1.Воздействие человека на природные геологические процессы.
В последние годы ученые все чаще обращают внимание на процессы, вызванные активной деятельностью человека на Земле. «Прогнозы показывают, что если в ближайшие годы не будут приняты самые энергичные меры, ухудшение качества окружающей среды может стать препятствием дальнейшего развития производительных сил общества». Следовательно, опережающее развитие науки уже поставило перед практикой актуальную задачу. Ее суть в необходимости перехода к иной форме связи между общественным производством и природой. Использование ресурсов, особенно невозобновимого минерального сырья, необходимо переводить на замкнутый (безотходный) цикл. Мы должны научиться управлять им, чтобы достигнуть правильного соотношения между быстрым развитием технологии производства и максимальным сохранением естественной среды.
Наступило время практического решения ряда взаимосвязанных проблем.
1. Измерение качества окружающей человека среды и качества технологии, преобразующей ее. Это прежде всего относится к тому, что дает нам литосфера — фундамент, на котором, как было показано, развивается общество.
2. Экономико-технологическая оценка природных ресурсов, в первую очередь минеральных.
3. Разработка долгосрочных программ рационального пользования природой, особенно компонентами недр.
При разработке лучшей системы производства мы должны руководствоваться двумя главнейшими принципами.
1. Возможно полное и комплексное использование первичных ресурсов. Основная масса таких ресурсов представлена именно минеральным сырьем. В этом суть активной охраны литосферы, природные богатства которой в обозримом будущем по-прежнему останутся главным источником промышленного развития.
2. Доведение вторичных ресурсов (отходов) производства и потребления до такого состояния, чтобы они могли быть использованы целиком или могли ассимилироваться в природной среде без ущерба для ее естественного состояния. И в данном случае продуктами переработки и преобразования минеральных ресурсов принадлежит ведущая роль. Энергетические, химические, металлургические, металлообрабатывающие и многие другие отрасли основаны на последовательной утилизации главным образом этого сырья
Оптимальное соблюдение изложенных принципов позволит разумно и целенаправленно регулировать геоморфологические процессы, проявляющиеся в изменении строения, состава и поверхностных форм литосферы под воздействием хозяйственной деятельности человека.
Мы сознаем, что живем в переходный период общественного развития, когда на нашей планете сосуществуют разные социальные системы.
«Возникла геология и обнаружила не только наличность образовавшихся друг после друга и расположенных друг над другом геологических слоев, но и сохранившихся в этих слоях раковины и скелеты вымерших животных, стволы, листья и плоды не существующих больше растений. Надо было решиться признать, что историю во времени имеет не только Земля, взятая в общем и целом, но и ее теперяшняя поверхность и живущие на ней растения и животные» (Маркс К., Энгельс Ф.)
Поэтому необходимо «уметь учитывать также и более отдаленные естественные последствия, по крайней мере, наиболее обычных из наших действий в области производства и тем самым господствовать над ними» (Маркс К., Энгельс Ф.)
Выявление и объяснение новых, подчас нежелательных, процессов, возникающих в сложной системе взаимодействия человека с литосферой, — первый этап. Когда они становятся понятными, наступает этап активного регулирования наших взаимоотношений с природой с целью устранения возникающих диспропорций. Мы всегда должны помнить что «…ноосфера — биосфера (в понимании В. А. Вернадского), переработанная научной мыслью, подготовлявшаяся шедшими сотни миллионов, может быть миллиарды лет, процессом, создавшим Homo Sapiens Faber, — не есть кратковременное и переходящее геологическое явление».
2.Вулканизм. Типы вулканов. Совокупность явлений, связанных с движением магмы к поверхности Земли, называется вулканизмом. В зависимости от характера движения магмы и степени ее проникновения в земную кору вулканизм может быть поверхностным (эффузивным), когда магма прорывает земную кору и изливается на поверхность, и глубинным (интрузивным), когда перемещение магмы заканчивается внутри земной коры. ТИПЫВУЛКАНОВ.
Из краткого описания характера вулканизма можно видеть большое разнообразие процессов извержений вулканов. Характер извержений зависит в основном от состава лавы, количества и активности газов, от глубины расположения лавового очага и высоты поднятия лавы вдоль жерла или трещины. Магма основного состава содержит меньшее количество газов, является более жидкой. И излияние ее происходит, как правило, более спокойно.
Извержения кислой магмы сопровождаются выделением огромного количества газов, которые почти всегда производят большие разрушения, разрыхляют и выбрасывают в атмосферу твердые горные породы, встречающиеся на пути их прорыва.
Магма, поднимаясь в поверхностные части Земли, уже на глубине испытывает большие преобразования. Газы, содержавшиеся в ней и вновь возникающие при химических реакциях, скапливаются в верхней части внедряющейся магмы, поэтому при каждом извержении вначале вырываются газы, а уже позднее происходит внедрение или излияние лавы.
На характер выделения газов влияют состав и структура пород, через которые они проходят. В случае пористых или трещиноватых пород, заполняющих канал, по которому движутся газы, или в случае открытого канала они выходят с меньшими взрывами; если же этот канал закупорен пробкой из более твердых пород, они выбрасывают ее с большей силой.
Вулканы по характеру извержений можно разделить на три категории: лавовую, смешанную и газово-взрывную.
В каждой категории выделяются отдельные типы вулканов, чаще всего называемые по наиболее характерному вулкану, извержение которого явилось образцом для данного типа.
Категория вулкана Тип вулкана Типовой вулкан
Лавовая Площадной Отсутствует
Трещинный Трещина Скаптар (Исландия)
(исландский)
Гавайский Килауэа (Гавайские острова)
С мешанная Стромболианский Стромболи (Италия)
Вульканский Вулькано (Италия)
Этно-везувианский Этна и Везувий (Италия)
Газово-взрывная Пелейский Мон-Пеле
Катмайский Катмай (Аляска)
Кракатауский Кракатау (Зондские о-ва)
Газо-взрывные Маары (Эйфель)
воронки (маары)
Бандайсанский Бандай-Сан (Япония)
3.Выветривание физическое и химическое.
Выветривание горных пород - Выветривание горных пород и минералов - это процесс разрушения и химического изменения горных пород под влиянием температуры, химического и механического воздействия на них атмосферы, воды и организмов. Различают три типа выветривания: физическое, химическое, биологическое. Физическое выветривание активно протекает при больших колебаниях суточных и сезонных температур, например в жарких пустынях, где поверхность почвы иногда нагревается до 60 - 70°С, а ночью охлаждается почти до 0°С. Процесс разрушения усиливается при конденсации и замерзании воды в трещинах горных пород, поскольку, замерзая, вода расширяется на своего объема и с огромной силой давит на стенки. В сухом климате аналогичную роль играют соли, кристаллизующиеся в трещинах горных пород. Так, соль кальция CaSO4, превращаясь в гипс (CaSO4 - 2H2O), увеличивается в объеме на 33%. В результате от породы, разбитой сетью трещин, начинают отпадать отдельные обломки, и с течением времени ее поверхность может подвергнуться полному механическому разрушению, что благоприятствует химическому выветриванию.
Химическое выветривание - это процесс химического изменения горных пород и минералов и образования новых, более простых соединений в результате реакций растворения, гидролиза, гидратации и окисления.
Важнейшими факторами химического выветривания являются вода, углекислый газ и кислород. Вода выступает в роли активного растворителя горных пород и минералов, а растворенный в воде углекислый газ усиливает разрушающее действие воды.Основная химическая реакция воды с минералами магматических пород - гидролиз - приводит к замене катионов щелочных и щелочноземельных элементов кристаллической решетки на ионы водорода диссоциированных молекул воды.
С деятельностью воды связана также гидратация - химический процесс присоединения воды к минералам. В результате реакции происходит разрушение поверхности минералов, что в свою очередь усиливает их взаимодействие с окружающим водным раствором, газами и другими факторами выветривания.
Реакция присоединения кислорода и образования оксидов (кислотные, основные, амфотерные, солеобразующие) называется окислением. Окислительные процессы широко распространены при выветривании минералов, содержащих соли металлов, особенно железа.
В результате химического выветривания изменяется физическое состояние минералов, разрушается их кристаллическая решетка. Порода обогащается новыми (вторичными) минералами и приобретает такие свойства, как связность, влагоемкость, способность к поглощению и др.
4.География и прогноз землетрясений.
Прогноз землетрясений — предположение о том, что землетрясение определённой магнитуды произойдет в определённом месте в определённое время (или в определённом диапазоне времени). Несмотря на значительные усилия сейсмологов в исследованиях, пока невозможно дать такой прогноз с точностью до дня или месяца.
Учёные до сих пор не знают всех деталей физических процессов, связанных с землетрясениями, и методы, какими их можно точно предсказывать. Ряд явлений рассматриваются сейчас как возможные предвестники землетрясений: изменения в ионосфере, различные типы электромагнитных индикаторов, включая инфракрасные и радиоволны, выбросы радона, странное поведение животных.
По мнению Сейсмологического сообщества Америки, заявляемый метод прогноза, который бы был подтверждён как верный, должен обеспечить ожидаемую магнитуду с определённым доспустимым отклонением, хорошо определённую зону эпицентра, диапазон времени, в которое произойдет это событие, и вероятность того, что оно действительно произойдет. Данные, на которых основан прогноз, должны поддаваться проверке и результат их обработки должен быть воспроизводим.
Достижение успеха в долгосрочных прогнозах (на годы или десятилетия) гораздо вероятнее достижения прогноза с точностью до месяца. Точные краткосрочные прогнозов (от часов до дня) на данный момент невозможны. В рамках научных работ с целью предсказания землетрясений сейсмологисты исследовали свзяь предстоящего землетрясения с движением земной коры, изменением уровня грунтовых вод в скважинах, выпуском радона или водорода, изменением ускорения сейсмических волн электромагнитными полями (сейсмоэлектромагнетизм),, масштабные изменения температуры почвы [9], изменения в концентрации ионов в ионосфере.
Тайна процессов землетрясений часто сподвигает необученных специально для этого людей заявлять о том, что им удалось найти решение проблемы прогноза землетрясений. Их фантастические теории прогноза землетрясений включают погодные условия и необычные облака, фазы луны. Но это всё — псевдонаучные теории.
5.Геологическая деятельность ветра.
Геологическая деятельность ветра складывается из процессов разрушения пород, переноса материала и его аккумуляции, тесно взаимосвязанных и протекающих одновременно. Дефляция (от лат. «deflatio» - сдувание) - процесс выдувания и развевания ветром частиц рыхлых горных пород. Дефляции подвергаются мелкие частицы пелитовой, алевритовой и песчаной размерности. Различают площадную и локальную дефляцию. Площадная дефляция приводит к равномерному выдуванию рыхлых частиц с обширных площадей; понижение поверхности за счёт такой дефляции может достигать 3 см в год. Развитие локальной дефляции определяется особенностями движения воздушных потоков и характером рельефа. С действием восходящих вихревых потоков связано образование котловин выдувания. В качестве особого вида локальной дефляции выделяют бороздовую дефляцию. В трещинах, узких щелях или бороздах сила ветра больше, и рыхлый материал выдувается оттуда в первую очередь. В частности с этим видом дефляции связано углубление колеи дорог: в Китае, на сложенных лёссом территориях, на месте дорог образуются узкие каньоны глубиной в первые десятки метров.
Корразия (от лат. «corrado» — скоблю, соскребаю) – процесс механического истирания горных пород обломочным материалом, переносимым ветром. Заключается в обтачивании, шлифовании, и высверливании горных пород. Частицы, переносимые ветром, ударяясь о поверхность встречающихся на пути коренных горных пород, действуют в качестве природного «абразивного инструмента», вырабатывая на их поверхности штрихи, борозды, ниши и другие характерные формы. В процессе такого обтачивания происходит также образование нового обломочного материала, вовлекаемого в процесс дефляции (грубой аналогией подобного процесса может служить действие абразивного инструмента на предмет - в результате обработки предмет изменяет форму, а удаляемая часть превращается в стачиваемый мелкий материал). Таким образом, процессы корразии и дефляции взаимосвязаны и протекают одновременно.
6. Геологическая деятельность ледников.
Ледники выполняют большую разрушительную, переносную и созидательную работу. Двигаясь по земной поверхности они дробят, крошат встречающиеся на пути обломки скал, истирают, бороздят и полируют поверхности горных пород, выпахивают рыхлые отложения, оставляя после себя вытянутые в направлении движения волны выпахивания. Захваченные ледниками обломки усиливают их разрушительную деятельность. Обработанные ледниками скалы - бараные лбы, а группа бараных лбов - курчавые скалы (Кольский полуостров, Финляндия).
Спускающиеся с гор ледники преобразуют эрозийные горные долины в ледниковые или троговые («троги» - от лат. «корыто») с крутыми отполированными склонами и плоским дном. Троги широко развиты в районах древнего и современного оледенения. Дно их - волнисто - бугристое, глассенные выступы твердых пород - ричели. Отложения ледника называются мореной. Морены движущиеся, разделяются на долины - внутренние, срединные и боковые, а отложенные - на конечные и основные.
Донные - состоят из продуктов постледникового выветривания и обломков пород ложа основания и состоят из крупных обломков, пылеватых и глинистых частиц.
Внутренние - слагаются из обломков, попавших в ледник извне и при таянии снега проникшего внутрь его.
Боковые - состоят из обломков осыпней, обвалов и бортов долины.
Срединные - образуются при слиянии боковых морен двух ледников. По числу этих морен можно определить число слившихся ледников.
Конечные - это валы обломочного материала (валуны, галька, щебень и т. д.), образовывающихся перед ледником и обращенные крутыми склонами в сторону ледника, пологими - в сторону движения ледника. Валы показывают границы движения ледника. Если ледник, отступая, останавливается несколько раз, то образуется несколько валов. У быстроотступающих ледников срединные, боковые, донные и внутренние морены объединяются в основную морену, образуются боковые валы.
Среди ледниковых отложений наиболее часто встречаются моренные глины и суглинки, а также валунные суглинки с крупными обломками. Морены не слоисты, залегают в виде карманов, валов, холмов и др. Мощность морен четвертичного определения 2 - 35 м., более ранних (PR и MZ) - до 180 м., которые метаморфизированы и называются тиллитами.
7.Геологическая деятельность моря.
Море, занимающее около 71 % земной поверхности, является могучим геологическим фактором, непрерывно работающим над изменением лика Земля. Как и остальные геологические факторы (ветер, лед, текучие воды) море производит разнообразную работу, заключающуюся в разрушении горных пород, переносе разрушенного материала, накоплении его и создании новых горных пород. Однако в противоположность суше, где главное значение имеют процессы денудации, в море процессы аккумуляции значительно преобладают над процессами разрушения и переноса. Это хорошо видно из противопоставления величины площади прибрежной полосы, где в основном осуществляется вся разрушительная работа моря, и колоссальным пространством океанического дна, являющегося ареной аккумуляцииосадков. Осадочные породы, слагающие самую верхнюю часть литосферы, на 90% представлены морскими отложениями. Отсюда понятно, как велика созидающая работа моря, и какое существеннейшее значение имеет она в развитии Земли.
Разрушающая деятельность моря связана с движением воды, возникающим под воздействием ветра и приливно-отливных течений. Даже при слабом волнении у берегов плещутся волны, непрерывно подтачивающие и разрушающие прибрежные скалы. Во время сильных штормов на берег обрушиваются колоссальные массы воды, образующие всплески высотой в несколько десятков метров. Сила удара таких масс воды способна причинить серьезные разрушения берегу и находящимся на нем сооружениям и постройкам.
Сила прибоя во время шторма выражается величинами порядка нескольких тонн на 1 квадратный метр. В Черном море зарегистрированы удары волн силой в 2,8 т/м², на побережье Америки измерениями установлена сила прибоя во время шторма в 30 т/м².
Подобные волны разбивают самые крепкие и прочные породы и передвигают на значительное расстояние обломки скал весом во многие десятки и сотни тонн, вызывая изменения в очертаниях берегов. Иногда наблюдается откол от берега моря огромных массивов. Волнами подмывается высокий береговой уступ; от него откалываются пластины высотой в десятки метров и толщиной 10—15 м. Сначала эти пластины медленно сползают к морю, затем обрушиваются и распадаются на отдельные глыбы. Крупные глыбы и обломки пород остаются некоторое время у подножия склона, где набегающие волны полируют их, дробят и окатывают мелкие обломки до состояния гальки. Так у подножия склона формируется площадка, сложенная галькой, а скалистый берег как бы сбривается морем и отодвигается в глубь суши. Эта работа моря получила название абразии.
8.Геологическая деятельность подземных вод.
Подземные воды играют существенную роль в ходе геологического развития земной коры. Их широкое и повсеместное распространение и подвижность приводят к постоянному взаимодействию с горными породами, к перераспределению вещества, к образованию и разрушению месторождений полезных ископаемых и т. д. Геологическая работа подземных вод прежде всего выражается в химическом взаимодействии с горными породами — в растворении, гидратации, гидролизе, карбонатизации, окислении, выщелачивании, переносе и переотложении вещества.
Растворение, выщелачивание, перенос и переотложение пород подземными водами наглядно проявляются при образовании карстаисуффозии. Суффозией (от лат. suffosio — подкапывание) называется вынос из горных пород подземной водой растворенных веществ и мелких минеральных частиц. Она особенно широко проявляется в лёссах и лёссовидных грунтах и сопровождается проседанием поверхности с образованием небольших суффозионных воронок, западин и блюдец. Суффозия наблюдается на склонах долин, в оврагах, на ровной поверхности (в степях); часто вызывает суффозионные оползни. Карстово-суффозионные процессы развиваются в песчаниках и конгломератах с известковым, гипсовым и другим растворимым цементом. Цемент выносится в растворе, а песок и галька — водой, уже чисто механически. Так создаются иногда значительные подземные пустоты и полости, сходные с глубинными формами карста.
Подземные воды играют большую роль при образовании оползней.
Оползнями называют передвижение масс горных пород по склонам под влиянием силы тяжести. Расположенные на склоне массы делювия не сползают вниз, пока их вес уравновешивается величиной трения любой поверхности как внутри делювиальной массы, так и на границе ее с подстилающими породами. Как только это равновесие нарушится и вес делювия окажется
больше удерживающей его силы трения, произойдет оползень. Схема структуры оползня представлена на рис., на котором видны три его основные части: поверхность скольжения, оползневый уступ и оползневая терраса. Поверхность скольжения — самая существенная часть оползня. При исследовании оползней ее изучают прежде всего. Положение и форма поверхности скольжения позволяют определить контур и размеры оползневого участка, а также установить величину сползающей массы и характер движения оползня. Обычно скольжение происходит по поверхности глинистого или какого-нибудь другого водоупорного слоя (например, поверхности мерзлоты). Наиболее подвержены оползням склоны, сложенные чередующимися водоупорными глинистыми, водопроницаемыми и водоносными слоями, а также породами, легко выветривающимися.
9.Геологическая деятельность рек.
Реки, их геологическая деятельность
геологическая деятельность Р., как и других проточных вод, выражается главным образом: a) размыванием, разрушением горных пород, b) перенесением размытого материала или в растворенном виде, или в механически взвешенном состоянии, и c) отложением переносимого материала в места более или менее отдаленные от той области, из которой этот материал заимствован. Размывание Р. (ср. соотв. статью) наиболее резко обнаруживается в их верховьях, где склоны круче, а потому сила падения текущей по ним воды значительнее и, следовательно, энергичнее размывающая ее деятельность. Особенной интенсивности эта деятельность достигает в водопадах (см.). Наиболее резким результатом размывающей деятельности Р. в их верховьях является удлинение Р. к их истокам и в некоторых случаях даже прорыв ими водораздельных возвышенностей и соединение в одну систему Р., стекающих с противолежащих склонов такой возвышенности. Впрочем, и на всем остальном течении Р. размывание резко выражается образованием, постоянным углублением и расширением речной долины (см.).
10.Геологическая деятельность человека.
11.Геология как наука. Науки геологического цикла. Задачи геологии
Геология - одна из фундаментальных естественных наук, изучающая строение, состав, происхождение и развитие Земли. Она исследует сложные явления и процессы, протекающие на ее поверхности и в недрах. Современная геология опирается на многовековой опыт познания Земли и разнообразные специальные методы исследования. В отличии от других наук о Земле, геология занимается исследованием ее недр. Основные задачи геологии состоят в изучении наружной каменной оболочки планеты - земной коры и взаимодействующих с ней внешних и внутренних оболочек Земли (внешние - атмосфера, гидросфера, биосфера; внутренние - мантия и ядро).Объектами непосредственного изучения геологии являются минералы, горные породы, ископаемые органические остатки, геологические процессы. Геология тесно связана с другими науками о Земле, например с астрономией, геодезией, географией, биологией. Геология опирается на такие фундаментальные науки как математика, физика, химия. Геология является синтетической наукой, хотя в то же время распадается на множество взаимосвязанных отраслей, научных дисциплин, изучающих Землю в разных аспектах и получающих сведения об отдельных геологических явлениях и процессах. Так, изучением состава литосферы занимаются: петрология, исследующая магматические и метаморфические породы, литология, изучающая осадочные горные породы, минералогия - наука, изучающая минералы как природные химические соединения и геохимия - наука о распределении и миграции химических элементов в недрах земли.
Геологические процессы, формирующие рельеф земной поверхности, изучает динамическая геология, частью которой являются геотектоника, сейсмология и вулканология.
Раздел геологии, занимающийся изучением истории развития земной коры и Земли в целом, включает стратиграфию, палеонтологию, региональную геологию и носит название ╚Историческая геология.
Есть в геологии науки, имеющие большое практическое значение. Такие, как о месторождениях полезных ископаемых, гидрогеология, инженерная геология, геокриология.
В последние десятилетия появились и приобретают все большее значение науки связанные с исследованием космоса (космическая геология), дна морей и океанов (морская геология).
Наряду с этим есть геологические науки, находящиеся на стыке с другими естественными науками: геофизика, биогеохимия, кристаллохимия, палеоботаника. К таковым относятся также геохимия и палеогеография. Наиболее близкая и разносторонняя связь геологии с географией. Для географических наук, таких как ландшафтоведение, климатология, гидрология, океанография, более всего важны геологические науки, изучающие процессы, влияющие на формирование рельефа земной поверхности и историю образования земной коры всей Земли
12.Геосинклинальные области. Основные этапы их развития.
Геосинклинальная область-крупный, относительно обособленный участок геосинклинального пояса, отличающийся от смежных областей возрастом складчатости и особенностями истории развития. Состоит из складчатых систем одного или близкого возраста (напр. Каледонских или герцинских). Складчатые системы протягиваются внутри Г.о двумя и более параллельными рядами, продолжая или кулисообразно замещая друг друга по простиранию и разделяясь срединными массивами и (или) межгорными прогибами. Примеры Г.о: Тянь-Шаньская, Алтае-Саянская, Антильско-Карибская.
Синклинали широко распространены в складчатых горных сооружениях. Синклинали формируются в результатедвижения литосферных плит.Преобладание разрывных нарушений в начальные стадии. Складчатость проявляется локально, обычно она резко усиливается на границе участков разной мобильности и часто исчезает по мере удаления от них. В стороне от разрывных нарушений подвижки земной коры фиксируются лишь перерывами в осадконакоплении. По разрывам проникает магма, и отложения начальных стадий геосинклинального развития насыщены вулканогенными породами.
13.Геохронологическая и стратиграфическая шкалы.
Геохронологи́ческая шкала́ — геологическая временная шкала истории Земли, применяемая в геологии и палеонтологии, своеобразный календарь для промежутков времени в сотни тысяч и миллионы лет.
Согласно современным общепринятым представлениям возраст Земли оценивается в 4,5—4,6 млрд лет. На поверхности Земли не обнаружены горные породы или минералы, которые могли бы быть свидетелями образования планеты. Максимальный возраст Земли ограничивается возрастом самых ранних твёрдых образований в Солнечной системе — тугоплавких включений, богатых кальцием и алюминием (CAI) из углистых хондритов. Возраст CAI из метеорита Allende по результатам современных исследований U-Pb изотопным методом составляет 4568,5±0,5 млн.лет[1]. На сегодня это лучшая оценка возраста Солнечной системы. Время формирования Земли как планеты может быть позже этой даты на миллионы и даже многие десятки миллионов лет.
Последующее время в истории Земли было разделено на различные временные интервалы по важнейшим событиям, которые тогда происходили.
Граница между эрами фанерозоя проходит по крупнейшим эволюционным событиям — глобальным вымираниям. Палеозой отделён от мезозоя крупнейшим за историю Земли пермо-триасовым вымиранием видов. Мезозой отделён от кайнозоя мел-палеогеновым вымиранием.