Основные направления в развитии геологии, связь с другими науками

Геологические науки включают в себя множество перекликающихся дисциплин, не способных существовать по отдельности:

Вулканология изучает физико-химическую природу вулканов, а также их динамику. Эту науку относят одновременно к геологии, геофизике, геохимии (наука о химическом составе камней) и геохронологии (с помощью радиометрического метода эта наука определяет возраст всей породы или одного из её компонентов).

Геология описывает в геологических терминах представление о планете Земля с точки зрения геофизики.

Геология структуры или тектоника занимается изменениями твердой оболочки Земли и структур земной коры, вызванных движением тектонических плит.

Геоморфология занимается изучением происхождения и эволюции рельефа. Особенно интересны для этой науки процессы, влияющие на формирование рельефа во времени и пространстве. Часто геоморфологию относят к географии.

Гидрогеология изучает геологические аспекты гидрологии, которая в свою очередь относится к геофизическим наукам. Гидрогеология тесно связана с карстологией, наукой, изучающей влияние воды на горные породы, формирование гротов и подземных вод. Важную роль для обеих наук сыграла спелеология, наука о пещерах.

Лимнология, наука об озёрах, пресных водоёмах и водохранилищах, а также о населяющих их организмах. Лимнология одновременно затрагивает геологию и биологию, а также почвоведение, науку на границе геологии (занимается изучением изменения пород, а также механического и химического воздействия на почвы) и биологии (роль организмов в изменении первоначальных пород и почв).

Минералогия изучает природу, состав и кристаллическую структуру минералов. Минералогия одновременно является отраслью геологии и кристаллографии, которая, в свою очередь, относится к физике.

Палеонтология занимается изучением окаменелостей, то есть окаменелых останков различных форм жизни, когда-то существовавших на земле. Эта наука позволяет отследить эволюцию жизни. Без преувеличений, не будь палеонтологии и стратиграфии, не существовало бы и геологии.

Петрология и петрография вместе составляют науку о камнях. Они занимаются изучением возникновения, формирования и эволюции камней, а также их описанием, текстурой и свойствами.

Почвоведение занимается изучением различных составляющих почвы, а также её морфологических, минералогических и физико-химических характеристик.

Седиментология изучает эрозию камней и различные геологические отложения, их превращение в процессе диагенеза в осадочные породы и смену одних осадочных слоёв другими.

4.История развития геологической науки. Истоки геологической науки лежат в наблюдениях и гипотезах философов античного мира и Древнего Востока, касающихся землетрясений, вулканических извержений, деятельности воды и др. К средним векам и эпохе Возрождения относятся первые попытки описания и систематизации камней, руд, металлов и сплавов, что явилось прямым следствием развития горного дела (труды cpеднеазиатских естествоиспытателей Ибн Сины и Бируни, немецкого учёного Агриколы). В 16 веке в России были сделаны первые попытки систематизации геологических сведений, доставляемых "рудознатцами".

Датский учёный Н. Стено (17 в.) впервые сформулировал представление о возрастной последовательности первичной горизонтальной слоистости и о вторичности процессов, нарушающих это залегание, обосновав тем самым первые законы геологической науки. В современном понимании термин "геология" впервые применён норвежским учёным М. П. Эшольтом (1657). К 17 веку относятся умозрительные гипотезы о происхождении Земли из расплавленной массы, при охлаждении которой образовалась твёрдая земная кора (немецкий учёный Г. В. Лейбниц, 1693). В конце 18 века широкое распространение получил термин «геогнозия».

Практическое значение геологии очень велико, т.к. развитие материальной культуры человеческого общества, рост общего производства непрерывно связан с изучением и всесторонним освоением недр Земли. В наши дни вся мощная техника основана на использовании продуктов земных недр-нефти, угля, металлов, различных строительных материалов, подземных вод и т.д.Разработка теоретических проблем геологии сочетается с решением ряда задач:

- поиском и открытием новых месторождений пол. ископаемых.

- изучением и распределением ресурсов подземных вод, необходимых для питьевого и промышленного водоснабжения, для мелиорации земель.

- инженерно-геологическим обоснованием проектов возводимых крупных сооружений.

- охраной и рациональным использованием недр Земли.Таким образом, общенаучное значение геологии заключается в познании всех закономерностей эволюции Земли, ее происхождения и развития.

5. Внутренние оболочки Земли. В строении земли отчетливо проявляются элементы вертикальной расслоенности.Внутр. оболочка земли: литосфера – это верхняя часть мантии и вся земная кора(где все в-во находится в твердом состоянии), мантия(верхняя,нижняя),Ядро(внешнее-в вязком, жидком состоянии,внутреннее- твердое,плотность очень большая)

Земная кора — это твердая каменная оболочка Земли. Распределена неравномерно. Толщина ее колеблется от 5—10 км в океанах до 70— 80 км на материках. По скорости распространения сейсмических волн в земной коре материков выделяют три слоя: верхний — «осадочный», средний — «гранитный» и нижний — «базальтовый». Они различаются химическим и минеральным составом, физическими свой-ствами слагающих их горных пород. Осадочный слой сложен продуктами разрушения пород «гранитного» слоя. Он покрывает почти всю поверхность Земли и в глубоких впадинах достигает 20—25 км. Толщина базальтового слоя на континентах достигает 20—35 км.

Возраст Земли — время, которое прошло с момента образования Земли как самостоятельной планеты.4,6млрд лет.

Гипотезы: Канта-Лапласа Это была первая серьезная попытка создать картину происхождения Солнечной системы с научной точки зрения. Она связана с именами французского математика Пьера Лапласа и немецкого философа Иммануила Канта, работавших в конце XVIII века. Они полагали, что прародительницей Солнечной системы является раскаленная газово-пылевая туманность, медленно вращавшаяся вокруг плотного ядра в центре. Под влиянием сил взаимного притяжения туманность начала сплющиваться у полюсов и превращаться в огромный диск. Плотность его не была равномерной, поэтому в диске произошло расслоение на отдельные газовые кольца. В дальнейшем каждое кольцо начало сгущаться и превращаться в единый газовый сгусток, вращающийся вокруг своей оси. Впоследствии сгустки остыли и превратились в планеты, а кольца вокруг них — в спутники.

Шмидта По этой теории, Земля и другие небесные тела Солнечной системы образовались из холодного космического облака газа и пыли, имевшего дисковидную форму. Движение облака вокруг своей оси привело к его уплотнению и формированию небесных тел. После образования Земли начался ее разогрев и массовое излияние лавы, что привело к появлению первичной атмосферы и формированию первичной земной коры. Образование первичной атмосферы спровоцировало выпадение дождей и образование первичного океана.

Бюффона когда-то в окрестностях Солнца пронеслась другая звезда. Ее притяжение вызвало на Солнце огромную приливную волну, вытянувшуюся в пространстве на сотни миллионов километров. Оторвавшись, эта волна стала закручиваться вокруг Солнца и распадаться на сгустки, каждый из которых сформировал свою планету.

Хойла Английским астрофизиком Фредом Хойлом была предложена своя гипотеза. Согласно ей у Солнца была звезда-близнец, которая взорвалась. Большая часть осколков унеслась в космическое пространство, меньшая — осталась на орбите Солнца и образовала планеты.

Фесенкова. Первоначально в холодном состоянии Земли, затем в разогреве, где основная роль отводится атомны реакциям.

Состав и строение земной коры:

Гр. Мохоровичича разделяет земную кору и мантию (12-40 км). Гр. Конрода разделяет гранитный и базальтовый слои земной коры. Гр.Гутенберга разделяет мантию и внешнее ядро 2900 км. Гр. Внешнего и внутреннего ядра 5000-5100 км. Земная кора трех типов: континентальная, океаническая, переходная – субконтинент,субокеаническая. На границе земной коры и верхней мантии распологается астеносфера, где земное вещество находится в пластичном состоянии.

По сравнению с мантией и ядром земная кора представляет собой очень тонкий, жесткий и хрупкий слой. Она сложена более легким веществом, в составе которого в настоящее время обнаружено около 90 естественных химических элементов. Эти элементы не одинаково представлены в земной коре. На семь элементов — кислород, алюминий, железо, кальций, натрий, калий и магний — приходится 98 % массы земной коры.

? 6.ВЛИЯНИЕ физических свойств, химического состава и агрегатного состояния. На 71% Земная поверхность покрыта водой. Земля - единственая планета, на которой вода может существовать в жидком виде на поверхности. Жидкая вода необходима для жизни. Способность океанов сохранять тепло также очень важна в поддержании относительно устойчивой температуры Земли. Жидкая вода также ответственна за эрозию и выветривание континентов Земли - процесс, уникальный в солнечной системе сегодня (хотя, возможно, это произошло в прошлом на Марсе).В составе атмосферы выделяют: азот - на 77 %, кислород - 21 % со следами аргона, двуокиси углерода и воды. Когда Земля только формировалась, в ее атмосфере, возможно, было очень большее количество двуокиси углерода, но к нынешнему времени большая его часть уже входит в состав карбонатных горных пород, немного меньший его объем содержится в растворенном виде в океанах и остальная часть использовалась и используется растениями для жизни. Очень малое количество присутствующей сейчас в атмосфере двуокиси углерода чрезвычайно важно для поддержания поверхностной температуры Земли через парниковый эффект. Парниковый эффект поднимает среднюю поверхностную температуру приблизительно на 35° C выше той температуры, которая была бы без него; океаны были бы заморожены и жизнь была бы невозможна.

Присутствие свободного кислорода совершенно замечательно с химической точки зрения. Кислород в атмосфере Земли производится и поддерживается биологическими процессами. Без жизни не было бы в атмосфере и свободного кислорода.

Физические свойства: сила притяжения, энергия солнца, Внутренняя энергия Земли(образование горных хребтов, пещер)(на глубине 250 м – столактиты, н глубине 1000 м – реки). Чем ниже к ядру, тем выше t и давление. Горы- результат движения и столкновения лит.плит. Внутр.энергия земли изменила форму континентов. Мантия движет энергией ядра.