Геология
(греч. "гео" - земля, "логос" - учение) -
одна из важнейших наук о Земле. Она занимается
изучением состава, строения, истории развития
Земли и процессов, протекающих в ее недрах и на
поверхности. Современная геология использует
новейшие достижения и методы ряда естественных
наук - математики, физики, химии, биологии,
географии. Значительный прогресс в указанных
областях наук и геологии ознаменовался
появлением и развитием важных пограничных наук о
Земле - геофизики, геохимии, биогеохимии, кристаллохимии, палеогеографии,
позволяющих получить данные о составе, состоянии
и свойствах вещества глубоких частей земной коры
и оболочек Земли, расположенных ниже. Особо
следует отметить многостороннюю связь геологии
с географией (ландшафтоведением, климатологией,
гидрологией, гляциологией, океанографией) в
познании различных геологических
процессов, совершающихся на поверхности Земли.
Взаимосвязь геологии и географии особенно
проявляется в изучении рельефа земной
поверхности и закономерностей его развития.
Геология при изучении рельефа использует данные
географии, так же как и география опирается на
историю геологического развития и
взаимодействия различных геологических
процессов. Вследствие этого наука о рельефе -
геоморфология фактически является также
пограничной наукой.
По геофизическим данным в
строении Земли выделяется несколько оболочек: земная кора, мантия и ядро Земли.Предметом
непосредственного изучения геологии являются
земная кора и подстилающий твердый слой верхней
мантии - литосфера (греч.
"литос" - камень). Сложность изучаемого
объекта вызвала значительную дифференциацию
геологических наук, комплекс которых совместно с
пограничными науками (геофизикой, геохимией и
др.) позволяет получить освещение различных
сторон его строения, сущность совершающихся
процессов, историю развития и др.
Одним из нескольких основных
направлений в геологии является изучение
вещественного состава литосферы: горных пород,
минералов, химических элементов. Одни горные
породы образуются из магматического силикатного
расплава и называются магматическими
или изверженными,
другие - путем осаждения и накопления в морских
и континентальных условиях и называются осадочными;третьи - за
счет изменения различных горных пород под
влиянием температуры и давления, жидких и
газовых флюидов и называются метаморфическими.
Изучением вещественного
состава литосферы занимается комплекс
геологических наук, объединяющихся часто под
названием геохимического цикла. К ним относятся: петрография (греч. "петрос"
- камень, скала, "графо" - пишу, описываю),
или петрология -наука,
изучающая магматические и метаморфические
горные породы, их состав, структуру, условия
образования, степень изменения под влиянием
различных факторов и закономерность
распределения в земной коре. Литология
(греч. "литос" - камень) - наука, изучающая
осадочные горные породы. Минералогия
-наука, изучающая минералы - природные
химические соединения или отдельные химические
элементы, слагающие горные породы. Кристаллография и кристаллохимия
занимаются изучением кристаллов и
кристаллического состояния минералов. Геохимия - обобщающая
синтезирующая наука о вещественном составе
литосферы, опирающаяся на достижения указанных
выше наук и изучающая историю химических
элементов, законы их распределения и миграции в
недрах Земли и на ее поверхности. С рождением
изотопной геохимии в геологии открылась новая
страница в восстановлении истории
геологического развития Земли.
Изучение вещественного
состава литосферы, как и других процессов,
производится различными методами. В первую
очередь это прямые геологические методы -
непосредственное изучение горных пород в
естественных обнажениях на берегах рек, озер,
морей, разрезов шахт, рудников, кернов буровых
скважин. Все это ограничено относительно
небольшими глубинами. Наиболее глубокая, пока
единственная в мире, Кольская скважина достигла
всего лишь 12,5 км. Но более глубокие горизонты
земной коры и прилежащей части верхней мантии
также доступны непосредственному изучению.
Этому способствуют извержения вулканов,
доносящие до нас обломки пород верхней мантии,
заключенные в излившейся магме - лавовых
потоках. Такая же картина наблюдается в
алмазоносных трубках
взрыва, глубина возникновения которых
соответствует 150-200 км. Помимо указанных прямых
методов в изучении веществ литосферы широко
применяются оптические методы и другие,
физические и химические исследования -
рентгеноструктурные, спектрографические и др.
При этом широко используются математические
методы на основе ЭВМ для оценки достоверности
химических и спектральных анализов, построения
рациональных классификаций горных пород и
минералов и др. В последние десятилетия
применяются, в том числе и с помощью ЭВМ,
экспериментальные методы, позволяющие
моделировать геологические процессы;
искусственно получать различные минералы,
горные породы; воссоздавать огромные давления и
температуры и непосредственно наблюдать за
поведением вещества в этих условиях;
прогнозировать движение литосферных плит и даже,
в какой-то степени, представить облик
поверхности нашей планеты в будущие миллионы
лет.
Следующим направлением
геологической науки является динамическая геология,изучающая
разнообразные геологические процессы, формы
рельефа земной поверхности, взаимоотношения
различных по генезису горных пород, характер их
залегания и деформации. Известно, что в ходе
геологического развития происходили
многократные изменения состава, состояния
вещества, облика поверхности Земли и строения
земной коры. Эти преобразования связаны с
различными геологическими процессами и их
взаимодействием. Среди них выделяются две
группы: 1) эндогенные (греч. "эндос"
- внутри), или внутренние,связанные с
тепловым воздействием Земли, напряжениями,
возникающими в ее недрах, с гравитационной
энергией и ее неравномерным распределением; 2) экзогенные (греч. "экзос" -
снаружи, внешний), или внешние,вызывающие
существенные изменения в поверхностной и
приповерхностной частях земной коры. Эти
изменения связаны с лучистой энергией Солнца,
силой тяжести, непрерывным перемещением водных и
воздушных масс, циркуляцией воды на поверхности
и внутри земной коры, с жизнедеятельностью
организмов и другими факторами. Все экзогенные
процессы тесно связаны с эндогенными, что
отражает сложность и единство сил, действующих
внутри Земли и на ее поверхности.
В область динамической
геологии входит геотектоника
(греч. "тектос" - строитель, структура,
строение) - наука, изучающая структуру земной
коры и литосферы и их эволюцию во времени и
пространстве. Частные ветви геотектоники
составляют: структурная геология, занимающаяся
формами залегания горных пород; тектонофизика,
изучающая физические основы деформации горных
пород; региональная геотектоника, предметом
изучения которой служит структура и ее развитие
в пределах отдельных крупных регионов земной
коры. Важными разделами динамической геологии
являются сейсмология
(греч. "сейсмос" - сотрясение) - наука о
землетрясениях и вулканология,занимающаяся
современными вулканическими процессами.
История геологического
развития земной коры и Земли в целом является
предметом изучения исторической
геологии, в состав которой входит стратиграфия (греч. "стратум"
- слой), занимающаяся последовательностью
формирования толщ горных пород и расчленением их
на различные подразделения, а также палеогеография (греч.
"паляйос" - древний), изучающая
физико-географические обстановки на поверхности
Земли в геологическом прошлом, и палеотектоника, реконструирующая
древние структурные элементы земной коры.
Расчленение толщ горных пород и установление
относительного геологического возраста слоев
невозможны без изучения ископаемых органических
остатков, которым занимается палеонтология,тесно
связанная как с биологией, так и с геологией.
Следует подчеркнуть, что важной геологической
задачей является изучение геологического
строения и развития определенных участков
земной коры, именуемых регионами и обладающих
какими-то общими чертами структуры и эволюции.
Этим занимается обычно региональная геология,которая
практически использует все перечисленные ветви
геологической науки, а последние, взаимодействуя
между собой, дополняют друг друга, что
демонстрирует их тесную связь и неразрывность.
При региональных исследованиях широко
используются дистанционные
методы, когда наблюдения осуществляются с
вертолетов, самолетов и с искусственных
спутников Земли.
Косвенные методы познания, в
основном глубинного строения земной коры и Земли
в целом, широко используются геофизикой
- наукой, основанной на физических методах
исследования. Благодаря различным физическим
полям, применяемым в подобных исследованиях,
выделяются магнитометрические,
гравиметрические, электрометрические,
сейсмометрические и ряд других методов изучения
геологической структуры. Геофизика тесно
связана с физикой, математикой и геологией.
Одна из важнейших задач
геологии - прогнозирование залежей
минерального сырья, составляющего основу
экономической мощи государства. Этим занимается
наука о месторождениях
полезных ископаемых,в сферу которой входят
как рудные и нерудные ископаемые, так и горючие -
нефть, газ, уголь, горючие сланцы. Не менее важным
полезным ископаемым в наши дни является вода,
особенно подземная, происхождением, условиями
залегания, составом и закономерностями движений
которой занимается наука гидрогеология
(греч. "гидер" - вода), связанная как с
химией, так и с физикой и, конечно, с геологией.
Важное значение имеет инженерная геология -наука,
исследующая земную кору в качестве среды жизни и
разнообразной деятельности человека. Возникнув,
как прикладная ветвь геологии, занимающаяся
изучением геологических условий строительства
инженерных сооружений, эта наука в наши дни
решает важные проблемы, связанные с воздействием
человека на литосферу и окружающую среду.
Инженерная геология взаимодействует с физикой,
химией, математикой и механикой, с одной стороны,
и с различными дисциплинами геологии - с другой,
с горным делом и строительством - с третьей. За
последнее время оформилась как самостоятельная
наука геокриология
(греч. "криос - холод, лед), изучающая процессы
в областях развития многолетнемерзлых горных
пород "вечной мерзлоты", занимающих почти 50%
территории СССР. Геокриология тесно связана с
инженерной геологией.
С начала освоения
космического пространства возникла космическая
геология,или геология планет.Освоение
океанских и морских глубин привело к появлению морской
геологии,значение которой быстро возрастает в
связи с тем, что уже сейчас почти треть
добываемой в мире нефти приходится на дно
акваторий морей и океанов.
Разработка теоретических
проблем геологии сочетается с решением ряда
народнохозяйственных задач: 1) поиск и открытия
новых месторождений различных полезных
ископаемых, являющихся основной базой
промышленности и сельского хозяйства; 2) изучение
и определение ресурсов подземных вод,
необходимых для питьевого и промышленного
водоснабжения, а также мелиорации земель; 3)
инженерно-геологическое обоснование проектов
возводимых крупных сооружений и научный прогноз
изменения условий после окончания их
строительства; 4) охрана и рациональное
использование недр Земли.
Познание всех закономерностей
эволюции Земли, ее происхождения и развития
исключительно важно в контексте общего
материалистического понимания природы, в тех
философских построениях, которые отражают
единство мира. В этом заключается общенаучное
значение геологии.
|
