Kas yra geologija?
Geologija yra gamtos mokslai, tiriantys Žemę, iš kurių medžiagų ji susideda, šių medžiagų struktūros ir jose vykstantys procesai. Svarbi geologijos dalis yra tyrimas, kaip laikui bėgant pasikeitė antžeminės medžiagos, struktūros, procesai ir organizmai.
Ką daro geologai?
Apibendrinant, geologai išsprendžia šias problemas:
- numatyti Žemės sistemų ir Visatos elgesį;
- gamtos išteklių, tokių kaip požeminis vanduo, nafta ir metalai, atsargų paieška;
- dirvožemio išsaugojimas ir žemės ūkio produktyvumas;
- gamtos išteklių plėtra nekenkiant aplinkai;
- vandens tiekimo kokybės palaikymas;
- nuostolių ir turto nuostolių dėl stichinių nelaimių, tokių kaip ugnikalnių išsiveržimai, žemės drebėjimai, potvyniai, nuošliaužos, uraganai ir cunamiai, sumažinimas;
- sukurti natūralios aplinkos geologinės kontrolės sistemą ir numatyti žmogaus veiklos poveikį jai;
- pusiausvyros tarp visuomenės poreikio turėti gamtos išteklius ir poreikio palaikyti sveikas ekosistemas pusiausvyros nustatymas;
- globalių klimato modelių supratimas.
Ką tiria geologija?
Geologija - tai mokslas, tiriantis tvirtą Žemę, iš kurios susidarančias fosilijas ir uolienas, taip pat visus procesus, turinčius įtakos jo formavimuisi ir laikui bėgant keičiasi. Tačiau geologija neapsiriboja vien žeme - kitų planetų, palydovų ar kitų dangaus kūnų uolienų analizė taip pat priklauso jos kompetencijai.
Dabartiniame vystymosi etape geologija apima daugelį geografinių mokslų - hidrologiją, meteorologiją, klimatologiją ir kitus - todėl ji laikoma viena pagrindinių disciplinų, tiriančių planetą.
Geologija bando žinoti ne tik tai, kas yra Žemės paviršiuje, bet ir tai, kas yra paslėpta po juo, taip pat visus procesus, kurie veikia šią sudėtingą sistemą. Mokslas kuria metodus, kuriais remiantis galima nustatyti rastų uolienų amžių ir jų istoriją. Derindami šias priemones, geologai gali išsaugoti visos Žemės geologinės istorijos chronologiją, taip pat nustatyti mūsų planetos amžių ir visus joje vykstančius globalius pokyčius.
Geologijos dėka mes žinome apie pagrindinius tektoninių plokščių judesius, vykstančius planetos evoliucijos metu, pagrindinius gyvenimo raidos etapus ir praeities klimato zonas, kurios karaliavo Žemėje.
Geologai naudoja daugybę metodų, kad suprastų planetos struktūrą ir evoliuciją, įskaitant:
- lauko darbai;
- veislės aprašymas;
- geofizikiniai metodai;
- cheminė analizė;
- fiziniai eksperimentai;
- matematinis modeliavimas.
Praktiniu požiūriu geologija yra svarbi tiriant ir eksploatuojant mineralinius ir angliavandenilinius išteklius, vertinant vandens išteklius, suprantant gamtinius pavojus, šalinant aplinkos problemas ir teikiant informaciją apie praeities klimato pokyčius. Geologija yra pagrindinė akademinė disciplina.
Mineralogija
Kas yra mineralai?
Mineralas yra kietas cheminis junginys, kurį gamtoje galima rasti gryniausia forma. Mineralai žmonėms dažnai siejami su uolomis, nes pastarieji susideda iš buvusiųjų. Savo ruožtu uolienos gali būti sudarytos iš vieno ar daugiau mineralų. Junginiai, kurie randami tik gyvuose organizmuose, nepriklauso mineralams, nors yra keletas išimčių. Taigi, jei mes kalbame, pavyzdžiui, apie mineralus, kurie yra biogeniniai (kalcitas) arba organiniai (cukrus), tada jie priklauso mineralams. Taip pat verta atsižvelgti į tai, kad patys gyvieji organizmai dažnai gamina neorganines medžiagas, kurios dažnai būna uolienose.
Mineralas turi atitikti penkis reikalavimus:
- turi būti randamas gamtoje;
- būti neorganinis;
- būti tvirta;
- turėti tam tikrą cheminę sudėtį;
- Turi tvarkingą vidinę struktūrą.
Geologijoje ir mineralogijoje terminas „mineralas“ paprastai vartojamas minint mineralų daleles: kristalinius junginius, kurių gana gerai apibrėžta cheminė sudėtis ir tam tikra kristalinė struktūra.
Mineralai, neturintys specifinės kristalinės struktūros, tokie kaip opalas ar obsidianas, teisingai vadinami mineraloidais, tai yra į mineralus panašios medžiagos. Jei cheminis junginys gali atsirasti gamtoje su skirtingomis kristalinėmis struktūromis, kiekviena struktūra laikoma skirtinga mineralų rūšimi. Taigi, pavyzdžiui, kvarcas ir stisovitas yra du skirtingi mineralai, sudaryti iš to paties junginio - silicio dioksido.
Akmenys
Uolos yra natūralus mineralų ir į mineralus panašių medžiagų, vadinamų mineraloidais, derinys. Kai medžiaga sukietėja arba kristalizuojasi iš lavos ar magmos, tai yra dujinės uolienos. Be to, dujos gali tapti nuosėdomis dėl vėjo ir sunaikinimo. Paskutiniame etape uoliena, veikiama šilumos ir slėgio, keičia savo mineralų kiekį ir tampa metamorfiška. Bet apskritimas nuo trečiojo žingsnio gali vėl apsiversti, jei akmuo vėl pradės tirpti.
Didžioji dalis geologijos tyrimų yra susijusi su uolienų tyrimais, nes būtent jie neša visą Žemės istoriją.
Roko rūšys
Yra trys pagrindiniai tipai:
- nešvarus;
- nuosėdinis;
- metamorfinis.
Savo ruožtu kiekvienos veislės struktūra turi tam tikrų mineralų. Kiekvienas mineralas turi tam tikras fizines savybes, ir kiekvienam iš jų nustatyti yra daug bandymų.
Galima patikrinti pavyzdžius:
- spindesys: nuo mineralo paviršiaus atsispindinčios šviesos kokybė;
- spalva: iš esmės kiekvienas mineralas turi būdingą spalvą, kuri orientuojasi diagnostikos metu, tačiau priemaišos gali pakeisti medžiagos išvaizdą;
- dryžiai: atliekamas įbrėžant mėginį ant porceliano plokštės. Juostelės spalva gali padėti pavadinti mineralą;
- kietumas: mineralo atsparumas įbrėžimams;
- lūžio pobūdis: mineralas gali būti įtrūkęs ar suskaidytas, pirmasis variantas yra nelygių paviršių plyšimas, o antrasis - plyšimas išilgai artimai esančių lygiagrečių plokštumų;
- savitasis sunkis: tam tikro tūrio mineralo masė;
- švilpimas: norint įšvilpti, į mineralą reikia įpilti druskos rūgšties;
- magnetizmas: magneto naudojimas magnetizmui patikrinti;
- skonis: mineralai gali turėti savitą skonį, pavyzdžiui, jis skonis kaip stalo druska;
- kvapas: mineralai gali turėti būdingą kvapą. Pavyzdžiui, siera kvepia kaip supuvę kiaušiniai;
Fosilijos
Iškastis yra organinių medžiagų suakmenėjimo proceso rezultatas. Šį petrifikaciją sukelia permineralizacijos ir diagenezės procesas. Dėl to ilgainiui organinės medžiagos pakeičiamos mineralais. Geras petrifikacijos pavyzdys yra suakmenėjęs medis. Dėl permineralizacijos pradinė ląstelių struktūra suakmenėja, o vykstant diagenezei, ląstelinė kūno struktūra prarandama.
Bet kuris organizmas, nuo bakterijų iki stuburinių, gali tapti fosilija. Dėl šio reiškinio geologai gali gauti ryškių praeities gyvenimo mūsų planetoje įrodymų. Remdamiesi kasinėjimais ir aptiktais mineralais, mokslininkai galėjo ištirti gyvybės susidarymą prieš milijonus metų.
Palengvėjimas
Reljefas yra žemės paviršiaus, kuris yra reljefo dalis, ypatybė. Kalnai, kalvos, plynaukštės ir lygumos yra keturios pagrindinės reljefo formos. Mažesnėms rūšims priklauso slėniai, kanjonai, slėniai ir baseinai.
Tektoninių plokščių judėjimas po Žemę gali paveikti ir sukurti naujas sausumos formas, pakeldamas kalnus ir sukurdamas kalvas.Vandens ir vėjo sukelta erozija gali nusidėvėti žemę ir sukurti reljefus, tokius kaip slėniai ir kanjonai. Abu procesai vyksta ilgą laiką, kartais tokie reiškiniai gali užtrukti milijonus metų.
Tiesą sakant, Kolorado upė užtruko 6 milijonus metų, kad sukurtų Didįjį kanjoną JAV Arizonos valstijoje. Didžiojo kanjono ilgis yra 446 kilometrai.
Aukščiausias reljefas žemėje yra kalnas: Everesto kalnas, kuris yra Nepale. Jos aukštis yra 8 850 metrų virš jūros lygio. Tai dalis Himalajų, esančių keliose Azijos šalyse.
Reljefas taip pat atsiranda po vandeniu kaip kalnų grandinės ir baseinai jūros dugne. Marianos tranšėjos, giliausios reljefo formos Žemėje, yra Ramiojo vandenyno pietuose.
Geologiniai procesai
Geologiniai procesai yra dinamiški procesai, turintys įtakos reljefui ir apskritai Žemės paviršiui. Pagrindiniai geologiniai procesai yra šie:
- oras;
- erozija;
- plokštelinė tektonika.
Kai kuriais atvejais šie procesai gali būti destruktyvūs, o kitais - konstruktyvūs.
Erozija
Erozija yra natūralus procesas, dažniausiai atsirandantis dėl to, kad vienoje vietoje uolienos ir dirvožemis išsausėja ir pereina į kitą. Toks reiškinys gali nusidėvėti ir sunaikinti kalnus, užpildyti lygumas, sukurti ir nušluoti upę nuo Žemės paviršiaus. Bet tokie procesai vyksta daugelį tūkstančių metų. Nors verta paminėti, kad eroziją gali paspartinti žmogaus, kuris savo veiksmais - ūkininkavimu ar kasyba - daro neigiamą poveikį aplinkai, veikla.
Orai
Oras yra procesas, sunaikinantis esamą žemės topografiją dėl vėjo ir vandens įtakos. Dėl oro sąlygų padariniai sunaikinami viršutiniai uolienų sluoksniai. Kai kurie iš šių procesų yra mechaniniai, pavyzdžiui, išsiplėtimas ir susitraukimas, atsirandantis dėl staigių didelių temperatūros pokyčių, vandens įšalimo įtrūkimuose įtempimo jėga, augalų šaknų sukeltas skilimas ir tekančio vandens poveikis. Taigi kelius reikia nuolat remontuoti rudenį ir pavasarį, nes į vidų patenkantis vanduo gali tiesiog sunaikinti asfaltą - tas pats nutinka ir su kalnais.
Plokštės tektonika
Plokštės tektonika yra viena iš mokslininkų teorijų apie žemės reljefo formą. Ekspertai siūlo, kad Žemės paviršių sudaro 12 judančių plokščių. Kai kurios iš šių plokščių neatitinka žemyno ribų, o kai kurios apima ir žemynų teritorijas, ir vandenynus. Visi jie yra skirtingų formų ir dydžių, nuolat juda ir juda nuo 1,3 iki 10 centimetrų per metus. Tektoninis aktyvumas vyksta ties plokščių kraštais, kur jos susiduria viena su kita, taip sukeldamos žemės drebėjimus arba sukurdamos kalnus ir kalvas.
Yra įvairių geologinių procesų, ypač pavojingų pasaulio gyventojams:
- ugnikalnių išsiveržimai;
- cunamis;
- klimato kaita;
- potvyniai;
- kosmoso efektai ir kt.
Jei studijuosite tokius reiškinius ir suprasite jų prigimtį, tuomet galėsite apsaugoti daugelį žmonių.
Žemės geologinė istorija
Žemės geologinė istorija yra žemynų, vandenynų, atmosferos ir biosferos evoliucija. Uolienų sluoksniuose Žemės paviršiuje yra evoliucijos procesų, kuriuose vyksta šie žemės aplinkos komponentai, įrodymų. Kiekvieno geologinio proceso aidai lieka kaupiami didžiulėje informacijos saugykloje - uolienose, kurios, kaip ir vadovėlis, yra atviros skaitymui ir suteiks žinių tiems, kas jas gali perskaityti. Dėka geologų užsidegimo, mes turime gana išsamią savo namų planetos istorijos idėją prieš milijonus metų.
Geologijos vaidmuo
Kaip ir bet kuris kitas mokslas, geologija yra sukurta siekiant naujų atradimų ir sužinoti daug daugiau apie mus supantį pasaulį.Šioje disciplinoje nagrinėjamos svarbiausios šiuolaikinės žmonijos problemos - įskaitant naujų energijos šaltinių paiešką, racionalų jo naudojimą, klimato pokyčius, gamtos pavojus, žmogaus įtaką aplinkai, aplinkos pokyčius žmonėms, vandens ir mineralinių išteklių valdymą.
Tyrinėdami šiuos klausimus, geologai, kartu su kitais mokslininkais, gali numatyti Žemės ateitį ir ištirti bet kokius galimus pokyčius. Pagrindinis pavyzdys yra klimato pokyčių analizė ir tai, kaip turi keistis visuomenė, kad pagerėtų Žemės ateitis. Pereinant nuo iškastinio kuro prie geoterminės energijos ir kitų atsinaujinančių šaltinių, galime sumažinti anglies išmetimą ir labai sumažinti globalinio atšilimo padarinius.