Вопросы и примерные ответы по предмету «Геология»

(Предметный экзамен 15.01.2009 в 09-00, принимает проф. Шнип о. А., ауд. 521)

Q1) Содержание науки Геология

Геология, как наука, появилась практически сразу после появления человека, и входила в философию. Сам термин геология появился около 200 лет назад.

Геология – это наука о строении Земли, ее составе и развитии, процессами, протекающими в недрах и на поверхности, о формировании и размещении на Земле месторождений полезных ископаемых.

Q2) Значение геологических знаний

Современная геология служит теоретической основой для поисков/разведки/разработки всех видов полезных ископаемых, в практическая геология создает сырьевую базу промышленной индустрии.

Q3) Подразделения науки геология

Геология представляет собой комплекс знаний, в составе которых выделяются следующий науки:

1. Кристаллография – изучает кристаллы

2. Минералогия – изучает минералы

3. Геммология – изучает драгоценные камни

4. Литология – изучает горные породы (осадочные)

5. Петрография – изучает горные породы (магматические)

6. Тектоника – изучает движение земной коры

7. Гидрогеология – изучает воду как ископаемое

8. Стратиграфия – изучает особенности чередования пластов пород в земной коре

9. Палеонтология – изучает остатки живых организмов прошлого для геологических целей.

10. Геология нефти и газа – изучает геологические особенности м/р нефти и газа (их образования и залегания)

11. Геология полезных ископаемых – изучает полезные ископаемые

12. Петрофизика – изучает физические свойства горных пород и минералов

13. Геофизика – изучает физические свойства комплексов пород и минералов в земной коре

Q4) Прямые методы изучения геологических объектов

1. Физические

2. Химические

3. Оптические

и др. методы исследования каменных материалов. При этом выясняют состав, строение, особенности образования и существования этих материалов. Изучаются физические и химические свойства пород и минералов.

Q5) Косвенные методы изучения геологических объектов

Косвенные методы основаны на дистанционном изучении некоторых свойств пород, минералов, полезных ископаемых, залегающих в недрах Земли.

1. Магниторазведка

2. Гравиразведка

3. Сейсморазведка

4. Электроразведка

Q6) Понятие о гравиразведке

Гравиразведка – метод, основанный на изучении силы тяжести на поверхности Земли, или близь поверхности Земли (единица измерения – 1 Гал = 1 м/c²).

Как известно, в среднем на планете g=9,8 м/c². В каждой точке поверхности Земли g имеет своё значение, отличающееся от среднего в 5^ом, 6^ом, 7^ом знаке после запятой. Оно (g) определяется плотностью пород, залегающих в недрах ниже точки наблюдений.

В рамках проведения методов гравиразведки на участках съемки располагают систему гравиметров. Они измеряют значение g. На основе данных вычислений можно построить гравиметрическую карту, на которой могут выделиться положительные и отрицательные аномалии.

Q7) Понятие о магниторазведке

Магниторазведка – метод, основанный на сравнительном дистанционном изучении магнитных свойств веществ Земли. Многие породы и минералы содержат в себе части Fe, и, как следствие, обладают магнитными свойствами. Эти свойства замеряются и устанавливается на поверхности магнетометрами. По результатам замеров составляют магнитометрическую карту, на которой могут выделиться положительные или отрицательные аномалии.

Положительные аномалии могут быть вызваны залегающими в недрах железосодержащими породами.

Q8) Понятие о сейсморазведке

Сейсморазведка – метод, основанный на изучении распространения сейсмических волн в толще Земли. Эти волны вызываются искусственным взрывом и с разной скоростью проходят через разного состава породы. На границах разделов между массивами горных пород они частично преломляются, частично отражаются и возвращаются к поверхности. Здесь их улавливает система сейсмографов. Полученные данные интерпретируются. В результате можно с высокой вероятностью определить состав залегающих под участком съемки пород (состав определяется скоростью прохождения сейсмоволн) и структуру земной коры.

Q9) Понятие об электроразведке

Электроразведка (аналог сейсморазведки) – метод, основанный на изучении проходящих через земное вещество искусственно-возбужденных моделированных электроволн. На земной поверхности такие волны создаются специально и фиксируют вещества с различной удельной электропроводностью.

Эти волны частично отражаются, частично улавливаются специальными приборами. Интерпретация резонансов дает возможность определить структуру земной коры и состав пород под участком съемки.

Q10) Земля как планета

Плутон – не планета. Итого в солнечной системе – 8 планет.

Земля – 3 планета из 8. За ее форму принимают 3^х осный эллипсоид – геоид, поверхность которого на океанах совпадает с поверхностью воды, а на материках с воображаемой поверхностью воды, как если бы сюда продолжались океаны.

Расстояние до Солнца – 149,6 млн. км.

R_{полярный} – 6356,78 км

R_{экваторный} – 6378, 16 км

Площадь поверхности – 510 млн. км².

Объем Земли – 5,08 * 10²⁴ кг.­­­­­­­

t°­ в ядре – 5000-6000 °C

Q11) Геосферы Земли

Геосферы (от греч. гео — «Земля», сфера — «шар») — географические концентрические оболочки (сплошные или прерывистые), из которых состоит планета Земля.

В ыделяются следующие геосферы: атмосфера, гидросфера, литосфера, земная кора, мантия и ядро Земли. Ядро Земли делится на внешнее ядро (жидкое) и центральное — субъядро (твёрдое)

Верхняя оболочка Земли – земная кора, имеет мощность от 5-80 км.

Нижняя граница земной коры и верхняя граница мантии получила название «поверхность Махоровичича».

Земная кора + поверхность Махоровичича + верхняя часть мантии образуют литосферу. Её мощность под континентами составляет примерно 150 км, а под океаном около 90 км.

Сейчас считается, что ядро состоит из Ni и Fe, и верхняя часть ядра находится в расплавленном состоянии, а внутренний слой (около 1250 км.) – твердое железное ядро. Плотность ядра составляет 10 000 кг/м3 (1,7 % массы Земли). Граница между Внешней и внутренней части ядра проходит толщиной около 5 км на расстоянии примерно 1220 км от центра.

Мантия – первичная земная материя, включает в себя свойства жидкости и твердого вещества. Располагается между земной корой и ядром. В мантии протекает процесс дифференциации, когда тяжелые элементы стремятся опуститься в ядро, а легкие (O₂, C и т.д) поднимаются в земную кору.

Верхняя мантия протягивается на глубину до 400 км. В пределах этого слоя, в интервале глубин от 100-120 до 350-400 км под континентами и на глубине от 50-60 до 400 км под океанами, скорость продольных сейсмических волн не возрастает, а скорость поперечных волн - даже падает. Это может указывать на уменьшение вязкости вещества, и, возможно, на его частично расплавленное состояние. Эта зона внутри верхней мантии получила название астеносфера («ослабленная сфера»), в отличие от верхней твердой литосферы. В астеносферном слое располагаются первичные очаги вулканизма и проявляются процессы, приводящие к тектоническим движениям в земной коре.

Средняя мантия охватывает глубины Земли от 400 до 900 км. В этом слое скорости прохождения сейсмических волн резко возрастают (с 8,5 км/с до 11,2 км/с), что указывает на значительное увеличение плотности и вязкости вещества. Этот слой назван слоем Голицына.

Нижняя мантия располагается на глубинах от 670 до 2900 км; здесь скорости сейсмических волн с глубиной возрастают медленно, но тем не менее достигают здесь максимальных для нашей планеты значений: продольная скорость увеличивается до 13,6 км/с, а поперечная - до 7,3 км/с. Полагают, что относительно равномерное нарастание скорости с глубиной связано только с ростом давления и свидетельствует об относительно однородном строении нижней мантии. В низах этого слоя, на глубине 2700-2900 км выделяется переходная оболочка (поверхность Вихерта-Гутенбрега), отличающаяся по свойствам от всей остальной нижней мантии. Здесь отмечается некоторое снижение скорости продольных волн, что, вероятно, связано с переходом к внешнему ядру.

Атмосфера (от. греч. атмос — «пар» и сфера — «шар») — газовая оболочка небесного тела, удерживаемая около него гравитацией.

Гидросфера (от. греч. гидро – «вода» и сфера – «шар») - водная оболочка Земли, совокупность всех её водных запасов.