Основы геологии
История геологии
Своими корнями наука уходит в глубокие древние времена, когда человек пользовался примитивными орудиями труда и только начинал познавать этот мир, - в I тыс. до н.э. С момента своего появления на земле, человечество всячески стремилось улучшить свое качество жизни путем изучения окружающего мира, накопления знаний и их практического применения. Во время многих археологических исследований были найдены подтверждения того, что интерес к геологическому строению земли, к залеганиям руд и особенностям их распространения, появился вместе с человеком. Постепенно, изучая эти моменты, люди накопили достаточно знаний, которые, в последствии, позволили им научиться добывать различные металлы и использовать их в своем обиходе.
Изучением Земли занимались философы, они описывали ее строения и различные природные явления в своих работах. Например, Аристотель описал землетрясения, а Авиценне первому удалось разделить минералы на классы, состоящие из 5 групп: камни, металлы, горючие, серные вещества, а также соли.
Во второй половине ХІХ века благодаря появлению периодической системы Менделеева существенно изменились химические методы, использовавшиеся до этого в геологии. И в 1858 году впервые изучение горных пород стало доступно посредством поляризационного микроскопа.
Многие ученые ХХ века также приложили свою руку к развитию геологии. Среди них нельзя не отметить таких, как И.В. Мушкетов, Е.С. Федоров, А.П. Карпинский, В.И. Вернадский, А.П. Павлов и многие другие. Благодаря их работам современные ученые имеют возможность пользоваться колоссальным фактическим материалом по динамической и исторической геологии, иметь данные о том, к какому классу относятся генетические типы континентальных отложений и многое другое. Наработки ученых прошлых веков являются бесценным материалом, знаниями, которые переданы современному поколению, и на которых основываются все последующие разработки и исследования.
Прошли тысячелетия с тех далеких времен, когда человеку было много чего неизвестно. И сегодня развитие геологии осуществляется семимильными шагами – происходят новые открытия, разрабатываются новые технологии, позволяющие давать ответы на множество вопросов. Геология развивается одновременно со стратиграфией, геотектоникой, петрографией и многими другими отраслями геологических знаний. Эти наук являются тесно взаимосвязанными.
Основы геологии состоят из объектов, изучаемых наукой, задач и методов.
Название и продолжительность эры (в млн. лет) | Возраст эры (в млн. лет) | Периоды и их продолжительность (в млн. лет) | Животный и растительный мир |
Кайнозойская (в новой жизни), 67 | 67 | Антропоген, 1,5 | Появление и развитие человека.Животный и растительный мир принял современный облик. |
Неоген, 23,5 | Господство млекопитающих, птиц. | ||
Палеоген,42 | Появление хвостатых лемуров, долгопятов, позднее - парапитеков, дриопитеков. Бурный расцвет насекомых.Продолжается вымирание крупных пресмыкающихся. Исчезают многие группы головоногих моллюсков. Господство покрытосеменных растений. | ||
Мезозойская (средней жизни), 163 | 230 | Меловой,70 | Появление высших млекопитающих и настоящих птиц,хотя и зубастые птицы еще распространены. Преобладают костистые рыбы.Сокращение папоротников и голосеменных. Появление и распространение покрытосеменных. |
Юрский, 58 | Господство млекопитающих. Появление археоптерикса. процветание головоногих моллюсков. Господство голосеменных. | ||
Триасовый, 35 | Начало расцвета пресмыкающихся. Появление первых млекопитающих, настоящих костистых рыб. | ||
Палеозойская (древней жизни), 340 | Возможно, 570 | Пермский, 55 | Быстрое развитие пресмыкающихся. Возникновение зверозубых пресмыкающихся. Вымирание трилобитов. Исчезновение каменноугольных лесов. Богатая флора голосеменных. |
Каменноугольный, 75-65 | Расцвет земноводных. Возникновение первых пресмыкающихся. Появление летающих форм насекомых, пауков, скорпионов. Заметное уменьшение трилобитов. расцвет папоротникообразных. Появление семенных папоротников. | ||
Девонский, 60 | Расцвет щитковых. Появление кистеперых рыб. Появление стегоцефалов. распространение на суше высших споровых. | ||
Силурийский, 30 | Пышное развитие кораллов, трилобитов. Появление бесчелюстных позвоночных - щитковых. Выход растений на сушу - псилофиты. Широкое распространение водорослей. | ||
Ордовикский, 60 Кембрийский, 70 |
Процветают морские беспозвоночные. Широкое распространение трилобитов, водорослей. | ||
Протерозойская (ранней жизни), свыше 2000 | 2700 | Органические остатки редки и малочисленны, но относятся ко всем типам беспозвоночных. Появление первичных хордовых - подтипа бесчерепных. | |
Архейская (самая древняя в истории Земли), около 1000 | Возможно, более 3500 | Следы жизни незначительны. |
Задачи геологии
Наука имеет несколько исследовательских направлений. В рамках науки осуществляются следующие исследования:
- Внутренней структуры планеты;
- Веществ, формирующих внутренние земные оболочки;
- Литосферы и земной коры, а также закономерности их развития;
- Земных обитателей и жизни в целом.
Методы геологии
К таковым относятся геологические методы наряду с методами сопряженных наук. Среди их разнообразия можно выделить несколько наиболее приоритетных, которыми выступают:
- Метод полевой геологической съемки. Он позволяет получить разностороннюю информацию, которая заключается в получении данных о геологических обнажениях, керновом материале, который был получен в результате формирования любых скважин, о горных породах и их слоях, которые залегают в шахтах, о геологических процессах, которые протекают на дневной поверхности.
- Геофизические методы. Посредством их можно исследовать строение планеты и литосферы на значительных глубинах.
- Сейсмические методы. Благодаря им человечество имеет представление о внутренних земных оболочках.
- Гравиметрические методы. Позволяют проводить исследования разных сил тяжести, присутствующих на земной поверхности, а также установить наличие или отсутствие положительных и отрицательных гравитационных аномалий, что в итоге позволяет примерно обнаружить залежи конкретных полезных ископаемых.
- Палеомагнитные методы. Горные породы имеют кристаллы, которые в определенной степени намагничены. Именно она и определяется посредством указанного метода. В основе его находится инверсия знака полярности магнитных полюсов. Сегодня мы имеем те знаки, которые были приобретены нашей планетой еще 700 000 лет тому назад.
- Астрономические и космические методы. Они базируются на исследовании метеоритов, приливно-отливных литосферных смещений, других планет Солнечной системы. Дают более четкое понимание тех процессов, которые происходят как на Земле, так и за ее пределами.
- Моделирование. Название данного метода свидетельствует само за себя и означает, что в лабораторных условия можно воссоздать определенные геологические процессы и, таким образом, изучать их.
- Актуализм. Он говорит о том, что спустя некоторое время появятся комплексы горных пород, предшественником которых являются геологические процессы, которые протекают при абсолютно конкретных условиях в настоящее время. В свою очередь, можно сделать вывод о том, что обнаружение подобных пород в слоях, образованных в прошлые века, является доказательством протекания таких же процессов в прошлом.
- Минералогические и петрографические методы. Их посредством исследуются минералы и горные породы.
Наименование | Описание |
---|---|
Принцип актуализма | Постулирует, что геологические силы, действующие в наше время, аналогично работали и в прежние |
Принцип первичной горизонтальности (англ. principle of original horizontality) | Утверждает, что морские осадки при образовании залегают горизонтально. |
Принцип суперпозиции (англ. the principle of superposition) | 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 последовательности (англ. law of faunal succession) | 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. |
Принцип обеспечения непрерывности (англ. principle of lateral continuity) | Гласит, что строительный материал, образующий слои, растягивается по поверхности земли, если только какая-то другая масса его не ограничит. |
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 | 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. |