ЛИТЕРАТУРА Общая геология. Автор

ЛИТЕРАТУРА Общая геология. Автор Н. В. Короновский, Издательство Московского университета, 2002 Основы геологии Авторы: Н. В. Короновский, А. Ф. Якушова

• Общие сведения о геологии, объект и предмет изучения. • Основные разделы геологии • История развития геологии.

Геология (греч. "гео" - земля, "логос" - учение) - одна из важнейших наук о Земле. Она занимается изучением состава, строения, истории развития Земли и процессов, протекающих в ее недрах и на поверхности.

• Геология связана с географией, взаимосвязь геологии и географии проявляется в изучении рельефа земной поверхности и закономерностей его развития. На стыке геологии и географии возникла наука о рельефе - геоморфология. • Главнейшие разделы геологии: • петрография (от слов: петро – камень, графа – пишу) – это наука о горных породах, • минералогия – изучает минералы, их состав, строение, свойства, условия образования. • геохимия – наука о распространении химических элементов в Земной коре. • Геофизика – наука о физических процессах в оболочках Земли • Геоморфология – наука об образовании и развитии форм Земной поверхности • гидрогеология – наука о подземных водах, их происхождении и циркуляции.

• Геология четвертичных отложений – изучает новейшие геологические образования • учение о полезных ископаемых • кристаллография – наука о внутреннем строении вещества, о его свойствах, кристаллографических формах. • тектоника – изучает отдельные структуры земли, их формирование и развитие в пространстве и времени. • стратиграфия – наука, устанавливает хронологическую последовательность образования горных парод в Земной коре. • палеонтология – наука, изучает ископаемые останки прошлого. • региональная геология – изучает геологическое строение и историческое развитие отдельных регионов Земного шара. • геологическое картирование – изучает методы составления геологических карт. • инженерная геология и др.

• Предметом изучения геологии являются земная кора и подстилающий твердый слой верхней мантии - литосфера (греч. "литос" - камень). • Объектами геологических исследований являются: • 1) горные породы, руды, минералы их строение и состав; • 2) расположение природных тел в земной коре (геологическое строение) • 3) внешние и внутренние геологические процессы, • 4) причины и закономерности возникновения и развития геологических процессов, а также закономерности развития Земли в целом.

История развития геологии • Древнейший раздел геологии- учение о полезных ископаемых. Находки медных изделий в Египте и Азии датируются IV веком до н. э. • Чудь. Бакр-Узяк. • Первые астрономические доказательства шарообразности Земли представил Аристотель (384 -322 г до н. э. ). • Аристарх Самосский (III век до н. э. ) открыл гелиоцентрическую систему (за 18 веков до Коперника) • О вулканах, работе рек, колебаниях уровня моря писали Геродот (V век до н. э. ) и Пифагор (571 - 497 гг. до н. э. ) • В Египте 6000 лет тому назад при постройке пирамид применяли бурение. • В Китае в III веке до н. э. изобрели компас

• В эпохе средневековья в период господства церковно-феодальной идеологии развитие естествознания остановилось • Философ и врач Абу-Али Ибн-Сины (Авиценна) (980 -1037) создал первую классификацию минеральных тел, которая признавалась в Европе до XVIII века. • Аль-Бируни (972 -1048) определил длину окружности земного шара • Великие географические открытия внесли большой вклад в развитие естественных наук. Открытие Америки в 1492 г, путешествие Васко да Гамы в Индию в 1947 г. , кругосветка Магеллана в 1519 -1522 гг.

• Серьезные исследования начались в эпоху возрождения (конец XV начало XVI веков). Леонардо да Вичи (1452 - 1519)считал окаменелости, встречаемые в горных породах свидетельством перемещения суши и моря. • Немец Георг-Бауэр (Агрикола) (1494 -1555) изучал залегание рудных тел и технику горного дела. • Коперник (1473 -15430 написал труд «Об обращении небесных кругов» .

• Становление научной геологии началось с середины XVIII века. • М. В. Ломоносов (1711 -1765) первым ввел принцип актуализма – изучение геологических процессов прошлого путем познания настоящего. Работы «О слоях Земных» , «Слово о рождении металлов от трясения Земли» , «Первые основы металлургии или рудных тел» . • Ломоносов впервые выделил роль двух факторов, действующих на Земле: внешних (извне рожденных)- (ветер, вода, лед) и внутренних (изнутри рожденных) теплота земного шара.

• В конце XVIII века появляются два враждующих направления в науке: • нептунисты (профессор Альфред Вегенер) • и плутонисты (Д. Геттон) • Нептунисты считали, что в основе изменений Земли лежит действие внешних сил, • плутонисты – внутренняя энергия земли.

• Английский геолог Ч. Лайель (1797 - 1875) выпусти в свет работу «Основы геологии» (1833 г), где приводит детальное описание геологических процессов. • Идею эволюционного развития Земли выдвинул Ч. Дарвин (1859) «происхождение видов путем естественного отбора или сохранение благоприятствуемых пород в борьбе за жизнь»

• В XIX веке идет бурное развитие строительства способствует дальнейшему развитию геологии. • • В 1882 г в Петербурге создан Геологический комитет – центр по изучению геологии России.

Карпинский Александр Петрович (1846/1847– 1936) отец русской геологии академик, написано более 500 научных работ по геологии

Мушкетов Иван Васильевич (1850 -1902) русский геолог, путешественник, исследователь Средней Азии, Урала и Кавказа положил начало изучению сейсмотектонических явлений

Обручев Владимир Афанасьевич (1863 – 1956) разработал основы геологии рудных месторождений, тектоники, геоморфологии, географии

Фёдоров Евграф Степанович (1853 -1919) русский кристаллограф, минералог и математик.

Вернадский Владимир Иванович (1863 -1945) естествоиспытатель, мыслитель и общественный деятель. Создатель науки биогеохимии.

• Алексей Петрович Павлов (1854— 1929) – палеонтолог, основатель четвертичной геологии и московской геологической школы. • А. Е. Ферсман, В. О. Ковалевский, А. Д. Архангельский, В. М. Северин, Н. И. Кокшаров, П. В. Еремеев, Ф. Ю. Левинсон-Лессинг, А. Н. Заварицкий и др.

вопросы по теме • 1. Определение геологии, предмет и объект изучения • 2. Главнейшие разделы геологии • 3. Этапы развития геологии • 4. Крупные ученые, внесшие вклад в развитие геологической науки.

• Строение Солнечной системы

Примерно так, должно быть, выглядит наша Галактика • livejournal. ru • Гала ктика (др. - греч. Γαλαξίας — Млечный Путь) - гравитационно- связанная система из звёзд, межзвёздного газа, пыли и тёмной материи.

• Считается, что их более 100 млн. Невооружённым глазом можно различить на небе всего три: туманность Андромеды (видна в северном полушарии), Большое и Малое Магеллановы облака (видны в южном). • Их масса от 107 до 1012 масс Солнца. • Масса нашей галактики Млечный Путь 3× 1012 масс Солнца. • Диаметр галактик - от 5 до 50 килопарсек (16 - 160 тысяч световых лет) • Диаметр нашей галактики Млечный Путь около 100 000 световых лет • От Солнца да Земли луч света доходит за 8, 3 мин. (расстояние 149, 5 млн. км. )

Галактика Андромеда grigam. narod. ru • В созвездии Андромеды обнаружена Галактика, удаленная от нас на 700 тыс. световых лет, т. е. изображение создано светом, излучавшимся еще до появления на Земле человека

• Солнечная система располагается в одной из спиральных ветвей нашей Галактики на расстоянии 23 тыс. световых лет от центра. • Солнечная система совершает один оборот вокруг центра галактики за 180 млн. земных лет со скоростью 250 км/сек. • Земля обращается вокруг Солнца со скоростью 25 км/сек.

Солнце - центральное тело Солнечной системы - горячий газовый шар. Солнце тяжелее Земли в 330 000 раз. Диаметр: 1 392 000 км Температура поверхности: 5 800 К В 750 раз превосходит по массе все остальные тела Солнечной системы вместе взятые. По диаметру в 109 раз больше Земли.

• В солнечной системе выделяют 2 группы планет – планеты Земной группы и планеты- гиганты. • Планеты земной группы – Меркурий, Венера, Земля, марс, Плутон. • Планеты-гиганты –Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун. • У планет Солнечной системы 46 спутников. • К Солнечной системе относятся также астероиды (самый большой Церера 770 км) и кометы.

• В состав Солнечной системы входят метеориты – каменные и металлические глыбы и более мелкие тела. Они проникают в атмосферу Земли со скоростью от 10 до 200 км/с. След раскаленного метеорита - метеором, крупные метеоры – болиды. • Метеориты делятся на 3 класса: • Железные – сидериты, состоят из никелистого железа. • Железокаменные – сидеролиты (равное количество железа и силикатов) • Каменные – аэролиты, силикатные минералы с примесью железа. • Самые известные каменные (их 80%). Они делятся на хондриты (хондрос от греч. крупинка, т. к. они зернистые), и ахондриты, землистые метеориты.

Метеорит Гоба (Намибия) от названия фермерского хозяйства, в пределах которого валялся – Hoba West Farm. найден в 1920 году во время вспахивания поля. • Вес сегодня – 60 тонн (первонача льный 66 тонн), размеры – 2, 7× 0, 9 метров, состав – 84 % железо, 16 % — никель с примесью кобальта. • www. terra- z. ru/archives/9116

Метеорит СИХОТЭ-АЛИНЬ • Падение 12 февраля 1947 г. 10 ч. 38 мин. Россия, Приморский Край • Десятки тыс. экз. общим весом более 31 т. • На площадь около 20 км 2 выпало более 100 тысяч фрагментов массой от долей грамма до сотен и даже тысяч кг.

• АРИЗОНСКИЙ КРАТЕР (Кратер Барринджера, Каньон дьявола) один из крупнейших метеоритный кратеров, штат Аризона (США). • Диаметр -1265 м, глубина 175 м, возвышение вала - 40 -48 м • Предполагается, что кратер возник в результате падения на Землю около 27 тысяч лет назад двухмиллионнотонного никелевого метеорита размером 61 -79 м.

Гипотезы происхождения Земли (самостоятельно) • Небулярные (небула от лат. туман, газ); • Катастрофические • Основные гипотезы: • Канта-Лапласа • Джинса • О. Ю. Шмидта • В. Г. Фесенкова

СТРОЕНИЕ, СОСТАВ И СВОЙСТВА ЗЕМЛИ • Форма, размеры и строение земного шара • Радиоактивность, теплота и магнитные свойства Земли • Строение и вещественный состав земной коры • Внешние оболочки Земли

Форма, размеры и строение земного шара • Форма Земли – геоид, т. е. ограничена воображаемой поверхностью, совпадающей с поверхностью воды в Мировом океане, условно продолженная под материками таким образом, чтобы отвесная линия в любой точке земного шара была перпендикулярна этой поверхности.

• Земля – сплюснутый с полюсов шар, экваториальный радиус – 6378 км 245 м, полярный 6356 км 863 м (разница 21 км 382 м) • Высшая точка Эверест 8848 м, Марианский желоб - 11022 м • Площадь поверхности Земли 5 х10 8 км 3, объем – 1, 083 х10 12 км 3, масса 5, 976 х1021 т, плотность 5, 52 г/см 3

Как изучают внутреннее строение Земли? • Основной метод – метод геофизики – сейсмический. • Существует три вида упругих волн, возникающих при землетрясениях и взрывах – продольные волны, поперечные и поверхностные.

• Продольные волны – распространяются в земных недрах быстрее других и могут проходить в газообразных, жидких и твердой средах. • Поперечные волны – распространяются медленнее и не проходят в жидких и газообразных средах. • Поверхностные волны– возникают у поверхности упругой среды, на границе раздела земля-воздух и быстро затухают при удалении.

• На основании данных о распространении сейсмических волн в толще земного шара предполагают, что Земля состоит из трех концентрических оболочек – геологических сфер: центрального ядра, промежуточной оболочки или мантии и наружной оболочки или земной коры. • На границах этих сфер скорости распространения волн меняются, т. к. меняется плотность вещества.

• Продольные волны распространяются со скоростью от 5, 5 до 6, 5 км/с, на границе с мантией их скорость возрастает до 8, 0 - 8, 2 км/с. • В мантии скорость продольных волн с глубиной увеличивается и в интервале 1200 -2900 км достигают 11, 4 -13, 7 км/с. • В ядре скорость продольных волн падает до 8, 1 км/с, а поперечные затухают, т. е. ведут себя как в жидкой среде) •

• На глубине 5100 км. скорость продольных волн снова увеличивается до 11, 2 -11, 3 км/с. • По данным расчетов мощность оболочек: литосфера – от 5 до 80 км, мантия – до 2900 км, ядро от 2900 км до центра земли

Внутренне строение Земли

• анимация • Внутренне строение Земли • Изучение …….

• Из чего состоят геосферы? • Земная кора бывает двух типов континентальная и океаническая потому что • Под континентами и океаническими впадинами строение земной коры различно. • Плотность земной коры 2, 7 г/см 3

Типы земной коры

ОКЕАНИЧЕСКАЯ КОРА • Океаническая земная кора более тонкая (5— 7 км), чем континентальная, и состоит из двух слоёв — нижнего базальтового и верхнего осадочного. • Ниже базальтового слоя находится поверхность Мохо и верхняя мантия.

КОНТИНЕНТАЛЬНАЯ КОРА • Континентальная земная кора занимает меньшую площадь (около 40% поверхности Земли). • Под высокими горами её толщина может достигать 80 км. • Земная кора континентального типа состоит из трех слоев базальтового, гранитного и осадочного. • Гранитный слой выходит на поверхность на участках, именуемых щитами. Например, Балтийский щит, часть которого занимает Кольский полуостров, сложен породами гранитного состава. Именно здесь велось глубокое бурение, и Кольская сверхглубокая скважина достигла отметки 12 км. • Шельф — подводная окраина материка — также имеет континентальную кору. • То же относится и к крупным островам — Новой Зеландии, островам Калимантан, Сулавеси, Новая Гвинея, Гренландия, Сахалин, Мадагаскар и другим. • Окраинные моря и внутренние моря, такие как Средиземное, Чёрное, Азовское, расположены на коре континентального типа.

• Говорить о базальтовом и гранитном слоях континентальной коры можно лишь условно. Имеется в виду, что скорость прохождения сейсмических волн в этих слоях сходна со скоростью прохождения их в породах базальтового и гранитного состава. • Граница гранитного и базальтового слоев выделяется не очень чётко и изменяется по глубине. • Базальтовый слой граничит с поверхностью Мохо.

Мантия - до глубины 2900 км, занимает 80% объема Земли и 2/3 массы.

• Граница установлено по резкому снижению скорости волн и названа разделом Мохоровичича, в честь югославского ученого (поверхность Мохо, граница М). • Мантия неоднородна и делится на 3 зоны: В- до глубины 400 км, С-до 1000 км, D-до 2900 км. • В и С – верхняя мантия, здесь зарождаются вулканы и землетрясения. • Температура возрастает с глубиной, достигая на 100 км – 1000 -1300 градусов С, вблизи ядра – 2300 градусов. • Из-за выского давления вещество мантии не плавится.

• Считают, что слой В состоит из магнезиально-железистых силикатов – минералов оливина и пироксена. • Нижняя мантия (слой D) состоит из железа, магния, титана и алюминия. • Средняя плотность мантии – 3, 3, - 5, 7, г/см 3, в зоне D – до 9, 4 г/см 3

Ядро Земли плотность 17, 3 -17, 9 г/см 3 • С 2900 км до 5100 км – внешнее ядро, вероятно жидкое, т. к. поперечные волны в нем затухают. • От 5100 км до 6370 км – внутренне ядро, предположительно твердое. • Вероятно, ядро на 80% состоит из железа и на 20% из диоксида кремния. • Анимация строение и состав до изостазии

Радиоактивность, теплота и магнитные свойства Земли • Теловой режим Земли складывается из двух видов: внешней теплоты – солнечная радиация и • Внутренней – за счет внутреннего тепла Земли - за счет распада радиоактивных элементов, химических реакций и др.

Внешняя теплота • Область экватора получает больше количества тепловой энергии Солнца, чем полюса • На экваторе на каждый м 2 поверхности за 1 мин. Приходится столько тепла, что можно вскипятить стакан воды. • Пример: чтобы создать в комнате объемом 350 м 3 освещенность равную освещенности улицы в яркий день, нужно поместить в ней 50 тыс лампочек мощностью 60 вт. каждая.

• Солнечная энергия не проникает глубже 10 -20 м в тощу Земли и с глубиной увеличивается роль внутренней энергии. • На некоторой глубине от поверхности существует пояс постоянной температуры. В зависимости от среднегодовой температуры местности он меняется – на экваторе на глубине 1 - 2 м, в Москве – 20 м. • например в Париже, термометр на глубине 27, 6 м уже более 100 лет показывает температуру +11, 85 градусов С

• Ниже пояса постояных температур в разных районах Земного шара температура повышается: В Африке (Трансвааль) на глубине 2289 м – 40 градусов. С, в США в золотодобывающей шахте на 2000 м – 46 градусов, в Москве на глубине 1630 м – 41, Ташкенте на 900 м – 55.

• Для качественной и количественной характеристики внутренней теплоты используют понятия • геотермический градиент • и геотермическая ступень.

• геотермический градиент это величина повышения температуры в градусах Цельсия на единицу углубления. Ранее считалась 3 градуса на каждые 100 м. • Может колебаться от 5 до 148 градусов на 1 км или от 5 до 15 градусов на 100 м •

• геотермическая ступень расстояние, на которое углубиться, чтобы температура повысилась на 1 градус Цельсия. • В США – от 7 м (штат Орегон) до 137, 8 м (Алабама) • Анимация внутренне тепло Земли до магнитного поля.

Магнитные свойства Земли • Природа магнитного поля Земли пока не ясна. • Для характеристики магнитного поля Земли применяется понятие напряженность. Она измеряется в эрстедах. • Эрестед – сила, действующая на 1 мг массы, сообщает ей ускорение 1 мм/с2

• Наибольшая напряженность магнитного поля на полюсах. Область, где проявляются магнитные свойства земного шара называют магнитосферой. • Анимация. Магнитное поле Земли