Тема: «Задачи и методы геологии»
Геология – ( от латинского Geo - земля logos – слово, наука, учение) изучает строение Земли, ее происхождение, формирование и размещение месторождений полезных ископаемых.
Этот термин был введен в 1657 г. ученым Эмольтом.
Геология связана со многими другими дисциплинами: геофизика, география, астрономия.
Дисциплины:
1) петрография (от слов: петро – камень, графа – пишу) – это наука о горных пародах, рассматривает минералы как основную часть горных парод, их происхождение, формы залегания, связь с пародами месторождений полезных ископаемых.
Горные пароды:
- рыхлые
- сцементированные - плотно спаянные агрегаты из отдельных твердых частиц, каждая из которых представляет собой физически и химически однородное тело, то есть минерал.
2) минералогия – изучает минералы, их состав, строение, свойства, условия образования.
3) геохимия – наука о распространении химических элементов в Земной коре.
4) кристаллография – наука о внутреннем строении вещества, о его свойствах, кристаллографических формах.
5) тектоника – изучает отдельные структуры земли, их формирование и развитие в пространстве и времени.
6) геодезия – наука о более точных изменениях на Земной поверхности.
7) стратиграфия – наука, устанавливает хронологическую последовательность образования горных парод в Земной коре.
8) полионтология – наука, изучает ископаемые останки прошлого.
9) ришенальная геология – изучает геологическое строение и историческое развитие отдельных регионов Земного шара.
10) геологическое картирование – изучает методы составления геологических карт.
11) гидрогеология – наука о подземных водах, их происхождении и циркуляции.
12) разведочное дело
13) учение о подземных ископаемых
14) инженерная геология
15) военная геология
16) экологическая геология
17) геология нефти и газа
18) геоморфология (рельеф)
Для того чтобы изучить геологическое развитие Земли существует несколько методов:
- стратиграфический
- поле антологический
- метод актуализма (сущность которого заключается в понимании прошлого по средствам настоящего)
Первые упоминания о геологии можно найти в древних памятниках Месопотамии и Египта (второе-третье тысячелетие до нашей эры). В Китае сохранились рукописи 7-4 тысячелетия до нашей эры, где даны первые описания минералов и горных парод. В 11-13 веке до нашей эры многие восточные ученые занимались описанием минералов: таджикский философ-врачеватель Абу-Ибн-Син (Авирцека), узбек Аль-Бируни, азербайджанский ученый Мухамед Насеридин (Туси). В 1021-1023 годах в «Книге Исцеления» Алицена пытается объяснить процессы пародо образования и предложил первую классификацию минералов и горных парод. В 1048 Альберти в своей «Книге Сводок для познавания драгоценностей» описал более 100 минералов и горных парод. Польский астролог Н. Коперник доказал гелиоцентрическое строение солнечной системы.
В 18 веке появилось два направления:
- нептунизм.
- плутонизм
Нептунисты: все живое возникло из воды (Фалес)
Плутонисты: все возникло от огня (Аристотель)
Дарвин занимался изучением эволюции органического мира.
Лайель – выделил два процесса (экзогенный и эндогенный)
При Петре I был создан «Приказ Рудовых дел», который в 1719-ом был переименован в «Берг коллегию».
В 1725 году в Петербурге была основана Академия Наук.
Стали широко известны труды Ломоносова:
- «основание металлургии или рудных дел» (1741)
- «слово о рождении минералов от трясения Земли» (1757)
- «о слоях Земляных» (1763)
С конца 18 века началась геологическая съемка.
В России в 20-е, 30-е годы 19 века начали проводиться исследования по стратиграфии и поле антологии.
В 1882 году был создан «геологический комитет».
В настоящее время геологическими исследованиями занимается Академия Наук.
Еще в 50-ые годы до нашей эры Пифагор пришел к выводу о шарообразности Земли. В 17 веке Ньютон открыл «закон всемирного тяготения».
Следовательно стало очевидным, что планета, которая находится во вращении должна получить сжатие у полюсов и растяжение у экватора, то есть приобрести форму близкая к эллипсоиду.
Эллипсоид = сфероид= эллипсоид вращения = сфероид Красовского.
Геоид – тело ограниченное основной уровневой поверхностью.
Сфероид, ориентированный в теле геоида будет называться – референец эллипсоид (используется в геодезии).
В 1924 году были приняты постоянные величины Земли:
Радиус полярный – 6,356 км.
Радиус экваториальный – 3,378 км.
Радиус средний – 6,371 км.
Рельеф.
Под рельефом Земли понимают все неровности каменной оболочки. На картах рельеф изображается изогипсами. Отметки могут быть относительными и абсолютными. Абсолютная отметка отличается от нулевого уровня океана. Относительные отметки отсчитываются от любой другой горизонтальной поверхности плоскости по отношению к нулевой. Крупные выпуклости обычно располагаются по краям континента, а низкие расположены в центре.
Гравитационное поле Земли.
Сила тяжести, обусловливающая вес тел, всегда направлена перпендикулярно к поверхности геоида. Над океанами сила тяжести всегда больше, чем над континентом. Над континентом, на фоне пологого убывания силы тяжести, присутствуют участки оптимального возрастания и убывания силы тяжести. Они называются положительными и отрицательными гравитационными аномалиями.
Положительная аномалия – свидетельствует о более плотных горных пародах, связанных с рудообразованием.
Отрицательная аномалия – свидетельствует о более легких пародах (часто указывает на нефть и газ).
Температура Земли.
У поверхности Земли температурный режим определяется двумя факторами: солнечным теплом и собственным теплом планеты.
Солнечные лучи проникают на глубину 8 – 30 метров. Ниже этой границы расположен пояс постоянной температуры.
Геотермическая ступень - количество метров, на которое нудно погрузится ниже пояса постоянной температуры, чтобы получить прирост в 1 градус. Среднее ее значение – 33 метра.
Геотермический градиент – это величина возрастания температуры при погружении в Землю на каждые 100 метров (измеряется в градусах).
Магнетическое поле Земли.
Земля представляет собой магнит, полюса которого не совпадают с географическими полюсами. Северный магнитный полюс расположен на полуострове Беотия (Сев. Канада). Южный на меридиане Новой Зеландии у северо-восточной оконечности Земли Виктории. Линия, вдоль которой становится магнитная стрелка – магнитный меридиан.
Плотность Земли.
Очень просто определить плотность горных парод, которые находятся на поверхности Земли.
Нефть – 0,7 гр./см3
Торф – 1,5 гр./см3
Вода морская – 1,8 гр./см3
Антрацит – 1,4 гр./см3
Каменная соль – 2,3 гр./см3
Глина – 2,4 гр./см3
Пещаник – 2,6 гр./см3
Гранит – 2,6 гр./см3
Базальт – 2,9 гр./см3
Габбро - 3 гр./см3
Средняя плотность Земли 5,52 гр./см3.
Плотность ядра – 11 гр./см3.
Химический состав Земли.
Изучен до глубины 15 – 20 км. Впервые изучением химического состава Земли занялся Клерк Ферсман. Число Клерка показывает процентное распространение элементов в Земной коре.
Кислород – 50%
Кремний – 25%
Алюминий – 7%
Железо – 4%
Кальций – 2%
Натрий – 2%
Калий – 2%
Магний – 2,5%
Прочее – 2,76%
На первые восемь элементов приходится 97,24%.
С глубиной химический состав Земли меняется и возрастает роль тяжелых металлов (Fe, Mg, Ni, Hg).
Строение Земли.
Внутренние сферы Земли:
1) Ядро
- внутреннее ядро
- внешняя
1) Мантия
- D
- C
- B
2) Земная кора.
- базальт
- гранит
- осадочные пароды
Внешние сферы Земли:
1) гидросфера
2) биосфера
3) атмосфера
- тропосфера
- стратосфера
- мезосфера
- ионосфера
- экзосфера
Внутренние сферы Земли
Земная кора.
Осадочный слой сложен из рыхлых горных парод с небольшой плотностью, мощность осадочного слоя – 10-15 километров.
Гранитный слой сложен магматическими и метаморфическими горными пародами. Богатые алюминием и кремнеземом, местами гранитный слой может отсутствовать (на дне Тихого океана его нет). Мощность – 40-60 км. Температура у нижней границы слоя 1000 С. Давление 10000 атмосфер. Сейсмические волны проходят через данный слой со скоростью 6 км/с.
Базальтовый слой присутствует везде в основе Земной коры. Мощность 5-30 км. Вещество, слагающее данный слой менее богато кремнеземом, чем гранитный. Плотность 3,3 гр./см3. Скорость прохождения сейсмических волн 7 км/с.
Граница, отделяющая базальтовый слой от гранитного называется границей Мохоровича, граница Мохо, граница М.
Мантия.
Очень мощная геосфера, занимающая пространство от 8-80 км до 2900 км. По своему составу мантия неоднородна:
В (верхняя мантия) слагается в основном из магнезиальных силикатов (алев ин).
С (средняя мантия) в этом слое вещество находится в твердом состоянии, плотность 4,6 гр./см3. Давление 246000 атмосфер.
D (нижняя мантия) примерно однородна по составу (оксиды железа, магния, в меньшей степени алюминия и титана), граница между мантией и ядром отбивается довольно четко на глубине 2900 км.
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5
