Что изучает наука геология кратко
Геология: путешествие к науке земли
Исторические науки, или исторические дисциплины – это науки, которые, можно сказать, находясь в настоящем, пытаются заглянуть в прошлое, чтобы предугадать будущее. Построенные где-то на статистических данных, где-то – на свидетельствах авторитетных очевидцев, а где-то – даже на откровенно неубедительных предположениях. Так или иначе, данный раздел наук пестрит в двадцать первом веке гораздо большим количеством тайн, чем, скажем, математика, львиную долю которой человечество успешно «впитало» еще в Древней Греции.
Однако, это не отменяет факта, что такие науки, а также само стремление докопаться до их сути, являются исключительно важными и полезными для человечества. Одной из таких наук и есть наука геологии.
Геология – это дисциплина, повествующая о процессах развития нашего «космического домика», нашей планеты. А также о ее структуре и составе.
Происхождение термина
Изначально определением геологии обозначался антипод теологии. Так, если теология была посвящена неосязаемому и духовному, то геология была материалистической наукой о земном. В своем труде “Philobiblon” епископ Р. де Бьюри употребил слово «геология» именно в таком значении. Дело было в XV веке нашей эры.
Согласно исторических данных, окончательно и бесповоротно нынешнее значение понятия в 1779 г. укоренил Орас Бенедикт де Соссюр. Также в XVIII столетии в обиход вошли еще два названия для нынешней науки о Земле – геогностика и геогнозия. Однако, к окончанию XIX столетия эти два названия также сошли на нет, оставив науке о земных недрах то имя, которое нам хорошо знакомо по сей день.
Три ветви геологии
Геология, как наука, делится на три основных ответвления. Динамическая, историческая и описательная геологии.
Динамическая – исходя из названия, анализирует и изучает динамику нашей планеты:
Дочерние науки геологии
Геология создала в своих пределах целый конгломерат прикладных, вспомогательных наук, которые более узко рассматривают конкретные вопросы общей геологии. Рассмотрим самые популярные из этого списка.
Науки динамической геологии:
Науки описательной геологии:
Также существуют прикладные дисциплины, имеющие ярко выраженное практическое применение:
Упомянем также науки, появившиеся на стыке геологии с другими дисциплинами. Так образовались геобаротермометрия (температуры и давления для образования горных пород), геофизика (Земля со своими физическими свойствами), геохимия (состав Земли в виде набора химических элементов), геохронология (определение возраста геологических объектов).
Геохронология является действительно интересной наукой. Именно благодаря ей, а также радиоактивным атомам урана, ученые в своих лабораториях могут определять возраст не только геологических пород, но и других находок.
Основные задачи и принципы геологии
Первостепенной задачей геологии, как науки, является, несомненно, составление хронологически правильного порядка геологических событий. Генезис Земли начиная со времен, что были 4.5 миллиарда лет назад и по сей день.
Учитывая, что геология – все-таки гуманитарная наука, а не точная, принципы геологии часто опираются на знания (наблюдения), полученные опытным путем, метод аналогии:
Применение и важность геологии
Итак, насколько же полезна для человечества эта естественная наука геология? Мы можем сказать, что крайне полезна. Изучение геологии и анализ данных о Земле с ее помощью способствует обнаружению важнейших ресурсов для каждой страны – полезных ископаемых. Ведь геология помогает даже с высокой точностью предположить, в каких регионах какие ископаемые следует искать! Все нынешние крупные месторождения ископаемых во время своего открытия не обошлись бы без участия адептов геологии. Потому, для нормального функционирования экономики любой страны – развитие геологии просто жизненно необходимо.
Еще, учитывая актуальную в 21 веке тему глобального потепления, геологи, занимающиеся вечными мерзлотами, а также изучающие Северный полюс, могут однажды пролить свет на способы устранения данной проблемы или хотя бы минимизации ущерба.
Геохронология, в свою очередь, может помочь с изучением нашего прошлого, с установлением точных дат тех или иных событий. Это более полезно для углубленного изучения истории.
Тектоника и сейсмология, при должном уровне развития, потенциально способны в будущем предсказывать наступающие землетрясения еще до их начала. А это – очень важный факт, который напрямую влияет на сохранность человеческих жизней и людского имущества.
Вулканология, как и тектоника, важна хотя бы уже из соображений безопасности. Существует очень много стран, для которых извержения вулканов даже сейчас представляют огромную проблему.
Ну и, на перспективу. Космическая геология, космология и планетология занимаются анализом геологического состава планет Солнечной системы. Так или иначе, однажды человечество достигнет того уровня развития, при котором добыча полезных ископаемых будет производиться и на соседних планетах. Потому, данные дисциплины, изучающие, из чего же состоят наши «соседи» по планетной системе и их спутники, подготавливают нам плацдарм для освоения ресурсов и пространств уже за пределами Земли.
Геология как наука
О геологии знает каждый, несмотря на то, что она является, пожалуй, единственной естественнонаучной дисциплиной, не изучаемой в школьном курсе. Развитие «геологических» знаний сопутствовало развитию человечества на всех этапах его истории. Достаточно вспомнить, что общая периодизация истории основана на характере используемых для производства орудий труда материалов: каменный, бронзовый и железный века. Добыча и совершенствование технологии обработки полезных ископаемых неизбежно связаны с увеличением знаний о свойствах минералов и горных пород, выработкой критериев поиска месторождений и совершенствованием способов их разработки.
Вместе с тем, в понимании, близком к современному, термин «геология» впервые был применен лишь в 1657 году норвежским естествоиспытателем М. П. Эшольтом, а как самостоятельная ветвь естествознания геология начала развиваться только во второй половине 18 века. В это время были разработаны элементарные приёмы наблюдения и описания геологических объектов и процессов, первые методы их изучения, проведена систематизация разрозненных знаний, возникли первые гипотезы. Этот период связан с именами выдающихся учёных А. Броньяра, А. Вернера, Ж. Кювье, Ч. Лайеля, М. Ломоносова, У. Смита и многих других. Геология становится наукой – выработанной в результате деятельности человека взаимосвязанной развивающейся системой знаний о законах мира.
Геология в современном понимании – это развивающаяся система знаний о вещественном составе, строении, происхождении и эволюции геологических тел и размещении полезных ископаемых.
Таким образом, объектами изучения геологии являются:
Геология имеет тесную связь со многими науками. На приведенном рисунке указаны разделы наук, возникшие в результате взаимодействия геологии со смежными дисциплинами.
Геология
Карта геологических провинций
Геология прошла длительный и сложный путь развития. Круг объектов её исследования расширялся, и распространился на всю Землю и объекты Солнечной системы. В геологии шли процессы дифференциации структур и объектов изучения, это сопровождалось специализацией научных направлений и интеграцией знаний, совершенствовались методы и инструменты исследований. В геологии предметом исследования является геологические объекты, их свойства, закономерности строения, взаиморасположения, происхождения и развития во времени и пространстве.
Содержание
Термины
Геология на греческом
Мнения о первом использовании слова геология в современном понимании расходятся:
Исторически параллельно использовался термин геогнозия (или геогностика). Это название для науки o минералах, рудах, и горных породах было предложено немецкими учёными Г. Фюкселем (в 1761) и A. Г. Bернером (в 1780). Им обозначили практические области геологии, изучавшие объекты, которые можно было наблюдать на поверхности, в отличие от чисто теоретической в то время геологии, которая занималась происхождением и историей Земли, её внутренним строением. Термин геогнозия использовался в западной литературе до второй половины XIX века.
Разделы геологии
Основные направления геологических исследований
Науки о земной коре
Науки о современных геологических процессах
Или динамическая геология:
Науки о исторической последовательности геологических процессов
Ископаемые останки изучает палеонтология
Геологические пласты изучает стратиграфия
Или историческая геология:
Прикладные дисциплины
Прочие разделы геологии
В основном они связаны со смежными науками:
Основные принципы геологии
Геология — наука историческая, и важнейшей её задачей является определение последовательности геологических событий. Для выполнения этой задачи с давних времён разработан ряд простых и интуитивно очевидных признаков временных соотношений пород.
Геологическое время
Геологическая временная шкала включает в себя историю Земли. Охватывает период с возникновения самого раннего твёрдого образования в Солнечной системе (4,57 млрд лет) и формирования Земли в начале Катархейского эона (4,54 млрд лет). Оканчивается шкала сегодняшним днём ( эпохой голоцена ).
Ч. Лайель в 1830 году ввёл понятие времени в геологию. Он превратил внезапные катастрофы в цепь длительных незначительных изменений:
Ключевые геологические события
Геохронологическая шкала
Абсолютный и относительный возраст
История геологии
Джеймс Хаттон — отец современной геологии
Геология – наука о Земле
Геология – это естественная наука, которая изучает Землю, ее вещественный состав, структуру коры, процессы и историю. Геология объединяет большое количество наук, включая: минералогию, геологию полезных ископаемых, геофизику, геохимию, петрографию, геодинамику, геоморфологию, палеонтологию, вулканологию, тектонику, стратиграфию и многое другое. Эта наука также включает изучение организмов, населявших нашу планету. Важной частью геологии является исследование того, как с течением времени изменялись структура, процессы, организмы и элементы Земли. Люди, изучающие геологию называются геологами.
Что делают геологи?
Геологи работают, чтобы лучше понять историю нашей планеты. Чем лучше мы знаем историю Земли, тем более точно сможем определить, как события и процессы из прошлого способны повлиять на будущее. Вот некоторые примеры:
Что изучает геология?
Основным объектом изучения геологии является земная кора, а также геологические процессы и история Земли:
Минералы
Минерал представляет собой природное химическое соединение, обычно кристаллическое и абиогенное (неорганическое) по происхождению. Минерал имеет один конкретный химический состав, тогда как камень может представлять собой совокупность различных минералов или минералоидов. Наука о минералах называется минералогией.
Существует более 5300 известных видов минералов. Силикатные минералы составляют более 90% земной коры. Кремний и кислород образовывают примерно 75% земной коры, что напрямую связано с преобладанием силикатных минералов.
Минералы отличаются химическими и физическими свойствами. Различия в химическом составе и кристаллической структуре позволяют распознавать виды, которые определялись геологической средой минерала при их формировании. Колебания в температуре, давлении или объемном составе горной массы вызывают изменения минералов.
Минералы можно описать по различным физическим свойствам, которые связаны с их химической структурой и составом. Общие отличительные признаки включают кристаллическую структуру, твердость, блеск, цвет, полосы, прочность, расщепление, переломы, вес, магнетизм, вкус, запах, радиоактивность, реакция на кислоту и т.д.
Минералы исключительной красоты и долговечности называются драгоценными камнями.
Горные породы
Горные породы представляют собой твердые смеси по меньшей мере одного минерала. В то время как минералы имеют кристаллы и химические формулы, породы характеризуются текстурой и минеральным составом. Исходя из этого, горные породы делятся на три группы: магматические горные породы (формируются при постепенном охлаждении магмы), метаморфические горные породы (образование происходит при изменении магматических и осадочных пород) и осадочные горные породы (образовываются при низких температурах и давлении, когда преобразовываются морские и континентальные осадки). Эти три основных типа пород участвуют в процессе, называемом круговоротом горных пород, который описывает трудоемкие переходы, как на поверхности, так и под землей, от одного типа породы к другому на протяжении длительных периодов геологического времени.
Горные породы являются экономически важными полезными ископаемыми. Уголь – это камень, который служит источником энергии. Другие типы пород используются в строительстве, включая камень, щебень и т.д. Третьи необходимы для изготовления инструментов, от каменных ножей наших предков до мела, используемого сегодня художниками.
Окаменелости
Окаменелости являются признаками живых существ, которые существовали очень давно. Они могут представлять отпечатки тел или даже продуктов жизнедеятельности организмов. Ископаемые также включают следы, норы, гнезда и другие косвенные признаки. Окаменелости являются ярким свидетельствованием ранней жизни на Земле. Геологи составили отчет о древней жизни, простирающейся на сотни миллионов лет.
Ископаемые останки имеют практическое значение, потому что они изменяются на протяжении всего геологического времени. Совокупность окаменелостей служит для идентификации горных пород. Геологическая шкала времени основана почти исключительно на ископаемых останках и дополнена другими методами датирования. С ее помощью мы можем уверенно сравнивать осадочные породы со всего мира. Ископаемые окаменелости также являются ценными музейными экспонатами и предметами коллекционирования.
Формы рельефа, геологические структуры и карты
Формы рельефа во всем их разнообразии являются следствием круговорота горных пород. Они были сформированы эрозией и другими процессами. Формы рельефа дают информацию о том, как образовывалась и изменялась земная кора в геологическом прошлом, например, в ледниковом периоде.
Структура является важной частью изучения обнажения горных пород. Большинство частей земной коры деформированы, согнуты и искажены в некоторой степени. Геологические признаки этого – сочленения, разломы, текстуры пород и несоответствия помогают в оценке геологических структур, а также измерении склонов и ориентаций горных пород. Геологическая структура в недрах важна для водоснабжения.
Геологические карты представляют собой эффективную базу данных геологической информации о породах, рельефах и структуре.
Геологические процессы и угрозы
Геологические процессы приводят к круговороту горных пород, созданию структур и форм рельефа, а также окаменелостей. Они включают эрозию, осаждение, окаменелость, разломы, поднятие, метаморфизм и вулканизм.
Геологические опасные явления – мощные выражения геологических процессов. Оползни, извержения вулканов, землетрясения, цунами, изменение климата, наводнения и космические воздействия являются основными примерами угроз. Понимание основных геологических процессов может помочь человечеству уменьшить ущерб от геологических катастроф.
Тектоника и история Земли
Тектоника – геологическая деятельность в самом крупном масштабе. Поскольку геологи отображали горные породы и изучали геологические особенности, и процессы, они начали поднимать и отвечать на вопросы о тектонике – жизненном цикле горных хребтов и вулканических цепей, движении континентов, о росте и снижении уровня Мирового океана, и о том, какие процессы происходят в ядре и мантии Земли. Тектоника плит объясняет как движутся литосферные плиты и позволила изучать нашу планету как единую структуру.
Геологическая история Земли – это история, которую рассказывают минералы, скалы, окаменелости, рельеф и тектоника. Исследования окаменелостей в сочетании с различными методами дают последовательную эволюционную историю жизни на Земле. Фанерозойский эон (возраст окаменелостей) последних 542 миллионов лет хорошо отображен как время изобилия фауны и флоры и акцентирован массовыми вымираниями. Предыдущие четыре миллиарда лет, докембрийское время, были временем огромных изменений в атмосфере, океанах и континентах.
Роль геологии
Существует много причин, по которым геология важна для жизни и цивилизации. Подумайте о землетрясениях, оползнях, наводнениях, засухе, вулканической активности, океанских течениях, типах почвы, минералах (золото, серебро, уран) и т.д. – геологи изучают все эти понятия. Таким образом, изучение геологии играет важную роль в современной жизни и цивилизации.
Геология определяется как «научное исследование происхождения, истории и структуры Земли». Почти все, что мы используем в нашей жизни, имеет какое-то отношение к Земле. Дома, улицы, компьютеры, игрушки, инструменты и т.д. сделаны из природных ресурсов. Хотя Солнце является конечным источником энергии Земли, мы нуждаемся в дополнительной энергии, которая вырабатывается при сжигании природного газа, древесины и т.д. Геологическая наука имеет первостепенное значение для определения местоположения этих источников энергии Земли, а также объясняет как более эффективно извлечь их из недр планеты, с минимальными экономическими затратами и с наименьшим воздействием на окружающую среду. Водные ресурсы являются чрезвычайно важными для человечества, однако во многих частях мира существует недостаток пресной воды. Изучение геологии помогает находить водные источники, чтобы уменьшить влияние нехватки воды на людей.
Изучение геологии также охватывает процессы Земли, которые могут повлиять на цивилизацию. Землетрясение способно уничтожить тысячи жизней за несколько минут. Кроме того, цунами, наводнения, оползни, засухи и вулканическая деятельность способны оказать огромное влияние на цивилизацию. Геологи изучают эти процессы, и в случае необходимости рекомендуют проводить определенные мероприятия по минимизации ущерба, если возникают такие события. Например, изучая закономерности наводнения рек, геологи могут рекомендовать избегать определенных областей при строительстве новых городов, чтобы предотвратить потенциальный ущерб. Сейсмология – раздел геологии – хотя и очень сложная область изучения, может помочь сохранить многие жизни, оценив, где есть наибольшая вероятность землетрясения (как правило, в линиях геологических разломов), и рекомендовать тип технологий, которые будут использоваться при строительстве зданий в этих уязвимых районах.
Многие предприятия для своей деятельности полагаются на информацию, полученную от геологов. Золото, алмазы, серебро, нефть, железо, алюминий и уголь являются природными ресурсами, которые широко используются в промышленности. Геологи и наука геология помогают в поиске этих и других ресурсов. Даже простой строительный материал, такой как песок, необходимо найти и добыть, а затем уже использовать при строительстве домов, предприятий, школ и т.д.
На самом деле геология еще не имеет широкого признания в современном мире, как, к примеру, генетика, химия и медицина. Тем не менее все жители нашей планеты зависят от природных ресурсов, найденных благодаря геологам и науке геологии. Таким образом, геология чрезвычайно важна и требует дальнейшего развития, и популяризации в обществе.
Геология – это наука о Земле, изучающая ее внутреннее строение, происхождение, преобразование. Основными направлениями исследования являются:
Первое упоминание термина приходится на 1345 год как противопоставление земной науки духовному учению в книге епископа Ричарда де Бери. Позже термин обрел более научное основание, однако оставался далеким от современной интерпретации. Практические области применения геологических знаний отражал термин «геогнозия», введенный немецкими учеными. В России он просуществовал вплоть до ХХ века.
С чего начиналось новое учение?
Интерес к процессам, происходящим внутри Земли и на ее поверхности, возник у людей еще в далеком прошлом, потому что многие явления невозможно игнорировать. Первые описания касались таких процессов как землетрясения, вулканические извержения, приливы и отливы, смещение береговых линий. Они нашли отражение в трудах Аристотеля, Пифагора, Страбона, Авиценны.
Вклад в становление науки о земле в эпоху Возрождения внес Леонардо да Винчи, предположивший, что окаменелые раковины – это не что иное, как останки вымерших беспозвоночных и моллюсков. Также в это время родились идеи, послужившие фундаментом для исторической геологии. Мыслители полагали, что история существования и развития нашей планеты гораздо больше, чем время существования на ней человека.
Геология в эпоху Просвещения
XVIII век историки называют эпохой Просвещения, ввиду стремительного развития наук, изменения уклада жизни человека и его представлений об окружающем мире.
Для геологии этот период ознаменовался изучением недр и возможностей добычи полезных ископаемых. Появились технологии изъятия и применения разнообразных горных пород в промышленности и хозяйстве. Ученые наблюдали и описывали геологические процессы и явления, связи и взаимозависимости природных эндогенных и экзогенных изменений.
Стали накапливаться знания о характеристиках и условиях формирования минералов, горных пород, полезных ископаемых. Труды ученых наполнились гипотезами, теориями и предположениями о происхождении планеты, возникновении жизни, причинах тектонической активности, процессах формирования горных пород и форм рельефа.
Родоначальником современной геологии признан Джеймс Хаттон.
Влияние промышленной революции на геологию
XIX век примечателен небывалыми достижениями науки и техники,культуры и искусства. Он дал огромное количество выдающихся географов, геологов, физиков, что поспособствовало масштабному развитию представлений о планетарных процессах. В это время были заложены основы нынешней стратиграфии, созданы геологические карты на основе систематизации и обобщения накопленного теоретического материала, что упростило получение и передачу информации.
Тесно сплелись почвоведение и сельское хозяйство, были изучены физические и геохимические свойства различных почв, выработаны рекомендации использования, созданы почвенные карты и изданы книги. Среди геологов и почвоведов наиболее значима фамилия В.В. Докучаева, заложившего основы почвоведения и отписавшего закономерности их распространения.
Современная геология
Обобщение и систематизация, полученных веками, теоретических и эмпирических знаний привели к осознанию необходимости рационального потребления природных ресурсов. Прикладной аспект науки вышел на первый план. Изучение месторождений полезных ископаемых, методов их поисков, разведки и добычи. Инженерная геология изучает процессы взаимодействия сооружений и конструкций с геологической средой. Она повсеместно востребована при проектировании и строительстве.
Геология разветвлена на много направлений, каждое из которых имеет свой объект исследований, определенные методы и задачи. Среди них выделяют: минералогию, петрографию, литологию, гидрогеологию, кристаллографию, палеонтологию, стратиграфию, геофизику и геохимию.