Геологія - це наука про що? Чим займаються геологи? Проблеми сучасної геології

"Геологія - це спосіб життя", - швидше за все, скаже геолог, відповідаючи на запитання про свою професію, перш ніж перейти до сухих і нудним формулювань, пояснюючи, що геологія - це наука про будову і склад землі, про історію її народження, формування і закономірності розвитку, про колись незліченних, а сьогодні, на жаль, "кошторисних" багатствах її надр. Інші планети Сонячної системи теж є об`єктами геологічних досліджень.

Опис тієї чи іншої науки часто починають з історії її зародження та формування, забуваючи про те, що оповідь переповнене незрозумілими термінами і визначеннями, тому краще спочатку по суті.

Етапи геологічних досліджень

Найбільша загальна схема послідовності досліджень, в яку можна "втиснути" всі геологічні роботи, спрямовані на виявлення родовищ корисних копалин (далі МПО), по суті, виглядає наступним чином: геологічна зйомка (картування виходів на поверхню гірських порід і геологічних утворень), пошукові роботи , розвідка, підрахунок запасів, геологічний звіт. Зйомка, пошуки і розвідка, в свою чергу, природно, діляться на стадії залежно від масштабу робіт і з урахуванням їх доцільності.

Для виконання такого комплексу робіт залучається ціла армія фахівців найширшого кола геологічних спеціальностей, якими справжній геолог повинен володіти набагато більше, ніж на рівні "всього потроху", тому що перед ним стоїть завдання узагальнити всю цю різнобічну інформацію і в кінцевому рахунку прийти до відкриття родовища ( або зробити його), оскільки геологія - це наука, що вивчає надра землі в першу чергу для освоєння мінеральні ресурсів.

Сімейство геологічних наук

Як і інші природничі науки (фізика, біологія, хімія, географія і т. Д.), Геологія являє собою цілий комплекс взаємопов`язаних і переплітаються один з одним наукових дисциплін.

Безпосередньо до геологічних предметів відносяться загальна та регіональна геологія, мінералогія, тектоніка, геоморфологія, геохімія, літологія, палеонтологія, петрологія, петрографія, геммология, стратиграфія, історична геологія, кристалографія, гідрогеологія, морська геологія, вулканологія і седиментології.

До прикладних, методичним, технічним, економічним та іншим спорідненим геології наук відносяться інженерна геологія, сейсмологія, петрофізики, гляціологія, географія, геологія корисних копалин, геофізика, грунтознавство, геодезія, океанографія, океанологія, геостатистики, геотехнологія, геоінформатика, геотехнологія, кадастр і моніторинг земель, землевпорядкування, кліматологія, картографія, метеорологія і ряд атмосферних наук.

"Чиста", польова геологія і раніше залишається в значній мірі описової, що накладає на виконавця певну морально-етичну відповідальність, тому геологія, виробивши свою мову, як і інші науки, не обходиться без філології, логіки та етики.

Оскільки пошукові та розвідувальні маршрути, особливо у важкодоступних районах, - це практично неконтрольована робота, геолог завжди схильний спокусі суб`єктивних, але грамотно і красиво піднесених думок або висновків, і таке, на жаль, трапляється. Нешкідливі "неточності" можуть призвести до дуже серйозних наслідків як в науково-виробничому, так і матеріально-економічному плані, тому геолог просто не має права на обман, спотворення і помилки, як сапер або хірург.

Кістяк геонаук вибудовується в ієрархічний ряд (геохімія, мінералогія, кристалографія, петрологія, літологія, палеонтологія і власне геологія, включаючи тектоніку, стратиграфію та історичну геологію), що відображає підпорядкованість послідовно ускладнюються об`єктів вивчення від атомів і молекул до Землі в цілому.

Кожна з цих наук широко розгалужується по різних напрямках, як і власне геологія включає тектоніку, стратиграфію та історичну геологію.

Геохімія

В точка зору цієї науки лежать проблеми розподілу елементів в атмосфері, гідросфері та літосфері.

Сучасна геохімія являє собою комплекс наукових дисциплін, що включає регіональну геохімію, біогеохімію та геохімічні методи пошуків родовищ корисних копалин. Предметом вивчення для всіх цих дисциплін є закони міграції елементів, умови їх концентрації, розподілу і переотложения, а також процеси еволюції форм знаходження кожного елемента або асоціацій з декількох, особливо близьких за властивостями.

Геохімія спирається на властивості і будова атома і кристалічної речовини, на дані про термодинамічних параметрах, що характеризують частина земної кори або окремі оболонки, а також на загальні закономірності, що формуються термодинамическими процесами.

Пряма задача геохімічних досліджень в геології - виявлення МПО, тому геологорозвідувальні роботи на рудні корисні копалини в обов`язковому порядку предваряются і супроводжуються геохимической зйомкою, за результатами якої виділяються ареали розсіювання корисного компонента.

Мінералогія

Один з основних і найдавніших розділів геологічної науки, що вивчає величезний, прекрасний, незвичайно цікавий і загадковий світ мінералів. Мінералогічні дослідження, цілі, завдання та методи яких залежать від конкретних завдань, проводяться на всіх етапах пошуково-геологорозвідувальних робіт і включають широкий спектр методів від візуальної оцінки мінерального складу до електронної мікроскопії та рентгеноструктурну діагностики.

На стадіях зйомки, пошуку і розвідки МПО дослідження проводяться з метою з`ясування мінералогічних пошукових критеріїв і поперед-редньо оцінки практичної значущості потенційних родовищ.

У процесі розвідувальної стадії геологічних робіт та при оцінці запасів рудного або нерудної сировини встановлюється його повний кількісний і якісний мінеральний склад з виявленням корисних і шкідливих домішок, дані про які враховуються при виборі технології переробки або ув`язненні про якість сировини.

Крім всебічного дослідження складу гірських порід, головними завданнями мінералогії є вивчення закономірностей поєднання мінералів в природних асоціаціях і вдосконалення принципів систематики мінеральних видів.

Кристалографія

Колись кристалографію вважали частиною мінералогії, і тісний зв`язок між ними природна і очевидна, але сьогодні це самостійна наука зі своїм предметом і власними методами досліджень. Завдання кристалографії полягають у всебічному дослідженні структури, фізичних і оптичних властивостей кристалів, процесів їх утворення та особливостей взаємодії з середовищем, а також змін, що відбуваються під впливом впливів різної природи.

Наука про кристалах ділиться на фізико-хімічну кристалографію, що вивчає закономірності формування і росту кристалів, їх поведінки в різних умовах в залежності від форми і будови, і геометричну кристалографію, предметом якої є геометричні закони, що керують формою і симетрією кристалів.

Тектоніка

Тектоніка є одним із стрижневих розділів геології, який вивчає будову земної кори в структурному плані, особливості її формування і розвитку на тлі різномасштабних зрушень, деформацій, розривних порушень і дислокацій, обумовлених глибинними процесами.

Тектоніка розділяється на регіональну, структурну (морфологічну), історичну і прикладну гілки.

Регіональне напрямок оперує такими структурами, як платформи, плити, щити, складчасті області, западини морів і океанів, Трансформаційний розломи, рифтові зони і т. Д.

Як приклад можна навести регіональний структурно-тектонічний план, яким характеризується геологія Росії. Європейська частина країни розташована на Східно-Європейській платформі, складеній докембрийскими магматическими і метаморфічними породами. Територія між Уралом і Єнісеєм розташована на Західно-Сибірській платформі. Від Єнісею до Олени простягається Сибірська платформа (Середньо-Сибірське плоскогір`я). Складчасті області представлені Урало-Монгольським, Тихоокеанським і частково Середземноморським складчастими поясами.

Морфологічна тектоніка в порівнянні з регіональної вивчає структури нижчого порядку.

Історією походження та формування основних типів структурних форм океанів і континентів займається історична геотектоніка.

Прикладне напрямок тектоніки пов`язано з виявленням закономірностей розміщення різних типів МПО у зв`язку з певними типами морфоструктур та особливостями їх розвитку.

В "меркантильному" геологічному сенсі розломи в земній корі розглядаються як рудоподводящіе канали та рудоконтролюючих фактори.

Палеонтологія

Означаючи в буквальному сенсі "наука про древніх істот", палеонтологія вивчає викопні організми, їх останки і сліди життєдіяльності, головним чином для стратиграфічного розчленування гірських порід земної кори. До компетенції палеонтології входить завдання відновлення картини, що відбиває процес біологічної еволюції на основі даних, отриманих в результаті реконструкції вигляду, біологічних особливостей, способів розмноження та харчування древніх організмів.

З цілком очевидним ознаками палеонтологія розділяється на палеозоологію і палеоботаніку.

Організми чутливо реагують на зміну фізико-хімічних параметрів середовища проживання, тому вони є надійними індикаторами умов, в яких формувалися гірські породи. Звідси і випливає тісний зв`язок геології та палеонтології.

На підставі палеонтологічних досліджень в сукупності з результатами визначень абсолютного віку геологічних утворень складена геохронологическая шкала, в якій історія Землі ділиться на геологічні ери (архей, протерозой, палеозой, мезозой і кайнозой). Ери розбиваються на періоди, а ті, в свою чергу, дробляться на епохи.

Ми живемо в плейстоценовую епоху (20 тисяч років тому по теперішній час) четвертинного періоду, який розпочався близько 1 млн років тому.

Петрографія

Вивченням мінерального складу магматичних, метаморфічних і осадових гірських порід, їх текстурно-структурних характеристик і генезису займається петрографія (петрологія). Дослідження проводяться за допомогою поляризаційного мікроскопа в променях проходить поляризованого світла. Для цього із зразків гірських порід вирізують тонкі (0,03-0,02 мм) пластинки (шліфи), приклеєні потім до скляній пластинці канадським бальзамом (оптичні характеристики цієї смоли близькі до параметрів скла).

Мінерали стають прозорими (більшість), і за їх оптичними властивостями проводиться ідентифікація мінералів і доданків ними порід. Інтерференційні картинки в шлифе нагадують візерунки в калейдоскопі.

Особливе місце в циклі геологічних наук займає петрографія осадових порід. Її велике теоретичне і практичне значення обумовлене тим, що предметом досліджень є сучасні і стародавні (копалини) опади, які займають близько 70% поверхні Землі.

Інженерна геологія

Інженерна геологія - це наука про ті особливості складу, фізико-хімічних властивостей, формування, залягання і динаміки верхніх горизонтів земної кори, з якими пов`язана господарська, головним чином інженерно-будівельна діяльність людини.

Інженерно-геологічні вишукування націлені на виконання всебічної та комплексної оцінки геологічних факторів, викликаних господарською діяльністю людини у взаємозв`язку з природними геологічними процесами.

Якщо згадати, що в залежності від керівного методу природничі науки ділять на описові та точні, то інженерна геологія, звичайно, відноситься до останніх, на відміну від багатьох своїх "товаришів по цеху".

Морська геологія

Було б несправедливо обійти увагою великий розділ геології, що вивчає геологічну будову та особливості розвитку земної кори, слагающей дно океанів і морів. Якщо слідувати найкоротшому і ємного визначенням, яким характеризують геологію (вчення про Землю), то морська геологія - це наука про морське (океанському) дні, що охоплює всі гілки "геологічного дерева" (тектоніку, петрографію, літологію, історичну та четвертичную геологію, палеогеографію , стратиграфию, геоморфологию, геохімію, геофизику, вчення про корисні копалини та ін.).

Дослідження в морях і океанах проводяться із спеціально обладнаних судів, плавучих бурових установок і понтонів (на шельфі). Для відбору проб, крім буріння, використовуються драги, дночерпатели грейферного типу та прямоточні трубки. За допомогою автономних і буксируваних апаратів проводиться дискретна і безперервна фотографічна, телевізійна, сейсмічна, магнітометричних і геолокаційні зйомка.

У наш час багато проблем сучасної науки ще не вирішені, і до них відносяться нерозкриті таємниці океану і його надр. Морської геології надана честь не тільки заради науки "таємне зробити явним", але й освоїти колосальні мінеральні ресурси Світового океану.

Основною теоретичною завданням сучасної морської гілки геології залишається вивчення історії розвитку океанічної земної кори і виявлення головних закономірностей її геологічної будови.

Історична геологія - це наука про закономірності розвитку земної кори і планети в цілому в історично осяжному минулому з моменту її формування і до наших днів. Вивчення історії формування структури літосфери важливо тому, що відбуваються в ній тектонічні зрушення і деформації представляються найважливішими чинниками, що зумовлюють більшість змін, що відбувалися на Землі в минулі геологічні ери.

Тепер, отримавши загальне уявлення про геологію, можна звернутися до її витоків.

Екскурс в історію науки про Землю

Важко сказати, наскільки далеко вглиб тисячоліть сягає корінням історія геології, але неандерталець уже знав, з чого змайструвати ніж або сокиру, використовуючи кремінь або обсидіан (вулканічне скло).

З часів первісної людини до середини XVIII століття тривав донаукових етап накопичення та формування геологічних знань, головним чином про рудах металів, будівельних каменях, солях і підземних водах. Про гірських породах, мінералах і геологічних процесах у трактуванні того часу заговорили вже в античні часи.

До XIII століття в країнах Азії отримують розвиток гірські промисли і зароджуються основи гірничо-рудних знань.

В епоху Відродження (XV-XVI ст.) Затверджується геліоцентричне уявлення про світ (Дж. Бруно, Г. Галілей, Н. Коперник), народжуються геологічні уявлення Н. Стенона, Леонардо да Вінчі і Г. Бауера, а також формулюються космогонічні концепції Р . Декарта і Г. Лейбніца.

У період становлення геології як науки (XVIII-XIX ст.) З`явилися космогонічні гіпотези П. Лапласа та І. Канта та геологічні ідеї М. В. Ломоносова, Ж. Бюффона. Зароджується стратиграфія (І. Леман, Г. Фюксель) і палеонтологія (ж.б. Ламарк, В. Сміт), помітно розвивається кристалографія (Р.Ж. Гаюї, М.В. Ломоносов), мінералогія (І. Я. Берцеліус, А. Кронштедт, В. М. Севергин, К. Ф. Моос та ін.), починається геологічне картування.

У цей період створюються перші геологічні суспільства і національні геологічні служби.

З другої половини XIX до початку XX століття найбільш значними подіями стали геологічні спостереження Ч. Дарвіна, створення вчення про платформах і геосинкліналях, зародження палеогеографії, розвиток інструментальної петрографії, генетичної та теоретичної мінералогії, поява понять про магмі і вчення про рудних родовищах. Почала зароджуватися геологія нафти і набирати обертів геофізика (магнітометрія, гравіметрія, сейсмометрія, і сейсмологія). У 1882 році був заснований геологічний комітет Росії.

Сучасний період розвитку геології почався з середини XX століття, коли наука про Землю взяла на озброєння комп`ютерні технології і обзавелася новими лабораторними приладами, інструментами і технічними засобами, що дозволили приступити до геолого-геофізичного вивчення океанів і найближчих планет.

Найбільш видатними науковими досягненнями стали теорія метасоматической зональності Д. С. Коржинского, вчення про фації метаморфізму, теорія М. Страхова про типи літогенезу, впровадження геохімічних методів пошуків рудних родовищ та ін.

Під керівництвом А. Л. Яншина, Н. С. Шатских і А. А. Богданова створені оглядові тектонічні карти країн Європи та Азії, складені палеогеографічні атласи.

Отримала розвиток концепція нової глобальної тектоніки (Дж. Т. Вільсон, Г. Хесс, В. Є. Хаин та ін.), Далеко вперед зробила крок геодинаміка, інженерна геологія і гідрогеологія, змалювавши новий напрямок в геології - екологічне, яке сьогодні стало пріоритетним.

Проблеми сучасної геології

Сьогодні за багатьма фундаментальним питанням проблеми сучасної науки все ще залишаються невирішеними, і таких питань не менше півтора сотень. Мова йде про біологічні основи свідомості, загадках пам`яті, природу часу і гравітації, походження зірок, чорних дірах і про природу інших космічних об`єктів. На частку геології теж випало чимало проблем, з якими ще належить розібратися. Це стосується головним чином будови і складу Всесвіту, а також процесів, що відбуваються всередині Землі.

У наші дні значення геології зростає у зв`язку з необхідністю контролю та обліку наростаючої загрози катастрофічних геологічних наслідків, пов`язаних нераціональної господарською діяльністю, загострює екологічні проблеми.

Геологічне утворення в Росії

Становлення сучасного геологічного освіти в Росії пов`язують з відкриттям в Санкт? Петербурзі корпусу гірничих інженерів (майбутнього Гірничого інституту) і створенням Московського університету, а розквіт почався, коли в 1930 р в Ленінграді був створений, а потім переведений в Москву Інститут геології (нині ГИН AH CCCP).

Сьогодні Геологічний інститут займає провідне місце серед науково-дослідних установ у галузі стратиграфії, літології, тектоніки та історії наук геологічного циклу. Основні напрямки діяльності пов`язані з розробкою комплексних фундаментальних проблем будови і формування океанічної і континентальної кори, вивченням еволюції породоутворення материків і осадкообразованія в океанах, геохронології, глобальної кореляції геологічних процесів і явищ та ін.

До речі, попередником ГИН був Мінералогічний музей, перейменований в 1898 році в Музей геології, а потім в 1912 році в Геологічний і мінералогічний музей ім. Петра Великого.

З моменту зародження в основу геологічної освіти в Росії був закладений принцип триєдності: наука - навчання - практика. Цьому принципу, незважаючи на перебудовні потрясіння, освітня геологія слід і сьогодні.

У 1999 році рішенням колегій Міністерств освіти та природних ресурсів Росії була прийнята концепція геологічного утворення, що пройшла апробацію в навчальних закладах та виробничих колективах, "які вирощують" геологічні кадри.

Сьогодні вища геологічне утворення можна отримати більш ніж в 30 вузах Росії.

І нехай йти "на розвідку в тайгу" або виїжджати "в спекотні степи" в наш час - це вже не настільки престижна, як колись, робота, геолог вибирає її, тому що "щасливий, кому знайоме щемливе відчуття дороги" ...