„Geologija yra gyvenimo būdas“, – tikriausiai atsakys geologas, paklaustas apie savo profesiją, prieš pereidamas prie sausų ir nuobodžių formuluočių, paaiškindamas, kad geologija yra mokslas apie žemės sandarą ir sudėtį. apie jo gimimo istoriją, formavimąsi ir raidos modelius, apie kadaise nesuskaičiuojamus, o šiandien, deja, „įvertintus“jo vidurių turtus. Kitos Saulės sistemos planetos taip pat yra geologinių tyrimų objektai.
Tam tikro mokslo aprašymas dažnai pradedamas nuo jo atsiradimo ir formavimosi istorijos, pamirštant, kad pasakojime gausu nesuprantamų terminų ir apibrėžimų, todėl geriau prieiti prie esmės.
Geologinių tyrimų etapai
Pati bendriausia tyrimų sekos schema, į kurią galima „suspausti“visus geologinius darbus, skirtus identifikuoti naudingųjų iškasenų telkinius(toliau – MPO), iš esmės yra tokia: geologinis tyrimas (uolienų atodangų ir geologinių darinių kartografavimas), žvalgyba, žvalgyba, rezervų skaičiavimas, geologinė ataskaita. Šaudymas, paieška ir žvalgyba savo ruožtu natūraliai skirstomi į etapus, priklausomai nuo darbo masto ir atsižvelgiant į jų tikslingumą.
Tokiam darbų kompleksui atlikti pasitelkiama visa armija pačių įvairiausių geologinių specialybių specialistų, kuriuos tikras geologas turi įvaldyti kur kas daugiau nei „viso po truputį“, nes jam tenka užduotis apibendrinti visą šią įvairiapusę informaciją ir galiausiai atrasti telkinį (arba jį sukurti), nes geologija yra mokslas, tyrinėjantis žemės gelmes visų pirma siekdamas plėtoti mineralinius išteklius.
Geologijos mokslų šeima
Kaip ir kiti gamtos mokslai (fizika, biologija, chemija, geografija ir kt.), geologija yra tarpusavyje susijusių ir persipynusių mokslo disciplinų kompleksas.
Geologijos dalykai tiesiogiai apima bendrąją ir regioninę geologiją, mineralogiją, tektoniką, geomorfologiją, geochemiją, litologiją, paleontologiją, petrologiją, petrografiją, gemologiją, stratigrafiją, istorinę geologiją, kristalografiją, hidrogeologiją, jūrų geologiją, vulkanologiją ir sedimentologiją.
Taikomieji, metodiniai, techniniai, ekonominiai ir kiti su geologija susiję mokslai apima inžinerinę geologiją, seismologiją, petrofiziką, glaciologiją, geografiją, geologijąmineralai, geofizika, dirvožemio mokslas, geodezija, okeanografija, okeanologija, geostatistika, geotechnologijos, geoinformatika, geotechnologijos, kadastro ir žemės stebėjimas, žemėtvarka, klimatologija, kartografija, meteorologija ir daugelis atmosferos mokslų.
„Gryna“, lauko geologija vis dar didžiąja dalimi yra aprašomoji, o tai užkrauna atlikėjui tam tikrą moralinę ir etinę atsakomybę, todėl geologija, sukūrusi savo kalbą, kaip ir kiti mokslai, neapsieina be filologijos, logikos ir etikos.
Kadangi žvalgybos ir žvalgymo maršrutai, ypač sunkiai pasiekiamose vietose, yra praktiškai nekontroliuojamas darbas, geologą visada vilioja subjektyvūs, bet gerai ir gražiai pateikti sprendimai ar išvados, ir taip, deja, nutinka. Nekenksmingi „netikslumai“gali sukelti labai rimtų pasekmių tiek moksline, tiek gamybine, tiek materialine ir ekonomine prasme, todėl geologas tiesiog neturi teisės į apgaulę, iškraipymus ir klaidas, kaip sapierius ar chirurgas.
Geomokslų stuburas yra sudarytas į hierarchinę seriją (geochemija, mineralogija, kristalografija, petrologija, litologija, paleontologija ir geologija, įskaitant tektoniką, stratigrafiją ir istorinę geologiją), atspindinčią paeiliui sudėtingesnių studijų objektų pavaldumą. nuo atomų ir molekulių iki visos Žemės.
Kiekvienas iš šių mokslų yra plačiai išsišakojęs skirtingomis kryptimis, o pati geologija apima tektoniką, stratigrafiją ir istorinę geologiją.
Geochemija
Šio mokslo akiratyjeslypi elementų pasiskirstymo atmosferoje, hidrosferoje ir litosferoje problemos.
Šiuolaikinė geochemija yra mokslinių disciplinų kompleksas, įskaitant regioninę geochemiją, biogeochemiją ir geocheminius naudingųjų iškasenų telkinių paieškos metodus. Visų šių disciplinų tyrimo objektas yra elementų migracijos dėsniai, jų koncentracijos, atskyrimo ir persodinimo sąlygos, taip pat kiekvieno elemento ar asociacijų iš kelių, ypač panašių savybių, formų evoliucijos procesai.
Geochemija remiasi atomo ir kristalinės medžiagos savybėmis ir struktūra, duomenimis apie termodinaminius parametrus, apibūdinančius dalį žemės plutos arba atskirus apvalkalus, taip pat bendrais termodinaminių procesų suformuotais modeliais.
Tiesioginis geocheminių tyrimų uždavinys geologijoje yra MPO aptikimas, todėl prieš rūdos naudingųjų iškasenų žvalgymo darbus būtinai atliekami ir kartu atliekami geocheminiai tyrimai, kurių rezultatai naudojami naudingo komponento sklaidos sritims nustatyti..
Mineralogija
Viena iš pagrindinių ir seniausių geologijos mokslo skyrių, tyrinėjanti didžiulį, gražų, neįprastai įdomų ir paslaptingą mineralų pasaulį. Mineraloginiai tyrimai, kurių tikslai, uždaviniai ir metodai priklauso nuo konkrečių užduočių, atliekami visuose žvalgybos ir geologinių tyrinėjimų etapuose ir apima platų metodų spektrą nuo vizualinio mineralų sudėties įvertinimo iki elektronų mikroskopijos ir rentgeno difrakcinės diagnostikos..
ĮjungtaMPO tyrimo, paieškos ir žvalgymo etapai, atliekami tyrimai, siekiant išsiaiškinti mineraloginius paieškos kriterijus ir preliminarų galimų telkinių praktinės reikšmės įvertinimą.
Geologinių darbų žvalgymo etape ir vertinant rūdos ar nemetalinių žaliavų atsargas, nustatoma visa jo kiekybinė ir kokybinė mineralinė sudėtis, identifikuojant naudingas ir kenksmingas priemaišas, kurių duomenys paimami. į tai reikia atsižvelgti renkantis perdirbimo technologiją arba darant išvadą apie žaliavų kokybę.
Be visapusiško uolienų sudėties tyrimo, pagrindiniai mineralogijos uždaviniai yra mineralų derinimosi natūraliose asociacijose modelių tyrimas ir mineralų rūšių sistematikos principų tobulinimas.
Kristalografija
Kadaise kristalografija buvo laikoma mineralogijos dalimi, o glaudus ryšys tarp jų yra natūralus ir akivaizdus, tačiau šiandien tai yra savarankiškas mokslas, turintis savo dalyką ir savo tyrimo metodus. Kristalografijos uždaviniai – visapusiškas kristalų struktūros, fizikinių ir optinių savybių, jų susidarymo procesų ir sąveikos su aplinka ypatybių bei pokyčių, vykstančių veikiant įvairaus pobūdžio poveikiui, tyrimas.
Kristalų mokslas skirstomas į fizikinę ir cheminę kristalografiją, kuri tiria kristalų susidarymo ir augimo dėsningumus, jų elgseną įvairiomis sąlygomis, priklausomai nuo formos ir struktūros, ir geometrinę kristalografiją.kurie yra geometriniai dėsniai, reguliuojantys kristalų formą ir simetriją.
Tektonika
Tektonika yra viena iš pagrindinių geologijos šakų, tirianti žemės plutos sandarą struktūrine prasme, jos formavimosi ir raidos ypatumus įvairaus masto judesių, deformacijų, lūžių ir dislokacijų, sukeltų gilūs procesai.
Tektonika skirstoma į regioninę, struktūrinę (morfologinę), istorinę ir taikomąją šakas.
Regioninė kryptis veikia su tokiomis struktūromis kaip platformos, plokštės, skydai, sulenktos sritys, jūros ir vandenyno įdubos, transformacijos lūžiai, plyšių zonos ir kt.
Pavyzdys yra regioninis struktūrinis-tektoninis planas, apibūdinantis Rusijos geologiją. Europinė šalies dalis išsidėsčiusi ant Rytų Europos platformos, sudaryta iš ikikambro magminių ir metamorfinių uolienų. Teritorija tarp Uralo ir Jenisejaus yra Vakarų Sibiro platformoje. Sibiro platforma (Vidurio Sibiro plynaukštė) tęsiasi nuo Jenisejaus iki Lenos. Sulenktas sritis vaizduoja Uralo-Mongolijos, Ramiojo vandenyno ir iš dalies Viduržemio jūros sulankstyti diržai.
Morfologinė tektonika tiria žemesnės eilės struktūras, palyginti su regionine tektonika.
Istorinė geotektonika nagrinėja pagrindinių vandenynų ir žemynų struktūrinių formų tipų atsiradimo ir formavimosi istoriją.
Taikoma tektonikos kryptis siejama su modelių identifikavimuįvairių tipų MPO išdėstymas, susijęs su tam tikrų tipų morfostruktūromis ir jų vystymosi ypatumais.
„Prekybos“geologine prasme žemės plutos lūžiai laikomi rūdos tiekimo kanalais ir rūdą kontroliuojančiais veiksniais.
Paleontologija
Pažodžiui reiškiant „senųjų būtybių mokslą“, paleontologija tiria iškastinius organizmus, jų liekanas ir gyvybinės veiklos pėdsakus, daugiausia skirta žemės plutos uolienų stratigrafiniam išskaidymui. Paleontologijos kompetencija apima užduotį atkurti vaizdą, atspindintį biologinės evoliucijos procesą, remiantis duomenimis, gautais atkuriant senovės organizmų išvaizdą, biologinius ypatumus, dauginimosi ir mitybos būdus.
Pagal gana akivaizdžius požymius paleontologija skirstoma į paleozoologiją ir paleobotaniką.
Organizmai jautrūs fizinių ir cheminių buveinių parametrų pokyčiams, todėl yra patikimi uolienų susidarymo sąlygų rodikliai. Taigi glaudus ryšys tarp geologijos ir paleontologijos.
Remiantis paleontologiniais tyrimais, kartu su geologinių darinių absoliutaus amžiaus nustatymo rezultatais, sudaryta geochronologinė skalė, kurioje Žemės istorija skirstoma į geologines epochas (archėjo, proterozojaus, paleozojaus, mezozojaus ir kainozojus). Eros skirstomos į laikotarpius, o tie, savo ruožtu, į epochas.
Gyvename pleistoceno epochoje (prieš 20 tūkst. metų iki šių dienų) kvartero laikotarpiu, kuris prasidėjo apie 1 mln.prieš metus.
Petrografija
Maminių, metamorfinių ir nuosėdinių uolienų mineralinės sudėties, jų tekstūrinių ir struktūrinių savybių bei genezės tyrimas atliekamas petrografijos (petrologijos) metodu. Tyrimai atliekami naudojant poliarizacinį mikroskopą perduodamos poliarizuotos šviesos pluoštuose. Norėdami tai padaryti, iš uolienų pavyzdžių išpjaunamos plonos (0,03–0,02 mm) plokštės (pjūviai), po to klijuojamos prie stiklo plokštės su Kanados balzamu (šios dervos optinės savybės yra artimos stiklo savybėms).
Mineralai tampa skaidrūs (dauguma), o jų optinės savybės naudojamos mineralams ir juos sudarančioms uolienoms identifikuoti. Interferenciniai raštai plonoje pjūvyje primena šablonus kaleidoskope.
Ypatingą vietą geologijos mokslų cikle užima nuosėdinių uolienų petrografija. Didelę teorinę ir praktinę jo reikšmę lemia tai, kad tyrinėjimų objektas yra šiuolaikinės ir senovinės (fosilinės) nuosėdos, kurios užima apie 70 % Žemės paviršiaus.
Inžinerinė geologija
Inžinerinė geologija – tai mokslas apie tas viršutinių žemės plutos horizontų sudėties, fizinių ir cheminių savybių, formavimosi, atsiradimo ir dinamikos ypatybes, kurios yra susijusios su ūkine, daugiausia inžinerine ir statybine žmogaus veikla.
Inžineriniais ir geologiniais tyrimais siekiama visapusiškai ir visapusiškai įvertinti žmogaus veiklos sukeltus geologinius veiksnius kartu su natūraliais geologiniais procesais.
Jei prisimintume, kad, priklausomai nuo orientavimo metodo, gamtos mokslai skirstomi į aprašomuosius ir tiksliuosius, tai inžinerinė geologija, žinoma, priklauso pastarajai, skirtingai nei daugelis jos „draugų parduotuvėje“.
Jūrų geologija
Būtų nesąžininga nekreipti dėmesio į didžiulę geologijos dalį, kuri tiria vandenynų ir jūrų dugną sudarančios žemės plutos geologinę struktūrą ir vystymosi ypatybes. Jei vadovausimės trumpiausiu ir talpiausiu geologijai (Žemės tyrinėjimui) būdingu apibrėžimu, tai jūrų geologija yra jūros (vandenyno) dugno mokslas, apimantis visas „geologinio medžio“šakas (tektoniką, petrografiją, litologiją, istorinė ir kvartero geologija, paleogeografija, stratigrafija, geomorfologija, geochemija, geofizika, mineralų doktrina ir kt.).
Tyrimai jūrose ir vandenynuose atliekami iš specialiai įrengtų laivų, plaukiojančių gręžimo įrenginių ir pontonų (šelfoje). Mėginiams imti, be gręžimo, naudojamos dragos, atverčiamieji griebtuvai ir tiesūs vamzdžiai. Autonominių ir velkamųjų transporto priemonių pagalba atliekami diskretūs ir nuolatiniai fotografiniai, televizijos, seisminiai, magnetometriniai ir geografiniai tyrimai.
Mūsų laikais daugelis šiuolaikinio mokslo problemų dar nėra išspręstos, įskaitant neįmintas vandenyno ir jo vidaus paslaptis. Jūrų geologija gerbiama ne tik dėl mokslo „išskleisti paslaptį“, bet ir plėtoti milžiniškus pasaulio vandenyno mineralinius išteklius.
Pagrindiniai teoriniai dalykaišiuolaikinės jūrinės geologijos šakos uždavinys – ištirti vandenyno plutos raidos istoriją ir nustatyti pagrindinius jos geologinės sandaros modelius.
Istorinė geologija – tai mokslas apie žemės plutos ir visos planetos raidos modelius istoriškai stebimoje praeityje nuo jos susiformavimo iki šių dienų. Litosferos struktūros formavimosi istorijos tyrimas yra svarbus, nes joje vykstantys tektoniniai poslinkiai ir deformacijos atrodo svarbiausi veiksniai, lemiantys daugumą pokyčių, įvykusių Žemėje praėjusiais geologiniais laikais.
Dabar, kai turime bendrą geologijos supratimą, galime pažvelgti į jos ištakas.
Ekskursija į Žemės mokslo istoriją
Sunku pasakyti, kiek geologijos istorija siekia tūkstančius metų, bet neandertaliečiai jau žinojo, iš ko pagaminti peilį ar kirvį, naudojant titnagą ar obsidianą (vulkaninį stiklą).
Nuo pirmykščio žmogaus laikų iki XVIII amžiaus vidurio truko ikimokslinis geologinių žinių, daugiausia apie metalų rūdas, statybinius akmenis, druskas ir požeminius vandenis, kaupimo ir formavimosi etapas. Apie uolienas, mineralus ir geologinius procesus to meto interpretacijoje buvo kalbama jau senovėje.
Iki 13 amžiaus kasyba vystėsi Azijos šalyse ir atsirado kasybos žinių pagrindai.
Renesanso epochoje (XV-XVI a.) įsitvirtino heliocentrinė pasaulio idėja (J. Bruno, G. Galileo, N. Kopernikas), geologinės N. Stenono, Leonardo da Vinci ir kt. G. Baueris gimė, taip patsuformuluotos kosmogoninės R. Dekarto ir G. Leibnizo sampratos.
Formuojantis geologijai kaip mokslui (XVIII-XIX a.) atsirado P. Laplaso ir I. Kanto kosmogoninės hipotezės bei M. V. Lomonosovo, J. Buffono geologinės idėjos. Gimė stratigrafija (I. Lehmann, G. Fuchsel) ir paleontologija (J. B. Lamarck, W. Smith), kristalografija (R. J. Gayuy, M. V. Lomonosovas), mineralogija (I. Ya. Berzelius, A. Kronstedt, V. M. Severginas, K. F. Moosas ir kiti), prasideda geologinis kartografavimas.
Per šį laikotarpį buvo sukurtos pirmosios geologų draugijos ir nacionalinės geologinės tarnybos.
Nuo XIX a. antrosios pusės iki XX amžiaus pradžios reikšmingiausi įvykiai buvo Charleso Darwino geologiniai stebėjimai, platformų ir geosinklinų teorijos sukūrimas, paleogeografijos atsiradimas, instrumentinė petrografija, genetinė ir teorinė mineralogija, magmos sampratų atsiradimas ir rūdos telkinių teorija. Pradėjo atsirasti naftos geologija ir įsibėgėti geofizika (magnetometrija, gravimetrija, seismometrija ir seismologija). 1882 m. buvo įkurtas Rusijos geologijos komitetas.
Šiuolaikinis geologijos raidos laikotarpis prasidėjo XX amžiaus viduryje, kai žemės mokslas perėmė kompiuterines technologijas ir įsigijo naujų laboratorinių instrumentų, įrankių ir techninių priemonių, kurios leido pradėti geologinius ir geofizinius tyrimus. vandenynų ir netoliese esančių planetų.
Ryškiausi mokslo pasiekimai buvo D. S. Koržinskio metasomatinio zonavimo teorija, metamorfizmo fasijų teorija, M. Strachovas apie litogenezės tipus, geocheminių metodų diegimą rūdos telkinių žvalgymui ir kt.
A. L. Janšinui, N. S. Šatskiui ir A. A. Bogdanovui vadovaujant buvo sukurti Europos ir Azijos šalių apžvalginiai tektoniniai žemėlapiai, sudaryti paleogeografiniai atlasai.
Sukurta naujos globalios tektonikos koncepcija (J. T. Wilsonas, G. Hessas, V. E. Khainas ir kt.), žengė į priekį geodinamika, inžinerinė geologija ir hidrogeologija, nubrėžta nauja geologijos kryptis – ekologinė, kuri tapo šiandien yra prioritetas.
Šiuolaikinės geologijos problemos
Šiandien daugeliu esminių klausimų šiuolaikinio mokslo problemos vis dar lieka neišspręstos, o tokių klausimų yra mažiausiai pusantro šimto. Kalbame apie biologinius sąmonės pagrindus, atminties paslaptis, laiko ir gravitacijos prigimtį, žvaigždžių kilmę, juodąsias skyles ir kitų kosminių objektų prigimtį. Geologija taip pat turi daug problemų, kurias dar reikia išspręsti. Tai daugiausia susiję su Visatos struktūra ir sudėtimi, taip pat su procesais, vykstančiais Žemės viduje.
Šiandien geologijos svarba didėja, nes reikia kontroliuoti ir atsižvelgti į didėjančią katastrofiškų geologinių pasekmių, susijusių su neracionalia ūkine veikla, didinančia aplinkosaugos problemas, grėsmę.
Geologinis darinys Rusijoje
Šiuolaikinio geologinio išsilavinimo formavimas Rusijoje yra susijęs su kasybos inžinierių korpuso (būsimo Kasybos instituto) atidarymu Sankt Peterburge.prasidėjo, kai 1930 m. Leningrade buvo įkurtas Geologijos institutas (dabar GIN AH CCCP), o vėliau perkeltas į Maskvą.
Šiandien Geologijos institutas užima lyderio poziciją tarp stratigrafijos, litologijos, tektonikos ir geologinio ciklo mokslų istorijos tyrimų institucijų. Pagrindinės veiklos sritys yra susijusios su sudėtingų esminių vandenyninės ir žemyninės plutos sandaros ir formavimosi problemų plėtojimu, žemynų uolienų formavimosi ir sedimentacijos vandenynuose evoliucijos tyrimais, geochronologija, pasauline geologinių procesų koreliacija ir kt. reiškiniai ir kt.
Beje, GIN pirmtakas buvo Mineralogijos muziejus, 1898 m. pervadintas į Geologijos muziejų, o vėliau 1912 m. į Geologijos ir mineralogijos muziejų. Petras Didysis.
Nuo pat pradžių geologinio išsilavinimo pagrindas Rusijoje buvo grindžiamas trejybės principu: mokslas – mokymas – praktika. Šio principo, nepaisant perestroikos sukrėtimų, švietimo geologija vadovaujasi ir šiandien.
1999 m. Rusijos švietimo ir gamtos išteklių ministerijų kolegijos priėmė geologinio švietimo koncepciją, kuri buvo išbandyta mokymo įstaigose ir gamybos komandose, kurios „augina“geologinį personalą.
Šiandien aukštąjį geologinį išsilavinimą galima įgyti daugiau nei 30 Rusijos universitetų.
Ir paleisk "žvalgybai į taigą" arba palik "į tvankias stepes" mūsų laikais - tai nebėra toks prestižas, kaip anksčiau,darbą, geologas jį renkasi, nes "laimingas, kuris žino, koks slegiantis kelio jausmas"…
