Современная геология
ГЕОЛОГИЯ И ЧЕЛОВЕК
Человек, впервые попавший в горы или на берег моря, бывает поражен красотой и могуществом дикой природы. Восхищение сменяется преклонением перед грозными силами, таящимися внутри планеты и действующими на ее поверхности. Неизбежно возникает вопрос, а что было здесь в прошлом? Могла ли, допустим, река «пропилить» толщу твердых пород и углубиться на сотни метров? В горах, на обрывистых берегах морей и в речных долинах обнажаются слои горных пород. Они часто залегают горизонтально, иногда образуют как бы застывшие волны различной крутизны или бывают перемяты странным и непонятным образом. Непосвященному человеку эти породы мало что могут рассказать. Он может только любоваться ими.
Геологу, умеющему расшифровывать язык застывших пород, они расскажут об условиях своего образования, о господствовавших в этих районах физико-географических обстановках, о тех изменениях, которые происходили в течение очень длительного времени.
По сути дела, напластования горных пород представляют собой каменную книгу, повествующую об истории нашей планеты. На каждом слое или группе слоев особыми условными, часто непонятными знаками написана эта история. Геолог, разгадывающий запись, сделанную самой природой, и с увлечением прочитывающий страницы этой удивительной каменной летописи, может восстановить картины прошлого. А так ли это важно для современного геолога? Допустим, все это, вне всякого сомнения, познавательно и интересно, а дальше? Оказывается, познавая прошлое, геологи глубже и обстоятельнее изучают процессы, протекающие на нашей планете, и, следовательно, со значительной долей вероятности могут предсказать будущее. Однако не в этом заключается их главная задача. Геология сегодняшнего дня — это фундаментальное сообщество родственных наук о строении, вещественном составе и истории формирования Земли. В него входят динамическая (общая) геология, тектоника, историческая геология, минералогия, петрография, кристаллография, палеонтология, геофизика, геохимия, геология месторождений полезных ископаемых, инженерная геология, морская геология, космическая геология и т. д. Знания геологии позволили выяснить закономерности развития нашей планеты, обнаружить и эксплуатировать месторождения многих полезных ископаемых.
Знание геологии способствует глубокому пониманию процессов, протекающих на земной поверхности, выяснению закономерностей образования горных пород и руд, морей и океанов, гор и равнин и т. д. Изучение катастрофических явлений позволяет людям преодолеть страх перед грозными и разрушительными силами природы. Ведь страх возникает только тогда, когда неизвестны причины и масштабы бедствия. Все на Земле подвержено воздействию геологических сил — внутренних (эндогенных) и внешних (экзогенных). Скорости этих преобразований различны. Так, облик, казалось бы, «вечных» горных хребтов, вулканов, ущелий, рек и морей на самом деле с течением времени меняется, но скорость видоизменения настолько мала, что даже на протяжении жизни нескольких поколений людей нельзя заметить каких-либо существенных перемен. Однако некоторые геологические процессы нередко оборачиваются бедой для человечества, так как они бывают очень скоротечны и приводят к крупнейшим катастрофам. В разных районах Земли происходят сильные землетрясения и наводнения, проносятся смерчи, вызывающие разрушения зданий и транспортных коммуникаций, гибель людей и животных.
Так, например, дороги и пляжи, дома и сады, расположенные вдоль побережья Атлантического океана и Мексиканского залива, Японских островов и Тихоокеанского побережья Азии, периодически подвергаются опустошительным разрушениям штормовыми волнами высотой до нескольких десятков метров. Они рождаются тропическими ураганами, тайфунами или землетрясениями, происходящими на дне океана.
Очень величественным и грозным примером сил природы служит деятельность вулканов. Известны достаточно подробно документированные описания извержений вулканов Везувия и Этны в Италии, Кракатау в Индонезии и Катмая в США. В 70—80-е годы неоднократно пробуждались вулканы в Мексике, Колумбии и Исландии, на Камчатке и Гавайских островах. Обычно извержения вулканов несут смерть и разрушение. Однако их можно рассматривать и как благоприятный фактор, поскольку они сопровождаются выпадением вулканического пепла, улучшающего плодородие почв. Так, после извержения вулкана Безымянного в 1956 г. в местах, где выпал пепел, резко возросли урожаи как естественной, так и культурной растительности.
Огромное значение в жизнеобеспечении общества имеют минеральные ресурсы. За свою историю человечество разработало множество способов добычи, переработки и использования полезных ископаемых. Металлы, топливо, удобрения, строительные материалы, абразивы, сырье для химической промышленности — все это дает нам Земля. Но, для того чтобы обнаружить их и поставить на службу человечеству, необходимы глубокое знание геологии и проведение специальных изысканий.
Полезные ископаемые добывают в шахтах, карьерах и с помощью буровых скважин.
агодаря применению высокопроизводительных механизмов, из земных недр извлекают в больших количествах ценные компоненты, образование которых в далеком прошлом проходило в течение многих десятков миллионов лет. Длительная и интенсивная добыча отдельных видов минерального сырья привела к их истощению. И это было в какой-то степени результатом расточительного отношения человека к богатствам недр. Однако добычу полезных ископаемых не то чтобы прекратить, но даже уменьшить невозможно, поскольку мы не можем пойти на сокращение выпуска промышленной и сельскохозяйственной продукции. Поэтому перед человечеством встают по крайней мере две наиважнейшие проблемы, связанные с более рачительным отношением к минеральному сырью: во-первых, необходимо разработать эффективные способы извлечения ценных компонентов из недр и, во-вторых — начать использование бедных руд.
Примером актуальной проблемы взаимоотношений человека с природой служит охрана окружающей среды от вредных последствий горнодобывающей промышленности, при этом с помощью природоохранных мер необходимо не только искоренить, но и предупредить возможности проявления этих последствий.
ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ
Геологи изучает нашу планету, ее состав и строение, закономерности формирования земной коры, устанавливают возникновение и строение земных недр, расшифровывают историю развития жизни и природных ландшафтов на Земле. Объектами изучений являются разнообразные природные тела, залегающие на поверхности Земли и в ее недрах, а также действие разнообразных геологических процессов. Благодаря последним формировались горные породы, рельеф земной поверхности, происходило развитие нашей планеты.
Геологическим процессам, за малым исключением, свойственны большая масштабность и исключительная длительность. Их действие простирается от микромира до континентов и планеты в целом и растягивается на сотни миллионов лет. По сравнению с этим человеческая жизнь, даже существование всего человечества, является мгновенным эпизодом в жизни Земли. Поэтому преобладающее большинство геологических факторов непосредственно недоступно для наблюдения. Судить о них можно лишь по результатам их воздействия на те или иные геологические объекты — горные породы (расположение в них минеральных агрегатов), геологические структуры, различные типы рельефа континентов и дна морей и океанов. Понять эти процессы можно, лишь шаг за шагом восстанавливая их развитие, после чего геологам удается реконструировать историю той или иной территории, того или иного участка земной коры.
Геологические процессы действуют на Земле с момента ее возникновения и не прекращаются в настоящее время. Одни из них совершаются благодаря действию сил. возникающих в глубинах Земли, — это эндогенные процессы; другие же приводятся в действие энергией, получаемой нашей планетой извне, главным образом от Солнца, — экзогенные процессы. К эндогенным процессам относятся вулканические извержения, землетрясения, горообразование, горизонтальные и вертикальные движения земной коры; к экзогенным — деятельность поверхностных и подземных вод, ветра, ледников, организмов и т. п.
Экзогенные процессы приводят к выравниванию неровностей земной коры, созданных эндогенными силами. В результате выветривания, т. е. разрушения горной породы путем воздействия на нее гравитации, ветра, воды и организмов, образуется обломочный материал, который в конечном итоге накапливается во впадинах.
Горы старятся и медленно разрушаются под действием экзогенных сил. Они превращаются в плоскогорья и равнины, которые затем под влиянием эндогенных сил вновь воздымаются и нередко опять становятся высокогорными областями.
На нашей планете идет никогда не прекращающееся противоборство двух начал — эндогенных и экзогенных процессов. Они непрерывно и бесконечно меняют лик Земли. Так было в далеком геологическом прошлом, так будет и в будущем.
Для суждения о геологической деятельности различных факторов недостаточно представления об их возрасте, масштабности и длительности проявления. Необходимо понять их сущность, содержание и направленность. Поэтому огромное значение для дальнейшего развития геологии имели разработка и широкое применение сравнительно-исторического метода, известного под названием метода актуализма. В чем заключается его особенность?
Актуалистическое учение возникло стихийно в борьбе против религиозных представлений в середине XIX в., и впервые этот метод был предложен английским геологом Ч. Лайелем. Сущность его заключается в том, что силы, изменяющие облик Земли в настоящее время, действуют в основном так же, как и в далеком прошлом.
Ветры, дожди, ливни, наводнения, ледники, морские волны, вулканы, землетрясения и другие геологические силы непрерывно изменяют поверхность Земли. Гранитные горы — олицетворение прочности и незыблемости — под действием геологических процессов медленно разрушаются и постепенно превращаются в песок и глину. Обломки горных пород, поступившие в речные русла и на пляжи, на протяжении долгого времени истираются и становятся галькой и валунами. Встречаемые среди напластований гальки и валуны в прошлом были образованы точно так же. Знаки ряби на поверхности пустынных песков или барханы, встречаемые в ископаемом состоянии, образовались, так же как и в настоящее время, под действием ветра в пустынных и полупустынных районах.
Геологические силы, проявляющие себя в течение миллионов и даже сотен миллионов лет, способны проделать гигантскую работу.
пример, река может пропилить гигантский каньон глубиной в несколько сот метров, подобный современному американскому Большому каньону в штате Колорадо, или сделать абсолютно ровной территорию, где некогда располагались горные массивы. Так, Южный Урал и Мугоджары, переходящие в южном направлении в равнины, некогда были высокими горами.
Тщательное изучение современных геологических процессов указывает правильный путь для понимания их деятельности в далеком прошлом Земли. Однако геологи всегда имеют в виду, что эволюция Земли необратима, и нельзя представить, что одни и те же геологические процессы, действовавшие в прошлом и настоящем, могли привести к абсолютно одинаковым результатам. С течением времени изменились состав атмосферы Земли, объем и состав океанических вод, а это не могло не отразиться на ходе и интенсивности геологических процессов.
В настоящее время сравнение образований прошлых геологических эпох с современными выполняется не механически, а с учетом изменений физико-географических условий и процессов, которые происходили на протяжении эволюции Земли.
ГЕОЛОГИЯ И ГОРОДА
На первый взгляд название подзаголовка может вызвать недоумение.
дь все привыкли, что геологи работают вдали от населенных пунктов и только в зимний, камеральный период они обрабатывают свои полевые материалы в городах. Однако в планировании городов, строительстве зданий и инженерных коммуникаций немаловажная роль отводится инженерной геологии. Это сравнительно молодое направление геологии решает важные и актуальные задачи, связанные с жизнедеятельностью человека. Инженерная геология имеет большое народнохозяйственное значение, так как без инженерно-геологических изысканий и обоснований не сооружаются атомные и гидроэлектростанции, транспортные магистрали и трубопроводы, не ведется промышленное и гражданское строительство и освоение сельскохозяйственных угодий. При планировании городов, помимо правильного выбора местности для строительства, большое значение имеет использование и, главное, сохранение природных ландшафтов, выяснение характера грунта и вопросов гидрогеологии, поскольку, кроме проблемы прочности зданий, необходимо решить проблему снабжения населения и промышленных предприятий чистой и технической водой.
Издавна идеальными местами для строительства городов считали широкие поймы рек. Периодического затапливания можно было избежать путем возведения защитных дамб. Но строительство на поймах сопряжено с решением сложных задач. В частности, к ним относятся закладка фундамента на пойменных грунтах, где уровень грунтовых вод довольно высок, строительство вспомогательных гидротехнических сооружений и т. п.
При заложении фундамента зданий в пределах окраин гор и возвышенностей необходимо учитывать устойчивость склонов. Довольно часто на первый взгляд многие склоны кажутся устойчивыми, однако если они подстилаются глинистыми породами, то последние обладают способностью растекаться под нагрузкой. При обильных дождях склоны нередко оползают, что приводит к разрушению зданий.
При проектировании городов обращается внимание на присутствие крутых склонов, сложенных коренными (скальными) породами. С одной стороны, строительство зданий на этих породах увеличивает устойчивость склона, а с другой — возникают дополнительные трудности и затраты в связи с разбивкой городских улиц и городских гидротехнических сооружений — водопроводов и канализационной сети.
Очень большое значение для развития города имеет состав коренных пород. Если это изверженные или крепко сцементированные песчано-гравийные породы, то дело ограничится удорожанием земляных работ. В случае, когда коренные породы слагаются глинистыми сланцами, залегающими под различными углами, возможно проскальзывание отдельных блоков с последующими разрушениями. Однако максимальную опасность представляет строительство зданий над коренными карбонатными породами. При длительном воздействии вод известняки и доломиты выщелачиваются с образованием пустот и каналов. Иногда эти пустоты проявляются на поверхности, но чаще скрыты от глаз наблюдателя. Чтобы фундаменты проектируемых зданий не оказались непосредственно под угрозой, требуется проведение детальных геологических работ с бурением скважин. В ряде случаев для придания устойчивости через пробуренные скважины в пористые и кавернозные карбонатные породы, в толщи песков, гравийников и галечников под давлением закачивается цементный раствор. Растекаясь по пустотам и застывая, он создает как бы твердое бетонное основание под фундаментом.
Большую помощь при планировании населенных пунктов оказывает анализ аэрофотоснимков; они позволяют получить общее представление о геологическом строении района и проверить результаты выборочными наземными наблюдениями. Таким образом осуществляется выбор места строительства в удаленных и малолюдных районах, при проектировании аэропортов и других сооружений. Особенно значительный эффект дает анализ аэрофотоснимков для уточнения строительства в районах многолетней мерзлоты, с детальными наземными проверками во время летних полевых работ.
При изыскательских работах важную роль приобретают инженерно-геологические карты. В отличие от геологических на них показаны тип и специфический характер широко распространенных песков и галечников, легко разбухающих глин, тип грунта, а также глубина залегания и состав коренных пород, предполагаемое место оползания, источники воды, зеркало грунтовых вод и многое другое. Без таких карт нельзя строить населенные пункты.
Планируя развитие существующих и будущих городов и стремясь сохранить окружающую среду в значительной степени нетронутой, мы опираемся на многие научные дисциплины. Сложность городского и регионального планирования обусловливает участие в этом важном деле специалистов разного профиля, в том числе и геологов. Работа инженеров-геологов проходит в тесном контакте с архитекторами и строителями. Но все-таки главная задача геологии заключается в изучении строения и развития Земли, на чем мы и остановимся ниже.
- ← Введение
- Планета Земля →
Источник: collectedpapers.com.ua
геоло́гия
Система наук об истории развития Земли и о её внутреннем строении. Осн. внимание уделяется земной коре: её составу, строению, движению и размещению в ней полезных ископаемых, особенно в верхней части, доступной непосредственному наблюдению. Современная геология подразделяется на ряд наук, направлений и дисциплин; некоторые из них (напр., геофизика, исследующая физические поля планеты ) граничат с другими естественными науками.
Историческая геология изучает процесс формирования Земли – как планеты в целом, так и её оболочек. В свою очередь, включает: стратиграфию, которая устанавливает последовательность образования горных пород, в результате чего строится геохронологическая шкала;палеогеографию (часто её относят к системе географических наук ), которая восстанавливает ландшафты прошлых геологических эпох; обособляется также четвертичная геология, подробно рассматривающая историю четвертичного периода. Пограничной с биологией является палеонтология, восстанавливающая ход эволюции жизни на Земле по остаткам ископаемых организмов и следам их жизнедеятельности.
Вещественный состав земной коры изучают следующие науки: минералогия – наука о происхождении и свойствах минералов; петрография – наука о происхождении и свойствах преимущественно магматических и метаморфических горных пород; литология, посвящённая изучению осадочных горных пород. Пограничной с химией является геохимия – наука о распространении и перемещении химических элементов в земной коре и других оболочках Земли.
Геотектоника занимается общими закономерностями строения земной коры и верхней мантии (литосферы ), происхождением и развитием слагающих их частей (тектонических структур ), а также движением последних, что является прерогативой особого направления науки – геодинамики.
Ряд дисциплин наряду с теоретическими углублённо разрабатывают и практические аспекты геологии, направленные на решение народно-хоз. и экологических задач. К таковым можно отнести: гидрогеологию, изучающую подземные воды; геологию полезных ископаемых, изучающую происхождение и распространение месторождений; инженерную геологию, в чьём ведении находятся свойства грунтов и горных пород, знание которых необходимо при строительстве и иных видах хоз. деятельности. Синтезом геологических знаний по конкретной территории занимается региональная геология. Она широко привлекает данные пограничной с географией науки о рельефе Земли – геоморфологии.
Традиционно геологические исследования опираются на прямые полевые наблюдения, которые затем подвергаются камеральной и лабораторной обработке. Уникальный материал дают буровые работы, особенно на сверхглубоких (более 7 км ) скважинах. Начиная с 1950-х гг. широко используются дистанционные методы, в т. ч. материалы космической съёмки (см. Дистанционное зондирование ). Результаты специализированных и комплексных геологических исследований излагаются в виде карт, схем, профилей и текстовых отчётных материалов. В последние десятилетия широко применяются компьютерные методы обработки и хранения информации.
Истоки геологии уходят в глубокую древность и связаны с наблюдениями античными учёными (Страбон, Плиний и др. ) землетрясений, извержений вулканов и др. природных явлений. В Средние века появляются первые описания и классификации минералов, суждения об истинной природе ископаемых раковин как остатках вымерших организмов и о большой по сравнению с библейскими представлениями длительности истории Земли (Леонардо да Винчи ). Как самостоятельная ветвь естествознания геология начала складываться во 2-й пол. 18 в. и окончательно оформилась в нач. 19 в., что связано с именами А. Вернера, Ч. Геттона, М. В. Ломоносова, У. Смита и других выдающихся учёных. Труды Ч. Лайеля положили начало разработке метода актуализма, позволившего расшифровать события геологического прошлого. В кон. 19 – нач. 20 в. в ведущих странах мира возникают геологические службы, начинаются систематические геолого-съёмочные работы. В России они связаны с именами А. П. Карпинского, Ф. Н. Чернышёва, К. И. Богдановича и др. В это же время теоретические вопросы геологии продолжают разрабатывать Дж. Холл, Дж. Дана, Э. Ог, Э. Зюсс и др. В настоящее время геология превратилась в одно из ведущих естественно-научных направлений, активно развиваемых в большинстве стран мира.
Источник: gufo.me
О геологии знает каждый, несмотря на то, что она является, пожалуй, единственной естественнонаучной дисциплиной, не изучаемой в школьном курсе. Развитие «геологических» знаний сопутствовало развитию человечества на всех этапах его истории. Достаточно вспомнить, что общая периодизация истории основана на характере используемых для производства орудий труда материалов: каменный, бронзовый и железный века. Добыча и совершенствование технологии обработки полезных ископаемых неизбежно связаны с увеличением знаний о свойствах минералов и горных пород, выработкой критериев поиска месторождений и совершенствованием способов их разработки.
Вместе с тем, в понимании, близком к современному, термин «геология» впервые был применен лишь в 1657 году норвежским естествоиспытателем М. П. Эшольтом, а как самостоятельная ветвь естествознания геология начала развиваться только во второй половине 18 века. В это время были разработаны элементарные приёмы наблюдения и описания геологических объектов и процессов, первые методы их изучения, проведена систематизация разрозненных знаний, возникли первые гипотезы. Этот период связан с именами выдающихся учёных А. Броньяра, А. Вернера, Ж. Кювье, Ч. Лайеля, М. Ломоносова, У. Смита и многих других. Геология становится наукой – выработанной в результате деятельности человека взаимосвязанной развивающейся системой знаний о законах мира.
Геология в современном понимании – это развивающаяся система знаний о вещественном составе, строении, происхождении и эволюции геологических тел и размещении полезных ископаемых.
Таким образом, объектами изучения геологии являются:
- состав и строение природных тел и Земли в целом;
- процессы на поверхности и в глубинах Земли;
- история развития планеты;
- размещение полезных ископаемых.
Можно выделить несколько уровней организации минерального («геологического») вещества (в которых тела каждого последующего ранга организации вещества образованы закономерным сочетанием тел предыдущего ранга): минерал — горная порода — геологическая формация — геосфера — планета в целом. «Минимальным» объектом, изучаемым в геологии, выступает минерал (составляющие минералы элементарные частицы и химические элементы рассматриваются в соответствующих разделах физики и химии).
Минералы — природные химические соединения с кристаллической структурой, образовавшиеся в ходе геологических процессов на Земле или внеземных телах. Каждый минерал обладает определённой конституцией – совокупностью кристаллической структуры и химического состава. Изучению минералов посвящена одна из ветвей геологии — минералогия. Минералогия — это наука о составе, свойствах, строении и условиях образования минералов. Это одна из старейших геологических наук, по мере развития которой, от неё отделялись самостоятельные ветви геологических наук.
Горные породы — естественные минеральные агрегаты, образующиеся в глубинах Земли или на её поверхности в ходе различных геологических процессов. По способу образования (генетически) горные породы подразделяются на следующие типы:
- магматические, возникшие за счёт глубинного вещества, находившегося в расплавленном состоянии; иначе говоря, образующиеся в результате кристаллизации огненно-жидкого природного расплава, называемого магмой и лавой;
- осадочные, формирующиеся на поверхности Земли в результате физического и химического разрушений существующих пород, осаждения минералов из водных растворов или в результате жизнедеятельности живых организмов;
- метаморфические, возникшие за счёт преобразования магматических, осадочных или других горных пород под воздействием высоких температур и давлений и сохранившие в процессе преобразования твёрдое состояние и свой химический состав;
- метасоматические, возникшие за счёт преобразования магматических, осадочных или других горных пород, сохранивших в ходе преобразования твёрдое состояние, но утратившие частично или полностью свои исходные минеральный и химический составы;
- мигматитовые, возникшие за счёт преобразования магматических, осадочных или других горных пород в условиях высоких температур и давлений, сопровождающегося их частичным плавлением; эти породы являются продуктами прогрессивно направленных процессов метаморфизма и метасоматоза;
- импактные (или коптогенные), возникшие в следствии импактных событий – падений космических тел; образование импактных пород может быть связано с высоким давлением в ходе удара, частичным или полным плавлением вещества.
В общем виде все горные породы могут быть разделены на возникшие в поверхностных условиях, со свойственным этим условиям сочетанием температур, активности кислорода, воды, органических веществ и иных факторов – это осадочные породы, и породы, образованные под воздействием глубинных процессов, с присущими этим условиям повышенными температурой и давлением, иным химическим составом среды — магматические, метаморфические, метасоматические, мигматитовые; импактные породы, образованные в ходе преобразования существующих пород в условиях высоких давлений и возникающих в ходе взрыва температур, в целом близки ко второй названной группе. Такое разделение определило развитие двух научных направлений, изучающих горные породы. Изучению осадочных пород и современных осадков, их состава, строения, происхождения и закономерностей размещения посвящена наука литология. Изучению, описанию и классификации магматических, метаморфических, метасоматических, мигматитовых и импактных породы, и образованных ими геологических тел посвящена петрография. В ходе развития петрографии из неё выделилась как самостоятельная, но тесно связанная, дисциплина петрология – наука, занимающаяся изучением условий происхождения горных пород и экспериментальным воспроизведением этих условий.
Геологические формации — закономерное сочетание определенных генетических типов горных пород, связанных общностью условий образования.
Геологические формации рассматриваются во многих разделах геологии (петрографии, литологии, геотектонике и др., даже выделяется особое направление — учение о формациях). Учитывая, что выявление формаций, как объектов высокого ранга, возможно лишь при изучении крупных участков земной коры, важная роль в их исследовании отводится региональной геологии. Региональная геология — раздел геологии, занимающийся изучением геологического строения и развития определенных участков земной коры.
Геосферы — концентрические слои (оболочки), образованные веществом Земли. В направлении от периферии к центру Земли расположены атмосфера, гидросфера (образующие внешние геосферы), земная кора, мантия и ядро Земли (внутренние геосферы). Область обитания организмов, включающая нижнюю часть атмосферы, всю гидросферу и верхнюю часть земной коры, называется биосферой.
Важнейшая роль в изучении геосфер, их состава, протекающих в них процессов и их взаимосвязи, отводится геофизике и геохимии. Геофизика — комплекс наук, изучающих физические свойства Земли в целом и физические процессы, происходящие в её твёрдых сферах, а также в жидкой (гидросфера) и газовой (атмосфера) оболочках. Геохимия — наука, изучающая историю химических элементов, законы их распределения и миграции в недрах Земли и на её поверхности. Наука, исследующая глубинные процессы, изменяющие состав и строение твердых оболочек Земли, называется геодинамика. Изучению геологических процессов, протекающих в земной коре и на её поверхности, посвящено ещё одно направление геологии – динамическая геология.
Минералы и горные породы залегают в виде определённых геологических тел. Важными направлением геологии является науки, изучающие формы залегания пород, механизм и причины образования этих форм. Наука, изучающая формы залегания горных пород в земной коре и механизм образования этих форм называется структурная геология (обычно рассматривается как раздел тектоники). Тектоника — наука о строении, движениях и деформациях литосферы и её развитии в связи с развитием Земли в целом.
Геологам приходится иметь дело с толщами горных пород, накопившимися на миллиарды лет. Поэтому ещё одно важнейшее направление включает науки, восстанавливающие по следам, сохранившимся в толщах горных пород, события геологической истории и их последовательность. Геохронология — учение о последовательности формирования и возрасте горных пород. Стратиграфия — раздел геологии, занимающийся изучением последовательности образования и расчленением толщ осадочных, вулканогенно-осадочных и метаморфических пород, слагающих земную кору. Обобщающей дисциплиной этого направления является историческая геология — наука, изучающая геологическое развитие планеты, отдельных геосфер и эволюцию органического мира. Все названные геологические науки тесно связаны с палеонтологией, возникшей и развивающейся на стыке геологии и биологии. Палеонтология – наука, изучающая по ископаемым остаткам организмов и следам их жизнедеятельности историю развития растительного и животного миров прошлых геологических эпох.
Одной из важнейших задач геологии служит открытие месторождений новых полезных ископаемых — минеральных образований земной коры, химический состав и физические свойства которых позволяют эффективно использовать их в сфере материального производства. Скопления полезных ископаемых образуют месторождения. Наука о закономерностях образования и размещения месторождений полезных ископаемых называется металлогения. К полезным ископаемым принадлежат и подземные воды, их изучением занимается гидрогеология. Важная прикладная задача связана с изучением геологических условий строительства различных сооружений, что обусловило формирование ещё одного направления геологии — инженерной геологии.
Многогранность объектов изучаемых геологией превращает её в комплекс взаимосвязанных научных дисциплин. При этом, в большинстве случаев, каждая отдельная дисциплина включает в себя три аспекта: описательный (изучающий свойства объекта, классифицирующий их и пр.), динамический (рассматривающий процессы их образования и изменения) и исторический (рассматривающий эволюцию объектов во времени).
По области использования результатов научные исследования делятся на фундаментальные и прикладные. Цель фундаментальных исследований — открытие новых основополагающих законов природы или способов и средств познания. Цель прикладных — создание новых технологий, технических средств, предметов потребления. Применительно к геологии необходимо отметить следующие практические задачи:
- открытие новых месторождений полезных ископаемых и новых способов их разработки;
- изучение ресурсов подземных вод (также являющихся полезным ископаемым);
- инженерно-геологические задачи, связанные с изучением геологических условий строительства различных сооружений;
- охрана и рациональное использование недр.
Геология имеет тесную связь со многими науками. На приведенном рисунке указаны разделы наук, возникшие в результате взаимодействия геологии со смежными дисциплинами.
В заключение кратко коснёмся особенностей методов геологических исследований. В этом отношении, прежде всего, следует отметить, что в геологии очень тесно связаны теоретические и эмпирические методы. Важнейшим методом геологических исследований является геологическая съёмка — комплекс полевых геологических исследований, производимых с целью составления геологических карт и выявления перспектив территорий в отношении наличия полезных ископаемых. Геологическая съёмка заключается в изучении естественных и искусственных обнажений (выходов на поверхность) горных пород (определение их состава, происхождения, возраста, форм залегания); затем на топографическую карту наносятся границы распространения этих пород с указанием характера их залегания. Анализ полученной геологической карты даёт возможность создания модели строения территории и данных о размещении на ней различных полезных ископаемых.
Источник: popovgeo.sfedu.ru