Що таке геологія?
Геологія це природна наука, що вивчає Землю, матеріали з яких вона складається, структури цих матеріалів і процесів, що діють на них. Важливою частиною геології є вивчення того, як земні матеріали, структури, процеси і організми змінювалися з плином часу.
Що роблять геологи?
Якщо узагальнити, то геологи вирішують наступні завдання:
- прогнозування поведінки систем Землі і всесвіту;
- пошук запасів природних ресурсів, таких як грунтові води, нафта і метали;
- збереження грунтів і підтримання продуктивності сільського господарств;
- розробка природних ресурсів способами, які не шкодять навколишньому середовищу;
- підтримання якості водопостачання;
- скорочення втрат і втрат майна в результаті стихійних лих, таких як виверження вулканів, землетруси, повені, зсуви, урагани і цунамі;
- створення системи геологічного контролю над природним середовищем і прогнозування впливу на неї діяльності людини;
- визначення балансу між потребою суспільства в природних ресурсах і необхідністю підтримки здорових екосистем;
- розуміння глобальних кліматичних моделей.
Що вивчає геологія?
Геологія - наука, яка вивчає тверду Землю, скам'янілості і гірські породи, з яких вона складається, а також всі процеси, що впливають на її формування та зміни з плином часу. Але геологія не обмежується лише Землею - аналіз гірських порід інших планет, супутників або інших небесних тіл також входить в її компетенцію.
На сучасному етапі розвитку геологія охоплює багато географічні науки - гідрологію, метеорологію, кліматології і інші - тому вона вважається однією з основних дисциплін, які вивчають планету.
Геологія намагається пізнати те, що знаходиться на поверхні Землі, але ще й те, що приховано під нею, а також всі процеси, що впливають на цю складну систему. Наука розробляє методи, за допомогою яких можна визначати вік знайдених порід і їх історію. Комбінуючи ці інструменти, геологи можуть вести хронологію геологічної історії Землі в цілому, а також визначати вік нашої планети і всі глобальні зміни, які в ньому відбувалися.
Завдяки геології нам відомі основні рухи тектонічних плит, що відбувалися в процесі еволюції планети, основні ступені розвитку життя і минулі кліматичні зони, що панували на Землі.
Геологи використовують широкий спектр методів для розуміння структури та еволюції планети, включаючи:
- польові роботи;
- опис порід;
- геофізичні методи;
- хімічний аналіз;
- фізичні експерименти;
- математичне моделювання.
З практичної точки зору геологія важлива для розвідки і експлуатації мінеральних і вуглеводневих ресурсів, оцінки водних ресурсів, розуміння природних небезпек, усунення екологічних проблем і надання інформації про минулі зміни клімату. Геологія є основною академічною дисципліною.
Мінералогія
Що таке мінерали?
Мінерал - це тверде хімічна сполука, яку можна зустріти в природі в чистому вигляді. Мінерали часто асоціюються у людей з гірськими породами, так як останні складаються з перших. Породи в свою чергу можуть складатися з одного або декількох мінералів. З'єднання ж, які зустрічаються тільки в живих організмах, до мінералів не належать, хоча є ряд винятків. Так, якщо говорити, наприклад, про мінералах, які є біогенними (кальцит) або органічними (Мелліт), то вони відносяться до мінералів. Ще варто враховувати, що живі організми часто самі виробляють неорганічні матеріали, які часто присутні в породах.
Мінерал має відповідати п'яти вимогам:
- повинен зустрічатися в природі;
- бути неорганічним;
- бути твердим речовиною;
- мати певний хімічний склад;
- Мати впорядковану внутрішню структуру.
В геології і мінералогії термін «мінерал» зазвичай використовується відносно мінеральних часток: кристалічних сполук з досить чітко визначеним хімічним складом і певною кристалічною структурою.
Мінерали без певної кристалічної структури, такі як опал або обсидіан, правильно називаються мінералоідамі, тобто мінералоподобнимі речовинами. Якщо хімічна сполука може зустрічатися в природі з різними кристалічними структурами, кожна структура вважається різним мінеральним видом. Так, наприклад, кварц і стишовит - це два різних мінералу, що складаються з одного і того ж з'єднання - діоксиду кремнію.
Гірські породи
Гірська порода - це природна сукупність мінералів і мінералоподобних речовин, званих мінералоідамі. Коли матеріал твердне або кристалізується з лави або магми - це магматична порода. Далі магматическая може стати осадової, завдяки дії вітру і руйнування. На останньому щаблі порода під впливом тепла і тиску змінює своє мінеральне зміст і стає метаморфічної. Але коло з третього ступеня може піти заново, якщо камінь почне ще раз танути.
Велика частина досліджень в області геології пов'язана з вивченням гірських порід, Тому що саме вони несуть в собі всю історію Землі.
Типи гірських порід
Існує три основних типи:
- магматичні;
- осадові;
- метаморфічні.
Кожна порода в свою чергу має в своїй структурі певні мінерали. Кожен мінерал має певні фізичні властивості, і існує безліч тестів для визначення кожного з них.
Зразки можуть бути перевірені на:
- сяйво: якість світла, відбитого від поверхні мінералу;
- колір: в основному кожен мінерал має характерний колір, на який орієнтуються при діагностиці, але домішки можуть змінити зовнішній вигляд речовини;
- прожилки: виконується царапанием зразка на фарфоровій тарілці. Колір смуги може допомогти назвати мінерал;
- твердість: стійкість мінералу до подряпин;
- схема руйнування: у мінералу може бути тріщина або розщеплення, причому перший варіант - це розрив нерівних поверхонь, а другий - розрив уздовж близько розташованих паралельних площин;
- питома вага: вага певного обсягу мінералу;
- шипіння: потрібно закопувати соляну кислоту в мінерал, щоб перевірити на шипіння;
- магнетизм: використання магніту для перевірки на магнетизм;
- смак: мінерали можуть мати відмітний смак, наприклад, галіт на смак як кухонна сіль;
- запах: у мінералів може бути характерний запах. Наприклад, сірка пахне тухлими яйцями;
Скам'янілості
Скам'янілість це результат процесу скам'яніння органічного матеріалу. Це скам'яніння викликано процесом пермінералізаціі і діагенеза. В результаті органічний матеріал з часом замінюється мінералами. Хорошим прикладом скам'яніння є скам'яніле дерево. При пермінералізаціі вихідна клітинна структура стає скам'янілістю, при діагенезе клітинна структура тіла втрачається.
Будь-який організм, починаючи від бактерій, закінчуючи хребетним, може стати скам'янілістю. Завдяки такому явищу, геологи можуть отримати яскраві свідчення минулого життя на нашій планеті. На основі розкопок і виявлених копалин, вчені змогли вивчити формування життя на мільйони років назад.
Рельєф
Рельєф це особливість земної поверхні, яка є частиною місцевості. Гори, пагорби, плато і рівнини - це чотири основні форми рельєфу. Незначні ж типи включають в себе долини, каньйони, долини і басейни.
Рух тектонічних плит під Землею може впливати і створювати нові форми рельєфу місцевості, піднімаючи гори і створюючи пагорби.Ерозія, викликана водою і вітром, може зношувати землю і створювати такі рельєфи, як долини і каньйони. Обидва процеси відбуваються протягом тривалого періоду часу, іноді такі явища можуть займати мільйони років.
Фактично, річці Колорадо було потрібно 6 мільйонів років, щоб створити Великий Каньйон в американському штаті Арізона. Довжина Великого каньйону складає 446 кілометрів.
Найвищим рельєфом на Землі є гора, гора Еверест, яка знаходиться в Непалі. Вона має висоту 8 850 метрів над рівнем моря. Це частина Гімалаїв, які знаходяться на території кілька країн Азії.
Рельєф також проявляється і під водою у вигляді гірських ланцюгів і басейнів на морському дні. Маріанська западина, найглибша форма рельфа на Землі, вона знаходиться в південній частині Тихого океану.
Геологічні процеси
Геологічні процеси - це динамічні процеси, що впливають на форми рельєфу і в цілому на поверхню Землі. Основними геологічними процесами є:
- вивітрювання;
- ерозія;
- тектоніка плит.
Ці процеси можуть в деяких випадках бути руйнівними, а в інших - конструктивними.
Ерозія
Ерозія являє собою природний процес, який найчастіше відбувається через те, що в одному місці гірські породи і грунт відшарувалися і перемістилися в інше. Таке явище може зношувати і знищувати гори, заповнювати рівнини, створювати і стирати з лиця Землі річки. Але подібні процеси відбуваються протягом багатьох тисяч років. Хоча варто відзначити, що ерозія може бути прискорена діяльністю людини, який своїм діями - землеробством або видобутком корисних копалин - негативно впливає на навколишнє середовище.
Вивітрювання
Вивітрювання - це процес, який знищує існуючий рельєф землі за рахунок впливу вітру і води. Наслідки вивітрювання призводять до руйнування верхніх шарів гірських порід. Деякі з цих процесів є механічними, наприклад - розширення і стиснення, викликані раптовими великими змінами температури, що розтягує силою замерзання води в тріщинах, розщепленням, викликаним корінням рослин, і впливом проточної води. Так, дороги вимагають постійної лагодження восени і навесні, так як потрапила всередину вода може просто руйнувати асфальт - то ж відбувається і з горами.
Тектоніка плит
Тектоніка плит - це одна з теорій вчених щодо форми земного рельєфу. Фахівці припускають, що поверхня Землі складається з 12 рухомих пластин. Деякі з цих плит не відповідають континентальним кордонів, а деякі включають як території континентів, так і океанів. Всі вони різних форм і розмірів і знаходяться в постійному рух і переміщаються від 1,3 до 10 сантиметрів на рік. Тектонічна активність відбувається біля кордонів плит, де вони стикаються один з одним, тим самим породжуючи землетрусу або створюючи гори і пагорби.
Існують різні геологічні процеси, які є вкрай небезпечними для людства:
- виверження вулканів;
- цунамі;
- зміни клімату;
- повені;
- космічні впливу і тд.
Якщо ж вивчати такі явища і зрозуміти їх природу, то можна захистити безліч людей.
Геологічна історія Землі
Геологічна історія Землі - це еволюція континентів, океанів, атмосфери і біосфери. Шари гірських порід на поверхні Землі містять свідоцтва еволюційних процесів, які зазнають ці компоненти земної середовища. І відгомони кожного геологічного процесу залишаються зберігатися в безмірному сховище інформації - гірських породах, які немов підручник відкриті для прочитання і подарують знання того, хто зможе їх прочитати. Завдяки ретельності геологів, ми маємо досить детальне уявлення про історію нашої рідної планети на мільйони років назад.
Роль геології
Як і будь-яка інша наука, геологія створена, щоб робити нові відкриття і дізнаватися набагато більше про навколишній світ.Ця дисципліна розглядає найбільш важливі проблеми сучасного людства - в тому числі і пошуки нових джерел енергії, її раціональне використання, зміна клімату, небезпечні природні явища, вплив людини на навколишнє середовище, зміни навколишнього середовища на людину, управління водними та мінеральними ресурсами.
Вивчаючи ці питання, геологи разом з іншими вченими можуть передбачити майбутнє Землі і вивчати будь-які зміни, які можуть статися. Ключовим прикладом є аналіз зміни клімату і того, як суспільство повинно змінитися, щоб поліпшити майбутнє Землі. Переходячи від викопного палива до геотермальної енергії та іншим поновлюваних джерел, ми можемо скоротити викиди вуглецю і сильно зменшити наслідки глобального потепління.