Что изучает геология кратко

Геология – наука о Земле

Геология – это естественная наука, которая изучает Землю, ее вещественный состав, структуру коры, процессы и историю. Геология объединяет большое количество наук, включая: минералогию, геологию полезных ископаемых, геофизику, геохимию, петрографию, геодинамику, геоморфологию, палеонтологию, вулканологию, тектонику, стратиграфию и многое другое. Эта наука также включает изучение организмов, населявших нашу планету. Важной частью геологии является исследование того, как с течением времени изменялись структура, процессы, организмы и элементы Земли. Люди, изучающие геологию называются геологами.

Что делают геологи?

Геологи работают, чтобы лучше понять историю нашей планеты. Чем лучше мы знаем историю Земли, тем более точно сможем определить, как события и процессы из прошлого способны повлиять на будущее. Вот некоторые примеры:

Что изучает геология?

Основным объектом изучения геологии является земная кора, а также геологические процессы и история Земли:

Минералы

Минерал представляет собой природное химическое соединение, обычно кристаллическое и абиогенное (неорганическое) по происхождению. Минерал имеет один конкретный химический состав, тогда как камень может представлять собой совокупность различных минералов или минералоидов. Наука о минералах называется минералогией.

Существует более 5300 известных видов минералов. Силикатные минералы составляют более 90% земной коры. Кремний и кислород образовывают примерно 75% земной коры, что напрямую связано с преобладанием силикатных минералов.

Минералы отличаются химическими и физическими свойствами. Различия в химическом составе и кристаллической структуре позволяют распознавать виды, которые определялись геологической средой минерала при их формировании. Колебания в температуре, давлении или объемном составе горной массы вызывают изменения минералов.

Минералы можно описать по различным физическим свойствам, которые связаны с их химической структурой и составом. Общие отличительные признаки включают кристаллическую структуру, твердость, блеск, цвет, полосы, прочность, расщепление, переломы, вес, магнетизм, вкус, запах, радиоактивность, реакция на кислоту и т.д.

Минералы исключительной красоты и долговечности называются драгоценными камнями.

Горные породы

Горные породы представляют собой твердые смеси по меньшей мере одного минерала. В то время как минералы имеют кристаллы и химические формулы, породы характеризуются текстурой и минеральным составом. Исходя из этого, горные породы делятся на три группы: магматические горные породы (формируются при постепенном охлаждении магмы), метаморфические горные породы (образование происходит при изменении магматических и осадочных пород) и осадочные горные породы (образовываются при низких температурах и давлении, когда преобразовываются морские и континентальные осадки). Эти три основных типа пород участвуют в процессе, называемом круговоротом горных пород, который описывает трудоемкие переходы, как на поверхности, так и под землей, от одного типа породы к другому на протяжении длительных периодов геологического времени.

Горные породы являются экономически важными полезными ископаемыми. Уголь – это камень, который служит источником энергии. Другие типы пород используются в строительстве, включая камень, щебень и т.д. Третьи необходимы для изготовления инструментов, от каменных ножей наших предков до мела, используемого сегодня художниками.

Окаменелости

Окаменелости являются признаками живых существ, которые существовали очень давно. Они могут представлять отпечатки тел или даже продуктов жизнедеятельности организмов. Ископаемые также включают следы, норы, гнезда и другие косвенные признаки. Окаменелости являются ярким свидетельствованием ранней жизни на Земле. Геологи составили отчет о древней жизни, простирающейся на сотни миллионов лет.

Ископаемые останки имеют практическое значение, потому что они изменяются на протяжении всего геологического времени. Совокупность окаменелостей служит для идентификации горных пород. Геологическая шкала времени основана почти исключительно на ископаемых останках и дополнена другими методами датирования. С ее помощью мы можем уверенно сравнивать осадочные породы со всего мира. Ископаемые окаменелости также являются ценными музейными экспонатами и предметами коллекционирования.

Формы рельефа, геологические структуры и карты

Формы рельефа во всем их разнообразии являются следствием круговорота горных пород. Они были сформированы эрозией и другими процессами. Формы рельефа дают информацию о том, как образовывалась и изменялась земная кора в геологическом прошлом, например, в ледниковом периоде.

Структура является важной частью изучения обнажения горных пород. Большинство частей земной коры деформированы, согнуты и искажены в некоторой степени. Геологические признаки этого – сочленения, разломы, текстуры пород и несоответствия помогают в оценке геологических структур, а также измерении склонов и ориентаций горных пород. Геологическая структура в недрах важна для водоснабжения.

Геологические карты представляют собой эффективную базу данных геологической информации о породах, рельефах и структуре.

Геологические процессы и угрозы

Геологические процессы приводят к круговороту горных пород, созданию структур и форм рельефа, а также окаменелостей. Они включают эрозию, осаждение, окаменелость, разломы, поднятие, метаморфизм и вулканизм.

Геологические опасные явления – мощные выражения геологических процессов. Оползни, извержения вулканов, землетрясения, цунами, изменение климата, наводнения и космические воздействия являются основными примерами угроз. Понимание основных геологических процессов может помочь человечеству уменьшить ущерб от геологических катастроф.

Тектоника и история Земли

Тектоника – геологическая деятельность в самом крупном масштабе. Поскольку геологи отображали горные породы и изучали геологические особенности, и процессы, они начали поднимать и отвечать на вопросы о тектонике – жизненном цикле горных хребтов и вулканических цепей, движении континентов, о росте и снижении уровня Мирового океана, и о том, какие процессы происходят в ядре и мантии Земли. Тектоника плит объясняет как движутся литосферные плиты и позволила изучать нашу планету как единую структуру.

Геологическая история Земли – это история, которую рассказывают минералы, скалы, окаменелости, рельеф и тектоника. Исследования окаменелостей в сочетании с различными методами дают последовательную эволюционную историю жизни на Земле. Фанерозойский эон (возраст окаменелостей) последних 542 миллионов лет хорошо отображен как время изобилия фауны и флоры и акцентирован массовыми вымираниями. Предыдущие четыре миллиарда лет, докембрийское время, были временем огромных изменений в атмосфере, океанах и континентах.

Роль геологии

Существует много причин, по которым геология важна для жизни и цивилизации. Подумайте о землетрясениях, оползнях, наводнениях, засухе, вулканической активности, океанских течениях, типах почвы, минералах (золото, серебро, уран) и т.д. – геологи изучают все эти понятия. Таким образом, изучение геологии играет важную роль в современной жизни и цивилизации.

Геология определяется как «научное исследование происхождения, истории и структуры Земли». Почти все, что мы используем в нашей жизни, имеет какое-то отношение к Земле. Дома, улицы, компьютеры, игрушки, инструменты и т.д. сделаны из природных ресурсов. Хотя Солнце является конечным источником энергии Земли, мы нуждаемся в дополнительной энергии, которая вырабатывается при сжигании природного газа, древесины и т.д. Геологическая наука имеет первостепенное значение для определения местоположения этих источников энергии Земли, а также объясняет как более эффективно извлечь их из недр планеты, с минимальными экономическими затратами и с наименьшим воздействием на окружающую среду. Водные ресурсы являются чрезвычайно важными для человечества, однако во многих частях мира существует недостаток пресной воды. Изучение геологии помогает находить водные источники, чтобы уменьшить влияние нехватки воды на людей.

Изучение геологии также охватывает процессы Земли, которые могут повлиять на цивилизацию. Землетрясение способно уничтожить тысячи жизней за несколько минут. Кроме того, цунами, наводнения, оползни, засухи и вулканическая деятельность способны оказать огромное влияние на цивилизацию. Геологи изучают эти процессы, и в случае необходимости рекомендуют проводить определенные мероприятия по минимизации ущерба, если возникают такие события. Например, изучая закономерности наводнения рек, геологи могут рекомендовать избегать определенных областей при строительстве новых городов, чтобы предотвратить потенциальный ущерб. Сейсмология – раздел геологии – хотя и очень сложная область изучения, может помочь сохранить многие жизни, оценив, где есть наибольшая вероятность землетрясения (как правило, в линиях геологических разломов), и рекомендовать тип технологий, которые будут использоваться при строительстве зданий в этих уязвимых районах.

Многие предприятия для своей деятельности полагаются на информацию, полученную от геологов. Золото, алмазы, серебро, нефть, железо, алюминий и уголь являются природными ресурсами, которые широко используются в промышленности. Геологи и наука геология помогают в поиске этих и других ресурсов. Даже простой строительный материал, такой как песок, необходимо найти и добыть, а затем уже использовать при строительстве домов, предприятий, школ и т.д.

На самом деле геология еще не имеет широкого признания в современном мире, как, к примеру, генетика, химия и медицина. Тем не менее все жители нашей планеты зависят от природных ресурсов, найденных благодаря геологам и науке геологии. Таким образом, геология чрезвычайно важна и требует дальнейшего развития, и популяризации в обществе.

Источник

Что такое геология

Геология – это наука, изучающая строение планеты Земля, а также все процессы, происходящие в ее структуре. Отдельные определения говорят о совокупности нескольких наук. Но как бы то ни было, геологи занимаются исследованием структуры Земли, разведкой полезных ископаемых и многими другими интересными делами.

Как появилась геология?

Так получилось, что термин «история геологии» сам по себе уже представляет отдельную науку. Среди ее задач есть изучение закономерности развития областей знаний, связанных с геологией, изучение процесса накопления профессиональных знаний и прочие. Сама же геология возникала постепенно – по мере достижения человечеством определенного научного багажа.

Одной из дат становления современных геологических наук является 1683 год. Тогда в Лондоне впервые в мире решили нанести на карту страны расположение типов почв и ценных минералов. Активное изучение земных недр началось во второй половине 18 века, когда развивающаяся промышленность потребовала большого количества полезных ископаемых. Большой вклад в геологию того времени внес российский ученый Михаил Ломоносов, опубликовавший свои научные труды «Слово о рождении металлов от трясения Земли» и «О слоях земных».

Первая подробная геологическая карта, охватившая территорию приличной площади, появилась в 1815 году. Ее составил английский археолог Ульям Смит, обозначивший горные пласты. Позже, с накоплением научных знаний, ученые стали выделять множество элементов в структуре земной коре, создавая соответствующие карты.

Еще позднее в геологии стали выделяться отдельные разделы, с четко ограниченными рамками изучения – минералогия, вулканология и другие. Понимая важность получаемых знаний, а также необходимость развития исследовательских технологий, ученые создали университеты, институты и международные организации, занимающиеся всесторонним изучением нашей планеты.

Что изучают геологи?

Геологи занимаются несколькими основными направлениями:

Наша планета чрезвычайно сложна в своем устройстве. Даже неподготовленный человек может заметить, что поверхность планеты сильно отличается, в зависимости от места. В двух точках, расстояние между которыми 100-200 метров, может отличаться внешний вид почвы, камней, структура скал и т.д. Еще больше особенностей содержится «внутри».

При строительстве зданий и, особенно, подземных сооружений, крайне важно знать, что находится под поверхностью земли на конкретной территории. Возможно, что строить что-либо здесь нельзя или опасно. Комплекс работ по разведке рельефа, состава почвы, структуры земной коры и получение подобных сведений, называется инженерно-геологические изыскания.

Под верхним слоем, состоящим и почвы и каменных глыб, находится огромное количество полостей, заполненных различными полезными ископаемыми – водой, нефтью, газом, минералами. Уже на протяжении многих столетий, человек добывает эти ископаемые для своих нужд. Помимо прочего, геологи занимаются разведкой расположения залежей руд, нефти и других природных даров.

Внутри Земли есть и чрезвычайно опасные вещи, например, магма. Это расплав, обладающий огромной температурой, способный выходить наружу во время извержения вулканов. Геология помогает прогнозировать начало и место извержений с целью защиты людей.

Также геологические изыскания позволяют обнаруживать пустоты в земной коре, которые в дальнейшем могут обрушиться. Обрушения в земной коре, как правило, сопровождаются землетрясением.

Современная геология

В наши дни геология является развитой наукой с большим количеством профессиональных центров. Действует большое количество научно-исследовательских институтов во многих странах мира. Современное строительство все больше нуждается в услугах геологов, так как под землей создаются сложные сооружения – парковки, склады, метро, бомбоубежища и прочее.

Отдельной «отраслью» современной геологии является военная геология. Предметы и технологии изучения здесь такие же, но цели подчинены стремлению к организации обороны страны. Благодаря военным геологам, имеется возможность возведения продуманных военных объектов с огромным боевым потенциалом.

Как стать геологом?

С увеличением объемов строительства, а также потребности в полезных ископаемых, появился и рост потребности в квалифицированных специалистах. Сегодня геологические специальности есть во многих учебных заведениях, как среднего, так и высшего образования.

Обучаясь на геолога, студенты получают не только теоретические знания, но и выезжают на учебные полигоны, где отрабатывают действия по бурению исследовательских шахт и другим профессиональным работам.

Источник

Геология

Геоло́гия (от др.-греч. γῆ — «Земля» и от λόγος — «учение») — наука о составе, строении и закономерностях развития Земли, других планет Солнечной системы и их естественных спутников.

Содержание

История геологии

Изучение физических материалов (минералов) Земли восходит по крайней мере к древней Греции, когда Теофраст (372—287 до н. э.) написал работу «Peri Lithon» («О камнях»). В римский период Плиний Старший подробно описал многие минералы и металлы, и их практическое использование, а также правильно определил происхождение янтаря.

Некоторые современные ученые, такие как Филдинг Х. Гаррисон, считают, что современная геология началась в средневековом исламском мире. [1] Аль-Бируни (973—1048 н. э.) был одним из первых мусульманских геологов, чьи работы содержат раннее описание геологии Индии. Он предполагал, что индийский субконтинент был когда-то морем. [2] Исламский ученый Ибн Сина (Авиценна, 981—1037) предложил подробное объяснение формирования гор, происхождение землетрясений и другие темы, которые являются центральными в современной геологии, и в котором содержится необходимый фундамент для дальнейшего развития науки. [3] [4] В Китае энциклопедист Shen Kuo (1031—1095) сформулировал гипотезу о процессе формирования земли: на основе наблюдений над ископаемыми раковин животных в геологическом слое в горах в сотнях километров от океана он сделал вывод, что суша была сформирована в результате эрозии гор и осаждения ила. [5]

Нильсу Стенсену (1638—1686) приписывают три определяющих принципа стратиграфии: принцип суперпозиции (англ.), принцип первичной горизонтальности слоёв (англ.), и принцип последовательности образования геологических тел (англ.).

Слово «геология» было впервые использовано Улиссе Альдрованди в 1603 году, [6] затем Жан Андре Делюк в 1778 году, и представлен как закреплённый термин Орасом Бенедиктом де Соссюром в 1779 году. Слово происходит от греческого γῆ, означающее «Земля» и λόγος, означающее «учение». [7] Однако согласно другому источнику, слово «Геология» впервые использовал норвежский священник и ученый Миккель Педерсон Эсхолт (Mikkel Pedersøn Escholt, 1600—1699). Эсхолт впервые использовал этот термин в своей книге под названием Geologica Norvegica (1657). [8]

Уильям Смит (1769—1839) нарисовал одни из первых геологических карт и начал процесс упорядочивания горных пластов, изучая содержащиеся в них окаменелости. [10]

Джеймс Хаттон часто рассматривается как первый современный геолог. [11] В 1785 году он представил для Королевского Общества Эдинбурга документ, озаглавленный «Теория Земли». В этой статье он объяснил свою теорию о том, что Земля должна быть намного старше, чем ранее предполагалось, для того, чтобы обеспечить достаточное время для эрозии гор, и чтобы седименты (отложения) образовали новые породы на дне моря, которые, в свою очередь, были подняты чтобы стать сушей. В 1795 Хаттон опубликовал двухтомный труд, описывающий эти идеи (Vol. 1, Vol. 2).

Последователи Хаттона были известны как плутонисты, из-за того что они считали, что некоторые породы были сформированы в результате вулканической деятельности и является результатом осаждение лавы из вулкана, в отличие от нептунистов, во главе с Авраамом Вернером, который считал, что все породы осели из большого океана, уровень которого с течением времени постепенно снизился.

Чарлз Лайель впервые опубликовал свою знаменитую книгу «Основы геологии» [12] в 1830 году. Книга, которая повлияла на идеи Чарльза Дарвина, успешно способствовала распространению актуализма. Эта теория утверждает, что медленные геологические процессы имели место на протяжении истории Земли и все еще происходят сегодня, в отличие от катастрофизма, теории утверждающей, что особенности Земли формируются в одном, катастрофическом событии и остаются неизменными в дальнейшем. Хотя Хаттона верил в актуализм, идея не была широко принята в то время.

Большую часть XIX века геология вращалась вокруг вопроса о точном возрасте Земли. Оценки варьировались от 100 000 до нескольких миллиардов лет. [13] В начале XX века радиометрическое датирование позволило определить возраст Земли, оценка составила два миллиарда лет. Осознание этого огромного промежутка времени открыло двери для новых теорий о процессах, которые сформировали планету.

Самым значительным достижением геологии в XX веке было развитие теории тектоники плит в 1960 году и уточнение возраста планеты. Теория тектоники плит возникла из двух отдельных геологических наблюдений: спрединга морского дна и континентального дрейфа. Теория революционизировала науки о Земле. В настоящее время известно, что возраст Земли составляет около 4,5 миллиардов лет. [14]

С целью пробудить интерес к геологии Организацией Объединённых Наций 2008 год провозглашён «Международным годом планеты Земля».

Разделы геологии

В процессе развития и углубления специализации в геологии сформировался ряд научных направлений (разделов).

Внизу перечислены разделы геологии.

Основные принципы геологии

Геология — наука историческая, и важнейшей её задачей является определение последовательности геологических событий. Для выполнения этой задачи с давних времён разработан ряд простых и интуитивно очевидных признаков временных соотношений пород.

Интрузивные взаимоотношения представлены контактами интрузивных пород и вмещающих их толщ. Обнаружение признаков таких взаимоотношений (зоны закалки, даек и т. п.) однозначно указывает на то, что интрузия образовалась позже, чем вмещающие породы.

Секущие взаимоотношения также позволяют определить относительный возраст. Если разлом рвёт горные породы, значит он образовался позже, чем они.

Ксенолиты и обломки попадают в породы в результате разрушения своего источника, соответственно они образовались раньше вмещающих их пород, и могут быть использованы для определения относительного возраста.

Принцип актуализма постулирует, что геологические силы, действующие в наше время, аналогично работали и в прежние времена. Джеймс Хаттон сформулировал принцип актуализма фразой «Настоящее — ключ к прошлому».

Утверждение не совсем точное. Понятие «сила» — понятие не геологическое, а физическое, к геологии имеющее опосредованное отношение. Правильнее говорить о геологических процессах. Выявление сил, сопровождающих эти процессы, могло бы стать главной задачей геологии, чего, к сожалению, нет.
«Принцип актуализма» (или метод актуализма) являются синонимом метода «аналогии». Но метод аналогии не является методом доказательства, он является методом формулирования гипотез и, следовательно, все закономерности, полученные методом актуализма, должны были бы пройти процедуру доказательства их объективности.
В настоящее время принцип актуализма стал тормозом в развитии представлений о геологических процессах.

Принцип первичной горизонтальности утверждает, что морские осадки при образовании залегают горизонтально.

Принцип суперпозиции заключается в том, что породы находящиеся в не нарушенном складчатостью и разломами залегании, следуют в порядке их образования, породы залегающие выше моложе, а те которые находятся ниже по разрезу — древнее.

Принцип финальной сукцессии постулирует, что в одно и то же время в океане распространены одни и те же организмы. Из этого следует, что палеонтолог, определив набор ископаемых остатков в породе, может найти одновременно образовавшиеся породы.

Источник

Что изучает геология кратко

Объектом геологии служит литосфера – внешняя твёрдая оболочка планеты толщиной 50-250км, состоящая из горных пород и слагающих их минералов. Менее доступны для исследований глубинные оболочки Земли – её мантия и ядро, изучаемые специальными методами.

Земная кора является источником минерального сырья, вместилищем подземных вод и средой для различных сооружений. Поэтому начало накопления знаний о строении земной коры восходит к истокам истории человечества. На самой ранней стадии развития человек использовал каменные материалы, различные руды, соль, подземную воду и т.п.

В настоящее время геология располагает достоверными знаниями о строении земной коры на глубину 15 км, пройденную буровыми скважинами. Изучая прохождение сейсмических волн при землетрясениях, и проводя геофизические, геохимические, космические и другие исследования, человек раскрывает тайны строения более глубоких горизонтов земной коры и Земли как планеты в целом.

Практическая деятельность человека и потребности в использовании природных ресурсов привели к возникновению, а в дальнейшем к широкому развитию геологических знаний. История геологии показывает, что на всех этапах развития человеческого общества требования к геологии и уровни её развития были различными.

На основании вышеуказанного, геология разделилась на ряд отраслей. Можно указать три основных направления или отрасли геологических наук, изучающих земную кору с различных сторон:

Кристаллография – наука о кристаллах, их внешней форме и внутренней структуре, отражённой во внешнем строении. Природные минералы в большинстве случаев тела кристаллические, поэтому изучение их формы и законов, управляющих их образованием, имеет большое теоретическое и практическое значение.

Минералогия – наука о минералах. Минерал – кварц, слюда, пирит и др. – представляет собой естественно – химически однородное тело, обладающие отдельным химически составом, возникшие в результате различных физико–химических процессов, протекающих в земной коре и в данное время определённой геологической обстановке. Минералогия изучает химический состав минералов и их ассоциаций.

Петрография – наука о горных породах, из которых состоит земная кора. Она изучает свойства горных пород, химический и минералогический состав, отношение между различными породами, изменения, которые они претерпевают с течением времени, и устанавливает закономерности их образования и распределения в земной коре.

Геохимия изучает химические элементы земной коры, их распределение, миграцию. Геохимия является синтезирующей наукой по отношению к минералогии и петрографии, объекты изучения которых – минералы и горные породы – представляют собой лишь определённые этапы в жизни химических элементов. Геохимия изучает атомы, минералогия – сочетание атомов, молекул (минералы), а петрография – сочетание молекул.

Динамическая геология – наука о процессах, в земной коре. В зависимости от источника энергии они подразделяются на процессы внешней динамики (экзогенные) и процессы внутренней динамики (эндогенные).

Эндогенные связаны с проявлением внутренней энергии, вулканизм, землетрясение, тектонические движения;

К ведению динамической геологии относится геотектоника – наука об условиях залегания горных пород, о движениях земной коры и вызванных ими деформациях.

Земная кора испытывает движения, в результате которых пласты, первоначально залегающие горизонтально, выводятся из этого положения, наклоняются, изгибаются, а местами и разрываются.

Геотектоника опирается на достижения исторической и динамической геологии, а так же на данные наук геохимического и геофизического циклов.

В некоторых отношениях геотектоника соприкасается с геоморфологией – наукой о рельефе земной поверхности, его происхождении и развитии. Формы рельефа отражают внутреннее строение и историю движений земной коры. Поэтому геоморфологический метод находит широкое применение в геологических исследованиях, в том числе и при поисках полезных ископаемых.

Историческая геология – наука об истории Земли. Она восстанавливает последовательный ход геологических событий от древнейших времён до настоящего момента.

Практическое значение геологии определяется, в конечном итоге, тем, что она служит теоретической базой учения о полезных ископаемых, с одной стороны, и инженерной геологии с другой.

Строительство большого числа крупных предприятий, заводов, электростанций, плотин и т.п. требует знания всех деталей местной геологической обстановки, что и входит в компетенцию инженерной геологии. Развитие промышленности и вовлечение в народное хозяйство всё новых и новых видов минерального сырья требует знания геологии месторождений полезных ископаемых и условий их эксплуатации, что и является предметом учения о полезных ископаемых.

Таким образом, можно сделать вывод, что геологические знания приносят неоценимую научную и практическую пользу. Они не только помогают целенаправленно искать и обнаруживать месторождения полезных ископаемых, но и способствуют развитию методологических основ самой геологии и многих, смежных с ней естественных наук.

Достижения геологии позволили правильно представить время и особенности формирования нашей планеты, её место в космическом пространстве, дали возможность проследить эволюцию её недр и земной поверхности вместе с атмосферой, гидросферой, биосферой, установить изменения химического и минерального состава земной коры планеты в целом.

Источник