Mikä on geologia?
Geologia on luonnontiede, joka tutkii maata, jonka materiaalit se koostuu, näiden materiaalien rakenteet ja niihin vaikuttavat prosessit. Tärkeä osa geologiaa on tutkia, miten maanpäälliset materiaalit, rakenteet, prosessit ja organismit ovat muuttuneet ajan myötä.
Mitä geologit tekevät?
Yhteenvetona voidaan todeta, että geologit ratkaisevat seuraavat ongelmat:
- maapallon järjestelmien ja maailmankaikkeuden käyttäytymisen ennustaminen;
- etsiä luonnonvarojen, kuten pohjaveden, öljyn ja metallien, varastoja;
- maaperän suojelu ja maatalouden tuottavuus;
- luonnonvarojen kehittäminen tavalla, joka ei vahingoita ympäristöä;
- vesihuollon laadun ylläpitäminen;
- luonnonkatastrofien, kuten tulivuorenpurkausten, maanjäristysten, tulvien, maanvyörymien, hirmumyrskyjen ja tsunamien aiheuttamien tappioiden ja omaisuusvahinkojen vähentäminen;
- luonnollisen ympäristön geologisen valvontajärjestelmän luominen ja ihmisen toiminnan siihen liittyvien vaikutusten ennustaminen;
- tasapainon määrittäminen yhteiskunnan luonnonvarojen tarpeen ja terveiden ekosysteemien ylläpitämisen tarpeen välillä;
- ymmärtäminen globaaleista ilmastomalleista.
Mitä geologia tutkii?
Geologia on tiede, joka tutkii kiinteää maata, fossiileja ja kiviä, joista se koostuu, samoin kuin kaikkia prosesseja, jotka vaikuttavat sen muodostumiseen ja muutoksiin ajan myötä. Mutta geologia ei rajoitu pelkästään maahan - myös muiden planeettojen, satelliittien tai muiden taivaankappaleiden kivien analysointi kuuluu sen toimivaltaan.
Geologia kattaa nykyisessä kehitysvaiheessa monia maantieteellisiä tieteitä - hydrologiaa, meteorologiaa, klimatologiaa ja muita -, joten sitä pidetään yhtenä tärkeimmistä tieteenaloista, joka tutkii planeettaa.
Geologia yrittää tietää mitä on maan pinnalla, mutta myös mitä sen alla on piilotettu, samoin kuin kaikki prosessit, jotka vaikuttavat tähän monimutkaiseen järjestelmään. Tiede kehittää menetelmiä, joilla on mahdollista määrittää löydettyjen kivien ikä ja niiden historia. Yhdistämällä nämä työkalut, geologit voivat pitää ajanjakson koko maapallon geologisesta historiasta, määrittää planeettamme ikä ja kaikki siinä tapahtuneet globaalit muutokset.
Geologian ansiosta olemme tietoisia planeetan evoluution aikana tapahtuneista tektonisten levyjen pääliikkeistä, elämän kehityksen päävaiheista ja aiemmista ilmastovyöhykkeistä, jotka hallitsivat maapallolla.
Geologit käyttävät monenlaisia menetelmiä ymmärtääksesi planeetan rakennetta ja evoluutiota, mukaan lukien:
- kenttätyöt;
- rodun kuvaus;
- geofysikaaliset menetelmät;
- kemiallinen analyysi;
- fyysiset kokeet;
- matemaattinen mallintaminen.
Käytännöllisestä näkökulmasta geologia on tärkeä mineraali- ja hiilivetyvarojen etsinnälle ja hyödyntämiselle, vesivarojen arvioinnille, luonnonvarojen ymmärtämiselle, ympäristöongelmien poistamiselle ja tiedolle aikaisemmista ilmastomuutoksista. Geologia on tärkein akateeminen tiede.
Mineralogia
Mitä mineraalit ovat?
Mineraali on kiinteä kemiallinen yhdiste, jota löytyy luonnosta puhtaimmassa muodossaan. Mineraalit liittyvät ihmisiin usein kiviin, koska jälkimmäiset koostuvat entisistä. Kivet puolestaan voivat koostua yhdestä tai useammasta mineraalista. Yhdisteet, joita löytyy vain elävistä organismeista, eivät kuulu mineraaleihin, vaikkakin on olemassa useita poikkeuksia. Joten jos puhumme esimerkiksi mineraaleista, jotka ovat biogeenisiä (kalsiitti) tai orgaanisia (mellitus), niin ne kuuluvat mineraaleihin. On myös syytä ottaa huomioon, että elävät organismit itse tuottavat usein epäorgaanisia materiaaleja, joita esiintyy usein kivissä.
Mineraalin on täytettävä viisi vaatimusta:
- on löydettävä luonnosta;
- olla epäorgaaninen;
- olla kiinteä;
- oltava tietty kemiallinen koostumus;
- Sisäisesti rakennettu.
Geologiassa ja mineralogiassa termiä "mineraali" käytetään yleensä viittaamaan mineraalihiukkasiin: kiteisiin yhdisteisiin, joilla on melko hyvin määritelty kemiallinen koostumus ja erityinen kiteinen rakenne.
Mineraaleja, joilla ei ole erityistä kiteistä rakennetta, kuten opaalia tai obsidiaania, kutsutaan oikein mineraloideiksi, toisin sanoen mineraalien kaltaisiksi aineiksi. Jos kemiallista yhdistettä voi esiintyä luonnossa erilaisilla kiteisillä rakenteilla, kutakin rakennetta pidetään eri mineraalilajeina. Joten esimerkiksi kvartsi ja stishoviitti ovat kaksi eri mineraalia, jotka koostuvat samasta yhdisteestä - piidioksidista.
Rocks
Kivet ovat mineraalien ja mineraalien kaltaisten aineiden luonnollinen yhdistelmä, nimeltään mineraloidit. Kun materiaali jähmettyy tai kiteytyy laavasta tai magmasta, se on muinainen kivi. Lisäksi tuhat voivat muuttua sedimentaatioiksi tuulen ja tuhojen vaikutuksesta. Viimeisessä vaiheessa kallion lämpö ja paine vaikutuksesta muuttaa mineraalipitoisuuttaan ja muuttuu metamorfiseksi. Mutta ympyrä kolmannesta vaiheesta voi mennä uudelleen, jos kivi alkaa sulaa uudelleen.
Suurin osa geologian tutkimuksesta liittyy kivien tutkimukseen, koska he kuljettavat koko maapallon historian.
Kivityypit
On olemassa kolme päätyyppiä:
- vulkaaninen;
- kerrostunut;
- metamorphic.
Kummankin rodun rakenteessa puolestaan on tiettyjä mineraaleja. Jokaisella mineraalilla on tietyt fysikaaliset ominaisuudet, ja jokaisesta niistä on monia testejä.
Näytteistä voi tarkistaa:
- säteily: mineraalin pinnalta heijastuvan valon laatu;
- väri: periaatteessa jokaisella mineraalilla on ominainen väri, joka suuntautuu diagnoosin aikana, mutta epäpuhtaudet voivat muuttaa aineen ulkonäköä;
- raitoja: suoritetaan raaputtamalla näytettä posliinilevylle. Nauhan väri voi auttaa mineraalin nimeämisessä;
- kovuus: mineraalin naarmuuntumattomuus;
- murtumakuvio: mineraalissa voi olla halkeamia tai halkeamia, jolloin ensimmäinen vaihtoehto on epätasaisten pintojen murtuma ja toinen murtuma pitkin lähekkäin sijaitsevia yhdensuuntaisia tasoja;
- ominaispaino: tietyn tilavuuden mineraalipaino;
- susistaminen: kloorivetyhappoa on tiputettava mineraaliin vuotojen tarkistamiseksi;
- magnetismi: magneetin käyttö magneettisuuden testaamiseen;
- maku: mineraaleilla voi olla erottuva maku, esimerkiksi maistuu ruokasuolalta;
- Haju: Mineraaleilla voi olla ominainen tuoksu. Esimerkiksi rikki tuoksuu kuin mätät munat;
Fossiilit
Fossiili on seurausta orgaanisen materiaalin fossiilisoitumisprosessista. Tämä kivettyminen johtuu permineralisoitumisprosessista ja diageneesistä. Seurauksena on, että orgaaninen aine korvataan mineraaleilla ajan myötä. Hyvä esimerkki kivettymisestä on kivettynyt puu. Permineralisoitumisen myötä alkuperäinen solurakenne kiveytyy; diageneesin myötä kehon solurakenne häviää.
Mistä tahansa organismista bakteereista selkärankaisiin voi tulla fossiili. Tämän ilmiön ansiosta geologit voivat saada eläviä todisteita aiemmasta elämästämme planeetallamme. Kaivausten ja löydettyjen mineraalien perusteella tutkijat pystyivät tutkimaan elämän muodostumista miljoonia vuosia sitten.
Helpotus
Reljeefi on ominaisuus maanpinnasta, joka on osa maastoa. Vuoret, mäet, tasangot ja tasangot ovat helpotuksen neljä päämuotoa. Pienempiä tyyppejä ovat laaksot, kanjonit, laaksot ja altaat.
Tektonisten levyjen liikkuminen maan alapuolella voi vaikuttaa ja luoda uusia maanmuotoja, nostamalla vuoria ja luomalla kukkuloita.Veden ja tuulen aiheuttama eroosio voi kuluttaa maata ja luoda helpotuksia, kuten laaksoja ja kanjoneita. Molemmat prosessit tapahtuvat pitkän ajanjakson aikana, joskus tällaiset ilmiöt voivat viedä miljoonia vuosia.
Itse asiassa Grand Canyonin luominen Yhdysvaltojen Arizonan osavaltioon kesti 6 miljoonaa vuotta. Grand Canyonin pituus on 446 km.
Maan korkein helpotus on vuori: Mount Everest, joka sijaitsee Nepalissa. Sen korkeus on 8 850 metriä merenpinnan yläpuolella. Tämä on osa Himalajaa, jotka sijaitsevat useissa Aasian maissa.
Reljeefi esiintyy myös veden alla vuoristojen ja merenpohjassa olevien uima-allasten muodossa. Marianan kaivo, maan syvin helpotuksen muoto, sijaitsee Etelä-Tyynellämerellä.
Geologiset prosessit
Geologiset prosessit ovat dynaamisia prosesseja, jotka vaikuttavat maastoon ja yleensä maan pintaan. Tärkeimmät geologiset prosessit ovat:
- sään;
- eroosio;
- levytektoniikka.
Nämä prosessit voivat olla tuhoisia joissakin tapauksissa ja rakentavia toisissa.
Eroosio
Eroosio on luonnollinen prosessi, joka tapahtuu useimmiten siitä syystä, että kivit ja maaperä kuivuvat yhdessä paikassa ja siirtyvät toiseen. Tällainen ilmiö voi kuluttaa ja tuhota vuoria, täyttää tasangot, luoda ja poistaa joet maan pinnalta. Mutta tällaiset prosessit ovat jatkuneet tuhansia vuosia. Vaikka on syytä huomata, että eroosio voi kiihtyä sellaisen ihmisen toiminnalla, joka toiminnallaan - viljelyllä tai kaivostoiminnalla - vaikuttaa kielteisesti ympäristöön.
Sään
Sään säänkestäminen on prosessi, joka tuhoaa olemassa olevan maan topografian tuulen ja veden vaikutuksesta. Sään vaikutukset johtavat kivien ylemmän kerroksen tuhoutumiseen. Jotkut näistä prosesseista ovat mekaanisia, esimerkiksi laajeneminen ja supistuminen, jotka johtuvat äkillisistä suurista lämpötilan muutoksista, veden jäätymisen vetovoimasta halkeamissa, kasvien juurten aiheuttamasta halkeamisesta ja altistumisesta juoksevalle vedelle. Teet vaativat siis jatkuvaa korjausta syksyllä ja keväällä, koska sisälle tuleva vesi voi yksinkertaisesti tuhota asfaltin - sama asia tapahtuu vuorien kanssa.
Levytektoniikka
Levytektoniikka on yksi tutkijoiden teorioista, jotka koskevat maan helpotuksen muotoa. Asiantuntijoiden mukaan maan pinta koostuu 12 liikkuvasta levystä. Jotkut näistä levyistä eivät vastaa mantereiden rajoja, ja osa sisältää sekä mantereiden että valtamerten alueet. Kaikki ne ovat erimuotoisia ja -kokoisia ja liikkuvat jatkuvasti ja liikkuvat välillä 1,3–10 senttimetriä vuodessa. Tektoninen aktiivisuus tapahtuu levyjen rajoissa, joissa ne törmäävät toisiinsa aiheuttaen maanjäristyksiä tai luomalla vuoria ja kukkuloita.
On olemassa useita geologisia prosesseja, jotka ovat erittäin vaarallisia maailman väestölle:
- tulivuorenpurkaukset;
- tsunamin;
- ilmastonmuutos;
- tulvat;
- avaruusvaikutukset jne.
Jos tutkit sellaisia ilmiöitä ja ymmärrät niiden luonteen, voit suojata monia ihmisiä.
Maan geologinen historia
Maapallon geologinen historia on mantereiden, valtamerten, ilmakehän ja biosfäärin evoluutio. Kivikerrokset maan pinnalla sisältävät todisteita evoluutioprosesseista, jotka käyvät läpi nämä maapallon ympäristön komponentit. Ja kunkin geologisen prosessin kaikuja säilytetään valtavassa tietovarastoissa - kiviä, jotka, kuten oppikirja, ovat avoinna lukemiseen ja antavat tietoa jollekin, joka osaa lukea ne. Geologien innokkuuden ansiosta meillä on melko yksityiskohtainen käsitys kotiplaneettamme historiasta miljoonia vuosia sitten.
Geologian rooli
Kuten kaikki muutkin tieteet, geologia on luotu tekemään uusia löytöjä ja oppimaan paljon enemmän ympäröivästä maailmasta.Tämä kurinalaisuus tarkastelee nyky-ihmiskunnan tärkeimpiä ongelmia - mukaan lukien uusien energialähteiden etsiminen, sen järkevä käyttö, ilmastomuutos, luonnon vaarat, ihmisen vaikutus ympäristöön, ihmisten ympäristömuutokset, vesi- ja mineraalivarojen hallinta.
Tutkimalla näitä aiheita, geologit yhdessä muiden tutkijoiden kanssa voivat ennakoida maan tulevaisuutta ja tutkia mahdollisia muutoksia. Keskeinen esimerkki on ilmastonmuutoksen analyysi ja se, miten yhteiskunnan on muututtava maapallon tulevaisuuden parantamiseksi. Siirtymällä fossiilisista polttoaineista geotermisiin ja muihin uusiutuviin lähteisiin voimme vähentää hiilidioksidipäästöjä ja vähentää huomattavasti ilmaston lämpenemisen vaikutuksia.