z razvojem sončnega sistema pred približno 4,6 milijarde let. Vendar pa je za geološke zapise značilna razdrobljenost in nepopolnost, saj veliko starih kamnin je bilo uničenih ali prekritih z mlajšimi sedimenti. Vrzeli je treba zapolniti s korelacijo z dogodki, ki so se zgodili drugje in za katere je na voljo več podatkov, pa tudi z analogijo in hipotezami. Relativno starost kamnin določamo na podlagi kompleksov fosilnih ostankov, ki jih vsebujejo, sedimente, v katerih teh ostankov ni, pa določamo z relativnimi legami obeh. Poleg tega je mogoče z geokemičnimi metodami določiti absolutno starost skoraj vseh kamnin.

Geološke discipline.

Geologija je kot samostojna veda nastala v 18. stoletju. Sodobna geologija je razdeljena na več med seboj tesno povezanih vej. Sem spadajo: geofizika, geokemija, zgodovinska geologija, mineralogija, petrologija, strukturna geologija, tektonika, stratigrafija, geomorfologija, paleontologija, paleoekologija, mineralna geologija. Obstaja tudi več interdisciplinarnih študijskih področij: morska geologija, inženirska geologija, hidrogeologija, kmetijska geologija in okoljska geologija (ekogeologija). Geologija je tesno povezana z vedami, kot so hidrodinamika, oceanologija, biologija, fizika in kemija.

NARAVA ZEMLJE

Skorja, plašč in jedro.

Večino informacij o notranji zgradbi Zemlje pridobimo posredno na podlagi interpretacije obnašanja seizmičnih valov, ki jih zabeležijo seizmografi.

V črevesju Zemlje sta bili določeni dve glavni meji, na katerih pride do ostre spremembe v naravi širjenja potresnih valov. Eden od njih z močnimi odbojnimi in lomnimi lastnostmi se nahaja na globini 13–90 km od površja pod celinami in 4–13 km pod oceani. Imenuje se Mohorovičičeva meja ali Moho površina (M) in velja za geokemično mejo in cono faznega prehoda mineralov pod vplivom visokega tlaka. Ta meja ločuje zemeljsko skorjo in plašč. Druga meja se nahaja na globini 2900 km od Zemljine površine in ustreza meji plašča in jedra (slika 1).

Temperature.

Zemljino gravitacijsko polje.

Gravitacijske študije so pokazale, da se zemeljska skorja in plašč upogneta pod vplivom dodatnih obremenitev. Na primer, če bi imela zemeljska skorja povsod enako debelino in gostoto, bi pričakovali, da bi bila v gorah (kjer je masa kamnin večja) večja sila privlačnosti kot na ravnicah ali v morju. Vendar pa približno od sredine 18. stol. opazili so, da je gravitacijska privlačnost v in blizu gora manjša od pričakovane (ob predpostavki, da so gore le dodatna masa zemeljske skorje). To dejstvo je bilo razloženo s prisotnostjo "praznin", ki so bile razložene kot kamnine, razbremenjene s segrevanjem, ali kot solno jedro gora. Takšne razlage so se izkazale za nevzdržne in v petdesetih letih 19. stoletja sta bili predlagani dve novi hipotezi.

Po prvi hipotezi je zemeljska skorja sestavljena iz blokov kamnin različnih velikosti in gostote, ki lebdijo v gostejšem okolju. Osnove vseh blokov se nahajajo na isti ravni, bloki z nizko gostoto pa morajo biti višji od blokov z visoko gostoto. Gorske strukture so bile vzete kot bloki z nizko gostoto, oceanski bazeni pa z visoko gostoto (z enako skupno maso obeh).

Po drugi hipotezi je gostota vseh blokov enaka in lebdijo v gostejšem okolju, različne višine površine pa pojasnjujejo z njihovo različno debelino. Znana je kot hipoteza skalnih korenin, ker višji ko je blok, globlje je vpet v okoliško okolje. V štiridesetih letih 20. stoletja so bili pridobljeni seizmični podatki, ki so podprli idejo, da se zemeljska skorja v gorskih območjih debeli.

Izostazija.

Kadarkoli pride do dodatne obremenitve zemeljske površine (na primer zaradi sedimentacije, vulkanizma ali poledenitve), se zemeljska skorja povesi in posede, ko pa se ta obremenitev zmanjša (kot posledica denudacije, taljenja ledenih plošč itd. ), se zemeljska skorja dvigne. Ta kompenzacijski proces, znan kot izostazija, se verjetno pojavi s horizontalnim prenosom mase znotraj plašča, kjer lahko pride do periodičnega taljenja materiala. Ugotovljeno je bilo, da so se nekateri deli obale Švedske in Finske v zadnjih 9000 letih dvignili za več kot 240 m, predvsem zaradi taljenja ledenih plošč. Dvignjene obale Velikih jezer v Severni Ameriki so prav tako nastale kot posledica izostazije. Kljub delovanju takih kompenzacijskih mehanizmov veliki oceanski bazeni in nekatere delte kažejo znatne primanjkljaje mase, medtem ko nekatera območja Indije in Cipra kažejo znatno presežek mase.

Vulkanizem.

Izvor lave.

Na nekaterih območjih sveta magma med vulkanskimi izbruhi teče na zemeljsko površje v obliki lave. Zdi se, da so številni vulkanski otoški loki povezani s sistemi globokih prelomov. Žarišča potresov se nahajajo približno v globini do 700 km od zemeljske površine, tj. vulkanski material prihaja iz zgornjega plašča. Na otoških lokih ima pogosto andezitno sestavo in ker so andeziti po sestavi podobni celinski skorji, mnogi geologi menijo, da celinska skorja na teh območjih nastane zaradi dotoka plaščnega materiala.

Vulkani, ki delujejo vzdolž oceanskih grebenov (na primer havajskih), izbruhnejo material pretežno bazaltne sestave. Ti vulkani so verjetno povezani s plitvimi potresi, katerih globina ne presega 70 km. Ker bazaltne lave najdemo tako na celinah kot vzdolž oceanskih grebenov, nekateri geologi teoretizirajo, da obstaja plast tik pod zemeljsko skorjo, iz katere izvirajo bazaltne lave.

Ni pa jasno, zakaj na nekaterih območjih tako andeziti kot bazalti nastanejo iz materiala plašča, na drugih pa le bazalti. Če je, kot zdaj verjamemo, plašč res ultramafičen (tj. obogaten z železom in magnezijem), potem bi morale imeti lave, pridobljene iz plašča, bazaltno in ne andezitno sestavo, saj andezitnih mineralov v ultramafičnih kamninah ni. To protislovje rešuje teorija tektonike plošč, po kateri se oceanska skorja premika pod otočnimi loki in se na določeni globini tali. Te staljene kamnine izbruhnejo v obliki andezitne lave.

Viri toplote.

Eden od nerešenih problemov vulkanskega delovanja je določitev vira toplote, potrebnega za lokalno taljenje bazaltne plasti ali plašča. Takšno taljenje mora biti zelo lokalizirano, saj prehod potresnih valov kaže, da sta skorja in zgornji plašč običajno v trdnem stanju. Poleg tega mora biti toplotna energija zadostna za taljenje velikih količin trdnega materiala. Na primer, v ZDA v porečju reke Columbia (zvezne države Washington in Oregon) je količina bazaltov več kot 820 tisoč km 3; enake velike plasti bazaltov najdemo v Argentini (Patagonia), Indiji (Deccan Plateau) in Južni Afriki (Great Karoo Rise). Trenutno obstajajo tri hipoteze. Nekateri geologi verjamejo, da taljenje povzročajo lokalne visoke koncentracije radioaktivnih elementov, vendar se zdijo takšne koncentracije v naravi malo verjetne; drugi kažejo, da tektonske motnje v obliki premikov in prelomov spremlja sproščanje toplotne energije. Obstaja še eno stališče, po katerem je zgornji plašč v pogojih visokega tlaka v trdnem stanju, in ko tlak pade zaradi lomljenja, se stopi in skozi razpoke teče tekoča lava.

Geokemija in sestava Zemlje.

Ugotavljanje kemične sestave Zemlje je težka naloga, saj so jedro, plašč in večina skorje nedostopni neposrednemu vzorčenju in opazovanju, zato je treba sklepati na podlagi interpretacije posrednih podatkov in analogij.

Zemlja je kot velikanski meteorit.

Kemična sestava oceanov.

Menijo, da sprva na Zemlji ni bilo vode. Po vsej verjetnosti so sodobne vode na površju Zemlje sekundarnega izvora, t.j. sprošča kot hlapi iz mineralov v zemeljski skorji in plašču kot posledica vulkanske dejavnosti, namesto da bi nastala s kombinacijo prostih molekul kisika in vodika. Če bi se morska voda postopoma kopičila, bi se morala prostornina Svetovnega oceana nenehno povečevati, vendar neposrednih geoloških dokazov o tej okoliščini ni; to pomeni, da so oceani obstajali skozi vso geološko zgodovino Zemlje. Sprememba kemične sestave oceanskih voda je potekala postopoma.

Sial in Sima.

Obstaja razlika med kamninami skorje, ki ležijo pod celinami, in kamninami, ki ležijo pod oceanskim dnom. Sestava celinske skorje ustreza granodioritu, tj. kamnina, sestavljena iz kalijevega in natrijevega glinenca, kremena in majhnih količin feromagnezijevih mineralov. Oceanska skorja ustreza bazaltom, sestavljenim iz kalcijevega glinenca, olivina in piroksena. Za kamnine celinske skorje je značilna svetla barva, nizka gostota in običajno kisla sestava, pogosto imenovana sial (na podlagi prevlade Si in Al). Kamnine oceanske skorje odlikujejo temna barva, visoka gostota in osnovna sestava, imenujemo jih sima (na podlagi prevlade Si in Mg). Domneva se, da so kamnine plašča ultramafične in sestavljene iz olivina in piroksena. V sodobni ruski znanstveni literaturi se izraza "sial" in "sima" ne uporabljata, ker veljajo za zastarele.

GEOLOŠKI PROCESI

Geološke procese delimo na eksogene (destruktivne in akumulativne) in endogene (tektonske).

DERUKTIVNI PROCESI

Denudacija.

Delovanje vodotokov, vetra, ledenikov, morskih valov, preperevanja zaradi zmrzali in kemičnega raztapljanja vodi do uničenja in zmanjševanja površine celin (slika 2). Produkti uničenja pod vplivom gravitacijskih sil se prenašajo v oceanske depresije, kjer se kopičijo. Na ta način se sestava in gostota kamnin, ki sestavljajo celine in oceanske kotline, povpreči, amplituda zemeljskega reliefa pa se zmanjša.

Vsako leto se s celin odnese 32,5 milijarde ton odpadkov in 4,85 milijarde ton raztopljenih soli, ki se odložijo v morja in oceane, kar povzroči izpodrivanje približno 13,5 km 3 morske vode. Če bi se takšne stopnje denudacije nadaljevale tudi v prihodnosti, bi se celine (katerih prostornina površinskega dela znaša 126,6 milijona km 3) v 9 milijonih letih spremenile v skoraj ravne ravnine - peneplaine. Takšna peneplanacija (izravnava) reliefa je možna le teoretično. Pravzaprav izostazni dvigi kompenzirajo izgube zaradi denudacije in nekatere kamnine so tako močne, da so praktično neuničljive.

Kontinentalni sedimenti se prerazporedijo kot posledica skupnega delovanja preperevanja (uničenje kamnin), denudacije (mehansko odstranjevanje kamnin pod vplivom tekočih voda, ledenikov, vetra in valov) in akumulacije (odlaganje sipkega materiala in nastanek nove kamnine). Vsi ti procesi potekajo le do določene ravni (običajno morske gladine), ki velja za osnovo erozije.

Med transportom se razsute usedline razvrstijo po velikosti, obliki in gostoti. Zaradi tega kremen, katerega vsebnost v prvotni kamnini je lahko le nekaj odstotkov, tvori homogeno plast kremenčevega peska. Podobno se delci zlata in nekaterih drugih težkih mineralov, kot sta kositer in titan, koncentrirajo v strugah potokov ali plitvinah, da tvorijo usedline, drobnozrnat material pa se odlaga kot melj in nato preoblikuje v skrilavce. Sestavine, kot so magnezij, natrij, kalcij in kalij, se raztopijo in odnesejo s površinskimi in podzemnimi vodami, nato pa se obarjajo v jamah in drugih votlinah ali zaidejo v morske vode.

Stopnje razvoja erozijskega reliefa.

Relief služi kot pokazatelj stopnje izravnave (ali peneplanacije) celin. V gorah in na območjih, ki so doživela intenziven dvig, so erozijski procesi najbolj aktivni. Za takšna območja je značilno hitro vrezovanje rečnih dolin in povečevanje njihove dolžine v zgornjem toku, pokrajina pa ustreza mladi ali juvenilni stopnji erozije. Na drugih območjih, kjer je amplituda višine majhna in je erozija večinoma prenehala, velike reke prenašajo predvsem vlek in suspendirane usedline. Ta relief je značilen za zrelo fazo erozije. Na območjih z neznatnimi višinskimi amplitudami, kjer kopno ni dosti višje od morske gladine, prevladujejo akumulativni procesi. Tam reka običajno teče nekoliko nad splošno gladino nižine v naravni vzpetini, sestavljeni iz sedimentnega materiala, in tvori delto v coni estuarija. To je najstarejši erozijski relief. Niso pa vsa območja na isti stopnji erozije in nimajo enakega videza. Reliefne oblike se zelo razlikujejo glede na podnebne in vremenske razmere, sestavo in strukturo lokalnih kamnin ter naravo erozijskega procesa (sl. 3, 4).

Prelomi v erozijskih ciklih.

Omenjeno zaporedje erozijskih procesov velja za celine in oceanske bazene, ki so v statičnih razmerah, v resnici pa so podvrženi številnim dinamičnim procesom. Erozijski cikel lahko prekinejo spremembe gladine morja (na primer zaradi taljenja ledenih plošč) in višine celine (na primer zaradi gradnje gora, tektonskih prelomov in vulkanske dejavnosti). V Illinoisu (ZDA) so morene prekrile zrel predglacialni relief in mu dale značilen mlad videz. V Velikem kanjonu Kolorada je prekinitev erozijskega cikla povzročil dvig kopnega do nadmorske višine 2400 m. Ko se je ozemlje dvigovalo, je reka Kolorado postopoma strmoglavila v njegovo poplavno ravnico in se znašla omejena s stranicami dolina. Zaradi tega preloma so nastali prekrivajoči se meandri, značilni za stare rečne doline, ki so obstajale v razmerah mladega reliefa (slika 5). Znotraj planote Colorado so meandri vrezani do globine 1200 m. Globoki meandri reke Susquehanna, ki seka Apalaško gorovje, prav tako kažejo, da je bilo to območje nekoč nižina, ki jo je prečkala »odpadla« reka.

Sodobne geosinklinale

- To so depresije ob otokih Java in Sumatra, Tonga - Kermadec, portoriški jarki itd. Morda bo njihovo nadaljnje pogrezanje povzročilo tudi nastanek gora. Po mnenju mnogih geologov ameriška zalivska obala predstavlja tudi sodobno geosinklinalo, čeprav, sodeč po podatkih vrtanja, znaki gorovja tam niso izraženi. Aktivne manifestacije sodobne tektonike in gorske gradnje so najbolj jasno opazne v mladih gorskih državah - Alpah, Andih, Himalaji in Skalnem gorovju.

Tektonski dvigi.

Na končnih stopnjah razvoja geosinklinal, ko je gorovje končano, pride do intenzivnega splošnega dviga celin; v gorskih deželah se na tej stopnji oblikovanja reliefa pojavijo disjunktivne dislokacije (premikanje posameznih blokov kamnin vzdolž prelomnic).

GEOLOŠKI ČAS

Stratigrafska lestvica.

Standardna geološka časovna lestvica (ali geološki stolpec) je rezultat sistematičnega preučevanja sedimentnih kamnin v različnih regijah sveta. Ker je bila večina zgodnjih del opravljenih v Evropi, je bilo stratigrafsko zaporedje sedimentov iz te regije vzeto kot standard tudi za druga območja. Vendar pa ima ta lestvica zaradi različnih razlogov pomanjkljivosti in vrzeli, zato se nenehno izpopolnjuje. Za mlajša geološka obdobja je lestvica zelo podrobna, za starejša pa se njena podrobnost bistveno zmanjša. To je neizogibno, ker je geološki zapis najbolj popoln za dogodke v nedavni preteklosti in s staranjem sedimentov postaja bolj razdrobljen. Stratigrafska lestvica temelji na zapisu fosilnih organizmov, ki služijo kot edino zanesljivo merilo za medregionalne korelacije (predvsem daljnosežne). Ugotovljeno je bilo, da nekateri fosili ustrezajo strogo določenemu času in se zato štejejo za vodilne. Kamnine, ki vsebujejo te vodilne oblike in njihove komplekse, zavzemajo strogo določen stratigrafski položaj.

Veliko težje je narediti korelacije za paleontološko tihe kamnine, ki ne vsebujejo fosilnih organizmov. Ker so dobro ohranjene školjke najdene le iz obdobja kambrija (pred približno 570 milijoni let), predkambrijski čas, ki obsega ca. 85 % geološke zgodovine ni mogoče preučiti in razdeliti tako podrobno kot mlajša obdobja. Geokemične metode datiranja se uporabljajo za medregionalne korelacije paleontološko tihih kamnin.

Po potrebi so bile v standardno stratigrafsko lestvico uvedene spremembe, ki so odražale regionalne posebnosti. Na primer, v Evropi obstaja karbonsko obdobje, v ZDA pa dve ustrezni obdobji - Mississippian in Pennsylvanian. Pri povezovanju lokalnih stratigrafskih shem z mednarodno geokronološko lestvico so zelo razširjene težave. Mednarodna komisija za stratigrafijo pomaga pri reševanju teh vprašanj in postavlja standarde za stratigrafsko nomenklaturo. Močno priporoča uporabo lokalnih stratigrafskih enot pri geoloških raziskavah in njihovo primerjavo z mednarodno geokronološko lestvico za primerjavo. Nekateri fosili imajo zelo široko, skoraj globalno razširjenost, drugi pa ozko regionalno.

Obdobja so največje delitve Zemljine zgodovine. Vsako od njih združuje več obdobij, za katere je značilen razvoj določenih razredov starodavnih organizmov. Ob koncu vsake dobe je prišlo do množičnega izumrtja različnih skupin organizmov. Trilobiti so na primer izginili ob koncu paleozoika, dinozavri pa ob koncu mezozoika. Vzroki teh nesreč še niso pojasnjeni. To so lahko kritične stopnje genetske evolucije, vrhovi kozmičnega sevanja, emisije vulkanskih plinov in pepela, pa tudi zelo nenadne podnebne spremembe. Obstajajo argumenti, ki podpirajo vsako od teh hipotez. Vendar pa postopno izginotje velikega števila družin in razredov živali in rastlin ob koncu vsakega obdobja in pojav novih na začetku naslednjega obdobja še vedno ostaja ena od skrivnosti geologije. Poskusi povezovanja množične smrti živali v zadnjih fazah paleozoika in mezozoika z globalnimi cikli izgradnje gora so bili neuspešni.

Geokronologija in absolutna starostna lestvica.

Stratigrafska lestvica odraža samo zaporedje kamninske plasti in se zato lahko uporablja le za označevanje relativne starosti različnih plasti (slika 9). Možnost ugotavljanja absolutne starosti kamnin se je pojavila po odkritju radioaktivnosti. Pred tem so poskušali oceniti absolutno starost z drugimi metodami, na primer z analizo vsebnosti soli v morski vodi. Ob predpostavki, da ustreza trdnemu odtoku svetovnih rek, je mogoče izmeriti najmanjšo starost morij. Na podlagi predpostavke, da oceanska voda sprva ni vsebovala nečistoč soli, in ob upoštevanju stopnje njihovega vstopa je bila starost morij ocenjena v širokem razponu - od 20 milijonov do 200 milijonov let. Kelvin je ocenil starost zemeljskih kamnin na 100 milijonov let, saj je bil po njegovem mnenju toliko časa, da se je prvotno staljena Zemlja ohladila na trenutno površinsko temperaturo.

Poleg teh poskusov so se zgodnji geologi zadovoljili z določitvijo relativne starosti kamnin in geoloških dogodkov. Brez kakršnih koli pojasnil so domnevali, da je minilo precej časa od trenutka, ko se je pojavila Zemlja, do nastanka različnih vrst sedimentov, ki so posledica procesov, ki potekajo še danes. Šele ko so znanstveniki začeli meriti stopnje radioaktivnega razpada, so geologi imeli »uro« za določanje absolutne in relativne starosti kamnin, ki vsebujejo radioaktivne elemente.

Hitrost radioaktivnega razpada nekaterih elementov je zanemarljiva. To omogoča določanje starosti starodavnih dogodkov z merjenjem vsebnosti takih elementov in njihovih razpadnih produktov v določenem vzorcu. Ker hitrost radioaktivnega razpada ni odvisna od parametrov okolja, je mogoče določiti starost kamnin, ki se nahajajo v vseh geoloških pogojih. Najpogosteje uporabljeni sta uran-svinčeva in kalij-argonska metoda. Uran-svinčeva metoda omogoča natančno datiranje na podlagi meritev koncentracij radioizotopov torija (232 Th) in urana (235 U in 238 U). Pri radioaktivnem razpadu nastajajo izotopi svinca (208 Pb, 207 Pb in 206 Pb). Vendar so kamnine, ki vsebujejo te elemente v zadostnih količinah, precej redke. Kalijev-argonska metoda temelji na zelo počasni radioaktivni transformaciji izotopa 40 K v 40 Ar, kar omogoča datiranje dogodkov, starih več milijard let, na podlagi razmerja teh izotopov v kamninah. Bistvena prednost metode kalij-argon je, da je kalij, zelo pogost element, prisoten v mineralih, ki nastajajo v vseh geoloških okoljih – vulkanskih, metamorfnih in sedimentnih. Vendar pa inertni plin argon, ki nastane pri radioaktivnem razpadu, ni kemično vezan in pušča. Zato lahko za datacijo zanesljivo uporabimo le tiste minerale, v katerih se dobro obdrži. Kljub tej pomanjkljivosti se metoda kalijevega argona uporablja zelo široko. Absolutna starost najstarejših kamnin na planetu je 3,5 milijarde let. Zemeljska skorja vseh celin vsebuje zelo starodavne kamnine, zato se vprašanje, katera od njih je najstarejša, niti ne postavlja.

Starost meteoritov, ki so padli na Zemljo, je po metodi kalij-argon in uran-svinc določena približno 4,5 milijarde let. Po podatkih geofizikov na podlagi podatkov uran-svinčeve metode je tudi Zemlja stara cca. 4,5 milijarde let. Če so te ocene pravilne, potem je v geološkem zapisu vrzel 1 milijarde let, kar ustreza pomembni zgodnji stopnji v razvoju Zemlje. Morda so bili najzgodnejši dokazi uničeni ali na nek način izbrisani, ko je bila Zemlja v staljenem stanju. Prav tako je verjetno, da so bile najstarejše kamnine na Zemlji ogoljene ali rekristalizirane v mnogih milijonih let.

Predstavniki različnih poklicev že vrsto let tečejo razprave o tem, kateri poklic je najstarejši. Predstavljenih je veliko prepričljivih različic in domnev: od orožarja in lovca do politika (voditelja) in zdravnika. Ne bomo se vpletali v ta spor in bomo le izpostavili našo domnevo: najstarejši poklic je geolog.

Predstavniki različnih poklicev že vrsto let tečejo razprave o tem, kateri poklic je najstarejši. Predstavljenih je veliko prepričljivih različic in domnev: od orožarja in lovca do politika (voditelja) in zdravnika. Ne bomo se vpletali v ta spor in bomo le izpostavili našo domnevo: najstarejši poklic je geolog.

Presodite sami, za izdelavo kamnite sekire je moral primitivni človek najti ustrezen kamen med ogromno različnih mineralov in drobcev kamnin (od katerih so bili nekateri zaradi svoje ohlapne strukture popolnoma neprimerni za to). To pomeni, da obstajajo dokazi o uporabi osnov geologije in neorganiziranega rudarjenja mineralnih surovin na zori oblikovanja primitivne družbe.

Poleg tega se zavezujemo trditi, da geolog ni le najstarejši, ampak tudi eden najpomembnejših poklicev našega časa. Zakaj? Enostavno je. Kaj je osnova gospodarstva katere koli države? Energetski in mineralni viri države. Kdo se ukvarja z iskanjem in raziskovanjem mineralov? geolog!

No, zdaj pa se podrobneje pogovorimo o tem starodavnem in najpomembnejšem poklicu in ugotovimo, kakšne so značilnosti dela geologa, kje dobiti poklic geolog in kakšne prednosti ima.

Kaj je geolog?

Geolog je specialist, ki preučuje sestavo in strukturo mineralov in kamnin ter išče in raziskuje nova nahajališča mineralov. Vzporedno s tem geologi preučujejo naravne predmete, vzorce in možnosti njihove praktične uporabe.

Ime poklica izvira iz starogrške besede γῆ (zemlja) in λόγος (poučevanje). Z drugimi besedami, geologi so ljudje, ki preučujejo Zemljo. Prve znanstvene izjave o geoloških opazovanjih (informacije o potresih, eroziji gora, vulkanskih izbruhih in premikanju obal) najdemo v delih Pitagore (570 pr. n. št.). In že v letih 372-287 pr. Teofrast je napisal delo "O kamnih". Iz tega sledi, da se uradno obdobje nastanka tega poklica lahko šteje za 500-300 let. pr. n. št.

Sodobni geologi ne le opazujejo in preučujejo očitno geološki procesi in nahajališč, temveč tudi opredeliti najbolj obetavna območja za raziskovanje in vrednotenje, jih proučiti in posplošiti pridobljene rezultate. Upoštevajte, da lahko geologe danes razdelimo v tri kategorije, odvisno od tega, kateri del geologije so izbrali za svojo glavno specializacijo:

• deskriptivna geologija - specializirana za preučevanje postavitve in sestave geoloških formacij ter opisovanje kamnin in mineralov;
• dinamična geologija - preučuje razvoj geoloških procesov (premikanje zemeljske skorje, potresi, vulkanski izbruhi itd.);
• zgodovinska geologija – ukvarja se s proučevanjem zaporedja geoloških procesov v preteklosti.

Splošno razširjeno je prepričanje, da geologi nenehno potujejo kot del geoloških odprav. Dejansko geologi pogosto hodijo na ekspedicije, vendar poleg tega razvijajo raziskovalne programe, preučujejo podatke, pridobljene med ekspedicijami, in jih dokumentirajo ter pripravljajo informativna poročila o opravljenem delu.

Kakšne osebne lastnosti mora imeti geolog?

Prav tako se zgodi, da se po zaslugi filmov v glavah navadnih ljudi geolog pojavi v podobi nekakšnega bradatega romantika, ki ne opazi ničesar okoli sebe in govori samo o svojem delu. In malo ljudi se tega zaveda delo geologa To ni le romantika, ampak tudi precej trdo delo, ki zahteva prisotnost osebnih lastnosti, kot so:

• vztrajnost;
• odgovornost;
• opazovanje;
• analitičen način razmišljanja;
• čustveno-voljna stabilnost;
• razvit spomin;
• ekstremne težnje;
• Komunikacijske sposobnosti;
• potrpežljivost;
• odločnost.

Poleg tega mora imeti geolog odlično zdravje, biti vzdržljiv, znati delati v timu, hitro krmariti in se prilagajati spremembam v okolju.

Prednosti geologa

Osnove prednost biti geolog leži seveda v priložnosti, da veliko in dolgo potujete po najbolj oddaljenih in malo raziskanih regijah Rusije. Poleg tega so takšna potovanja tudi precej dostojno plačana (povprečna plača geologa, ki dela na rotacijski osnovi, je približno 30-40 tisoč rubljev). Prednosti tega poklica vključujejo tudi:

• pomen dela - lepo je vedeti, da rezultati tvojega dela pozitivno vplivajo na gospodarsko blaginjo celotne države;
• možnost samouresničitve - ker v naravi ni dveh enakih nahajališč, geologi pogosto opravljajo nove znanstvene raziskave, kar pomeni, da imajo velike možnosti, da se zapišejo v anale zgodovine.

Slabosti poklica geolog

Če mislite, da med odpravami geologi živijo, če ne v razkošnih, pa vsaj udobnih hotelskih sobah, potem se globoko motite. Vsa potovanja geologov potekajo v taborniških razmerah (prenočevanje v šotorih, delo na prostem, dolgi pohodi po oddaljenih območjih s težkim nahrbtnikom na ramenih itd.). In to se lahko šteje za glavno slabost biti geolog. Tukaj lahko dodate tudi:

• nepravilen urnik dela - čas in trajanje dela v veliki meri določajo vremenske razmere;
• rutina - po odpravah, polnih romantike in avanture, vedno pride obdobje pisalne obdelave terenskega gradiva;
• omejen krog komunikacije - ta pomanjkljivost velja predvsem za geologe, ki delajo na rotacijski osnovi.

Kje lahko postaneš geolog?

Pridobite poklic geologa Možno je tako na tehnični šoli ali fakulteti kot na univerzi. V prvem primeru vam bo pridobljena diploma le nekoliko odprla vrata v fascinanten svet geologije in vam omogočila sodelovanje v odpravah kot pomočnik. Popolnoma usposobljeni geolog lahko postane le imetnik univerzitetne diplome, ki je poleg teoretičnega opravil tudi praktično usposabljanje. Mimogrede, brez visoke izobrazbe tudi najbolj nadarjen geolog ne bo mogel doseči uspeha v svoji karieri. Če vas torej že privlači romantika tega poklica, je najbolje, da se takoj vpišete na eno od specializiranih univerz.

Geologija je veda, ki preučuje sestavo, strukturo in vzorce Zemlje, pa tudi drugih planetov in njihovih satelitov, ki so del sončnega sistema.

Geološka območja

Danes poznamo vsaj tri področja geologije: zgodovinsko, opisno in dinamično. Absolutno ima vsako od teh področij svoje metode, pa tudi principe raziskovanja. Historična geologija proučuje zaporedje geoloških procesov, ki so se zgodili v preteklosti. Deskriptivna geologija preučuje lokacijo in sestavo geoloških značilnosti, pa tudi njihovo velikost in obliko, pojavljanje in opis različnih nahajališč mineralov in kamnin ali kamnin. Dinamična geologija proučuje razvoj geoloških procesov: uničenje kamnin, premikanje zemeljske skorje, pa tudi potrese in notranje vulkanske izbruhe. Ti koncepti so temelji geologije.

Geološki odseki

Geološke vede delujejo na vseh treh področjih geologije, zato ni natančne razdelitve na skupine. Nove vede pa nastajajo skozi simbiozo geologije z drugimi področji znanja. Mnogi viri imajo naslednjo klasifikacijo:

1. Vede o zemeljski skorji (mineralogija, geokriologija, petrografija, strukturna geologija, kristalografija).
2. Vede o geoloških procesih, ki se dogajajo danes (tektonika, vulkanologija, seizmologija, geokriologija, petrologija).
3. Vede o zgodovinskem nastanku in razvoju geoloških procesov (zgodovinska geologija, paleontologija, stratigrafija).
4. Uporabne vede (geologija mineralov, hidrogeologija, inženirska geologija)
5. Simbioza geologije z drugimi vedami (geokemija, geofizika, geodinamika, geokronologija, litologija).

Načela in naloge geologije

Geologija je zgodovinska veda, zato so njene najpomembnejše naloge ugotavljanje geoloških dogodkov, ki se dogajajo. Geološke naloge vključujejo tudi:

1. Racionalnejša raba naravnih virov in njihovo varstvo
2. Iskanje novih mineralnih nahajališč, pa tudi razvoj novih metod in metod za njihovo pridobivanje
3. Preučevanje izvora podtalnice
4. Druge geološke naloge, ki so povezane s preučevanjem pogojev gradnje različnih zgradb in objektov.

Geološke metode

Za izpolnitev vseh teh nalog je bila razvita najpreprostejša serija očitnih geoloških metod:

• Intruzivno metodo predstavlja povezava med intruzivnimi kamninami in njihovimi gostiteljskimi plastmi. Najdba takšnih povezav kaže, da so se vdori sami pojavili veliko prej kot plasti, ki jih gostijo.
• Metoda sekante omogoča tudi določitev relativne starosti. Če kakšna napaka zlomi skalo, potem se je očitno pojavila pozneje kot same skale.
• Ksenoliti in ostanki se lahko vnesejo v kamnine z uničenjem njihovega prvotnega izvora. Posledično so nastale veliko prej kot njihove gostiteljske kamnine in jih strokovnjaki lahko uporabljajo za določanje geološke starosti.
• Primarna horizontalna metoda predpostavlja, da morski sedimenti, ko so nastali, ležijo vodoravno.
• Metoda superpozicije navaja, da kamnine, ki so v nemotenem stanju, sledijo vrstnemu redu ali stopnji oblikovanja. Na primer, tiste kamnine, ki ležijo zgoraj, so mlajše, tiste kamnine, ki ležijo spodaj, pa so temu primerno starejše.
• Končna metoda nasledstva predpostavlja, da so popolnoma enaki organizmi porazdeljeni po oceanu. Posledično lahko paleontologi, ko identificirajo nekaj fosilnih ostankov v kamnini, hkrati najdejo druge kamnine, ki so prav tako nastale s temi kamninami.

Zdaj veste odgovor na vprašanje, kaj je geologija. Z veseljem pomagam.