ОСНОВНЫЕ ОБЪЕКТЫ, ПРИНЦИПЫ И МЕТОДЫ ГЕОЛОГИИ

ГЕОЛОГИЯ

Горные породы – минеральные агрегаты,
из которых формируются самостоятельные геологические тела, образующие земную
кору.

Грунт – основание почвы (подпочва), дна
водоема, основание или материал для сооружения.

Магма (греч. magma – густая мазь) – расплавленная вязкожидкая силикатная
масса, богатая газами, образующимися в мантии Земли на разных глубинах и
выходящая на поверхность при извержениях вулканов в виде лавы. Магма содержит
кислород, кремний, алюминий, железо, магний, кальций, натрий, калий, а также
воду, водород, оксиды углерода, сероводород, фтор, хлор и некоторые другие
элементы.

Метаморфизм (от греч. метаморфо –
преобразуюсь, превращаюсь) – изменение магматических и осадочных пород в
твердом состоянии под воздействием эндогенных факторов.

Минералы – по определению В. И.
Вернадского, физический или химический индивидуализированный продукт земных
химических реакций, состоящий из химических молекул. По определению В. С.
Соболева, минералы – твердые однородные (в физико-химическом смысле) составные
части земной коры, образовавшиеся в результате геохимических процессов.

Палеонтология – наука об ископаемых
остатках растительного и животного мира.

Почвенно-грунтовой комплекс –
совокупность почвы и грунта.

Тектоничекие движения – движения земной
коры под воздействием внутренней – тепловой, радиоактивной, химической –
энергии Земли, создающие все крупные формы рельефа земной поверхности.

ОСНОВНЫЕ ОБЪЕКТЫ, ПРИНЦИПЫ И МЕТОДЫ ГЕОЛОГИИ

Основные
объекты геологических исследований обычно классифицируется по таким
группам.

1. Природные тела, из которых слагаются
верхние горизонты твердой оболочки
Земли (горные породы, руды, слагающие их минералы и пр.), их строение и состав.

2. Различные – внешние и внутренние –
геологические процессы, в результате
которых природные тела появились и появляются, изменяются и исчезают, а также формируется рельеф земной
поверхности.

3. Расположение природных тел в земной
коре, определяющее геологическое
строение или структуру последней.

4. Причины и закономерности возникновения
и развития логических процессов,
а также закономерности развития Земли в целом.

Специфической особенностью геологических
процессов являются их огромные масштабы
и исключительная длительность, растягивающаяся на миллионы и миллиарды лет.

Принципы в геологии. Геология-
область естествознания, где многие из перечисленных ранее общих принципов
проявляются особенно наглядно. Но, как в большинстве естественных наук эти
принципы приобрели здесь специфическую форму.

ГЕОДИНАМИЧЕСКИЕ
ПРОЦЕССЫ:

ЭНДОГЕННЫЕ
И ЭКЗОГЕННЫЕ

Динамика Земли может быть рассмотрена
по двум противоположным направлениям от ее поверхности. Внутренняя динамика
Земли включает в себя горообразование, тектонику горных пород, вулканизм,
метаморфизм, землетрясение, образование ловушек для нефти и газа и т.д.
Процессы, связанные с внутренней динамикой Земли, называют также эндогенными.

Внешняя динамика Земли охватывает
следующие процессы: выветривание, заболачивание, работу ветра, деятельность
атмосферных вод, водных потоков, морей, озер, ледников, а также оползни,
лавины, обвалы, криогенные процессы, обусловленные деятельностью
многолетнемерзлых грунтов, и многие другие. Процессы, связанные с внешней
динамикой, получили название экзогенных.

ХАРАКТЕРИСТИКА
МИНЕРАЛОВ И ГОРНЫХ ПОРОД

Минералы и горные породы – основные
объекты геологии. Огромное большинство минералов представляет собой твердые
кристаллические тела. В настоящее время известно около 3000 минералов, включая
их разновидности. То есть число минералов невелико, и все они могут быть
собраны практически в любом минералогическом музее. Из общего числа минералов
около 34% приходится на силикаты, около 25% – на окислы и гидроокислы, около
20% – на сульфидные соединения и около 21% – на долю всех остальных. Каждый
минерал устойчив только при определенных термодинамических условиях.

Иногда в отдельную группу выделяются
минералы, входящие в метаморфические породы. Эту группу, в свою очередь, часто
подразделяют на две подгруппы: в первую входят минералы, встречающиеся в
исходных породах, во вторую – минералы, встречающиеся только в метаморфических
породах. К минералам первой группы относятся кварц, полевые шпаты, слюды,
кальцит, магнетит, сульфиды; к минералам второй группы – дистен, андалузит,
ставролит, гранаты, графит.

Можно отметить минералы, встречающиеся
только на территории Республики Саха (Якутии), например чароит, заключающий в своем названии игру слов: название реки Чара дополняется глаголами очаровать, чаровать или существительным чары.

Существуют три главнейших типа горных пород: математические, осадочные
и метаморфические. Структура и текстура магматических
(изверженных) пород является следствием различия геологических условий их
образования. В связи с этим выделяют интрузивные
и эффузивные горные породы.
Интрузивные породы возникли в результате застывания крупных объемов магмы на
различной глубине. Эта магма не дошла до поверхности, но она оказала огромное
воздействие на вмещающие породы высокой температурой, горячими растворами и
газами. Интрузивные породы вследствие длительной кристаллизации магмы на
глубине характеризуются полнокристаллическими структурами. К ним относятся
граниты, гранит-порфиры и пегматиты.

В эффузивных
породах в связи с быстрым охлаждением, резким снижением давления и потерей
газов, способствующих кристаллизации минералов, возникают неполноценные
структуры. К этим породам могут быть отнесены реолиты, перлиты, абсидан, пемза,
диориты. Взрывные извержения вулканов имеют характер эксплозивных, и соответственно таким же термином называют породы,
образовавшиеся в результате такого извержения.

Самой распространенной излившейся
вулканической породой является базальт
– горная порода темного или темно-серого цветов. Базальтами сложено дно
современных океанов, а также многие плато и плоскогорья на суше. Основные
минералы, составляющие базальты, – авгит, плагиоклаз, оливин. Широко
распространенной горной породой являются также вулканические туфы.

Горные породы, возникающие при участии
экзогенных процессов, т.е. в результате взаимодействия литосферы с атмосферой, гидросферой
и биосферой, называют осадочными горными
породами. Между осадками и осадочными горными породами нет резкой
границы, и многие рыхлые образования, галечники, щебень, пески, рыхлые
туфогенные отложения и другие подобные им породы, являются одновременно и
осадками, и осадочными горными породами. К последним относят глины (каолинит,
монтмориллонит, гидрослюды), глинистые породы, известняки, минеральные соли.
Иногда осадочные породы включают в себя органические остатки. Например,
сапропелевые породы образовались преимущественно за счет анаэробного разложения
под водой простейших планктонных организмов и водорослей.

Метаморфические горные породы
образовались ранее как осадочные или как магматические, но претерпели изменение
метаморфизмов в недрах Земли под действием глубинных флюидов, температуры и
давления или вблизи земной поверхности под действием тепла внедрившихся масс.
Ярким примером здесь является мрамор – горная порода, образовавшаяся в
результате метаморфизма известняков и доломитов.

Есть несколько типов горных пород, образовавшихся из органических остатков.
Так, уголь – это затвердевшая масса окаменелого растительного материала.
Некоторые виды известняков сложены из остатков морской фауны (от кораллов до
моллюсков). Наиболее древние известняки сложены из остатков микроскопических
водорослей. Некоторые драгоценные и полудрагоценные камни также имеют
органическое происхождение. Например, жемчуг, коралл, янтарь, гагат (черный
янтарь) образовались из растительных и животных остатков, а янтарь представляет
собой ископаемую смолу исчезнувших видов хвойных растений, произраставших в
районе Балтийского моря.

ГЕОХРОНОЛОГИЧЕКАЯ ШКАЛА

Палеонтологический и стратиграфический
методы позволили расчленить толщу осадочных образований и ассоциирующихся с
ними метаморфических и магматических пород на ряд стратиграфических
подразделений. Это послужило началом введения временных интервалов,
характеризующих исторические этапы в геологии. Но полностью геохронологические
таблицы были составлены только после появления методов исследования, основанных
на изучении скоростей распада отдельных (радиоактивных) элементов периодической
системы.

Эволюционное
древо растений.

1. Древние бактерии возникли более 2000
млн. лет назад; это были первые организованные
живые существа.

2. «Предшественники
водорослей» – конки, бациллы, сине-зеленые «водоросли»
– появились приблизительно 2000 млн. лет назад; это были первые, выделяющие кислород и растения.

3. Зеленые водоросли появились 600 млн.
лет назад; это были первые организованные
хлоропласты.

4. Псилофиты появились 420 млн. лет
назад; они имели первые настоящие стебли.

5. Папоротники возникли 390 млн. лет
назад; они имели первые настоящие листья.

6. Голосеменные появились 345 млн. лет
назад; у них были первые настоящие
семена.

7. Покрытосеменные появились в меловом
периоде 135 млн. лет назад; у низ были первые цветки.

Все эти этапы от стеблей к листьям и
затем к цветкам можно рассматривать как основные равновесные этапы эволюции,
определяемые сменой соответствующих равновесий.

Эволюционное
древо животных имеет структуру, подобную эволюционному древу растений.

1. Земноводные появились 360 млн. лет
назад.

2. Первые рептилии зафиксированы
геологической наукой приблизительно 215
млн. лет назад.

3. Птицы появились 145 млн. лет назад.

4. Динозавры вымерли 65 млн. лет назад.

5. Время образования млекопитающих – 25
млн. лет назад.

6. Существование всех предков человека,
характеризующих промежуточные этапы
в процессе развития от обезьяны (австропитек, питекантроп, синантроп, неандертальский человек и т.п.),
уложились в последние 2 млн. лет.

ВОПРОСЫ
ДЛЯ СЕМИНАРОВ

1. Что изучает геология и достижения
каких естественных наук она использует?

2. Каково содержание геологических
принципов: принцип Кюри и принцип тормозящего противодействия Ле Шателье –
Брауна?

3. Как определяется возраст горных
пород? В чем заключается палеонтологический метод?

4. Что такое эндогенные процессы и
экзогенные процессы?

5. Чем характеризуются минералы и
горные породы?

6. Что такое геохронологическая шкала?

ОБЩИЕ
ВОПРОСЫ К ПЯТОМУ РАЗДЕЛУ

1. Каковы основные этапы эволюции
Земли?

2. Что представляют собой внешние
оболочки Земли?

3. Какие физико-химические параметры
характеризуют гидросферу и атмосферу Земли?

4. В чем природа земного магнетизма?

5. Что такое криосфера и баросфера?

6. Что такое минерал и какие типы
минералов Вам известны?