Чем занимается наука геология

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

Геология: путешествие к науке земли

Исторические науки, или исторические дисциплины – это науки, которые, можно сказать, находясь в настоящем, пытаются заглянуть в прошлое, чтобы предугадать будущее. Построенные где-то на статистических данных, где-то – на свидетельствах авторитетных очевидцев, а где-то – даже на откровенно неубедительных предположениях. Так или иначе, данный раздел наук пестрит в двадцать первом веке гораздо большим количеством тайн, чем, скажем, математика, львиную долю которой человечество успешно «впитало» еще в Древней Греции.

Однако, это не отменяет факта, что такие науки, а также само стремление докопаться до их сути, являются исключительно важными и полезными для человечества. Одной из таких наук и есть наука геологии.

Геология – это дисциплина, повествующая о процессах развития нашего «космического домика», нашей планеты. А также о ее структуре и составе.

Происхождение термина

Изначально определением геологии обозначался антипод теологии. Так, если теология была посвящена неосязаемому и духовному, то геология была материалистической наукой о земном. В своем труде “Philobiblon” епископ Р. де Бьюри употребил слово «геология» именно в таком значении. Дело было в XV веке нашей эры.

Согласно исторических данных, окончательно и бесповоротно нынешнее значение понятия в 1779 г. укоренил Орас Бенедикт де Соссюр. Также в XVIII столетии в обиход вошли еще два названия для нынешней науки о Земле – геогностика и геогнозия. Однако, к окончанию XIX столетия эти два названия также сошли на нет, оставив науке о земных недрах то имя, которое нам хорошо знакомо по сей день.

Три ветви геологии

Геология, как наука, делится на три основных ответвления. Динамическая, историческая и описательная геологии.

Динамическая – исходя из названия, анализирует и изучает динамику нашей планеты:

Дочерние науки геологии

Геология создала в своих пределах целый конгломерат прикладных, вспомогательных наук, которые более узко рассматривают конкретные вопросы общей геологии. Рассмотрим самые популярные из этого списка.

Науки динамической геологии:

Науки описательной геологии:

Также существуют прикладные дисциплины, имеющие ярко выраженное практическое применение:

Упомянем также науки, появившиеся на стыке геологии с другими дисциплинами. Так образовались геобаротермометрия (температуры и давления для образования горных пород), геофизика (Земля со своими физическими свойствами), геохимия (состав Земли в виде набора химических элементов), геохронология (определение возраста геологических объектов).

Геохронология является действительно интересной наукой. Именно благодаря ей, а также радиоактивным атомам урана, ученые в своих лабораториях могут определять возраст не только геологических пород, но и других находок.

Основные задачи и принципы геологии

Первостепенной задачей геологии, как науки, является, несомненно, составление хронологически правильного порядка геологических событий. Генезис Земли начиная со времен, что были 4.5 миллиарда лет назад и по сей день.

Учитывая, что геология – все-таки гуманитарная наука, а не точная, принципы геологии часто опираются на знания (наблюдения), полученные опытным путем, метод аналогии:

Применение и важность геологии

Итак, насколько же полезна для человечества эта естественная наука геология? Мы можем сказать, что крайне полезна. Изучение геологии и анализ данных о Земле с ее помощью способствует обнаружению важнейших ресурсов для каждой страны – полезных ископаемых. Ведь геология помогает даже с высокой точностью предположить, в каких регионах какие ископаемые следует искать! Все нынешние крупные месторождения ископаемых во время своего открытия не обошлись бы без участия адептов геологии. Потому, для нормального функционирования экономики любой страны – развитие геологии просто жизненно необходимо.

Еще, учитывая актуальную в 21 веке тему глобального потепления, геологи, занимающиеся вечными мерзлотами, а также изучающие Северный полюс, могут однажды пролить свет на способы устранения данной проблемы или хотя бы минимизации ущерба.

Геохронология, в свою очередь, может помочь с изучением нашего прошлого, с установлением точных дат тех или иных событий. Это более полезно для углубленного изучения истории.

Тектоника и сейсмология, при должном уровне развития, потенциально способны в будущем предсказывать наступающие землетрясения еще до их начала. А это – очень важный факт, который напрямую влияет на сохранность человеческих жизней и людского имущества.

Вулканология, как и тектоника, важна хотя бы уже из соображений безопасности. Существует очень много стран, для которых извержения вулканов даже сейчас представляют огромную проблему.

Ну и, на перспективу. Космическая геология, космология и планетология занимаются анализом геологического состава планет Солнечной системы. Так или иначе, однажды человечество достигнет того уровня развития, при котором добыча полезных ископаемых будет производиться и на соседних планетах. Потому, данные дисциплины, изучающие, из чего же состоят наши «соседи» по планетной системе и их спутники, подготавливают нам плацдарм для освоения ресурсов и пространств уже за пределами Земли.

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

Геология это наука, изучающая состав, строение и закономерности развития Земли. Ее суть состоит в рассмотрении состава и структуры литосферы, геологических процессов различными методами с использованием способов и данных прочих дисциплин.

История науки

Существуют различные мнения о времени появления геологии как науки.

В любом случае первые наблюдения, которые можно отнести к динамической геологии, велись еще в античные времена такими учеными, как Аристотель, Пифагор, Страбон, Плиний Старший. В их работах содержится информация о катастрофических геологических процессах (землетрясениях и извержениях вулканов), а также явлениях выветривания (размывание гор) и геоморфологических процессах (изменение береговых линий).

Первые минералогические наблюдения, а именно описания минералов и классификации геологических тел содержатся в работах Аль-Бируни и Ибн-Сины X – XI веков.

Существует мнение, что современная геология появилась в средние века в исламском мире.

В эпоху возрождения основные открытия в данной сфере были совершены в Европе. В эти времена геологическими исследованиями занимались Джироламо Фракасторо и Леонардо да Винчи. Ими были сделаны предположения о большем возрасте Земли, чем данный в христианских источниках, и о том, что ископаемые раковины являются останками организмов. Нильс Стенсен сформулировал три основных принципа стратиграфии, Георгием Агриколой были заложены основы минералогии.

В конце XVII века, благодаря предложению Мартина Листера, появились первые геологические карты и геологическая съемка.

На рубеже XVII и XVIII веков была сформулирована общая теория Земли (дилювианизм), предполагающая формирование осадочных пород и окаменелостей в результате всемирного потопа.

Во второй половине XVIII века значительно возросли потребности в ресурсах. Это способствовало усиленному изучению недр, в результате чего были накоплены данные о условиях залегания горных пород и их описания, а также разработаны новые методы изучения. Одним из наиболее известных ученых тех времен является Джеймс Хаттон, создавший «Теорию Земли». Он предположил, что возраст планеты значительно больше, чем думали ранее. Его же считают первым современным геологом. Появились две теории формирования горных пород: плутоническая (вулканическое) и неплутоническая (осадочная). В тот же период в России геологическими исследованиями занимался Ломоносов.

В XVIII – XIX вв. в России появились первые геологические карты.

Основным вопросом геологии XIX века являлся возраст Земли. В 1881 г. на 2-м Международном геологическом конгрессе была принята современная стратиграфическая шкала.

В XX в. для установления возраста планеты стали использовать радиометрическое датирование.

Геология в СССР

В СССР потребность в развитии геологических знаний возникла сразу же после образования государства, так как была начата индустриализация, что требовало минерально-сырьевую базу. Поэтому начали изучать месторождения угля и углеводородов, а в 20 гг. были открыты месторождения калийных солей, апатитов и нефелинов, меди. В те же времена создали первую геологическую карту СССР.

В 1930 г. было создано Главное геологическое управление. Геологический комитет, осуществлявший руководство всеми работами, преобразовали в Центральный научно-исследовательский геологоразведочный институт, а затем во Всесоюзный геологический институт.

В результате проведенных работ к 1940 г. более 65% территории было геологически картографировано, Урал стал промышленно-сырьевой базой, в Башкирии и Поволжье открыли углеводородные месторождения, значительно изменились Сибирь, Кавказ, Дальний Восток, Средняя Азия, Украина и прочие районы.

В военные годы наиболее интенсивно велось геологическое изучение Казахстана под руководством К.И. Сатпаева: были открыты месторождения марганца и хрома, получила развитие редкометалльная промышленность.

В 1946 г. основали Министерство геологии СССР. Кроме того, появились новые методы исследования земной коры: аэрофотосъемка, геофизические, бурение опорных скважин. С их применением открыли месторождения цветных и редких металлов, бокситов, угля, железных руд и углеводородов в Казахстане, коксующихся углей, алмазов и железных руд в Якутии, бокситов и углеводородов в Сибири и др.

К 1967 г. вся территория СССР была геологически картографирована, разведали более 15 тыс. месторождений.

Министры геологии в СССР

Современная геология

Из данного выше определения геологии легко понять объекты изучения данной науки. Во-первых, это строение и состав природных тел и Земли, во-вторых, процессы в глубинах и на поверхности планеты, в-третьих, история ее развития, полезные ископаемые.

Изучение производится в соответствии с системой уровней организации минерального вещества: минерал, горная порода, геологическая формация, геосфера, планета.

Задачи геологии можно подразделить на фундаментальные и прикладные.

Первые следуют из определения науки. То есть это изучение строения, состава и закономерностей развития планеты. Прикладные задачи данной науки следующие: поиск различных полезных ископаемых и разработка методов их добычи, изучение геологических условий для возведения сооружений, охрана недр и рациональное их использование.

Геология характеризуется тесной связью эмпирических и теоретических методов. Основной из них — геологическая съемка. Состоит в изучении обнажений горных пород и картографировании. Многие методы заимствованы из смежных наук.

Работа геолога

Учебный план по данной специальности включает много инженерных дисциплин, а также математики и географии. Естественно основу составляет геология и смежные науки, такие как минералогия, геотектоника, петрография и т. д. Среди многих прочих специальностей геология обычно отличается полевой практикой в отдаленных районах.

Профессия геолога весьма востребована в России, учитывая ее ресурсный потенциал. Данные специалисты работают в основном в добывающей сфере. Полевая работа считается весьма сложной, учитывая что многие ресурсы разрабатываются на крайнем севере, где рабочие присутствуют вахтовым методом. Хотя существуют варианты лабораторных и камеральных работ: инженерно-геологические изыскания, 3D-моделирование, документальная работа и т. д.

Геологические науки

В настоящее время под геологией понимают не только конкретную науку, но и также раздел знаний, объединяющий множество наук о Земле. Их можно классифицировать по объекту исследования.

О земной коре:

О геологических процессах:

О геологической истории:

Прикладные:

Отдельно можно выделить такие науки, как геохимия и геофизика. Первая исследует химический состав планеты, процессы перемещения химических элементов в ее сферах, вторая рассматривает физические особенности Земли.

Заключение

Геология является одной из естественнонаучных дисциплин. Первые наблюдения велись в античные времена, а современная наука, по различным мнениям, начала формироваться в средние века, либо к XVIII в. В СССР геология получила интенсивное развитие сразу после создания государства.

В настоящее время данная наука имеет очень большое прикладное значение, так как обеспечивает ресурсами человечество. Поэтому эта специальность весьма востребована, в том числе и в России, учитывая ее ресурсный потенциал. Ввиду множества аспектов изучения строения, состава, развития Земли и процессов, происходящих в ней, а также большого количества используемых для этого методов и данных геология имеет много смежных дисциплин.

Источник