Geologie je věda o čem? Co dělají geologové? Problémy moderní geologie

„Geologie je způsob života,“ řekne s největší pravděpodobností geolog, když odpoví na otázku týkající se jeho povolání, než přejde k suchým a nudným formulacím a vysvětlí, že geologie je o struktuře a složení Země, historii jejího zrodu. , formace a vývoj vzorů, o kdysi nesčetném, ale dnes bohužel „odhadovaném“ bohatství jeho hlubin. Předmětem geologického výzkumu jsou i další planety sluneční soustavy.

Popis konkrétní vědy často začíná historií jejího vzniku a formování, přičemž se zapomíná, že vyprávění je plné nesrozumitelných termínů a definic, takže je lepší nejprve přejít k věci.

Etapy geologického průzkumu

Nejobecnější schéma sledu průzkumů, do kterého lze „vmáčknout“ veškeré geologické práce zaměřené na identifikaci ložisek nerostných surovin (dále MPO), vypadá v podstatě takto: geologický průzkum (mapování výchozů hornin a geologických útvarů), průzkumné práce, průzkum, výpočet zásob, geologická zpráva. Zaměřování, vyhledávání a rekognoskace jsou zase přirozeně rozděleny do etap v závislosti na rozsahu práce a s přihlédnutím k jejich účelnosti.

K provedení takového komplexu práce je zapojena celá armáda specialistů z široké škály geologických specializací, které musí skutečný geolog ovládat mnohem více než na úrovni „od všeho trochu“, protože čelí úkol shrnout všechny tyto různorodé informace a nakonec dospět k objevu ložiska (nebo jej vytvořit), protože geologie je věda, která studuje útroby Země především za účelem rozvoje nerostných zdrojů.

Rodina geologických věd

Stejně jako ostatní přírodní vědy (fyzika, biologie, chemie, geografie atd.) je geologie celým komplexem vzájemně souvisejících a provázaných vědních disciplín.

Mezi přímo geologické předměty patří obecná a regionální geologie, mineralogie, tektonika, geomorfologie, geochemie, litologie, paleontologie, petrologie, petrografie, gemologie, stratigrafie, historická geologie, krystalografie, hydrogeologie, mořská geologie, vulkanologie a sedimentologie.

Mezi aplikované, metodologické, technické, ekonomické a další vědy související s geologií patří inženýrská geologie, seismologie, petrofyzika, glaciologie, geografie, nerostná geologie, geofyzika, pedologie, geodézie, oceánografie, oceánologie, geostatistika, geotechnologie, geoinformatika, geotechnologie, katastr a monitoring země, management krajiny, klimatologie, kartografie, meteorologie a řada věd o atmosféře.

„Čistá“ terénní geologie stále zůstává do značné míry deskriptivní, což na interpreta ukládá určitou morální a etickou odpovědnost, proto se geologie, která si vyvinula svůj vlastní jazyk, stejně jako jiné vědy, neobejde bez filologie, logiky a etiky.

Vzhledem k tomu, že průzkumné a průzkumné cesty, zejména v těžko přístupných oblastech, jsou prakticky neřízenou prací, geolog vždy podléhá pokušení subjektivních, ale kompetentně a krásně podaných úsudků či závěrů, a to se bohužel stává. Neškodné „nepřesnosti“ mohou vést k velmi vážným důsledkům jak z vědecko-výrobního, tak materiálně-ekonomického hlediska, takže geolog prostě nemá právo na klam, překrucování a omyly jako sapér nebo chirurg.

Jádro geověd je uspořádáno do hierarchické řady (geochemie, mineralogie, krystalografie, petrologie, litologie, paleontologie a samotná geologie, včetně tektoniky, stratigrafie a historické geologie), odrážející podřízení postupně složitějších objektů studia od atomů a molekul až po Zemi jako celek.

Každá z těchto věd se široce rozvíjí v různých směrech, stejně jako samotná geologie zahrnuje tektoniku, stratigrafii a historickou geologii.

Geochemie

Zorné pole této vědy spočívá v problémech distribuce prvků v atmosféře, hydrosféře a litosféře.

Moderní geochemie je komplex vědních disciplín zahrnující regionální geochemii, biogeochemii a geochemické metody vyhledávání ložisek nerostných surovin. Předmětem studia pro všechny tyto disciplíny jsou zákony migrace prvků, podmínky jejich koncentrace, separace a redepozice, jakož i procesy evoluce forem výskytu každého prvku nebo asociací několika, zvláště podobných vlastností. .

Geochemie je založena na vlastnostech a struktuře atomu a krystalické hmoty, na údajích o termodynamických parametrech charakterizujících část zemské kůry nebo jednotlivých schránek a také na obecných vzorcích tvořených termodynamickými procesy.

Přímým úkolem geochemického výzkumu v geologii je zjišťování ložisek nerostů, proto ložiskům rudných nerostů nutně předchází a doprovází geochemický průzkum, na základě jehož výsledků jsou identifikovány oblasti rozptylu užitečné složky.

Mineralogie

Jedno z hlavních a nejstarších odvětví geologické vědy, studující obrovský, krásný, neobyčejně zajímavý a tajemný svět minerálů. Mineralogické studie, jejichž cíle, cíle a metody závisí na konkrétních úkolech, jsou prováděny ve všech fázích prospekce a geologického průzkumu a zahrnují širokou škálu metod od vizuálního hodnocení minerálního složení až po elektronovou mikroskopii a diagnostiku rentgenové difrakce.

Ve fázích průzkumu, průzkumu a průzkumu ložisek nerostných surovin je prováděn výzkum za účelem objasnění mineralogických vyhledávacích kritérií a předběžného posouzení praktického významu potenciálních ložisek.

V průběhu průzkumné etapy geologických prací a při hodnocení zásob rudných nebo nerudných surovin se zjišťuje její úplné kvantitativní a kvalitativní minerální složení s identifikací užitečných a škodlivých nečistot, k nimž se při volbě technologie zpracování přihlíží. nebo učinit závěr o kvalitě surovin.

Kromě komplexního studia složení hornin jsou hlavními úkoly mineralogie studium zákonitostí kombinace minerálů v přírodních asociacích a zdokonalování principů taxonomie minerálních druhů.

Krystalografie

Krystalografie byla kdysi považována za součást mineralogie a úzká souvislost mezi nimi je přirozená a zřejmá, ale dnes jde o samostatnou vědu s vlastním předmětem a vlastními výzkumnými metodami. Cílem krystalografie je komplexně studovat strukturu, fyzikální a optické vlastnosti krystalů, procesy jejich vzniku a charakteristiky jejich interakce s prostředím, jakož i změny, ke kterým dochází pod vlivem vlivů různé povahy.

Nauka o krystalech se dělí na fyzikálně-chemickou krystalografii, která studuje zákonitosti vzniku a růstu krystalů, jejich chování v různých podmínkách v závislosti na tvaru a struktuře, a geometrickou krystalografii, jejímž předmětem jsou geometrické zákony upravující tvar a symetrii. krystalů.

Tektonika

Tektonika je jedním ze stěžejních oborů geologie, které strukturně studuje rysy svého vzniku a vývoje na pozadí pohybů různého rozsahu, deformací, zlomů a dislokací způsobených hlubinnými procesy.

Tektonika se dělí na regionální, strukturní (morfologická), historická a aplikovaná odvětví.

Regionální směr operuje s takovými strukturami, jako jsou plošiny, desky, štíty, vrásové oblasti, deprese moří a oceánů, transformační zlomy, riftové zóny atd.

Jako příklad můžeme uvést regionální strukturně-tektonický plán, který charakterizuje geologii Ruska. Evropská část země se nachází na Východoevropské platformě složené z prekambrických vyvřelých a metamorfovaných hornin. Území mezi Uralem a Jenisejem se nachází na Západosibiřské platformě. Sibiřská plošina (centrální sibiřská plošina) sahá od Jeniseje po Lenu. Vrásněné oblasti jsou zastoupeny uralsko-mongolským, tichomořským a částečně středomořským vrásovým pásem.

Morfologická tektonika ve srovnání s regionální tektonikou studuje struktury nižšího řádu.

Historická geotektonika se zabývá historií vzniku a formování hlavních typů strukturních forem oceánů a kontinentů.

Aplikovaný směr tektoniky je spojen s identifikací zákonitostí uložení různých typů skalních útvarů v souvislosti s určitými typy morfostruktur a rysy jejich vývoje.

V „merkantilním“ geologickém smyslu jsou zlomy v zemské kůře považovány za zásobovací kanály rud a faktory ovlivňující rudy.

Paleontologie

Paleontologie, doslova „věda o starověkých bytostech“, studuje fosilní organismy, jejich pozůstatky a stopy života, zejména pro stratigrafické rozdělení hornin v zemské kůře. Kompetence paleontologie zahrnuje úkol obnovit obraz odrážející proces biologické evoluce na základě dat získaných v důsledku rekonstrukce vzhledu, biologických vlastností, způsobů rozmnožování a výživy starých organismů.

Podle zcela zjevných znaků se paleontologie dělí na paleozoologii a paleobotaniku.

Organismy jsou citlivé na změny fyzikálních a chemických parametrů svého prostředí, jsou tedy spolehlivými indikátory podmínek, ve kterých horniny vznikaly. Odtud úzká souvislost mezi geologií a paleontologií.

Na základě paleontologického výzkumu byla spolu s výsledky stanovení absolutního stáří geologických útvarů sestavena geochronologická stupnice, ve které je historie Země rozdělena do geologických epoch (archejské, proterozoikum, paleozoikum, mezozoikum a kenozoikum). Éry se dělí na období a ty se zase dělí na epochy.

Žijeme v období pleistocénu (před 20 tisíci lety do současnosti) období čtvrtohor, které začalo asi před 1 milionem let.

Petrografie

Petrografie (petrologie) studuje minerální složení vyvřelých, metamorfovaných a sedimentárních hornin, jejich texturní a strukturní charakteristiky a genezi. Výzkum je prováděn pomocí polarizačního mikroskopu v paprscích procházejícího polarizovaného světla. Za tímto účelem se ze vzorků hornin vyřežou tenké (0,03-0,02 mm) desky (řezy), které se poté na skleněnou desku nalepí kanadským balzámem (optické vlastnosti této pryskyřice se blíží parametrům skla).

Minerály se stávají průhlednými (většina z nich) a minerály a jejich složky jsou identifikovány na základě jejich optických vlastností. Rušivé vzory v tenkých řezech připomínají vzory v kaleidoskopu.

Petrografie sedimentárních hornin zaujímá v cyklu geologických věd zvláštní místo. Jeho velký teoretický i praktický význam je dán tím, že předmětem zkoumání jsou novověké i starověké (fosilní) sedimenty, které zabírají asi 70 % zemského povrchu.

Inženýrská geologie

Inženýrská geologie je věda o těch vlastnostech složení, fyzikálních a chemických vlastností, vzniku, výskytu a dynamiky svrchních horizontů zemské kůry, které jsou spojeny s hospodářskou, především inženýrskou a stavební činností člověka.

Inženýrskogeologické průzkumy jsou zaměřeny na provádění komplexního a integrovaného hodnocení geologických faktorů způsobených hospodářskou činností člověka ve spojení s přirozenými geologickými procesy.

Pokud si pamatujeme, že podle způsobu vedení se přírodní vědy dělí na deskriptivní a exaktní, pak inženýrská geologie samozřejmě patří k těm druhým, na rozdíl od mnoha jejích „soudruhů v krámě“.

Mořská geologie

Bylo by nespravedlivé ignorovat rozsáhlou část geologie, která studuje geologickou stavbu a rysy vývoje dna oceánů a moří. Pokud se budete řídit nejkratší a nejvýstižnější definicí, která charakterizuje geologii (studium Země), pak je mořská geologie věda o dně moře (oceánu), pokrývající všechny větve „geologického stromu“ (tektonika, petrografie, litologie, historická a kvartérní geologie, paleogeografie, stratigrafie, geomorfologie, geochemie, geofyzika, studium minerálů atd.).

Výzkum v mořích a oceánech se provádí ze speciálně vybavených plavidel, plovoucích vrtných věží a pontonů (na šelfu). Pro odběr vzorků se kromě vrtání používají bagry, drapákové dno a průchozí trubky. Pomocí autonomních a tažených vozidel jsou prováděny diskrétní i kontinuální fotografické, televizní, seismické, magnetometrické a geolokační průzkumy.

V naší době ještě nebylo vyřešeno mnoho problémů moderní vědy a mezi ně patří i nevyřešená tajemství oceánu a jeho hlubin. Mořské geologii se dostalo té cti nejen kvůli vědě „ukázat tajemství“, ale také ovládnout kolosální minerál

Hlavním teoretickým úkolem moderního mořského odvětví geologie zůstává studium historie vývoje oceánské kůry a identifikace hlavních zákonitostí její geologické stavby.

Historická geologie je věda o zákonitostech vývoje zemské kůry a planety jako celku v historicky předvídatelné minulosti od okamžiku jejího vzniku až po současnost. Studium historie formování struktury litosféry je důležité, protože tektonické pohyby a deformace, které se v ní vyskytují, se zdají být nejdůležitějšími faktory způsobujícími většinu změn, které se na Zemi odehrály v minulých geologických érách.

Nyní, když jsme získali obecnou představu o geologii, můžeme se obrátit k jejímu původu.

Exkurze do historie vědy o Zemi

Těžko říct, jak daleko sahá historie geologie tisíce let do minulosti, ale už neandrtálci věděli, z čeho vyrobit nůž nebo sekeru pomocí pazourku nebo obsidiánu (sopečného skla).

Od dob primitivního člověka až do poloviny 18. století trvala předvědecká etapa shromažďování a utváření geologických poznatků, především o rudách kovů, stavebních kamenech, solích a podzemních vodách. O horninách, minerálech a geologických procesech v tehdejším výkladu se začalo mluvit již ve starověku.

Do 13. století se v asijských zemích rozvíjelo hornictví a objevovaly se základy hornických znalostí.

Během renesance (XV-XVI. století) se potvrdila heliocentrická představa světa (G. Bruno, G. Galileo, N. Koperník), geologické představy N. Stenona, Leonarda da Vinciho a G. Bauera byly zrozen a byly formulovány kosmogonické koncepty.Descartes a G. Leibniz.

V období formování geologie jako vědy (XVIII-XIX století) se objevily kosmogonické hypotézy P. Laplacea a I. Kanta a geologické myšlenky M. V. Lomonosova a J. Buffona. Objevuje se stratigrafie (I. Lehman, G. Füxel) a paleontologie (J.B. Lamarck, W. Smith), krystalografie (R.J. Gayuy, M.V. Lomonosov), mineralogie (I.Ya. Berzelius, A. Kronstedt, V. M. Severgin, K. F. Moos, atd.), začíná geologické mapování.

V tomto období vznikaly první geologické společnosti a národní geologické služby.

Od 2. poloviny 19. do počátku 20. století byla nejvýznamnějšími událostmi geologická pozorování Charlese Darwina, vytvoření nauky o platformách a geosynklinále, vznik paleogeografie, rozvoj instrumentální petrografie, genetické a teoretická mineralogie, vznik pojmu magma a nauka o rudných ložiscích. Začala vznikat ropná geologie a geofyzika (magnetometrie, gravimetrie, seismometrie a seismologie) začala nabírat na síle. V roce 1882 byl založen Geologický výbor Ruska.

Moderní období rozvoje geologie začalo v polovině 20. století, kdy věda o Zemi přijala výpočetní techniku ​​a získala nové laboratorní přístroje, přístroje a technické prostředky, které umožnily zahájit geologický a geofyzikální výzkum oceánů a blízkých planet.

Nejvýraznějšími vědeckými úspěchy byly teorie metasomatického rajonování D. S. Koržinského, doktrína metamorfních facií, teorie typů litogeneze M. Strachova, zavedení geochemických metod vyhledávání rudních ložisek atd.

Pod vedením A.L.Yanshina, N.S.Shatského a A.A.Bogdanova byly vytvořeny přehledové tektonické mapy zemí Evropy a Asie a sestaveny paleogeografické atlasy.

Byl vyvinut koncept nové globální tektoniky (J. T. Wilson, G. Hess, V. E. Khain aj.), hodně pokročila geodynamika, inženýrská geologie a hydrogeologie, objevil se nový směr v geologii – environmentální, který se stal dnes prioritou.

Problémy moderní geologie

Dnes v mnoha zásadních otázkách zůstávají problémy moderní vědy stále nevyřešené a takových otázek je nejméně sto padesát. Hovoříme o biologických základech vědomí, záhadách paměti, povaze času a gravitace, původu hvězd, černých děr a povaze dalších vesmírných objektů. Geologie se také potýká s mnoha problémy, které je třeba stále řešit. Týká se to především struktury a složení Vesmíru a také procesů probíhajících uvnitř Země.

V dnešní době roste význam geologie kvůli nutnosti kontrolovat a zohledňovat rostoucí hrozbu katastrofických geologických důsledků spojených s iracionálními ekonomickými aktivitami, které zhoršují ekologické problémy.

Geologické vzdělání v Rusku

Formování moderního geologického vzdělávání v Rusku je spojeno s otevřením Sboru báňských inženýrů v Petrohradě (budoucího báňského institutu) a vytvořením Moskevské univerzity a rozkvět začal, když v roce 1930 v Leningradu vznikla a poté převedena do Geologie (nyní GIN AH CCCP ).

Geologický ústav dnes zaujímá přední místo mezi výzkumnými institucemi v oblasti stratigrafie, litologie, tektoniky a dějin věd geologického cyklu. Hlavní oblasti činnosti souvisejí s vývojem komplexních zásadních problémů stavby a formování oceánské a kontinentální kůry, studiem vývoje tvorby kontinentálních hornin a sedimentací v oceánech, geochronologie, globální korelace geologických procesů a jevů , atd.

Mimochodem, předchůdcem GIN bylo Mineralogické muzeum, přejmenované v roce 1898 na Muzeum geologie a poté v roce 1912 na Geologické a mineralogické muzeum. Petr Veliký.

Základem geologického vzdělávání v Rusku je od jeho vzniku princip trojice: věda - vzdělání - praxe. Navzdory perestrojkovým otřesům se vzdělávací geologie tímto principem řídí dodnes.

V roce 1999 byla rozhodnutím rad ministerstev školství a přírodních zdrojů Ruska přijata koncepce geologického vzdělávání, která byla testována ve vzdělávacích institucích a výrobních týmech, které „rostou“ geologickým personálem.

Vyšší geologické vzdělání lze dnes získat na více než 30 univerzitách v Rusku.

A i když jít „na průzkum do tajgy“ nebo „do dusných stepí“ v naší době již není tak prestižní práce jako kdysi, geolog si ji vybírá, protože „šťastný je ten, kdo zná ten bolestivý pocit. silnice"...