Геология

20.02.2016 18:41

Геоло́гия (от др.-греч. γῆ — Земля + λόγος — учение) — совокупность наук о строении Земли, её происхождении и развитии, основанная на изучении геологических процессов, вещественного состава, структуры земной коры и литосферы всеми доступными методами с привлечением данных других наук и дисциплин[1][2].

Коротко геологию можно определить как науку о составе, строении и закономерностях развития Земли[3].

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

Термин

 
Геология на греческом

Первоначально слово геология означало земную науку в противоположность теологии — духовной науке. В таком контексте термин геология использовал епископ и библиофил Ричард де Бери (1287—1345) в 11 главе произведения «Любовь к книгам» (написана на латинском в 1345[4], и впервые опубликована в Кёльне в 1473 году[5][6])[3].

Мнения о первом использовании слова геология в современном понимании расходятся:

 
Учебник геогнозии

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. Вернером (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.

В России термин геогнозия сохранялся до конца XIX века в названиях дисциплин и званий: «доктор минералогии и геогнозии» или «профессор минералогии и геогнозии»[3][11]. Например, В. В. Докучаев в 1883 году получил учёную степень доктора минералогии и геогнозии.[12]

В 1840-х годах «Геология и геогнозия» были тематическим разделом в Горном журнале[13].

В художественной литературе слова геолог и геология были напечатаны в 1862 году в романе И. С. Тургенева — Отцы и дети[14].

Разделы геологии

Основные направления геологических исследований

 
Инструменты геолога
  1. Описательная — занимается изучением размещения и состава геологических тел, в том числе их форма, размер, взаимоотношение, последовательность залегания, а также описанием различных минералов и горных пород.
  2. Динамическая — рассматривает эволюцию геологических процессов, таких как разрушение горных пород, перенос их ветром, ледниками, наземными или подземными водами, накопление осадков (внешние по отношению к земной коре) или движение земной коры, землетрясения, извержения вулканов (внутренние).
  3. Историческая геология — занимается изучением последовательности геологических процессов прошлого[3].

Геологические дисциплины работают во всех трёх направлениях геологии и точного деления на группы не существует. Новые дисциплины появляются на стыке геологии с другими областями знаний. В БСЭ приводится следующая классификация: науки о земной коре, науки о современных геологических процессах, науки о исторической последовательности геологических процессов, прикладные дисциплины, а также региональная геология[3].

Науки о земной коре

 
Объекты минералогии
  • Минералогия — раздел геологии, изучающий минералы, вопросы их генезиса, квалификации. Изучением пород, образованных в процессах, связанных с атмосферой, биосферой и гидросферой Земли, занимается литология. Эти породы не совсем точно называются ещё осадочными горными породами. Многолетнемёрзлые горные породы приобретают ряд характерных свойств и особенностей, изучением которых занимается геокриология.
  • Петрография (Петрология) — раздел геологии, изучающий магматические, метаморфические и осадочные горные породы — их описание, происхождение, состав, текстурно-структурные особенности, а также классификацию.
  • Структурная геология — раздел геологии, изучающий формы залегания геологических тел и нарушения земной коры.
  • Кристаллография — первоначально одно из направлений минералогии, в настоящее время скорее физическая дисциплина[3].

Науки о современных геологических процессах

 
Вулканология изучает вулканы

Или динамическая геология:

Науки о исторической последовательности геологических процессов

 
Ископаемые останки изучает палеонтология
 
Геологические пласты изучает стратиграфия

Или историческая геология:

  • Историческая геология — отрасль геологии, изучающая данные о последовательности важнейших событий в истории Земли. Все геологические науки в той или иной степени имеют исторический характер, рассматривают существующие образования в историческом аспекте и занимаются в первую очередь выяснением истории формирования современных структур. История Земли делится на два крупнейших этапа — эона, по появлению организмов с твёрдыми частями, оставляющих следы в осадочных породах и позволяющих по данным палеонтологии провести определение относительного геологического возраста. С появлением ископаемых на Земле начался фанерозой — время открытой жизни, а до этого был криптозой или докембрий — время скрытой жизни. Геология докембрия выделяется в особую дисциплину, так как занимается изучением специфических, часто сильно и многократно метаморфизованных комплексов и имеет особые методы исследования.
  • Палеонтология изучает древние формы жизни и занимается описанием ископаемых останков, а также следов жизнедеятельности организмов.
  • Стратиграфия — наука об определении относительного геологического возраста осадочных горных пород, расчленении толщ пород и корреляции различных геологических образований. Одним из основных источников данных для стратиграфии является палеонтологические определения[3].

Прикладные дисциплины

Прочие разделы геологии

В основном они связаны со смежными науками:

 
Геолог Х. Шмитт на Луне
  • Геохимия — раздел геологии, изучающий химический состав Земли, процессы, концентрирующие и рассеивающие химические элементы в различных сферах Земли.
  • Геофизика — раздел геологии, изучающий физические свойства Земли, включающая также комплекс разведочных методов: гравиразведка, сейсморазведка, магниторазведка, электроразведка различных модификаций и пр.
  • Геобаротермометрия — наука, изучающая комплекс методов определения давления и температур образования минералов и горных пород.
  • Микроструктурная геология — раздел геологии, изучающий деформацию пород на микроуровне, в масштабе зёрен минералов и агрегатов.
  • Геодинамика — наука, изучающая эволюцию Земли в планетарном масштабе, связь процессов в ядре, мантии и земной коре.
  • Геохронология — раздел геологии, определяющий возраст пород и минералов.
  • Литология (Петрография осадочных пород) — раздел геологии, изучающий Осадочные породы.
  • История геологии — раздел истории геологических знаний и горного дела.
  • Агрогеология[en] — раздел геологии о поиске добыче и использовании агроруд в сельском хозяйстве, а также о минералогическом составе сельскохозяйственных почв.
  • Некоторые разделы геологии выходят за пределы Земли — космическая геология или планетология, космохимия, космология.

Вы также можете ознакомиться с полным списком наук геологического цикла.

Основные принципы геологии

 
Первая геологическая карта У. Смита, 1815 год

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.

  • Принцип актуализма постулирует, что геологические силы, действующие в наше время, аналогично работали и в прежние времена. Джеймс Хаттон сформулировал принцип актуализма фразой «Настоящее — ключ к прошлому».
  • Принцип первичной горизонтальности (англ. principle of original horizontality) утверждает, что морские осадки при образовании залегают горизонтально.
  • Принцип суперпозиции (англ. the principle of superposition) заключается в том, что породы находящиеся в не нарушенном складчатостью и разломами залегании, следуют в порядке их образования, породы залегающие выше моложе, а те которые находятся ниже по разрезу — древнее.
  • Принцип последовательности (англ. law of faunal succession) постулирует, что в одно и то же время в океане распространены одни и те же организмы. Из этого следует, что палеонтолог, определив набор ископаемых остатков в породе, может найти одновременно образовавшиеся породы.
  • Принцип обеспечения непрерывности (англ. principle of lateral continuity) гласит, что строительный материал, образующий слои, растягивается по поверхности земли, если только какая-то другая масса его не ограничит.
  • Интрузивные взаимоотношения представлены контактами интрузивных пород и вмещающих их толщ. Обнаружение признаков таких взаимоотношений (зоны закалки, даек и т. п.) однозначно указывает на то, что интрузия образовалась позже, чем вмещающие породы.
  • Секущие взаимоотношения также позволяют определить относительный возраст. Если разлом рвёт горные породы, значит он образовался позже, чем они.
  • Ксенолиты и обломки попадают в породы в результате разрушения своего источника, соответственно они образовались раньше вмещающих их пород, и могут быть использованы для определения относительного возраста.

Геологическое время

Основная статья: История Земли

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:

Одним из следствий недостаточной количественной оценки прошедшего времени является кажущееся совпадение событий, не связанных между собой или настолько редких, что их одновременность невозможна по всем расчетам вероятностей[15]

Ключевые геологические события

Назад