ЕКОЛОГІЯ

1. I. Предмет і завдання геології.
2. 2. Цикл геологічних наук.
3. 3. Методи вивчення земних надр.
4. 4. Будова Землі.
5. 5. Земна кора.

I. Предмет і завдання геології.

Геологія - одна з фундаментальних природничих наук, що вивчає будову, склад, походження і розвиток Землі. Вона досліджує складні явища і процеси, що протікають на її поверхні і в надрах. Сучасна геологія спирається на багатовіковий досвід пізнання Землі і різноманітні спеціальні методи дослідження. На відміну від інших наук про Землю, геологія займається дослідженням її надр. Основні завдання геології полягають у вивченні зовнішньої кам'яної оболонки планети - земної кори і взаємодіючих з нею зовнішніх і внутрішніх оболонок Землі (зовнішні - атмосфера, гідросфера, біосфера; внутрішні - мантія і ядро).

Об'єктами безпосереднього вивчення геології є мінерали, гірські породи, копалини органічні залишки, геологічні процеси.

2. Цикл геологічних наук.

Геологія тісно пов'язана з іншими науками про Землю, наприклад з астрономією, геодезією, географією, біологією. Геологія спирається на такі фундаментальні науки як математика, фізика, хімія. Геологія є синтетичною наукою, хоча в той же час розпадається на безліч взаємопов'язаних галузей, наукових дисциплін, що вивчають Землю в різних аспектах і отримують відомості про окремих геологічних явищах і процесах. Так, вивченням складу літосфери займаються: петрологія, що досліджує магматичні і метаморфічні породи, літологія, що вивчає осадові гірські породи, мінералогія - наука, що вивчає мінерали як природні хімічні сполуки і геохімія - наука про розподіл і міграції хімічних елементів в надрах землі.

Геологічні процеси, що формують рельєф земної поверхні, вивчає динамічна геологія, частиною якої є геотектоніка, сейсмологія і вулканологія.

Розділ геології, що займається вивченням історії розвитку земної кори і Землі в цілому, включає стратиграфию, палеонтології, регіональну геологію і носить назву «Історична геологія.

Є в геології науки, що мають велике практичне значення. Такі, як про родовища корисних копалин, гідрогеологія, інженерна геологія, ГЕОКРІОЛОГІЇ.

В останні десятиліття з'явилися і набувають все більшого значення науки пов'язані з дослідженням космосу (космічна геологія), дна морів і океанів (морська геологія).

Поряд з цим є геологічні науки, що знаходяться на стику з іншими природничими науками: геофізика, біогеохімія, кристаллохимия, палеоботаніка. До таких належать також геохімія і палеогеографія. Найбільш близька і різнобічна зв'язок геології з географією. Для географічних наук, таких як ландшафтознавство, кліматологія, гідрологія, океанографія, найбільше важливі геологічні науки, які вивчають процеси, що впливають на формування рельєфу земної поверхні і історію утворення земної кори всій Землі.

3. Методи вивчення земних надр.

В геології застосовують прямі, непрямі, експериментальні і математичні методи.

Прямі - це методи безпосередніх наземних і дистанційних (з тропосфери, космосу) вивчень складу і будови земної кори. Основний - геологічна зйомка та картування. Вивчення складу і будови земної кори проводиться шляхом вивчення природних відслонень (обриви річок, ярів, схили гір), штучних гірничих виробок (канали, шуффи, кар'єри, шахти) і бурових свердловин (мах - 3,5 - 4 км. В Індії і ПАР , Кольська свердловина - понад 12 км., проект 15 км.) у гірських районах можна спостерігати природні розрізи в долинах річок, що розкривають товщі гірських порід, зібраних в складні складки і піднятих при гороутворенні з глибин 16 - 20 км. Таким чином, метод безпосереднього спостереження і дослідження шарів гірських порід можна застосовувати лише до невеликої, самої верхньої частини земної кори. Лише в вулканічних областях по викинути зі вулканів лаві і по твердим викидів можна судити про склад речовини на глибинах 50 - 100 км. і більше, де зазвичай розташовуються вулканічні осередки.

Непрямі - геофізичні методи, які засновані на вивченні природних і штучних фізичних полів Землі, що дозволяють досліджувати значні глибини надр.

Розрізняють сейсмічні, гравіметричні, електричні, магнітометричні і ін. Геофізичні методи. З них найбільш важливий сейсмічний ( «сейсмос» - трясіння) метод, заснований на вивченні швидкості поширення в Землі пружних коливань, що виникають при землетрусах або штучних вибухах. Ці коливання називаються сейсмічними хвилями, які розходяться від вогнища землетрусів. Бувають 2 типу: поздовжні Vp, що виникають як реакція середовища на зміни обсягу, поширюються в твердих і рідких тілах і характеризуються найбільшою швидкістю, і поперечні хвилі Vs, що представляють реакцію середовища на зміну форми і поширюються тільки в твердих тілах. Швидкість руху сейсмічних хвиль в різних гірських породах різна і залежить від їх пружних властивостей і їх щільності. Чим більше пружність середовища, тим швидше поширюються хвилі. Вивчення характеру поширення сейсмічних хвиль дозволяє судити про наявність різних оболонок кулі з різною пружністю і щільністю.

Експериментальні дослідження спрямовані на моделювання різних геологічних процесів і штучне отримання різних мінералів і гірських порід.

Математичні методи в геології спрямовані на підвищення оперативності, достовірності і цінності геологічної інформації.

4. Будова Землі.

Виділяють 3 оболонки Землі: ядро, мантію і земну кору.

Ядро - найбільш щільна оболонка Землі. Вважають, що зовнішнє ядро ​​знаходиться в стані, що наближається до рідкого. Температура речовини досягає 2500 - 3000 0С, а тиск ~ 300Гпа. Внутрішнє ядро, імовірно знаходиться в твердому стані. Склад зовнішнього і внутрішнього ~ однаковий - Fe - Ni, близький до складу метеоритів.

Мантія - найбільша оболонка Землі. Маса - 2/3 маси планети. Верхня мантія характеризується вертикальної і горизонтальної неоднорідністю. Під континентами і океанами її будова істотно відрізняється. В океанах на глибині ~ 50 км., А материках - 80 - 120 км. починається шар знижених сейсмічних швидкостей, який носить назву сейсмічного хвилеводу або астеносфери (тобто геосфера «без міцності») і відрізняється підвищеною пластичністю. (Хвилевід поширюється під океанами до 300 - 400 км., Під материками - 100- 150 км.) До неї приурочено більшість осередків землетрусів. Вважають, що в ній виникають магматичні осередки, а також зона підкіркових конвекційних течій і зародження найважливіших ендогенних процесів.

В. В. Білоусов об'єднує земну кору, верхню мантію, включаючи астеносферу в тектоносфері.

Проміжний шар і нижня мантія відрізняються більш однорідним середовищем, ніж верхня мантія.

Верхня мантія складена переважно феро-магнезіальних силікатами (олівін, піроксени, гранати), що відповідає перідотітового складу порід. У перехідному шарі З основною мінерал - олівін.

Хімічний склад: оксиди Si, Al? Fe (2+, 3+), Ti, Ca, Mg, Na, K, Mn. Переважають Si і Mg.

5. Земна кора.

Земна кора - це верхня оболонка Землі, складена магматичними, метаморфічними і осадовими породами, потужністю від 7 до 70 - 80 км. Це найбільш активний шар Землі. Для неї характерний магматизм і прояви тектонічних процесів.

Нижня межа земної кори симетрична поверхні Землі. Під материками вона глибоко опускається в мантію, і під океанами наближається до поверхні. Земна кора з верхньою мантією до верхньої межі астеносфери (тобто без астеносфери) утворює літосферу.

У вертикальному будову земної кори виділяють три шари, складених різними за складом, властивостями і походженням породам.

1 шар - верхній або осадовий (стратосфера) складний осадовими і вулканогенно-осадовими породами, глинами, глиняними сланцями, піщаними, вулканогенними і карбонатними породами. Шар покриває майже всю поверхню Землі. Потужність в глибоких западинах досягає 20 - 25 км., В середньому - 3 км.

Для порід осадового чохла характерна слабка дислокації, порівняно низькі щільності і невеликі зміни, відповідні діагенетіческой.

2 шар - середній або гранітний (гранито - гнейсовий), породи мають схожість з властивостями гранітів. Складена: гнейсами, гранодиоритами, діоритами, окалізамі, а так само габро, мармурами, сілінітамі і ін.

Породи цього шару різноманітні за сотавом і ступеня їх дислоційованості. Вони можуть бути незмінними і метаморфірованнимі. Нижня межа гранітного шару називається сейсмічний розділ Конрада. Потужність шару - від 6 до 40 км. На окремих ділянках Землі цей шар відсутній.

3 шар - нижній, базальтовий складається з більш важких порід, які за властивостями близькі до магматичних порід, базальтам.

В окремих місцях між базальтовим шаром і мантією залягає так званий еклогітовой шар з більш високою щільністю, ніж базальтовий.

Середня потужність шару в континентальній частині ~ 20 км. Під гірськими хребтами досягає 30 - 40 км., А під западинами знижується до 12 - 13 і 5-7 км.

Середня потужність земної кори в континентальній частині (Н. А. Белявський) -40,5 км., Хв. - 7 - 12 км. в океанах, макс. - 70 - 80 км. (Високогір'ї на континентах).