ПОЧВА лесники ответы / Vopros_1

Вопрос 1

Геология (в переводе с греческого означает Ge – Земля, logos – учение, т.е. наука о Земле) наука, изучающая историю, строение и состав твёрдой земной коры и мантии, и процессы, происходящие в земной коре и на поверхности Земли. Наиболее доступной непосредственному изучению является только земная кора или литосфера (litos – камень; sphera – шар).

Геология как самостоятельная наука:

- выясняет последовательность, в которой отлагались пласты земной коры;

- устанавливает их возраст;

- определяет состав горных пород и условия их образования;

- изучает, какие изменения происходят с горными породами на протяжении истории Земли;

- какие животные и растения населяли нашу планету в минувшие эпохи;

- восстанавливает климаты и ландшафты прошлого;

- изучает возникновение и перемещение континентов и морей;

- открывает залежи полезных ископаемых;

- устанавливает процессы их образования;

- рекомендует методы открытия новых месторождений;

- обнаруживает подземные воды;

- исследует морское дно, вулканы и древние оледенения и т.д.

В настоящее время перед науками геологического цикла поставлены следующие задачи:

1) осмыслить процессы, приводящие к образованию многих видов почв, горных пород, полезных ископаемых;

2) повысить точность прогнозов стихийных бедствий – землетрясений, пыльных бурь, ураганов, снежных лавин;

3) разработать научные методы предотвращения негативных явлений – подтопление, опустынивание и засоление земель, загрязнение ландшафтов, эрозии;

4) участвовать в разработке программы экологической безопасности страны с использованием геоинформационных систем.

Для изучения строения и состава Земли в геологии используются различные методы исследований: прямые – непосредственные (визуальный осмотр, анализ проб образцов пород, газов, вод) и косвенные, основанные на применении довольно сложных приборов. Огромную роль в изучении строения Земли играет космическая информация (спутниковые наблюдения, наблюдения специальными самолётами, вертолётами). Для изучения поверхности Земли, дна океана, планет Солнечной системы широко применяют методы дистанционного зондирования (аэрокосмосъёмка).

Прямые методы в геологии основаны на исследовании горных пород в естественных выходах на поверхность. Это обнажения в долинах рек, искусственные горные выработки (скважины, карьеры, шахты, рудники, буровые скважины).

Косвенные методы применяют для изучения внутренних, глубоких частей Земли, в первую очередь – это геофизические методы, основанные на изучении скорости распространения сейсмических волн.

Поскольку методы моделирования и эксперимента очень трудно применимы, в геологии наиболее распространён метод актуализма, основанный на том, что путём изучения настоящего понимают сущность прошлого. Наблюдение и изучение современных физических, химических и геологических процессов позволяет судить о процессах и физико-географических условиях прошлого. Однако, переносить механически современные условия на прошлое, не учитывая эволюции Земли нельзя, так как климат, состав атмосферы, солёность морей, органический мир постоянно изменялись.

Материалом для восстановления последовательности развития земной коры и жизни на ней от древнейшего состояния до современного служат:

1) ископаемые остатки различных животных и растительных организмов, сохранившиеся в породах в виде окаменелостей;

2) горные породы и условия их взаиморасположения по глубине и площади;

3) геологические процессы, протекающие на поверхности и в глубоких недрах платформ и геосинклиналей.

Определение возраста слоёв горных пород по их залеганию относительно друг друга проводится стратиграфическим методом. В серии ненарушенных осадочных горных пород, залегающих пластами, слоями с небольшим уклоном, всякий вышележащий пласт, слой будет моложе нижележащего.

В условиях совместного залегания магматических и осадочных пород в одних и тех же обнажениях относительный возраст первых можно определить по характеру контакта и взаимоотношениям этих пород друг с другом. Если магматические породы внедряются в горизонтально залегающие осадочные, содержащие ископаемые остатки фауны и флоры, то интрузия произошла после отложения осадочных пород с органическими остатками, и, соответственно, магматические породы более молодые. Если интрузии покрываются морскими осадочными толщами, то такие свиты отложений образовались позже и являются более молодыми.

В геологическом обнажении серий разновозрастных магматических пород любая жила секущая гранитный батолит всегда более молодая, чем пересекаемый ею массив.

На основе изучения осадочных толщ геологи и биологи установили, что остатки определённых форм животных и растительных организмов приурочены только к определённым слоям и отсутствуют в других. Изучение различных остатков организмов в пластах осадочных пород позволяет определить их относительный возраст. Метод определения возраста горных пород по остаткам животных и растительных организмов называется палеонтологическим.

Для определения абсолютного возраста горных пород и минералов используют методику, основанную на скорости отложений осадков. Суть методики заключается в том, что по средней мощности осадочного чехла земной коры, накопившегося за всю историю Земли, и средней скорости накопления современных осадков в дельтах рек ориентировочно определили возраст толщ осадочных пород. Было прослежено, что в дельтах рек слой осадков толщиной 1мм откладывается в течение 3…10 лет, а на дне океанов скорость накопления осадков – 0,1-0,01мм в год. Для накопления осадочного чехла Земли, не испытавшего размыва, мощностью 100 км требуется от 1 до 100 млн. лет.

Для определения возраста ленточных глин используют геохронологический метод (метод Де-Геера). Он основан на подсчёте скорости отложения годичных лент в ленточных глинах озёрно-ледникового происхождения или в озёрных илах. Он более точен, но применим только на территориях, испытавших материковое оледенение.

Бурение глубоких и сверхглубоких скважин (4-6 км…12км) на суше и на море, большое распространение применения сейсмических методов в сочетании со старым методом актуализма позволили геологам обобщить научные исследования и перейти от качественной расшифровки явлений и процессов к количественным определениям свойств вещества планеты.

Применение рентгеноскопического метода спектрального анализа позволяет провести исследование состава и свойств минералов и горных пород. С помощью микроскопического метода с использованием электронных микроскопов изучают структуру, сложение и строение минералов и горных пород.

Изотопный метод позволяет определить возраст образующихся пород.

Применение геофизических методов (магнитометрия, гравиметрия, элекрометрия, сейсмометрия, радиометрия) позволяет изучить явления магнетизма, массу Земли, её инерцию, а информация о взрывах позволяет судить о внутреннем строении Земли.

Метод геологической съёмки позволяет изучать минералы, их ассоциации, распространение.

Метод распределения сил тяжести на поверхности Земли позволяет познать состав глубин.

Освоение космоса позволило резко расширить сферу исследований Земли ввысь – изучение космического пространства; вглубь – изучение процессов, протекающих в глубоких слоях земной коры и верхней мантии; вширь – вовлечение в геологическое построение областей морского дна – и особенно во времени – изучение ранних периодов истории развития Земли.

Исследования конца ХХ века:

- освоение космоса – космология, космохимия, физика, солнечная энергетика, биология (строение клетки, белка, гена и т.д.);

- исследование верхних слоёв атмосферы и дна Мирового океана;

- по геохимии изотопов – уточнён состав почв земной коры, метеоритов, ближних планет, разрабатываются новые методы определения абсолютного возраста геологических формаций – руд, и почв;

- методы безотходных технологий при использовании минерального сырья.

Геология – обобщающая дисциплина естественно-исторического цикла. В результате успешного развития геологии, совершенствования методов геологического исследования и огромного накопления сведений о Земле из неё выделились самостоятельные науки:

историческая геология – изучает изменение земной коры во времени и пространстве и устанавливает связь развития органического мира с развитием всей земной коры;

минералогия – изучает физико-химические свойства минералов и процессы, связанные с их образованием в земной коре;

петрография – наука, рассматривающая минеральный состав и строение рыхлых и твёрдых горных пород, естественных закономерностей скопления минералов, слагающих кору, формы их залегания, происхождение и распространение;

динамическая геология – рассматривает геологические процессы (вулканизм, землетрясения, деятельность морей, рек) и методы восстановления в историческом прошлом Земли;

гидрогеология – наука о подземных водах, их происхождении, истории, составе и режиме, распределении в земной коре и их химической и механической деятельности;

геохимия – изучает химический состав коры, законы распределения и перемещения химических элементов и их изотопов, влияние на них различных термодинамических и физико-химических условий;

почвоведение – рассматривает самые поверхностные слои земной коры, обладающие плодородием – почвы;

палеонтология – изучает животный и растительный мир, существовавший на Земле в течение прошедших геологических периодов и сохранившийся в виде ископаемых остатков;

геология четвертичного периода – изучает историю развития Земли в четвертичный период, когда образовались самые молодые и поверхностные отложения, служащие основой для сельскохозяйственной и инженерной деятельности человека;

геоморфология – изучает происхождение, распространение и закономерности образования земной поверхности (рельеф);

геотектоника – наука о движениях и деформациях коры и взаимоотношениях горных пород в процессе развития Земли и её внешней оболочки – коры;

инженерная геология – наука, изучающая грунты и геологические и инженерно-геологические процессы, влияющие на условия строительства и эксплуатацию сооружений;

геофизика – новая отрасль геологии, применяющая физические методы для изучения земного шара в целом, а также земной коры, гидросферы и атмосферы. Геофизические методы используются при поиске полезных ископаемых, прогнозе погоды, при изучении землетрясений и магматизма, выяснении вопросов происхождения Земли и Вселенной, в ракетной технике.

металлогения – отрасль геологии, изучающая закономерности образования, распространения и изменения месторождений рудных полезных ископаемых в коре;

геохронология – изучает возраст геологических образований;

палеография и палеоклиматология – занимается реконструкцией древних географических обстановок;

математическая геология – использует математические методы в геологии;

астрогеология или планетарная геология – изучает геологическую эволюцию Земли как небесного тела и выясняет геологическое строение других планет Солнечной системы.