Геология — наука о Земле. Общие сведения о геологии и её важнейших разделах

Учебник геогнозии

Исторически параллельно использовался термин геогнозия (или геогностика). Это название для науки o минералах, рудах, и горных породах было предложено немецкими учёными Г. Фюкселем (в 1761) и A. Г. Bернером (в1780). Им обозначили практические области геологии, изучавшие объекты, которые можно было наблюдать на поверхности, в отличие от чисто теоретической в то время геологии, которая занималась происхождением и историей Земли, её внутренним строением. Термин геогнозия использовался в западной литературе до второй половины XIX века.

В России термин геогнозия сохранялся до конца XIX века в названиях дисциплин и званий: «доктор минералогии и геогнозии» или «профессор минералогии и геогнозии». Например, В. В. Докучаев в 1883 году получил учёную степень доктора минералогии и геогнозии.

В 1840-х годах «Геология и геогнозия» были тематическим разделом в Горном журнале

В художественной литературе слова геолог и геология были напечатаны в 1862 году в романе И. С. Тургенева -- Отцы и дети.

РАЗДЕЛЫ ГЕОЛОГИИ

Основные направления геологических исследований.

Инструменты геолога:

1. Описательная -- занимается изучением размещения и состава геологических тел, в том числе их форма, размер, взаимоотношение, последовательность залегания, а также описанием различныхминералов и горных пород.
2. Динамическая -- рассматривает эволюцию геологических процессов, таких как разрушение горных пород, перенос их ветром, ледниками, наземными или подземными водами, накопление осадков (внешние по отношению к земной коре) или движение земной коры, землетрясения, извержения вулканов (внутренние).
3. Историческая геология -- занимается изучением последовательности геологических процессов прошлого.

Геологические дисциплины работают во всех трёх направлениях геологии и точного деления на группы не существует. Новые дисциплины появляются на стыке геологии с другими областями знаний. В БСЭ приводится следующая классификация: науки о земной коре, науки о современных геологических процессах, науки о исторической последовательности геологических процессов, прикладные дисциплины, а также региональная геология

Науки о земной коре

геологический исследование земной кора

Объекты минералогии:

· Минералогия -- раздел геологии, изучающий минералы, вопросы их генезиса, квалификации. Изучением пород, образованных в процессах, связанных с атмосферой, биосферой и гидросферой Земли, занимается литология. Эти породы не совсем точно называются ещё осадочными горными породами. Многолетнемёрзлые горные породы приобретают ряд характерных свойств и особенностей, изучением которых занимается геокриология.
· Петрография (Петрология) -- раздел геологии, изучающий магматические, метаморфические и осадочные горные породы -- их описание, происхождение, состав, текстурно-структурные особенности, а также классификацию.
· Структурная геология -- раздел геологии, изучающий формы залегания геологических тел и нарушения земной коры.
· Кристаллография -- первоначально одно из направлений минералогии, в настоящее время скорее физическая дисциплина.

Науки о современных геологических процессах

Вулканология изучает вулканы.

Или динамическая геология:

· Тектоника -- раздел геологии, изучающий движение земной коры (геотектоника, неотектоника и экспериментальная тектоника).
· Вулканология -- раздел геологии, изучающий вулканизм.
· Сейсмология -- раздел геологии, изучающий геологические процессы при землетрясениях, сейсморайонирование.
· Геокриология -- раздел геологии, изучающий многолетнемёрзлые породы.
· Петрология (Петрография) -- раздел геологии, изучающий генезис и условия происхождения магматических и метаморфических горных пород.

Науки о исторической последовательности геологических процессов

Ископаемые останки изучает палеонтология

Геологические пласты изучает стратиграфия

Или историческая геология:

· Историческая геология -- отрасль геологии, изучающая данные о последовательности важнейших событий в истории Земли. Все геологические науки в той или иной степени имеют исторический характер, рассматривают существующие образования в историческом аспекте и занимаются в первую очередь выяснением истории формирования современных структур. История Земли делится на два крупнейших этапа -- эона, по появлению организмов с твёрдыми частями, оставляющих следы в осадочных породах и позволяющих по данным палеонтологии провести определение относительного геологического возраста. С появлением ископаемых на Земле начался фанерозой -- время открытой жизни, а до этого был криптозой или докембрий -- время скрытой жизни. Геология докембрия выделяется в особую дисциплину, так как занимается изучением специфических, часто сильно и многократно метаморфизованных комплексов и имеет особые методы исследования.
· Палеонтология изучает древние формы жизни и занимается описанием ископаемых останков, а также следов жизнедеятельности организмов.
· Стратиграфия -- наука об определении относительного геологического возраста осадочных горных пород, расчленении толщ пород и корреляции различных геологических образований. Одним из основных источников данных для стратиграфии является палеонтологические определения.

Прикладные дисциплины

· Геология полезных ископаемых изучает типы месторождений, методы их поисков и разведки. Делится на геологию нефти газа, геологию угля, металлогению.
· Гидрогеология -- раздел геологии, изучающий подземные воды.
· Инженерная геология -- раздел геологии, изучающий взаимодействия геологической среды и инженерных сооружений.

Прочие разделы геологии

В основном они связаны со смежными науками:

· Геохимия -- раздел геологии, изучающий химический состав Земли, процессы, концентрирующие и рассеивающие химические элементы в различных сферах Земли.
· Геофизика -- раздел геологии, изучающий физические свойства Земли, включающая также комплекс разведочных методов: гравиразведка, сейсморазведка, магниторазведка, электроразведка различных модификаций и пр.
· Геобаротермометрия -- наука, изучающая комплекс методов определения давления и температур образования минералов и горных пород.
· Микроструктурная геология -- раздел геологии, изучающий деформацию пород на микроуровне, в масштабе зёрен минералов и агрегатов.
· Геодинамика -- наука, изучающая эволюцию Земли в планетарном масштабе, связь процессов в ядре, мантии и земной коре.
· Геохронология -- раздел геологии, определяющий возраст пород и минералов.
· Литология (Петрография осадочных пород) -- раздел геологии, изучающий Осадочные породы.
· История геологии -- раздел истории геологических знаний и горного дела.
· Агрогеология -- раздел геологии о поиске добыче и использовании агроруд в сельском хозяйстве, а также о минералогическом составе сельскохозяйственных почв.
· Некоторые разделы геологии выходят за пределы Земли -- космическая геология или планетология, космохимия, космология.

Вы также можете ознакомиться с полным списком наук геологического цикла.

Среди геологических наук существует много различных направлений. В статье пойдёт речь о геологии нефти и газа. Это прикладная наука. Её задача - изучение химических и физических свойств газа, нефти, их залежей, месторождений, пластов-коллекторов, покрышек, геохимии органического вещества.

Общие сведения

Подготовка специалистов в области геологии нефти и газа осуществляется в университетах, специализирующихся на изучении горного дела и нефтегазовой промышленности. Курс под названием "Прикладная геология" направлен также на исследование процессов аккумуляции и миграции углеводородов, изучение основных закономерностей расположения нефтегазовых месторождений.

Нефть - это слово, происходящее от арабского "нафата" (в переводе - извергать). С тех пор, как в штате Пенсильвания американский предприниматель пробурил нефтяную скважину и люди поняли важность добычи нефти, геологов интересует один вопрос: где необходимо эти самые скважины бурить?

С тех времён было предложено множество различных теорий по условиям формирования залежей нефти, прогнозированию условий обнаружения её запасов. Стала развиваться наука прикладная геология, которая не теряет своей актуальности и занимается не только областью нефтедобычи, но газовой промышленностью.

Какие дисциплины изучаются?

Изучая эту специальность, студенты окунаются в мир интереснейших теорий, одна из которых - это антиклинальная. Она привлекает к себе довольно длительное и серьезное внимание. Антиклинальная теория зародилась еще до того, как была пробурена первая нефтяная скважина. Но своей актуальности она не потеряла по сегодняшний день. В теории идёт речь о зависимости между залежами нефти и антиклинальной складчатостью. Кроме того, студенты изучают химию нефти и газа, их химический состав и методы анализа. В процессе обучения обязательно изучаются источники тепла и теплового потока Земли, магнетизм пород и минералов. Будущим специалистам необходимо владеть знаниями в области месторождений подземных вод и методы их изучения, а также вопросах утилизации стоков в недра Земли.

Эта наука изучает мощную отечественную сырьевую базу и развитие добычи нефти и газа. Учебно-методические пособия предоставляют возможность изучить теоретические вопросы геологических процессов, физико-химических свойств нефти и газа, а также вопросы, связанные с формированием залежей и их размещением. Кроме того, обязательным условием является наличие практической части: лабораторных и контрольных работ по геологии нефти и газа. Особое внимание в процессе обучения данной специальности уделяется фундаментальным дисциплинам, так как без фундамента, как известно, дом знаний будет непрочным. Как правило, прикладная геология может изучаться как по очной форме обучения, так и заочно.

Какими навыками будут владеть выпускники?

Какие возможности дает прикладная геология как специальность? Что это такое? Подготавливая специалистов по этой специализации, составители программ обучения предусматривают, что выпускники вузов в области нефтегазовой геологии будут владеть методами поисков и разведки (геологическими и геофизическими) нефтяных и газовых месторождений, разработкой и принципами построения динамических и статистических моделей, показывающих залежи углеводородного сырья. Горные инженеры - это выпускники геологических факультетов по специализации "Прикладная геология".

Кем работать после получения диплома?

Горные инженеры участвуют в экспедициях и геологоразведочных работах, научно-исследовательских и проектных работах в нефтегазовой добыче, в проведении мониторинга разработки месторождений. Такие специалисты умеют провести полевые геофизические и геологические исследования, выполнить геологическое обоснование разработки месторождений, оценить ресурсы и запасы полезных ископаемых. Они изучают породы-коллекторы нефти и газа и могут воссоздать древние условия, при которых образовывались нефтегазоносные бассейны. Именно горные инженеры определяют технологию буровых и горнопроходческих работ. Все эти знания и навыки будущие специалисты получают на геологической специальности "Прикладная геология".

Что это за специальность и чем она отличается от общей геологии?

Когда специализируешься на геологии нефти и газа, то изучаешь конкретную область науки и материального производства, связанную с промышленным освоением и эксплуатацией нефтяных и газовых месторождений. Это касается как для суши, так и для акваторий. Объектами профессиональной деятельности такого специалиста являются непосредственные залежи нефти и газа, а также газоконденсата.

Общая геология изучает комплексно строение Земли и даже других планет Солнечной системы, главные закономерности эволюции и формирования геологических тел, основополагающие принципы и базовые методы геологических исследований.

Поэтому если интересует именно добыча газа и нефти, то стоит выбирать университет, который носит название "горный". Прикладная геология также изучается в университетах с конкретным названием специализации: "нефти и газа".

Уровень преподавания

Как правило, в таких вузах работают высококвалифицированные педагоги, с высоким процентом профессорского состава, известные в геологических сообществах учёных.

Сегодня большинство геологических факультетов располагает современной материально-технической базой, дающей возможность решать сверхсложные задачи в области поиска, разведки, оценки нефтегазового потенциала и геоэкологических проблем. В процессе обучения по специальности "Прикладная геология" ("Геология нефти и газа") применяются новейшие компьютерные технологии, а сами студенты имеют возможность поработать на профессиональных рабочих станциях, освоить специализированные программные пакеты ведущих мировых операторов нефтегазовой отрасли.

Что изучает геодезия?

Эта наука происходит из глубокой древности. Название имеет греческое происхождение. В древние времена она занималась изучением Земли, деления её на систему координат. Современная наука геодезия связана с изучением искусственных спутников, применением электронных машин, приборов и компьютеров для определения положения объекта на поверхности Земли. Она изучает формы этого объекта, его размеры. Поэтому эта наука находится в тесной взаимосвязи с математикой, особенно геометрией, и физикой. Задача такого специалиста - создание системы координат и построение геодезических сетей, позволяющих определить положение точек на поверхности нашей планеты.

Трудоустройство

В общем-то, все специальности геологических факультетов престижны. Изучать геологию интересно. А такая специализация, как прикладная геология и геодезия, позволяет получить работу в ведущих крупнейших отечественных нефтегазовых компаниях и за рубежом. Профессиональная деятельность специалистов-выпускников часто осуществляется в академических и ведомственных научно-исследовательских организациях. Эти специалисты востребованы в геологоразведочных и добывающих компаниях, разного рода (высших, средних специальных и средних общих) учреждениях системы образования.

Квалифицированные специалисты всегда востребованы в управленческом аппарате, в регионах, где занимаются вопросами минерально-сырьевой базы, а также в управлении и департаментах по недропользованию. Кроме того, много выпускников работает в учреждениях, связанных с гидрогеологическими вопросами, инженерно-геологическими и экологическими задачами. Они работают в организациях, ведущих разведку и эксплуатацию подземных вод, их охрану от истощения и загрязнения. Немало специалистов трудится на предприятиях, занимающихся проектно-изыскательскими работами в строительстве.

Геология

Геоло́гия

система наук об истории развития Земли и о её внутреннем строении. Осн. внимание уделяется земной коре: её составу, строению, движению и размещению в ней полезных ископаемых, особенно в верхней части, доступной непосредственному наблюдению. Современная геология подразделяется на ряд наук, направлений и дисциплин; некоторые из них (напр., геофизика , исследующая физические поля планеты) граничат с другими естественными науками.
Историческая геология изучает процесс формирования Земли – как планеты в целом, так и её оболочек. В свою очередь, включает: стратиграфию , которая устанавливает последовательность образования горных пород, в результате чего строится геохронологическая шкала;палеогеографию (часто её относят к системе географических наук), которая восстанавливает ландшафты прошлых геологических эпох; обособляется также четвертичная геология , подробно рассматривающая историю четвертичного периода. Пограничной с биологией является палеонтология , восстанавливающая ход эволюции жизни на Земле по остаткам ископаемых организмов и следам их жизнедеятельности.
Вещественный состав земной коры изучают следующие науки: минералогия – наука о происхождении и свойствах минералов; петрография – наука о происхождении и свойствах преимущественно магматических и метаморфических горных пород; литология , посвящённая изучению осадочных горных пород. Пограничной с химией является геохимия – наука о распространении и перемещении химических элементов в земной коре и других оболочках Земли.
Геотектоника занимается общими закономерностями строения земной коры и верхней мантии (литосферы), происхождением и развитием слагающих их частей (тектонических структур), а также движением последних, что является прерогативой особого направления науки – геодинамики .
Ряд дисциплин наряду с теоретическими углублённо разрабатывают и практические аспекты геологии, направленные на решение народно-хоз. и экологических задач. К таковым можно отнести: гидрогеологию , изучающую подземные воды; геологию полезных ископаемых , изучающую происхождение и распространение месторождений; инженерную геологию , в чьём ведении находятся свойства грунтов и горных пород, знание которых необходимо при строительстве и иных видах хоз. деятельности. Синтезом геологических знаний по конкретной территории занимается региональная геология . Она широко привлекает данные пограничной с географией науки о рельефе Земли – геоморфологии.
Традиционно геологические исследования опираются на прямые полевые наблюдения, которые затем подвергаются камеральной и лабораторной обработке. Уникальный материал дают буровые работы, особенно на сверхглубоких (более 7 км) скважинах. Начиная с 1950-х гг. широко используются дистанционные методы, в т. ч. материалы космической съёмки (см. Дистанционное зондирование ). Результаты специализированных и комплексных геологических исследований излагаются в виде карт, схем, профилей и текстовых отчётных материалов. В последние десятилетия широко применяются компьютерные методы обработки и хранения информации.
Истоки геологии уходят в глубокую древность и связаны с наблюдениями античными учёными (Страбон , Плиний и др.) землетрясений, извержений вулканов и др. природных явлений. В Средние века появляются первые описания и классификации минералов, суждения об истинной природе ископаемых раковин как остатках вымерших организмов и о большой по сравнению с библейскими представлениями длительности истории Земли (Леонардо да Винчи). Как самостоятельная ветвь естествознания геология начала складываться во 2-й пол. 18 в. и окончательно оформилась в нач. 19 в., что связано с именами А. Вернера, Ч. Геттона, М. В. Ломоносова, У. Смита и других выдающихся учёных. Труды Ч. Лайеля положили начало разработке метода актуализма, позволившего расшифровать события геологического прошлого. В кон. 19 – нач. 20 в. в ведущих странах мира возникают геологические службы, начинаются систематические геолого-съёмочные работы. В России они связаны с именами А. П. Карпинского, Ф. Н. Чернышёва, К. И. Богдановича и др. В это же время теоретические вопросы геологии продолжают разрабатывать Дж. Холл, Дж. Дана, Э. Ог, Э. Зюсс и др. В настоящее время геология превратилась в одно из ведущих естественно-научных направлений, активно развиваемых в большинстве стран мира.

География. Современная иллюстрированная энциклопедия. - М.: Росмэн . Под редакцией проф. А. П. Горкина . 2006 .

Синонимы :

Смотреть что такое "геология" в других словарях:

Геология … Орфографический словарь-справочник

- (греч., от ge земля, и logos слово). Наука о составе и строении земного шара и о происходивших и происходящих в нем изменениях. Словарь иностранных слов, вошедших в состав русского языка. Чудинов А.Н., 1910. ГЕОЛОГИЯ греч., от ge, земля, и logos … Словарь иностранных слов русского языка

- (от гео... и...логия) комплекс наук о составе, строении и истории развития земной коры и Земли. Истоки геологии относятся к глубокой древности и связаны с первыми сведениями о горных породах, минералах и рудах. Термин геология ввел норвежский… … Большой Энциклопедический словарь

ГЕОЛОГИЯ, наука о вещественном строении и составе Земли, ее происхождении, о классификациях, изменениях и истории, касающихся геологического развития Земли. Геология делится на несколько разделов. Основная МИНЕРАЛОГИЯ (систематизация полезных… … Научно-технический энциклопедический словарь

ГЕОЛОГИЯ, геологии, мн. нет, жен. (от греч. ge земля и logos учение). Наука о строении земной коры и о происходящих в ней изменениях. Историческая геология (изучающая историю образования земной коры). Динамическая геология (изучающая физические и … Толковый словарь Ушакова

геология - и, ж. gTologie f. 1. Физическая география; вообще география. Сл. 18. Геология, наука земнаго шара, о свойствах гор, о переменах годовых времен. Корифей 1 209. 2. Строение земной коры в какой л. местности. БАС 2. Лекс. Ян. 1803: геология; Соколов… … Исторический словарь галлицизмов русского языка

Современная энциклопедия

Геогнозия Словарь русских синонимов. геология сущ., кол во синонимов: 12 аэрогеология (1) … Словарь синонимов

- (от гео... и...логия), комплекс наук о составе, строении и истории развития земной коры и Земли. Термин “геология” ввел норвежский естествоиспытатель М. П. Эшольт (1657). Данные геологии находят широкое применение в экологии. Экологический… … Экологический словарь

Геология - (от гео... и...логия), комплекс наук о составе, строении, истории развития земной коры и размещении в ней полезных ископаемых. Включает: минералогию, петрографию, геохимию, науку о полезных ископаемых, тектонику, гидрогеологию, геофизику,… … Иллюстрированный энциклопедический словарь

Геология , наука о строении и истории развития Земли. Основные объекты исследований - горные породы, в которых запечатлена геологическая летопись Земли, а также современные физические процессы и механизмы, действующие как на ее поверхности, так и в недрах, изучение которых позволяет понять, каким образом происходило развитие нашей планеты в прошлом.

Земля постоянно изменяется. Некоторые изменения происходят внезапно и весьма бурно (например, вулканические извержения, землетрясения или крупные наводнения), но чаще всего - медленно (за столетие сносится или накапливается слой осадков мощностью не более 30 см). Такие перемены не заметны на протяжении жизни одного человека, но накоплены некоторые сведения об изменениях за продолжительный срок, а при помощи регулярных точных измерений фиксируются даже незначительные движения земной коры. Например, таким образом, установлено, что территория вокруг Великих озер (США и Канада) и Ботнического залива (Швеция) в настоящее время поднимается, а восточное побережье Великобритании - опускается и затапливается.

Однако значительно более содержательная информация об этих изменениях заключается в самих горных породах, представляющих собой не просто совокупность минералов, а страницы биографии Земли, которые можно прочесть, если владеть языком, которым они написаны.

Такая летопись Земли весьма продолжительна. История Земли началась одновременно с развитием Солнечной системы примерно 4,6 млрд. лет назад. Однако для геологической летописи характерны фрагментарность и неполнота, т.к. многие древние породы были разрушены или перекрыты более молодыми осадками. Пробелы должны восполняться посредством корреляции с событиями, происходившими в других местах и о которых имеется больше данных, а также методом аналогий и выдвижением гипотез. Относительный возраст пород определяется на основании комплексов содержащихся в них ископаемых остатков, а отложений, в которых такие остатки отсутствуют, - по взаимному расположению тех и других. Кроме того, абсолютный возраст почти всех пород может быть установлен геохимическими методами.

Геологические дисциплины

Геология выделилась в самостоятельную науку в 18 в. Современная геология подразделяется на ряд тесно взаимосвязанных отраслей. К ним относятся: геофизика, геохимия, историческая геология, минералогия, петрология, структурная геология, тектоника, стратиграфия, геоморфология, палеонтология, палеоэкология, геология полезных ископаемых. Существуют также несколько междисциплинарных областей исследований: морская геология, инженерная геология, гидрогеология, сельскохозяйственная геология и геология окружающей среды (экогеология). Геология тесно связана с такими науками, как гидродинамика, океанология, биология, физика и химия.

Природа земли

Кора, мантия и ядро

Бoльшая часть сведений о внутреннем строении Земли получена косвенно на основании интерпретации поведения сейсмических волн, которые регистрируются сейсмографами.

В недрах Земли установлены два основных рубежа, на которых происходит резкая смена характера распространения сейсмических волн. Один из них, с сильной отражающей и преломляющей способностью, расположен на глубине 13-90 км от поверхности под материками и 4-13 км - под океанами. Он называется границей Мохоровичича, или поверхностью Мохо (М), и считается геохимической границей и зоной фазового перехода минералов под влиянием высокого давления. Эта граница разделяет земную кору и мантию. Второй рубеж находится на глубине 2900 км от поверхности Земли и соответствует границе мантии и ядра.

Температуры

На основании того, что из вулканов извергается расплавленная лава, сложилось представление, что недра Земли раскалены. По результатам температурных измерений в шахтах и нефтяных скважинах установлено, что с глубиной температура земной коры непрерывно повышается. Если бы такая тенденция сохранялась вплоть до ядра Земли, то его температура составила бы ок. 2925° С, т.е. значительно превышала бы точки плавления обычно встречающихся на земной поверхности пород. Однако на основании данных о распространении сейсмических волн считается, что бoльшая часть недр Земли находится в твердом состоянии.

Решение вопроса о температуре земных недр, тесно связанной с ранней историей Земли, имеет большое значение, но до сих пор он остается дискуссионным. Согласно одним теориям, Земля первоначально была раскаленной, а затем остыла, согласно другим - первоначально была холодной, а затем разогрелась под действием тепла, генерируемого в процессе распада радиоактивных элементов и высокого давления на глубине.

Земной магнетизм

Обычно считается, что магнитное поле создается внутри Земли, однако механизм его возникновения недостаточно ясен. Магнитное поле не может быть результатом постоянной намагниченности железного ядра Земли, поскольку температура уже на глубине нескольких десятков километров значительно ниже точки Кюри - температуры, при которой вещество утрачивает свои магнитные свойства. Кроме того, гипотеза постоянного магнита в фиксированном положении противоречит отмечаемым изменениям магнитного поля в настоящее время и в прошлом.

Остаточная намагниченность сохраняется в осадочных и вулканических породах. Частички магнетита, осаждающиеся в спокойных водоемах, а также магнитные минералы в лавовых потоках при температуре ниже точки Кюри остывают и ориентируются по направлению силовых линий локального магнитного поля, существовавшего во время образования пород. Палеомагнитные исследования горных пород позволяют установить положение магнитных полюсов, которые существовали во время осадконакопления и оказывали воздействие на ориентировку магнитных частиц. Полученные результаты свидетельствуют о том, что либо магнитные полюса, либо участки земной коры со временем существенно меняли свое положение по отношению к оси вращения Земли (первое представляется маловероятным). Имеются также веские доказательства того, что материки перемещались относительно друг друга. Например, положения магнитного полюса, определенные по палеомагнитным данным для пород одного и того же возраста в Северной Америке, Европе и Австралии, пространственно не совпадают. Эти факты подтверждают гипотезу, согласно которой материки образовались из единого праматерика в результате его деления на отдельные части и последующего их раздвижения.

Гравитационное поле Земли

Гравитационными исследованиями установлено, что земная кора и мантия под воздействием дополнительных нагрузок прогибаются. Например, если земная кора всюду имела бы одинаковую мощность и плотность, то следовало бы ожидать, что в горах (где масса пород больше) действовала бы бoльшая сила притяжения, чем на равнинах или в морях. Однако примерно с середины 18 в. было замечено, что гравитационное притяжение в горах и вблизи них меньше предполагаемого (если допустить, что горы представляют собой просто дополнительную массу земной коры). Этот факт объяснялся наличием "пустот", которые интерпретировались как разуплотнившиеся при нагревании породы или как соляное ядро гор. Такие объяснения оказались несостоятельными, и в 1850-х годах были предложены две новые гипотезы. земля тектоника магматический кремнезем

В соответствии с первой гипотезой, земная кора состоит из блоков пород разных размеров и плотности, плавающих в более плотной среде. Основания всех блоков располагаются на одном уровне, а блоки, характеризующиеся низкой плотностью, должны быть большей высоты, чем блоки, имеющие высокую плотность. Горные сооружения принимались за блоки низкой плотности, а океанические бассейны - высокой (при одинаковой общей массе тех и других).

Согласно второй гипотезе, плотность всех блоков одинакова и плавают они в более плотной среде, а различная высота поверхности объясняется их разной мощностью. Она известна как гипотеза горных корней, поскольку чем выше блок, тем глубже он погружен во вмещающую среду. В 1940-х годах были получены сейсмические данные, подтверждающие представление об утолщении земной коры в горных областях.

Изостазия

Всякий раз, когда на земную поверхность поступает дополнительная нагрузка (например, в результате осадконакопления, вулканизма или оледенения), земная кора прогибается и проседает, а когда эта нагрузка снимается (в результате денудации, таяния ледниковых покровов и пр.), земная кора поднимается. Этот компенсационный процесс, известный как изостазия, вероятно, реализуется посредством горизонтального переноса масс в пределах мантии, где может происходить периодическое расплавление материала. Установлено, что некоторые участки побережья Швеции и Финляндии за последние 9000 лет поднялись более чем на 240 м, главным образом вследствие таяния ледникового покрова. Поднятые побережья Великих озер в Северной Америке сформировались также в результате изостазии. Несмотря на действие таких компенсационных механизмов, крупные океанические впадины и некоторые дельты обнаруживают значительный дефицит массы, в то время как некоторые районы Индии и Кипр - существенный ее избыток.

Вулканизм

Происхождение лавы

В некоторых районах земного шара магма во время вулканических извержений изливается на земную поверхность в виде лавы. Многие вулканические островные дуги, по-видимому, связаны с системой глубинных разломов. Центры землетрясений располагаются примерно на глубине до 700 км от уровня земной поверхности, т.е. вулканический материал поступает из верхней мантии. На островных дугах он часто имеет андезитовый состав, а поскольку андезиты по своему составу сходны с континентальной земной корой, многие геологи считают, что континентальная кора в этих районах наращивается за счет поступления мантийного вещества.

Вулканы, действующие вдоль океанических хребтов (например, Гавайского), извергают материал преимущественно базальтового состава. Эти вулканы, вероятно, сопряжены с мелкофокусными землетрясениями, глубина которых не превышает 70 км. Поскольку базальтовые лавы встречаются как на материках, так и вдоль океанических хребтов, некоторые геологи предполагают, что непосредственно под земной корой существует слой, из которого поступают базальтовые лавы.

Однако неясно, почему в одних районах из мантийного вещества образуются и андезиты, и базальты, а в других - только базальты. Если, как теперь полагают, мантия действительно является ультраосновной породой (т.е. обогащена железом и магнием), то лавы, произошедшие из мантии, должны иметь базальтовый, а не андезитовый состав, поскольку минералы андезитов отсутствуют в ультраосновных породах. Это противоречие разрешает теория тектоники плит, согласно которой океаническая кора подвигается под островные дуги и на определенной глубине плавится. Эти расплавленные породы и изливаются в виде андезитовых лав.

Источники тепла

Одной из нерешенных проблем проявления вулканической активности является определение источника тепла, необходимого для локального плавления базальтового слоя или мантии. Такое плавление должно быть узколокализованным, поскольку прохождение сейсмических волн показывает, что кора и верхняя мантия обычно находятся в твердом состоянии. Более того, тепловой энергии должно быть достаточно для плавления огромных объемов твердого материала. Например, в США в бассейне р. Колумбия (штаты Вашингтон и Орегон) объем базальтов более 820 тыс. км 3; такие же крупные толщи базальтов встречаются в Аргентине (Патагония), Индии (плато Декан) и ЮАР (возвышенность Большое Кару). В настоящее время существуют три гипотезы. Одни геологи считают, что плавление обусловлено локальными высокими концентрациями радиоактивных элементов, но такие концентрации в природе кажутся маловероятными; другие предполагают, что тектонические нарушения в форме сдвигов и разломов сопровождаются выделением тепловой энергии. Существует еще одна точка зрения, согласно которой верхняя мантия в условиях высоких давлений находится в твердом состоянии, а когда вследствие трещинообразования давление падает, она плавится и по трещинам происходит излияние жидкой лавы.

Геохимия и состав Земли

Определение химического состава Земли является трудной задачей, поскольку ядро, мантия и бoльшая часть коры недоступны для непосредственного опробования и наблюдений и делать выводы приходится на основе интерпретации косвенных данных и аналогий.

Земля как гигантский метеорит

Предполагают, что метеориты представляют собой обломки ранее существовавших планет, по своему составу и строению имевших сходство с Землей. Существует несколько типов метеоритов. Наиболее известны и довольно часто встречаются железные метеориты, состоящие из металлического железа и железоникелевых сплавов, которые, как полагают, составляли ядра существовавших планет и по аналогии должны быть идентичны земному ядру по плотности, составу и магнитным свойствам.

В процессе развития и углубления специализации в геологии сформировался ряд научных направлений (разделов).

- Геология полезных ископаемых изучает типы месторождений, методы их поисков и разведки.
- Гидрогеология - раздел геологии, изучающий подземные воды.
- Инженерная геология - раздел геологии, изучающий взаимодействия геологической среды и инженерных сооружений.
- Геохимия - раздел геологии, изучающий химический состав Земли, процессы, концентрирующие и рассеивающие химические элементы в различных сферах Земли.
- Геофизика - раздел геологии, изучающий физические свойства Земли, включающая также комплекс разведочных методов: гравиразведка, сейсморазведка, магниторазведка, электроразведка различных модификаций и пр.
- Изучением Солнечной системы занимаются следующие разделы геологии: космохимия, космология, космическая геология и планетология.
- Минералогия - раздел геологии, изучающий минералы, вопросы их генезиса, квалификации. Изучением пород, образованных в процессах, связанных сатмосферой, биосферой и гидросферой Земли, занимается литология. Эти породы не совсем точно называются ещё осадочными горными породами. Многолетнемёрзлые горные породы приобретают ряд характерных свойств и особенностей, изучением которых занимается геокриология.
- Петрография - раздел геологии, изучающий магматические и метоморфические породы преимущественно с описательной стороны - их генезис, состав, текстурно-структурные особенности, а также классификацию.
- Петрология - раздел геологии, изучающий генезис и условия происхождения магматических и метаморфических горных пород.
- Литология (Петрография осадочных пород) - раздел геологии, изучающий Осадочные породы.
- Геобаротермометрия - наука, изучающая комплекс методов определения давления и температур образования минералов и горных пород.
- Структурная геология - раздел геологии, изучающий нарушения земной коры.
- Микроструктурная геология - раздел геологии, изучающий деформацию пород на микроуровне, в масштабе зёрен минералов и агрегатов.
- Геодинамика - наука, изучающая процессы самого планетарного масштаба в результате эволюции Земли. Она изучает связь процессов в ядре, мантии и земной коре.
- Тектоника - раздел геологии, изучающий движение Земной коры.
- Историческая геология - отрасль геологии, изучающая данные о последовательности важнейших событий в истории Земли. Все геологические науки в той или иной степени имеют исторический характер, рассматривают существующие образования в историческом аспекте и занимаются в первую очередь выяснением истории формирования современных структур. История Земли делится на два крупнейших этапа - эона, по появлению организмов с твёрдыми частями, оставляющих следы в осадочных породах и позволяющих по данным палеонтологии провести определение относительного геологического возраста. С появлением ископаемых на Земле начался фанерозой - время открытой жизни, а до этого был криптозой или докембрий - время скрытой жизни. Геология докембриявыделяется в особую дисциплину, так как занимается изучением специфических, часто сильно и многократно метаморфизованных комплексов и имеет особые методы исследования.
- Палеонтология изучает древние формы жизни и занимается описанием ископаемых остатков, а также следов жизнедеятельности организмов.
- Стратиграфия - наука об определении относительного геологического возраста осадочных горных пород, расчленении толщ пород и корреляции различных геологических образований. Одним из основных источников данных для стратиграфии является палеонтологические определения.
- Геохронология - раздел геологии, определяющий возраст пород и минералов.

Основные принципы геологии

Геология - наука историческая, и важнейшей её задачей является определение последовательности геологических событий. Для выполнения этой задачи с давних времён разработан ряд простых и интуитивно очевидных признаков временных соотношений пород.

Интрузивные взаимоотношения представлены контактами интрузивных пород и вмещающих их толщ. Обнаружение признаков таких взаимоотношений (зоны закалки, даек и т. п.) однозначно указывает на то, что интрузия образовалась позже, чем вмещающие породы.

Секущие взаимоотношения также позволяют определить относительный возраст. Если разлом рвёт горные породы, значит он образовался позже, чем они.

Ксенолиты и обломки попадают в породы в результате разрушения своего источника, соответственно они образовались раньше вмещающих их пород, и могут быть использованы для определения относительного возраста.

Принцип актуализма постулирует, что геологические силы, действующие в наше время, аналогично работали и в прежние времена. Джеймс Хаттон сформулировал принцип актуализма фразой "Настоящее - ключ к прошлому".

Утверждение не совсем точное. Понятие "сила" - понятие не геологическое, а физическое, к геологии имеющее опосредованное отношение. Правильнее говорить о геологических процессах. Выявление сил, сопровождающих эти процессы, могло бы стать главной задачей геологии, чего, к сожалению, нет.

"Принцип актуализма" (или метод актуализма) являются синонимом метода "аналогии". Но метод аналогии не является методом доказательства, он является методом формулирования гипотез и, следовательно, все закономерности, полученные методом актуализма, должны были бы пройти процедуру доказательства их объективности.

В настоящее время принцип актуализма стал тормозом в развитии представлений о геологических процессах.

Принцип первичной горизонтальности утверждает, что морские осадки при образовании залегают горизонтально.

Принцип суперпозиции заключается в том, что породы находящиеся в не нарушенном складчатостью и разломами залегании, следуют в порядке их образования, породы залегающие выше моложе, а те которые находятся ниже по разрезу - древнее.

Принцип финальной сукцессии постулирует, что в одно и то же время в океане распространены одни и те же организмы. Из этого следует, что палеонтолог, определив набор ископаемых остатков в породе, может найти одновременно образовавшиеся породы.

Современная энциклопедия

Геогнозия Словарь русских синонимов. геология сущ., кол во синонимов: 12 аэрогеология (1) … Словарь синонимов

Наука о строении, происхождении и развитии Земли, основанная на изучении горных пород и, геологических процесса … Геологические термины

Книги

Геология , А. Аллисон, Д. Палмер. Вышедшая в США уже седьмым изданием книга американских ученых Айры Аллисона и Дональда Палмера знакомит читателя с геологией как наукой, изучающей нашу планету. Рассматривается внутреннее…
Геология , Н. В. Короновский, Н. А. Ясаманов. Учебник создан в соответствии с Федеральным государственным образовательным стандартом по направлению подготовки "Экология и природопользование" (квалификация "бакалавр"). В книге…