Геологията е наука за какво? Какво правят геолозите? Проблеми на съвременната геология

„Геологията е начин на живот“, най-вероятно ще каже геологът, когато отговаря на въпрос за професията си, преди да премине към сухи и скучни формулировки, обяснявайки, че геологията е за структурата и състава на земята, историята на нейното раждане , формирането и развитието на моделите, за някогашните безбройни, но днес, уви, „оценени” богатства на нейните дълбини. Други планети от Слънчевата система също са обект на геоложки изследвания.

Описанието на определена наука често започва с историята на нейния произход и формиране, забравяйки, че разказът е пълен с неразбираеми термини и определения, така че е по-добре първо да стигнем до точката.

Етапи на геоложките проучвания

Най-общата схема на последователността от изследвания, в която цялата геоложка работа, насочена към идентифициране на минерални находища (наричани по-нататък MPO), по същество изглежда така: геоложко проучване (картографиране на разкрития на скали и геоложки образувания), проучвателна работа, проучване, изчисляване на запасите, геоложки доклад. Геодезията, търсенето и разузнаването от своя страна естествено се разделят на етапи в зависимост от мащаба на работата и отчитайки тяхната целесъобразност.

За извършването на такъв комплекс от работа е ангажирана цяла армия от специалисти от широк спектър от геоложки специалности, които истинският геолог трябва да владее много повече, отколкото на ниво „от всичко по малко“, защото той е изправен пред задачата да обобщим цялата тази разнообразна информация и в крайна сметка да стигнем до откриването на находище (или да го направим), тъй като геологията е наука, която изучава недрата на земята предимно с цел разработване на минерални ресурси.

Семейство на геоложките науки

Подобно на други природни науки (физика, биология, химия, география и др.), геологията е цял комплекс от взаимосвързани и преплетени научни дисциплини.

Директно геоложките предмети включват обща и регионална геология, минералогия, тектоника, геоморфология, геохимия, литология, палеонтология, петрология, петрография, гемология, стратиграфия, историческа геология, кристалография, хидрогеология, морска геология, вулканология и седиментология.

Приложни, методологични, технически, икономически и други науки, свързани с геологията, включват инженерна геология, сеизмология, петрофизика, глациология, география, минерална геология, геофизика, почвознание, геодезия, океанография, океанология, геостатистика, геотехнологии, геоинформатика, геотехнологии, кадастър и мониторинг земи, земеустройство, климатология, картография, метеорология и редица атмосферни науки.

„Чистата“ полева геология все още остава до голяма степен описателна, което налага определена морална и етична отговорност на изпълнителя, следователно геологията, след като е развила свой собствен език, подобно на други науки, не може без филология, логика и етика.

Тъй като маршрутите за търсене и проучване, особено в труднодостъпни райони, са практически неконтролирана работа, геологът винаги е податлив на изкушението от субективни, но компетентно и красиво представени преценки или заключения и това, за съжаление, се случва. Безобидните „неточности“ могат да доведат до много сериозни последици както в научно-производствен, така и в материално-икономически план, така че геологът просто няма право на измама, изкривяване и грешка, като сапьор или хирург.

Ядрото на геонауките е подредено в йерархична серия (геохимия, минералогия, кристалография, петрология, литология, палеонтология и самата геология, включително тектоника, стратиграфия и историческа геология), отразявайки подчинението на последователно по-сложни обекти на изследване от атоми и молекули до Земята като цяло.

Всяка от тези науки се разклонява широко в различни посоки, както самата геология включва тектоника, стратиграфия и историческа геология.

Геохимия

Полезрението на тази наука е в проблемите на разпределението на елементите в атмосферата, хидросферата и литосферата.

Съвременната геохимия е комплекс от научни дисциплини, включващи регионална геохимия, биогеохимия и геохимични методи за търсене на минерални находища. Предмет на изучаване на всички тези дисциплини са законите на миграцията на елементите, условията на тяхната концентрация, разделяне и повторно отлагане, както и процесите на еволюция на формите на поява на всеки елемент или асоциации на няколко, особено сходни по свойства .

Геохимията се основава на свойствата и структурата на атома и кристалното вещество, на данни за термодинамичните параметри, характеризиращи част от земната кора или отделни обвивки, както и на общи закономерности, формирани от термодинамичните процеси.

Пряката задача на геохимичните изследвания в геологията е откриването на минерални находища, следователно рудни минерални находища задължително се предхождат и придружават от геохимични изследвания, въз основа на резултатите от които се идентифицират областите на разпръскване на полезния компонент.

Минералогия

Един от основните и най-стари клонове на геоложката наука, изучаващ огромния, красив, необичайно интересен и загадъчен свят на минералите. Минералогичните изследвания, чиито цели, цели и методи зависят от конкретни задачи, се извършват на всички етапи на търсене и геоложко проучване и включват широк спектър от методи от визуална оценка на минералния състав до електронна микроскопия и рентгенова дифракционна диагностика.

На етапите на проучване, търсене и проучване на находища на полезни изкопаеми се извършват изследвания за изясняване на минералогичните критерии за търсене и предварителна оценка на практическото значение на потенциалните находища.

По време на етапа на проучване на геоложките работи и при оценката на запасите от руда или неметални суровини се установява неговият пълен количествен и качествен минерален състав с идентифицирането на полезни и вредни примеси, данните за които се вземат предвид при избора на технология за преработка. или вземане на заключение за качеството на суровините.

В допълнение към цялостното изследване на състава на скалите, основните задачи на минералогията са изучаването на моделите на комбинация от минерали в естествени асоциации и подобряването на принципите на таксономията на минералните видове.

кристалография

Някога кристалографията се е смятала за част от минералогията и тясната връзка между тях е естествена и очевидна, но днес тя е самостоятелна наука със свой предмет и свои методи на изследване. Целите на кристалографията са цялостно изучаване на структурата, физичните и оптичните свойства на кристалите, процесите на тяхното образуване и характеристиките на взаимодействието им с околната среда, както и промените, настъпващи под въздействието на влияния от различно естество.

Науката за кристалите се разделя на физикохимична кристалография, която изучава моделите на образуване и растеж на кристалите, поведението им при различни условия в зависимост от формата и структурата и геометрична кристалография, предмет на която са геометричните закони, управляващи формата и симетрията от кристали.

Тектоника

Тектониката е един от основните клонове на геологията, който изучава структурно особеностите на нейното формиране и развитие на фона на различни по мащаб движения, деформации, разломи и дислокации, причинени от дълбоки процеси.

Тектониката се разделя на регионални, структурни (морфологични), исторически и приложни клонове.

Регионалното направление оперира с такива структури като платформи, плочи, щитове, нагънати области, падини на морета и океани, трансформни разломи, рифтови зони и др.

Като пример можем да цитираме регионалния структурно-тектонски план, който характеризира геологията на Русия. Европейската част на страната е разположена на Източноевропейската платформа, изградена от докамбрийски магмени и метаморфни скали. Територията между Урал и Енисей е разположена на Западносибирската платформа. Сибирската платформа (Централно сибирско плато) се простира от Енисей до Лена. Нагънатите области са представени от Урал-Монголския, Тихоокеанския и частично Средиземноморския гънков пояс.

Морфологичната тектоника, в сравнение с регионалната тектоника, изучава структури от по-нисък порядък.

Историческата геотектоника се занимава с историята на произхода и формирането на основните типове структурни форми на океаните и континентите.

Приложното направление на тектониката е свързано с идентифицирането на модели на разположение на различни видове скални образувания във връзка с определени видове морфоструктури и характеристики на тяхното развитие.

В „меркантилен“ геоложки смисъл разломите в земната кора се разглеждат като канали за доставка на руда и фактори, контролиращи руда.

Палеонтология

Буквално означава „наука за древните същества“, палеонтологията изучава изкопаеми организми, техните останки и следи от живот, главно за стратиграфското разделяне на скалите в земната кора. Компетентността на палеонтологията включва задачата за възстановяване на картина, отразяваща процеса на биологична еволюция, въз основа на данни, получени в резултат на реконструкция на външния вид, биологичните характеристики, методите на възпроизвеждане и хранене на древни организми.

Според доста очевидни признаци палеонтологията се разделя на палеозоология и палеоботаника.

Организмите са чувствителни към промените във физичните и химичните параметри на тяхната среда, така че те са надеждни индикатори за условията, в които са се образували скалите. Оттук и тясната връзка между геологията и палеонтологията.

Въз основа на палеонтологични изследвания, заедно с резултатите от определянето на абсолютната възраст на геоложките образувания, е съставена геохронологична скала, в която историята на Земята е разделена на геоложки ери (архей, протерозой, палеозой, мезозой и кайнозой). Ерите са разделени на периоди, а тези от своя страна са разделени на епохи.

Ние живеем в плейстоценската епоха (преди 20 хиляди години до днес) на кватернерния период, започнал преди около 1 милион години.

Петрография

Петрографията (петрология) изучава минералния състав на магмени, метаморфни и седиментни скали, техните текстурни и структурни характеристики и генезис. Изследването се извършва с помощта на поляризационен микроскоп в лъчи на пропусната поляризирана светлина. За да направите това, тънки (0,03-0,02 mm) плочи (секции) се изрязват от скални проби, след което се залепват към стъклена плоча с канадски балсам (оптичните характеристики на тази смола са близки до параметрите на стъклото).

Минералите стават прозрачни (повечето от тях), а минералите и съставните им скали се идентифицират въз основа на техните оптични свойства. Интерферентните модели в тънки участъци приличат на модели в калейдоскоп.

Петрографията на седиментните скали заема специално място в цикъла на геоложките науки. Голямото му теоретично и практическо значение се дължи на факта, че обект на изследване са съвременни и древни (фосилни) седименти, които заемат около 70% от повърхността на Земята.

Инженерна геология

Инженерна геология е наука за онези особености на състава, физичните и химичните свойства, образуването, залягането и динамиката на горните хоризонти на земната кора, които са свързани със стопанската, предимно инженерна и строителна дейност на човека.

Инженерно-геоложките проучвания са насочени към извършване на цялостна и интегрирана оценка на геоложките фактори, причинени от икономическата дейност на човека във връзка с естествените геоложки процеси.

Ако си спомним, че в зависимост от метода на ръководство естествените науки се делят на описателни и точни, тогава инженерната геология, разбира се, принадлежи към последните, за разлика от много от нейните „другари в магазина“.

Морска геология

Би било несправедливо да се игнорира обширната част от геологията, която изучава геоложката структура и характеристиките на развитието на дъното на океаните и моретата. Ако следвате най-кратката и кратка дефиниция, която характеризира геологията (изучаването на Земята), тогава морската геология е наука за морското (океанското) дъно, обхващаща всички клонове на „геологичното дърво“ (тектоника, петрография, литология, историческа и кватернерна геология, палеогеография, стратиграфия, геоморфология, геохимия, геофизика, изследване на минералите и др.).

Изследванията в моретата и океаните се извършват от специално оборудвани съдове, плаващи сондажни платформи и понтони (на шелфа). За вземане на проби, в допълнение към сондирането, се използват драги, дънни грайфери тип грайфер и прави тръби. С помощта на автономни и теглени превозни средства се извършват дискретни и непрекъснати фотографски, телевизионни, сеизмични, магнитометрични и геолокационни изследвания.

В наше време много проблеми на съвременната наука все още не са решени, включително неразгаданите тайни на океана и неговите дълбини. Морската геология получи честта не само в името на науката да „направи тайната очевидна“, но и да овладее колосалния минерал

Основната теоретична задача на съвременния морски клон на геологията остава изучаването на историята на развитието на океанската кора и идентифицирането на основните модели на нейната геоложка структура.

Историческата геология е наука за закономерностите на развитие на земната кора и планетата като цяло в исторически предвидимото минало от момента на нейното формиране до наши дни. Изучаването на историята на формирането на структурата на литосферата е важно, тъй като тектоничните движения и деформации, възникващи в нея, изглежда са най-важните фактори, причиняващи повечето от промените, настъпили на Земята през миналите геоложки епохи.

Сега, след като получихме обща представа за геологията, можем да се обърнем към нейния произход.

Екскурзия в историята на науката за Земята

Трудно е да се каже колко назад историята на геологията датира хиляди години, но неандерталецът вече е знаел от какво да направи нож или брадва, използвайки кремък или обсидиан (вулканично стъкло).

От времето на първобитния човек до средата на 18 век продължава преднаучният етап на натрупване и формиране на геоложки знания, главно за метални руди, строителни камъни, соли и подземни води. Те започнаха да говорят за скали, минерали и геоложки процеси в тълкуването на това време още в древността.

До 13-ти век минното дело се развива в азиатските страни и се появяват основите на минното знание.

През Ренесанса (XV-XVI век) се утвърждава хелиоцентричната идея за света (Г. Бруно, Г. Галилей, Н. Коперник), геоложките идеи на Н. Стенон, Леонардо да Винчи и Г. Бауер са се раждат и се формулират космогоничните концепции Декарт и Г. Лайбниц.

В периода на формиране на геологията като наука (XVIII-XIX в.) се появяват космогоничните хипотези на П. Лаплас и И. Кант и геоложките идеи на М. В. Ломоносов и Ж. Бюфон. Възникват стратиграфията (I. Lehman, G. Füxel) и палеонтологията (J. B. Lamarck, W. Smith), кристалографията (R. J. Gayuy, M. V. Lomonosov), минералогията (I. Ya. Berzelius, A. Kronstedt, V. M. Severgin, K. F. Moos, и т.н.), започва геоложко картиране.

През този период се създават първите геоложки дружества и национални геоложки служби.

От втората половина на 19 до началото на 20 век най-значимите събития са геоложките наблюдения на Чарлз Дарвин, създаването на учението за платформите и геосинклиналите, появата на палеогеографията, развитието на инструменталната петрография, генетичната и теоретична минералогия, появата на концепцията за магмата и учението за рудните находища. Петролната геология започва да се появява и геофизиката (магнитометрия, гравиметрия, сеизмометрия и сеизмология) започва да набира скорост. През 1882 г. е основан Геологическият комитет на Русия.

Съвременният период на развитие на геологията започва в средата на 20-ти век, когато науката за Земята възприема компютърните технологии и придобива нови лабораторни инструменти, инструменти и технически средства, които позволяват да се започне геоложко и геофизично изследване на океаните и близките планети.

Най-забележителните научни постижения са теорията за метасоматичното зониране на Д. С. Коржински, учението за метаморфните фациеси, теорията на М. Страхов за видовете литогенеза, въвеждането на геохимични методи за търсене на рудни находища и др.

Под ръководството на А. Л. Яншин, Н. С. Шацки и А. А. Богданов са създадени обзорни тектонични карти на страните от Европа и Азия и са съставени палеогеографски атласи.

Разработена е концепцията за нова глобална тектоника (J. T. Wilson, G. Hess, V. E. Khain и др.), Геодинамиката, инженерната геология и хидрогеологията са стъпили далеч напред, възникнала е нова посока в геологията - екологична, която се е превърнала в приоритет днес.

Проблеми на съвременната геология

Днес, по много фундаментални въпроси, проблемите на съвременната наука все още остават нерешени и има най-малко сто и петдесет такива въпроса. Говорим за биологичните основи на съзнанието, мистериите на паметта, природата на времето и гравитацията, произхода на звездите, черните дупки и природата на други космически обекти. Геологията също е изправена пред много проблеми, които все още трябва да бъдат решени. Това се отнася главно за структурата и състава на Вселената, както и за процесите, протичащи вътре в Земята.

В наши дни значението на геологията нараства поради необходимостта да се контролира и отчита нарастващата заплаха от катастрофални геоложки последици, свързани с нерационални икономически дейности, които влошават екологичните проблеми.

Геологическо образование в Русия

Формирането на съвременното геоложко образование в Русия се свързва с откриването на Корпуса на минните инженери в Санкт Петербург (бъдещия Минен институт) и създаването на Московския университет, а разцветът започва, когато през 1930 г. в Ленинград е създаден и след това прехвърлен в геологията (сега GIN AH CCCP).

Днес Геологическият институт заема водеща позиция сред изследователските институции в областта на стратиграфията, литологията, тектониката и историята на науките от геоложкия цикъл. Основните области на дейност са свързани с разработването на комплексни фундаментални проблеми на структурата и формирането на океанската и континенталната кора, изучаването на еволюцията на континенталното скално образуване и седиментация в океаните, геохронология, глобална корелация на геоложки процеси и явления и т.н.

Между другото, предшественикът на GIN беше Минералогическият музей, преименуван през 1898 г. на Геологически музей, а след това през 1912 г. на Геоложки и минералогически музей на името на. Петър Велики.

От самото си създаване в основата на геоложкото образование в Русия е принципът на триединството: наука - образование - практика. Въпреки сътресенията на перестройката, образователната геология все още следва този принцип днес.

През 1999 г. с решение на съветите на министерствата на образованието и природните ресурси на Русия беше приета концепцията за геоложко образование, която беше тествана в образователни институции и производствени екипи, които „отглеждат“ геоложки персонал.

Днес висше геоложко образование може да се получи в повече от 30 университета в Русия.

И въпреки че в наше време отиването „на проучване в тайгата” или „в знойните степи” вече не е толкова престижна работа, колкото някога, геологът я избира, защото „щастлив е онзи, който познава болезненото чувство на път”...