Происхождение, форма и строение Земли. Понятие о геосферах

Определение понятия «грунты». Классификация грунтов согласно ГОСТ 25100-2011.

Грунты — это любые горные породы (осадочные, магматические, метаморфические) и твердые отходы производства залегающие на поверхности, земной коры и входящие в сферу воздействия на них человека при строительстве зданий, сооружений, дорог и других объектов.
Особенности грунтов: химико-минерального cocтава, структур и текстур, характера взаимодействия грунтов с водой, степени их выветрелости и ряда других. Недоучет тех или иных особенностей свойств «грунтов-оснований» влечет за собой ошибки при проектировании и строительстве зданий и сооружений, что в итоге приводит к утрате прочности грунтов в период эксплуатации.
Грунты подразделяют на следующие классы: скальные, дисперсные и мерзлые.
К классу скальных грунтов относят грунты, обладающие жесткими структурными связями (кристаллизационными и/или цементационными).
1. магматические (интрузивные/эффузивные) [силикатные основные/средние/кислые], граниты, кварцевые;
2. метаморфические [силикатные, карбонатные, железистые], мрамор, горючие сланцы;
3. осадочные [кремневые, карбонатные, силикатные], песчаники, известняки;
4. вулканогенно-осадочные [силикатные], туфопесчаники;
5. элювиальные [минеральные], скальные грунты трещинных зон;
6. техногенные.
К классу дисперсных грунтов относят грунты, обладающие физическими, физико-химическими или механическими структурными связями. Грунты с механическими структурными связями выделяют в подкласс несвязных (сыпучих) грунтов (осадочные, элювиальные, техногенные), а грунты с физическими и физико-химическими структурными связями - в подкласс связных грунтов (осадочные, элювиальные, техногенные).
К классу мерзлых грунтов относят грунты, обладающие наряду со структурными связями немерзлых грунтов криогенными связями (за счет льда). Грунты с криогенными, кристаллизационными и цементационными структурными связями выделяют в подкласс скальных мерзлых грунтов; грунты с криогенными, физическими и физико-химическими структурными связями - в подкласс дисперсных мерзлых грунтов; грунты только с криогенными связями - в подкласс ледяных грунтов.

Происхождение, форма и строение Земли. Понятие о геосферах.

Более 100 лет пользовалась признанием гипотеза Канта-Лапласа, согласно которой солнечная система образовалась из огромной раскаленной газоподобной туманности, вращавшейся вокруг оси, а Земля вначале была в жидком состоянии, а потом стала твердым телом. В 40-х годах 20 века академик О.Ю. Шмидт выдвинул новую гипотезу, согласно которой Солнце на своем пути пересекло и захватило одно из пылевых скоплений Галактики, поэтому планеты образовались из пылевидных частиц, вращающихся вокруг Солнца. Земля, по Шмидту, первоначально была холодной. Разогрев ее недр начался когда она достигла больших размеров. Недра Земли приобрели пластическое состояние, более плотные вещества сосредоточились ближе к центру планеты, более легкие у ее периферии. Произошло расслоение Земли на отдельные оболочки. По этой гипотезе расслоение продолжается до настоящего времени. Заслуживает внимание гипотеза В.Г. Фесенкова, который считает, что в недрах звезд, в том числе и Солнца, протекают ядерные процессы. В один из периодов это привело к быстрому сжатию и увеличению скорости вращения Солнца. При этом образовался длинный выступ, который потом оторвался и распался на отдельные планеты.
Форма Земли обычно именуется Земным шаром. Установлено, что масса Земли равна 5,98*10^27 г, объем 1,083*10^27 см^3. Средний радиус 6371 км, средняя плотность 5,52 г/см^3. Форма Земли близка к трехосному эллипсоиду вращения с полярным сжатием: у современной Земли полярный радиус 6356,78 км, а экваториальный 6378,16 км. Длина земного меридиана составляет 40008,548 км, длина экватора 40075,704 км. Полярное сжатие обусловлена вращением Земли вокруг полярной оси и величина этого сжатия связана со скоростью вращения Земли. Для Земли есть собственное наименование формы, геоид. Поверхность Земного шара на 70,8% занята поверхностными водами, суша составляет 29,2%.
Земля сложена как бы несколькими концентрическими оболочками: внешними – атмосфера (газовая оболочка), гидросфера (водная оболочка), биосфера (область распространения живого вещества, по В.И. Вернадскому) и внутренними, которые называют геосферами (ядро, мантия и литосфера).
Земное ядро состоит из внешнего (жидкого) и внутреннего (твердого) ядра. Масса земного ядра составляет до 32% всей массы Земли, а объем всего примерно 16% от объема Земли. Земное ядро почти на 90% представляет собой железо с примесью кислорода, серы, углерода и водорода. Внутреннее ядро имеет железоникелевый состав.
Мантия Земли представляет собой силикатную оболочку между ядром и подошвой литосферы. Масса мантии составляет 67,8 % от общей массы Земли. Мантия подразделена на верхнюю, переходный слой Голицына и нижнюю мантию. По современным представлениям мантия имеет ультраосновной состав, в связи с чем ее часто называют перидотитовой или «каменной» оболочкой.
Литосфера – это каменная оболочка Земли, объединяющая земную кору, подкоровую часть верхней мантии и подстилаемая астеносферой, в которой при высоких температурах вещество частично расплавлено.

3. Геологическая хронология земной коры. Абсолютный и относительный возраст горных пород.

Геохронология – последовательность геологических событий во времени, их продолжительность и соподчиненность:
– относительная геохронология отражает естественные этапы в истории развития Земли, основанная на принципе последовательности напластовывания и использует метод биостратиграфических построений;
– абсолютная геохронология определяет возраст и длительность подразделений геохронологической шкалы в промежутках времени, равных современному астрономическому году (в астрономических единицах). Она основана на изучении продуктов радиоактивного распада в минералах.

Абсолютный возраст – продолжительность существования (жизни) породы, выраженная в годах. Для его определения применяют методы, основанные на использовании процессов радиоактивных превращений, которые имеют место в некоторых химических элементах (уран, калий, рубидий), входящих в состав пород. Возраст магматических пород, а также химических осадков равен возрасту составляющих их минералов. Другие породы моложе входящих в их состав минералов.
При оценке относительного возраста различают более древние и более молодые горные породы. Проще определять относительный возраст у осадочных пород при ненарушенном их залегании (близко к горизонтальному залеганию). При складчатом расположении – иногда невозможно. Затруднительно и при наличии пород, слагающих участки, удаленные друг от друга.