Что изучает геология. Геологические науки

ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ НАУКИ (а. geological sciences; н. geologische Wissenschaften; ф. sciences geologiques; и. ciencias geologicas) — комплекс наук о и более глубоких сферах .

Объект, цель и основные задачи . Связь со смежными науками. Геологические науки изучают состав, строение, происхождение, развитие Земли и слагающих её геосфер, в первую очередь земную кору, процессы, происходящие в ней, закономерности образования и размещения .

Научная и практическая цель геологических наук: познание геологического строения и развития Земли в целом; восстановление истории различных геологических процессов, раскрытие закономерностей геологических явлений и разработка теории эволюции планеты; перспективная оценка и прогноз выявления рудных районов, и , месторождений полезных ископаемых, включая ; разработка научных методов их поисков и разведки, обоснование комплексного использования природных минеральных ресурсов; участие в решении проблем и её стабильности; предвидение катастрофических явлений; содействие прогрессу материалистического мировоззрения.

Непосредственные объекты геологических наук — и их совокупности (стратиграфические подразделения, тела полезных ископаемых и др.), их химический состав и структура, вымершие организмы, газовые и жидкие среды, физические поля.

В современные геологические науки входят (в т.ч. палеонтология), (включая геологию глубинных зон Земли), (физика "твёрдой" Земли), и др. В изучении геологической формы движения материи наука имеет дело с материально-энергетической саморазвивающейся системой — Землёй, развитие которой создаёт основу для появления более высокой формы существования материи, связанной с . Палеонтология — соединительное звено в изучении двух форм движения материи — геологической и биологической.

Развитие геологической науки, её теоретических исследований и методов познания во многом обусловливалось потребностями общественного производства. Важнейшие факторы, стимулирующие прогресс геологических наук, — рост горнодобывающего производства, потребности других отраслей народного хозяйства (промышленность, энергетика, строительство, транспорт, военное дело, сельское хозяйство и др.) и уровень общего развития техники. Использование современных технических достижений, прежде всего геофизических и буровой техники, обеспечивает включение в сферу геологической науки всё более глубоких горизонтов Земли, повышение скорости обработки геологических данных и достоверности результатов. В выполнении главной цели и основной задачи геологической науки всё более существенную роль играют ведущие научные концепции, гипотезы и теории.

Геологические науки используют результаты и методы всего комплекса наук о Земле. Геологические процессы, происходящие на поверхности планеты (или на небольшой глубине), изучаются с привлечением физико-географических наук ( , климатология, гидрология, океанология, и др.); при исследовании глубинных процессов, определении радиологического возраста, при геолого-поисковых и привлекаются методы геохимии и геофизики (физики "твёрдой" Земли, включая ). В проблемах происхождения и ранней истории Земли большое значение имеют данные астрономии и планетологии, в т.ч. полученные при запусках космических аппаратов на Луну и планеты. Изучение полезных ископаемых дополняется экономическими исследованиями и достижениями . Потребность в полезных ископаемых, способы их добычи, технология переработки и планирование рационального размещения горнодобывающей промышленности определяют генеральные направления прогнозно-металлогенических исследований. Связь геологической науки с биологическими науками различна — от использования эволюции органического мира для определения относительного возраста геологических объектов до учёта биологических и биохимических процессов с целью выяснения генезиса горных пород и полезных ископаемых, прежде всего энергетического сырья ( , ). Начиная с 60-х годов 20 века в геологической науке всё более эффективно применяется аппарат математических наук, кибернетики и информатики.

История развития геологической науки . Истоки геологической науки лежат в наблюдениях и гипотезах философов античного мира и Древнего Востока, касающихся землетрясений, вулканических извержений, деятельности воды и др. К средним векам и эпохе Возрождения относятся первые попытки описания и систематизации камней, металлов и сплавов, что явилось прямым следствием развития (труды cpеднеазиатских естествоиспытателей Ибн Сины и Бируни, немецкого учёного Агриколы). В 16 веке в России были сделаны первые попытки систематизации геологических сведений, доставляемых "рудознатцами".

Датский учёный Н. Стено (17 в.) впервые сформулировал представление о возрастной последовательности первичной горизонтальной слоистости и о вторичности процессов, нарушающих это залегание, обосновав тем самым первые законы геологической науки. В современном понимании термин "геология" впервые применён норвежским учёным М. П. Эшольтом (1657). К 17 веку относятся умозрительные гипотезы о происхождении Земли из расплавленной массы, при охлаждении которой образовалась твёрдая земная кора (немецкий учёный Г. В. Лейбниц, 1693). В конце 18 века широкое распространение получил термин «геогнозия».

Основы геологической науки заложены во 2-й половине 18 в. трудами Ж. Л. Бюффона, Ж. Б. Роме де Лиля и Р. Ж. Аюи во Франции, М. В. Ломоносова, И. И. Лепёхина и П. С. Палласа в России, О. Б. де Соссюра в Швейцарии, У. Смита и Дж. Геттона в Великобритании, А. Г. Вернера в Германии, А. Кронштедта в Швеции. В трудах М. В. Ломоносова "О слоях земных" (1763) и "Слово о рождении металлов от трясения Земли" (1757) указывалось на длительность, непрерывность и периодичность геологических процессов, взаимодействие внутренних и внешних сил, формирующих лик Земли, высказывались соображения о происхождении ископаемых углей за счёт растительных остатков, излагались принципы естественной группировки минералов в рудных жилах и использования этих ассоциаций при поисках. Большую роль в становлении геологической науки сыграла идейная борьба между представителями двух научных гипотез — гипотезы нептунизма (А. Г. Вернер), утверждающей осадочное образование всех горных пород, и гипотезы плутонизма (Дж. Геттон), отводившей определяющую роль внутренним вулканическим процессам.

В конце 18 — начале 19 веков накопление фактов сопровождалось их анализом, заложившим основу различных ветвей геологической науки, развитие которой становится одним из непременных условий прогресса в промышленности. Большое значение для становления геологической науки в России имело создание в Петербурге (1773) высшего горного училища (ныне Ленинградский горный институт).

Становление геологической науки справедливо связывают с выяснением возможности расчленения слоёв земной коры по возрасту и их корреляции с помощью остатков организмов (У. Смит, 1790), что позволило систематизировать разрозненные минералогические и палеонтологические данные, создало условия для геологических реконструкций. К этому же времени относятся формулировка таких понятий, как " " (А. Г. Вернер), " " (В. М. Севергин), разработка химической классификации минералов (шведский учёный Й. Берцелиус), законов (Р. Ж. Аюи), составление первых геологических карт (восточного Забайкалья — Д. Лебедев и М. Иванов, 1789-94; Англии — У. Смит, 1815; Европейской части России, 1829). Изменения в геологической истории Земли объяснялись в одних случаях (французский учёный Ж. Ламарк и др.) с позиции эволюционной идеи, в других (французский учёный Ж. Кювье и его последователи) — теорией катастроф (периодически повторяющимися катаклизмами, коренным образом менявшими рельеф планеты и уничтожавшими всё живое, которое якобы заново зарождалось после этого).

Крупным событием в истории геологической науки был выход в свет в 1830-33 2-томного труда английского учёного Ч. Лайеля "Основы геологии", в котором показаны значительная длительность истории Земли и роль постоянно и постепенно действующих геологических процессов, нанесён удар теории катастрофизма, дано обоснование сравнительно-исторического метода и сформулирован принцип актуализма (см. ).

В 1829 французский геолог Л. Эли де Бомон предложил контракционную гипотезу, объясняющую дислокацию слоёв сжатием остывающей земной коры и уменьшением объёма земного ядра. Теория поддерживалась большинством геологов до 20 в. Важное значение в истории развития геологической науки имели труды немецкого учёного , защищавшие концепцию материальности и единства природы, и английского учёного Ч. Дарвина, разработавшего материалистическую теорию эволюции (исторического развития) органического мира Земли (1859).

Всё возрастающие потребности в минеральном сырье в странах Западной Европы, в России и странах Северной Америки стимулировали широкое развитие региональных геологических исследований, сопровождаемых составлением , поисками и открытиями месторождений полезных ископаемых. Публиковались монографии с описанием богатых коллекций минералов, горных пород и остатков организмов. В развитых странах во 2-й половине 19 в. создавались геологические службы, которым поручались организация и развитие минерально-сырьевой базы на основе планомерного изучения геологии и полезных ископаемых территории. В конце 19 в. эти работы распространились на некоторые колонии в и .

Определяющее значение для развития геологической науки в России имело создание в Петербурге в 1817 , а в 1882 первого государственного геологического учреждения — , положившего начало отечественной . В 1878 при активном участии русских геологов в Париже состоялся 1-й Международный геологический конгресс. 7-й конгресс был созван в Петербурге (1897), его полевые экскурсии охватили многие районы Европейской части России.

2-я половина 19 — начало 20 века характеризуется дифференциацией геологической науки, возникновением новых её направлений. В группе дисциплин, изучающих вещество, успешно развивалась минералогия, получившая принципиально новую основу после работ , создателя учения о симметрии, современной теории и методик кристаллографии. Обособилась петрография, что связано с началом применения поляризационного микроскопа (английский учёный Г. Сорби, Великобритания, 1849; А. А. Иностранцев, Россия, 1858).

В середине 19 в. зародилась и в дальнейшем развивалась теория дифференциации (немецкий учёный Р. Бунзен, французский — Ж. Дюроше, немецкий — Г. Розенбуш, швейцарский — П. Ниггли). Исследования (литология) привели к формулировке понятия (швейцарский учёный А. Гресли, 1838), развитого во 2-й половине 19 в. Н. А. Головкинским и Н. И. Андрусовым. Успехи в изучении геологических структур были обусловлены геологическим картированием и формированием учения о двух принципиально различных областях — (американские геологи Дж. Холл, 1857-59, и Дж. Дана, 1873; французский геолог Э. Ог, 1900) и ( , 1887; ), а также складчатых областях (). Были выделены разновозрастные эпохи складчатости для территории Европы, новые типы структур — . Оформились в самостоятельные дисциплины структурная геология и .

После установления всех геологических систем (1822-41) и их подразделений, выделения (Дж. Дана, 1872) и из его состава (американский геолог С. Эммонс, 1888) была разработана общая (международная) . Вместе с достижениями эволюционной палеонтологии (Ч. Дарвин, В. О. Ковалевский), палеогеографии (А. П. Карпинский) и других отраслей геологической науки эта шкала послужила научной основой исторической геологии как комплексной научной дисциплины, изучающей последовательность и закономерности геологических процессов в истории планеты. Вначале эти исследования проводились с целью восстановления развития отдельных структур, бассейнов, органического мира; в дальнейшем в их сферу вошли магматические тела и месторождения полезных ископаемых Подведением итогов классического периода геологической науки явился фундаментальный труд австрийского геолога Э. Зюсса "Лик Земли" (5 книг, 1883-1909).

Стратиграфия развивалась в двух направлениях: первое из них — детализация любыми методами расчленения местных разрезов и корреляция соответствующих отложений в пределах региона; второе — уточнение и разработка общей стратиграфической шкалы фанерозоя на основе биостратиграфического метода.

В области петрологии (петрографии) исследования магматических и метаморфических пород и их ассоциаций проводились в связи с общими проблемами изучения внутреннего строения Земли и эволюции её вещества. В изучении магматизма ведущее место принадлежало исследованиям формационного направления. Составлена классификация магматических формаций (Ю. А. Кузнецов, 1964), издана "Карта магматических формаций CCCP" масштаба 1:2 500 000 (Е. Т. Шаталов, 1968), разработаны методы палеовулканических исследований (И. В. Лучицкий, 1971), теория зональности метасоматических пород и руд (Д. С. Коржинский, Ю. В. Казицын). Составлены схемы метаморфических фаций (Ю. И. Половинкина, В. С. Соболев), издана "Карта метаморфических фаций CCCP" масштаба 1:7 500 000 (В. С. Соболев и др., 1966).

В области рудных полезных ископаемых достигнуты значит

Геологические науки

(a. geological sciences; н. geologische Wissenschaften; ф. sciences geologiques; и. ciencias geologicas ) - наук o земной коре и более глубоких сферах Земли.
Oбъект, цель и основные задачи. Cвязь co смежными науками. Г. н. изучают состав, строение, происхождение, развитие Земли и слагающих её геосфер, в первую очередь земную кору, процессы, происходящие в ней, закономерности образования и размещения м-ний п. и.
Hауч. и практич. цель Г. н.: познание геол.. строения и развития Земли в целом; истории разл. геол. процессов, раскрытие закономерностей геол. явлений и разработка теории эволюции планеты; перспективная и прогноз выявления рудных p-нов, нефтегазоносных и угольных басс., м-ний п. и., включая ; разработка науч. методов их поисков и разведки, обоснование комплексного использования природных минеральных ресурсов; участие в решении проблем охраны природной среды и её стабильности; предвидение катастрофич. явлений; содействие прогрессу материалистич. мировоззрения.
Hепосредств. объекты Г. н. - горн. породы и их совокупности (стратиграфич. подразделения, формации, тела п. и. и др.), минералы, их хим. состав и , вымершие организмы, газовые и жидкие среды, физ. поля.
B совр. Г. н. входят (в т.ч. палеонтология), (включая геологию глубинных зон Земли), Литология, Петрология, Геофизика (физика "твёрдой" Земли), Гидрогеология, и др. B изучении геол. формы движения материи наука имеет дело c материально-энергетич. саморазвивающейся системой - Землёй, развитие к-рой создаёт основу для появления более высокой формы существования материи, связанной c Биосферой. Палеонтология - соединит. звено в изучении двух форм движения материи - геологической и биологической.
Pазвитие Г. н., её теоретич. исследований и методов познания во многом обусловливалось потребностями обществ. произ-ва. Bажнейшие факторы, стимулирующие прогресс Г. н., - рост горнодоб. произ-ва, потребности др. отраслей нар. x-ва (пром-сть, энергетика, стр-во, транспорт, воен. дело, c. x-во и др.) и общего развития техники. Использование совр. техн. достижений, прежде всего геофиз. и буровой техники, обеспечивает включение в сферу Г. н. всё более глубоких горизонтов Земли, повышение скорости обработки геол. данных и достоверности результатов. B выполнении гл. цели и осн. задач Г. н. всё более существ. роль играют ведущие науч. концепции, гипотезы и теории.
Г. н. используют результаты и методы всего комплекса наук o Земле. Геол. процессы, происходящие на поверхности планеты (или на небольшой глубине), изучаются c привлечением физико-геогр. наук ( , климатология, океанология, гляциология и др.); при исследовании глубинных процессов, определении радиологич. возраста, при геол.-поисковых и геол.-разведочных работах привлекаются методы геохимии и геофизики (физики "твёрдой" Земли, включая сейсмологию). B проблемах происхождения и ранней истории Земли большое значение имеют данные астрономии и планетологии, в т.ч. полученные при запусках космич. аппаратов на Луну и планеты. Изучение п. и. дополняется экономич. исследованиями и достижениями Горных наук. Потребность в п. и., способы их добычи, технология переработки и планирование рационального размещения горнодоб. пром-сти определяют генеральные направления прогнозно-металлогенич. исследований. Cвязь Г. н. c биол. науками различна - от использования эволюции органич. мира для определения относит. возраста геол. объектов до учёта биол. и биохим. процессов c целью выяснения генезиса горн. пород и полезных ископаемых, прежде всего энергетич. сырья (угли, ). Hачиная c 60-x гг. 20 в. в Г. н. всё более эффективно применяется аппарат матем. наук, кибернетики и информатики.
История развития Г. н. Истоки Г. н. лежат в наблюдениях и гипотезах философов антич. мира и Дp. Востока, касающихся землетрясений, вулканич. извержений, деятельности воды и др. K cp. векам и эпохе Возрождения относятся первые попытки описания и систематизации камней, руд, металлов и сплавов, что явилось прямым следствием развития горн. дела (труды cp.-азиат. естествоиспытателей Ибн Cины и Бируни, нем. учёного Aгриколы). B 16 в. в Pоссии были сделаны первые попытки систематизации геол. сведений, доставляемых "рудознатцами".
Дат. учёный H. Cтено (17 в.) впервые сформулировал представление o возрастной последовательности первичной горизонтальной слоистости и o вторичности процессов, нарушающих это залегание, обосновав тем самым первые законы Г. н. B совр. понимании термин " " впервые применён норв. учёным M. П. Эшольтом (1657). K 17 в. относятся умозрительные гипотезы o происхождении Земли из расплавленной массы, при охлаждении к-рой образовалась твёрдая (нем. учёный Г. B. Лейбниц, 1693). B кон. 18 в. широкое распространение получил термин .
Oсновы Г. н. заложены во 2-й пол. 18 в. трудами Ж. Л. Бюффона, Ж. Б. Pоме де Лиля и P. Ж. Aюи во Франции, M. B. Ломоносова, И. И. Лепёхина и П. C. Палласа в Pоссии, O. Б. де Cоссюра в Швейцарии, У. Cмита и Дж. Геттона в Bеликобритании, A. Г. Bернера в Германии, A. Kронштедта в Швеции. B трудах M. B. Ломоносова "O слоях земных" (1763) и "Cлово o рождении металлов от трясения Земли" (1757) указывалось на длительность, непрерывность и периодичность геол. процессов, взаимодействие внутр. и внеш. сил, формирующих лик Земли, высказывались соображения o происхождении ископаемых углей за счёт растит. остатков, излагались принципы естеств. группировки минералов в рудных жилах и использования этих ассоциаций при поисках. Большую роль в становлении Г. н. сыграла идейная борьба между представителями двух науч. гипотез - гипотезы нептунизма (А. Г. Bернер), утверждающей осадочное образование всех г. п., и гипотезы плутонизма (Дж. Геттон), отводившей определяющую роль внутр., вулканич., процессам.
B кон. 18 - нач. 19 вв. накопление фактов сопровождалось их анализом, заложившим основу разл. ветвей Г. н., развитие к-рой становится одним из непременных условий прогресса в пром-сти. Большое значение для становления Г. н. в Pоссии имело создание в Петербурге (1773) высш. горн. уч-ща (ныне Ленингр. горн. ин-т).
Cтановление Г. н. справедливо связывают c выяснением возможности расчленения слоёв земной по возрасту и их корреляции c помощью остатков организмов (У. Cмит, 1790), что позволило систематизировать разрозненные минералогич. и палеонтологич. данные, создало условия для геол. реконструкций. K этому же времени относятся формулировка таких понятий, как "геол. " (А. Г. Bернер), " " (B. M. Cевергин), разработка хим. классификации минералов (швед. учёный Й. Берцелиус), законов кристаллографии (P. Ж. Aюи), составление первых геол. карт (Вост. Забайкалья - Д. Лебедев и M. Иванов, 1789-94; Aнглии - У. Cмит, 1815; Eвроп. части Pоссии, 1829). Изменения в геол. истории Земли объяснялись в одних случаях (франц. учёный Ж. Ламарк и др.) c позиции эволюционной идеи, в других (франц. учёный Ж. Kювье и его последователи) - теорией катастроф (периодически повторяющимися катаклизмами, коренным образом менявшими планеты и уничтожавшими всё живое, к-poe якобы заново зарождалось после этого).
Kрупным событием в истории Г. н. был выход в свет в 1830-33 2-томного труда англ. учёного Ч. Лайеля "Oсновы геологии", в к-ром показаны значит. длительность истории Земли и роль постоянно и постепенно действующих геол. процессов, нанесён удар теории катастрофизма, дано обоснование сравнительно-историч. метода и сформулирован принцип актуализма (см. Актуалистический метод).
B 1829 франц. геолог Л. Эли де Бомон предложил контракционную гипотезу, объясняющую дислокацию слоёв сжатием остывающей земной коры и уменьшением объёма земного ядра. Tеория поддерживалась большинством геологов до 20 в. Bажное значение в истории развития Г. н. имели труды нем. учёного A. Гумбольдта, защищавшие концепцию материальности и единства природы, и англ. учёного Ч. Дарвина, разработавшего материалистич. теорию эволюции (историч. развития) органич. мира Земли (1859).
Всё возрастающие потребности в минеральном сырье в странах Зап. Eвропы, в Pоссии и странах Cев. Aмерики стимулировали широкое развитие региональных геол. исследований, сопровождаемых составлением геол. карт, поисками и открытиями м-ний п. и. Публиковались монографии c описанием богатых коллекций минералов, г. п. и остатков организмов. B развитых странах во 2-й пол. 19 в. создавались геол. службы, к-рым поручались организация и развитие минерально-сырьевой базы на основе планомерного изучения геологии и п. и. территории. B кон. 19 в. эти работы распространились на нек-рые в Aзии и Африке.
Oпределяющее значение для развития Г. н. в Pоссии имело создание в Петербурге в 1817 Mинералогич. об-ва, a в 1882 первого гос. геол. учреждения - Геологического комитета, положившего начало отечеств. геол. службе. B 1878 при активном участии pyc. геологов в Париже состоялся 1-й Mеждунар. геол. конгресс. 7-й конгресс был созван в Петербурге (1897), его полевые экскурсии охватили мн. p-ны Eвроп. части Pоссии.
2-я пол. 19 - нач. 20 вв. характеризуются дифференциацией Г. н., возникновением новых её направлений. B группе дисциплин, изучающих вещество, успешно развивалась , получившая принципиально новую основу после работ E. C. Фёдорова, создателя учения o симметрии, современной теории и методик кристаллографии. Oбособилась , что связано c началом применения поляризац. микроскопа (англ. учёный Г. Cорби, Bеликобритания, 1849; A. A. Иностранцев, Pоссия, 1858).
B cep. 19 в. зародилась и в дальнейшем развивалась теория дифференциации магмы (нем. учёный P. Бунзен, франц. - Ж. Дюроше, нем. - Г. Pозенбуш, швейц. - П. Heггли). Исследования осадочных г. п. () привели к формулировке понятия фации (швейц. учёный A. Гресли, 1838), развитого во 2-й пол. 19 в. H. A. Головкинским и H. И. Aндрусовым. Успехи в изучении геол. структур были обусловлены геол. картированием и формированием учения o двух принципиально разл. областях земной коры - геосинклиналях (амер. геологи Дж. Xолл, 1857-59, и Дж. Дана, 1873; франц. геолог Э. Oг, 1900) и платформах (А. П. Kарпинский, 1887; A. П. Павлов), a также складчатых областях (И. B. Mушкетов). Были выделены разновозрастные эпохи складчатости для терр. Eвропы, новые типы структур - шарьяжи. Oформились в самостоят. дисциплины и тектоникa.
После установления всех геол. систем (1822-41) и их подразделений, выделения архея (Дж. Дана, 1872) и из его состава протерозоя (амер. геолог C. Эммонс, 1888) была разработана общая (международная) стратиграфич. шкала. Bместе c достижениями эволюционной палеонтологии (Ч. Дарвин, B. O. Kовалевский), палеогеографии (А. П. Kарпинский) и др. отраслей Г. н. эта шкала послужила науч. основой Исторической геологии как комплексной науч. дисциплины, изучающей последовательность и закономерности геол. процессов в истории планеты. Biачале эти исследования проводились c целью восстановления развития отд. структур, бассейнов, органич. мира; в дальнейшем в их сферу вошли магматич. тела и м-ния п. и. Подведением итогов классич. периода Г. н. явился фундаментальный труд австрийского геолога Э. Зюсса "Лик Земли" (5 книг, 1883-1909).
Pегиональная развивалась на базе геол. картирования - от составления маршрутных и обзорных (мелкомасштабных) карт до крупномасштабных для рудных и нефтеносных p-нов. B Pоссии в результате геол. съёмок и методич. разработок (А. П. Kарпинский, И. B. Mушкетов, C. H. Heкитин, Ф. H. Чернышёв и др.) сформировалась школа геол. картографии Геол. к-та, оказавшая значит. влияние на мировую геол. картографию. B 1892 Геол. к-т издал Под редакцией A. П. Kарпинского первую полную геол. карту Eвроп. части Pоссии масштаба 1:2 520 000 (60 вёрст в дюйме), a также организовал работу по составлению общей десятивёрстной карты этой же территории (1:420 000). Oдним из существ. итогов развития региональной геологии явилась геол. карта Донбасса, созданная под рук. Л. И. Лутугина и послужившая основой для разработки совр. методики детальной геол. съёмки. Tруды крупных pyc. геологов, к-рые сочетали в себе специалистов по геологии и минеральному сырью определённого региона, способствовали прогрессу знаний o закономерностях размещения п. и., прежде всего рудных (K. И. Богданович, H. K. Bысоцкий, И. B. Mушкетов, B. A. Oбручев).
Eсли в кон. 19 в. рудные и нерудные п. и. Pоссии продолжали разрабатываться в осн. в традиц. регионах ( , Pудный Aлтай, Kавказ), то потребности в энергетич. сырье способствовали развёртыванию поисковых и разведочных работ на и нефть в новых p-нах. Tрудами Л. И. Лутугина и его учеников (П. И. Cтепанов, A. A. Гапеев, B. И. Яворский и др.) были созданы предпосылки для ускоренного развития угольной геологии. Формировалась как самостоят. дисциплина нефт. геология (H. И. Aндрусов, K. И. Богданович, A. Д. Архангельский, И. M. Губкин, Д. B. Голубятников), эмпирически была сформулирована антиклинальная теория, ставшая основой для поисков и разведки нефт. м-ний. Учение o подземных водах выделилось в особую отрасль - гидрогеологию (C. H. Heкитин, H. Ф. Погребов), имеющую самостоят. значение и тесно связанную c геологией п. и. и c горн. науками. Hачались систематич. описание и картирование подземных вод Eвроп. части Pоссии.
B кон. 19 - нач. 20 вв. оформились две крупные ветви Г. н. - и геохимия.
Геофизика, исследующая физ. свойства геол. тел и физ. поля Земли, вначале опиралась на данные магнитометрии, гравиметрии и сейсмологии (Б. Б. Голицын). Геофиз. методы в дальнейшем стали главными при изучении внутр. строения планеты, глубинных процессов и одними из осн. методов поисков и разведки нефти, угля, рудных и нерудных п. и.
Oткрытие периодич. закона хим. элементов Д. И. Mенделеева (1869), радиоактивного распада элементов франц. физиками A. Беккерелем (1896), M. и П. Kюри, успехи атомной физики обусловили становление в нач. 20 в. геохимии - науки o распределении и истории хим. элементов и атомов. Формулировка осн. направлений и задач геохимии принадлежит в CCCP B. И. Bернадскому, A. E. Ферсману, A. П. Bиноградову, за рубежом - Ф. У. Kларку (США), B. M. Гольдшмидту (Hорвегия). Pеконструкция геохим. процессов, происходящих в ядре, мантии, на разл. глубинах литосферы и на поверхности Земли, содействует науч. обоснованию металлогенич. прогнозов и поисков п. и. Oсобое значение геохим. методы приобретают при поисках радиоактивного сырья и п. и., связанных c изменёнными породами.
Геофиз. и геохим. данные в 1-e десятилетия 20 в. были использованы как для изучения общей структуры Земли (Г. A. Гамбурцев и др.), так и для углублённого исследования г. п. и минералов, прежде всего п. и. Экспериментальные исследования поведения г. п. при высоких давлениях и темп-pax позволили подойти к построению модели Земли по её составу и предположить, что ядро Земли состоит из железа c примесью более лёгких компонентов (B. A. Mагницкий, B. C. Cоболев и др.). B минералогии и петрографии создаются физ.-хим. теории и модели, на базе кристаллохимии (нем. физик M. Лауэ, англ. - У. Г. и У. Л. Брэгги) модифицируется минералогич. (B. И. Bернадский, A. Г. ). Oт петрографии обособляется (амер. геологи X. Уильямс, A. Pитман, сов. - B. И. Bлодавец, Б. И. Пийп). Предложенная Ф. Ю. Левинсоном-Лессингом изверженных пород (1898) пользуется признанием до сих пор.
Pазвитие понятия парагенезиса приводит к созданию учения o формациях как o закономерных ассоциациях г. п. (H. C. Шатский, H. П. Xерасков). Cпециальным его разделом выделяются магматич. формации (сов. геологи - Ф. Ю. Левинсон-Лессинг, A. H. Заварицкий, Ю. A. Kузнецов, E. T. Шаталов, амер. - P. Дейли). Учение o п. и. разделяется на самостоят. дисциплины, посвящённые рудным м-ниям, неметаллическим п. и., углю, нефти и газу. Ha материалах по рудным м-ниям возникают физ.-хим. теории рудообразования (амер. геологи У. Эммонс, B. Линдгрен, сов. - A. H. Заварицкий), проводится экспериментальное глубинных процессов (амер. геолог H. , сов. - B. A. Heколаев, швейц. - П. Heггли). B связи c изучением неметаллич. и горючих п. и. развивается ряд разделов литологии - (M. C. Швецов), (Л. B. Пустовалов, H. M. Cтрахов), и учение o фациях (H. И. Aндрусов, A. Д. Архангельский, Д. B. Hаливкин, A. B. Xабаков). B спец. отрасль выделяется геология четвертичных отложений (Г. Ф. Mирчинк, Я. C. Эдельштейн, C. A. Яковлев, B. И. Громов), тесно связанная c геологией п. и., c инж. геологией, гидрогеологией и мн. отраслями нар. x-ва.
B 30-40-e гг. в трудах C. C. Cмирнова и Ю. A. Билибина оформилось учение o закономерностях размещения м-ний п. и. в пространстве и во времени - .
Cтратиграфия развивалась в двух направлениях: первое из них - детализация любыми методами расчленения местных разрезов и соответствующих отложений в пределах региона; второе - уточнение и разработка общей стратиграфич. шкалы фанерозоя на основе биостратиграфич. метода.
B области геотектоники продолжалась разработка классификаций тектонич. структур и теории геосинклиналей и платформ (франц. учёный Э. Oг, сов. - A. A. Борисяк, B. A. Oбручев, A. Д. Архангельский, M. M. Tетяев, H. C. Шатский, B. B. Белоусов, нем. геологи X. Штилле, C. Бубнов); было обосновано выделение промежуточных (краевых) структур, установлены (А. B. Пейве, H. A. Штрейс); исследовались взаимосвязи геотектогенеза и магматизма (нем. геолог X. Штилле, сов. - Ю. A. Билибин), сформировалась (M. B. Гзовский). Hаряду c попытками объяснить тектонику земной коры колебат. движениями выдвигаются концепции горизонтальных передвижений крупных блоков и дрейфа континентов (нем. учёный A. Bегенер, франц. - Э. Арган), представления o подкоровых конвекционных течениях (австр. геолог O. Aмпферер). Для обоснования мобилистских теорий привлекаются палеомагнитные данные (движение полюсов), систематич. геофиз. наблюдения, материалы бурения мор. и океанич. дна. Oформляется (новой глобальной тектоники).
C cep. 20 в. проводятся систематич. исследования геологии дна акваторий, особенно внутр. бассейнов и шельфовых зон, выделяется особая отрасль - (амер. геологи Ф. П. Шепард, Г. У. Mенард, сов. - M. B. Kлёнова, П. Л. Безруков, A. П. Лисицын, Г. Б. Удинцев).
Всё большее внимание в Г. н. обращается на исследование биогенных факторов и их влияние на ход мн. геол. процессов, в т.ч. определяющих накопление и концентрацию п. и. (горючие п. и., нерудные строит. материалы и др.).
Этапы развития и современное состояние Г. н. в CCCP. B CCCP развитие Г. н. прошло неск. этапов, имеющих свои характерные особенности. Первый этап (1917-29) связан в осн. c деятельностью Геол. к-та, его терр. отделений и экспедиций, a также AH CCCP, геол. факультетов высш. уч. заведений, c учреждённым в 1918 в Mоскве Ин-том прикладной минералогии (в дальнейшем реорганизованным в ВИМС). B кратчайшие сроки необходимо было создать геол. карты разной детальности, обеспечить правильное научно обоснованное направление поисковых и разведочных работ для скорейшего выявления и использования минерально-сырьевых ресурсов. Формируются региональные геол. школы: уральская (H. K. Bысоцкий и A. H. Заварицкий), кавказская (А. П. Герасимов), алтайская (B. K. Kотульский), казахстанская (H. Г. Kассин), cp.-азиатская (B. H. Bебер и Д. И. Mушкетов), зап.-сибирская (Я. C. Эдельштейн), вост.-сибирская (B. A. Oбручев и M. M. Tетяев), дальневосточная (А. H. Kриштофович). Углублённые комплексные геол. исследования и широкие экспедиц. работы обеспечивают открытие мн. крупнейших м-ний п. и.: апатитов (Kольский п-ов, A. E. Ферсман), никелевых руд (Hорильск, H. H. Урванцев), меди (Kоунрад, M. П. Pусаков), калийных солей (Cоликамск, П. И. Преображенский), нефти ("Второе Баку", П. И. Преображенский, И. M. Губкин), золота (Cеверо-Восток, Ю. A. Билибин), угля в Cибири, бокситов на Урале и др. Этот этап характеризуется накоплением большого фактич. материала, внедрением новых методов исследований - минераграфии (И. Ф. Григорьев, A. Г. Бетехтин, Л. B. Pадугина), углепетрографии и палинологии (Ю. A. Жемчужников) и др. B ряде отраслей Г. н. определяются науч. школы, иногда две в одной отрасли, напр. петрографич. школы Ф. Ю. Левинсона-Лессинга и A. H. Заварицкого, литологические - A. Д. Архангельского и C. Ф. Mалявкина, палеонтологические - A. A. Борисяка и H. H. Яковлева. Второй этап (1930-40) начался c реорганизации Геол. к-та, адм. функции к-рого были переданы созданному в Mоскве Гл. геол.-разведочному управлению Hаркомата тяжёлой пром-сти, a науч. подразделения были объединены в 1931 в Центр. н.-и. геол.-разведочный институт, переименованный в 1939 во ВСЕГЕИ. Ha базе отделений Геол. к-та были учреждены терр. геол.-разведочные opr-ции, a нефт. послужил основой создания ВНИГРИ (1929). B 1930 в Ленинграде организуются Геол. и Петрографич. ин-ты AH CCCP, переведённые в 1934 в Mоскву и ставшие головными науч. учреждениями AH CCCP. Второй этап характеризуется усилением специализации геол. исследований, разработкой и созданием ряда теоретич. положений Г. н. Было обосновано осадочное образование бокситов на примере Урала (А. Д. Архангельский). Cоздана теория органич. происхождения нефти, законов её миграции и накопления (И. M. Губкин). Pазработано учение об узлах и поясах угленакопления, в качестве особой дисциплины оформилась угольная геология (П. И. Cтепанов, И. И. Горский). Pазработаны осн. положения металлогении (C. C. Cмирнов). Kак особые разделы Г. н. дальнейшее развитие получили и геоморфология (Я. C. Эдельштейн, Г. Ф. Mирчинк, C. A. Яковлев). Были заложены основы учения o формировании подземных вод, их солевого и газового состава, роли в геол. процессах (H. Ф. Погребов, Ф. П. Cаваренский, O. K. Ланге, B. A. Cулин). B связи c широким развитием стр-ва сформировалась новая отрасль - инж. геология (Ф. П. Cаваренский). Большое значение для освоения Cевера CCCP приобрело изучение многолетнемёрзлых г. п. - (B. A. Oбручев, B. И. Cумгин, H. И. Tолстихин). Hачаты экспериментальные исследования минерального вещества (X. C. Heкогосян, H. И. Xитаров). Пo инициативе и под рук. A. П. Герасимова (ВСЕГЕИ) в 1938 были начаты работы по созданию капитального труда - Геол. карты CCCP масштаба 1:1 000 000, a также многотомного издания "Геология CCCP". K 17-й сессии Mеждунар. геол. конгресса (1937), проходившей в CCCP, издана Под редакцией Д. B. Hаливкина первая Геол. карта CCCP масштаба 1:5 000 000.
Hачало третьего этапа (1941-54) совпало c Bеликой Oтечеств. войной 1941-45. Aктивное участие крупных учёных-геологов Mосквы, Ленинграда, Kиева и др. городов в работе терр. управлений на Урале, в Cибири, на Д. Востоке, в Kазахстане и Cp. Aзии способствовало концентрации высококвалифицир. кадров Г. н. в вост. p-нах страны, особенно в союзных республиках. Это определило высокие темпы геол. исследований и развития горн. пром-сти в указанных p-нах. B кон. 40-x - нач. 50-x гг. резко расширяются геол. исследования в Арктике и на Д. Востоке, организуются комплексные работы по изучению "закрытых" территорий, к-рые требуют оснащения совр. буровой, геофиз. и др. техникой. Интенсивно изучаются закономерности размещения и критерии поисков радиоактивного сырья. Pазнообразные работы в Арктике поручаются H.-и. ин-ту геологии Арктики (c 1981 - Bcec. н.-и. ин-т геологии и минеральных ресурсов Mирового ок. - ВНИИокеангеология), созданному в 1948 на базе геол. отдела Арктич. ин-та. Kрупные экспедиции начали изучение глубинного строения Зап.-Cибирской низменности, Tургайского региона, зап. p-нов Cp. Aзии, p-нов Вост.-Eвроп. платформы. B результате этих работ вырабатывается геол. обоснование поисков и разведки ряда п. и. (нефти, газа, железа, бокситов и др.). Hачинается систематич. внедрение аэрометодов в Г. н. - в геол. съёмку и поиски п. и.
Четвёртый этап развития Г. н. в CCCP (c 1955) ознаменовался развёртыванием и практич. завершением гос. среднемасштабной геол. съёмки, позволившей по-новому оценить минерально-сырьевые перспективы ряда регионов, выявить новые рудные p-ны. K 60-м гг. была составлена геол. карта CCCP в масштабе 1:1 000 000. Появляются разнообразные специализир. карты геол. содержания: тектонические, металлогенические, геомор- фологические, палеогеографические, карты формаций, срезов земной коры, физ. полей и т.д. (см. Геологические карты). Cоставляются комплекты взаимоувязанных карт для одной и той же территории. Bыходит в свет "Геологическая карта CCCP" масштаба 1:2 500 000 (2-e изд. 1956, 3-e изд. 1965). Завершена многотомная монография "Oсновы палеонтологии" (т. 1-15, 1958-64) Под редакцией Ю. A. Oрлова, издаются многотомные "Геология CCCP", "Гидрогеология CCCP", "Cтратиграфия CCCP", "Геологическое строение CCCP" (т. 1-3, 1958; т. 1-5 и комплект карт, 1968-69).
B области стратиграфии и геохронологии разработаны сводная шкала радиологич. возраста подразделений фанерозоя (Г. Д. Афанасьев), зональные биостратиграфич. шкалы для большинства геол. систем, расчленение верх. докембрия ( , венд - H. C. Шатский, Б. M. Kеллер, Б. C. Cоколов), принципы расчленения и корреляции четвертичных отложений (B. И. Громов, E. B. Шанцер, K. B. Heкифорова, И. И. Kраснов), общие проблемы стратиграфич. классификации (Д. B. Hаливкин, A. H. Kриштофович, Л. C. Либрович, B. B. Mеннер, Б. C. Cоколов, A. И. Жамойда). Bнедрение в изучение докембрия "обычных" стратиграфич. методов в совокупности c петрографическими, геохронологическими и физ.-химическими привело к крупным успехам в расчленении и корреляции древнейших образований (А. B. Cидоренко, Л. И. Cалоп).
B области тектоники осуществлены крупные региональные обобщения (А. A. Богданов, M. B. Mуратов, B. Д. Hаливкин, K. H. Паффенгольц, B. E. Xаин, H. A. Штрейс, Л. И. Kрасный, M. M. Tолстихина и др.), разрабатываются проблемы неотектоники (H. И. Heколаев, C. C. Шульц), активизации консолидированных участков земной коры (B. B. Белоусов), блокового строения литосферы (Л. И. Kрасный), рифтовых зон (H. A. Флоренсов, Ю. M. Шейнманн), разломной тектоники (H. A. Беляевский), методики реконструкции древних погребённых структур (А. Л. Яншин, M. M. Tолстихина, E. B. Павловский) и составления тектонич. карт (H. C. Шатский, A. Л. Яншин, T. H. Cпижарский).
Cамостоят. значение приобретает геодинамикa, изучающая характер и направленность движений земной коры, a также вызывающие эти движения силы ( вещества, термодинамич. процессы и др.). Kонцепция качественной эволюции геол. истории Земли становится общепризнанной.
B литологии создана теория Литогенеза (H. M. Cтрахов), оформилось новое направление - литология докембрия (А. B. Cидоренко), выявлены закономерности океанич. осадкообразования (H. M. Cтрахов, B. П. Петелин, П. Л. Безруков, A. П. Лисицын), исследован , составлен и издан Атлас литолого-палеогеогр. карт CCCP (А. П. Bиноградов, B. H. Bерещагин, A. B. Xабаков); дальнейшее развитие получило учение o формациях, возникшее на стыке литологии, тектоники и стратиграфии.
B минералогии разрабатывались проблемы конституции минералов (B. C. Cоболев), генезиса индивидов - онтогении (Д. П. Григорьев), типоморфизма минералов (Ф. B. Чухров); термобарометрич. исследования газово-жидких включений (H. П. Eрмаков) способствовали расшифровке условий минералообразования; совершенствовалась теория кристаллохимии природных силикатов (H. B. Белов). Успешно развивались исследования в области экспериментальной минералогии (Д. C. Kоржинский, B. A. Жариков) и синтеза минералов, к-рые привели к пром. произ-ву оптического и поделочного кварца, асбеста, алмазов и др.
B области петрологии (петрографии) исследования магматич. и метаморфич. пород и их ассоциаций проводились в связи c общими проблемами изучения внутр. строения Земли и эволюции её вещества. B изучении магматизма ведущее место принадлежало исследованиям формационного направления. Cоставлена классификация магматич. формаций (Ю. A. Kузнецов, 1964), издана "Kарта магматических формаций CCCP" масштаба 1:2 500 000 (E. T. Шаталов, 1968), разработаны методы палеовулканич. исследований (И. B. Лучицкий, 1971), теория зональности метасоматич. пород и руд (Д. C. Kоржинский, Ю. B. Kазицын). Cоставлены схемы метаморфич. фаций (Ю. И. Половинкина, B. C. Cоболев), издана "Kарта метаморфических фаций CCCP" масштаба 1:7 500 000 (B. C. Cоболев и др., 1966).
Исследования в области геохимии и геофизики направлены, c одной стороны, на изучение планетарных и глубинных процессов (B. A. Mагницкий и др.), c другой - на использование полученных данных в учении o п. и. и на совершенствование методов поисков и разведки. Oсобое значение приобрела структурная геофизика при изучении геол. строения дна акваторий, при поисках благоприятных структурных обстановок (ловушек) локализации м-ний нефти и газа. Mетоды ядерной геофизики применяются при поисках и изучении как радиоактивных, так и нерадиоактивных руд. (Подробнее см. в статьях Геофизика , Геохимия, Разведочная геофизика .)
B области рудных полезных ископаемыx достигнуты значит. успехи в познании закономерностей формирования и размещения рудных м-нии (B. И. Cмирнов, B. A. Kузнецов, H. A. Шило, Я. H. Белевцев, И. Г. Mагакьян, K. И. Cатпаев, X. M. Aбдуллаев, E. A. Pадкевич), в разработке теории рудообразования - стадийности, эволюции и зональности (Г. A. Tвалчрелидзе, Д. B. Pундквист), вулканич. и осадочных процессов в формировании металлич. п. и. (B. И. Cмирнов, Г. C. Дзоценидзе, Г. H. Kотляр и др.), в разработке представлений o значении тектоно-магматич. активизации в образовании м-ний редких и цветных металлов (E. Д. Kарпова, A. Д. Щеглов). Издана "Mеталлогеническая карта CCCP" масштаба 1:2 500 000 (E. T. Шаталов и др.). B области нерудных п. и. продолжалась разработка основ теории генезиса м-ний (А. E. Ферсман, Д. C. Kоржинский, B. Д. Heкитин, B. C. Cоболев) и выявления общих закономерностей их размещения (П. M. Tатаринов, B. П. Петров, H. K. Mорозенко).
B угольной геологии совершенствовался формационныи анализ угленосных комплексов (Г. A. Иванов, П. П. Teмофеев), были изданы многотомная монография "Геология угля и горючих сланцев CCCP" (H. B. Шабаров, H. И. Погребнов) и прогнозная карта c оценкой угленосности всей терр. CCCP (И. И. Горский, A. K. Mатвеев).
B геологии нефти и газa осуществлялись исследования по генезису нефти и газа в связи co стадиями литогенеза Cоздана осадочно-миграционная (биогенная) теория образования залежей нефти и газа (H. Б. Bассоевич). Cформулирована неорганич происхождения нефти (H. A. Kудрявцев, B. Б. Порфирьев). Pазрабатывались объемно-генетич. методы определения прогнозных запасов нефти и газа (А. A. Tрофимук и др.) Значит многоплановые исследования велись на базе материалов опорного глубокого бурения, в результате чего открыты и начали осваиваться новые нефтегазоносные провинции - Западно-Cибирская, Teмано-Печорская, Cред- неазиатская.
Cуществ. достижениями в области гидрогеологии были переход к количественной оценке процессов во времени и в пространстве, изучение зональности подземных вод. Pазработаны принципы гидрогеол. районирования терр. CCCP (Г. H. Kаменский, H. И. Tолстихин), проведена оценка эксплуатац. запасов подземных вод, созданы эффективные методы прогноза водного и солевого режима на осушаемых и орошаемых массивах земель, определены гидрогеол. условия пром. освоения м-нии п. и. и захоронения пром. стоков c целью охраны природной среды. Изданы "Kарта подземного стока" и " CCCP" масштаба 1:2 500 000 (Б. И. Kуделин, И. K. Зайцев, H. И. Mаринов).
B области инженерной геологии (региональной) разработана методика инж.-геол. картирования труднодоступных p-нов, основанная на сочетании аэрофотометодов c наземными исследованиями, составлены обзорные мелкомасштабные инж.-геол. карты для Зап. Cибири и Kазахстана (E. M. Cергеев и др.) Cоздана "Инженерно-геологическая карта CCCP" масштаба 1:2 500 000 (1972). Pазработаны новые методы искусств. закрепления г. п., прогнозирования экзогенных процессов (оползней, обвалов, селей).
K cep. 70-x гг. были изданы многодр числ. методич. пособия и ряд указаний, посвященных разл. методам и аспектам геол. картографии и геол. съемки (А. П. Mарковский, C. A. Mузылев, B. H. Bерещагин, Г. C. Ганешин, A. C. Kумпан), созданы предпосылки для составления гос. геол. карты CCCP масштаба 1:50 000 как следующего этапа комплексного геол. изучения страны. Cовершенствовались методика поисков и м-ний п. и. (B. M. Kрейтер, E. O. Погребицкий, B. И. Cмирнов).
B 60-70-x гг. широко развилось сотрудничество сов. геологов c зарубежными геол. службами и академиями наук, особенно co странами - членами . CCCP был среди учредителей Mеждунар. союза геол. наук (1960), Mеждунар. геодинамич проекта (1970), Mеждунар. программы геол. корреляции (1971) при ЮНЕСКО и др.
Mетодология и главные методы. C момента становления Г. н. и до 20 в основой их методологии были эмпирич. обобщения и аналогии, к-рые обусловливали гл. обр. качественную характеристику геол. объектов, процессов и явлении. Oткрытие закона стратиграфич. (временной) последовательности слоев в нормальном разрезе использование палеонтологич данных и актуалистич метода (одного из проявлении метода аналогии) сделали Г. н. историческими. Oднако историзм Г. н. был долгое также только качественным, т.e. позволял определять последовательность периодически повторяющихся и качественно эволюционирующих событий.
Bажнейшая особенность методологии совр. Г. н. - внедрение количественных характеристик во все ee отрасли Cтатистич методы, экспериментальное и матем. моделирование в минералогии (включая кристаллографию), литологии, петрологии, тектонике, более полное использование разл. карт геол. содержания, установление шкалы радиологии возраста, дополненное данными o геофиз. полях и геохимии, a также космогении и планетологии, позволили к cep. 20 в перейти к широкому использованию количеств. характеристик геол. времени и пространства, минерального вещества. Вторая особенность методологии совр. Г. н. - необходимость систематизации и классификации геол. объектов, процессов и явлений. Tакие общепринятые классификации существуют в фундаментальных отраслях Г. н. - стратиграфии, минералогии, литологии, петрологии. B то же время в тектонике, учении o формациях, учении o п. и. имеются разл. классификации, нередко построенные на существенно разл. принципах. Bce более внедряются развиваемый в CCCP системный метод науч. классификаций, a также формализация понятий и связей, стандартизация терминологии c использованием достижений информатики. Cуществ. особенностями совр. Г. н., как и др.наук, являются стыковка co смежными дисциплинами, активное внедрение достижений техники (буровые агрегаты, геофиз. аппаратура, приборы дистанционного изучения, и др.), необходимость четкой и спец. организации работ в силу участия в исследованиях больших коллективов разных ведомств.
Tрадиц. методы изучения минерального вещества (хим., спектральные, термич., кристаллооптические) дополняются электронно-микроскопическими (сканирующий микроскоп), рентгеноструктурными, термолюминесцентными, петрофизическими, петрохимическими, изотопными, спектрометрич. методами в определенных зонах спектра. Bнедрение этих методов обеспечило получение новой количественной информации o составе и структуре г. п. и минералов. C целью реконструкции условий прошлых эпох широко используются палеогеогр., палеобиогеогр., палеотектонич., палеогидрогеол., палео- геоморфологич., палеоклиматич. (палео- температурный) и др. методы. Геофиз. и геохим. методы поисков комплексируются c методами, использующими следы жизнедеятельности организмов (геоботаническим, биогео- химическим, бактериологическим). B геол. съемку и поиски широко внедряются дистанц. методы, прежде всего аэрогеологические, определяются возможности эффективного использования высотных съемок и съемок c космич. аппаратов, в т.ч. фотографирование в разл. зонах спектра, радарные, тепловые и др. виды съемок. Ha смену определению радиологич. возраста пород по валовым пробам приходит метод мономинеральных (калиевый полевой шпат, биотит). Oдним из осн. методов в геологии стал формационный метод в литологии, петрологии и металлогении.
Oсновные задачи и перспективные направления Г. н. в CCCP. C началом науч.-техн революции Г. н., как и др. науки, стали непосредств. производит. силой, обеспечивающей прогрессивное развитие общества. Задачи Г. н.: теоретич. обоснование для геол.-разведочных работ при дальнейшем увеличении минерально-сырьевых ресурсов в p-нах действующих горнодоб. предприятий и во вновь осваиваемых p-нах страны, в т.ч. за счёт новых видов минерального сырья и новых типов м-ний; повышение экономич. эффективности поисковых и разведочных работ и высокого качества исследований п. и. для обеспечения опережающего роста разведанных запасов минерального сырья по сравнению c темпами развития добывающих отраслей пром-сти; проведение геол.-разведочных работ в шельфовых зонах морей и океанов, в первую очередь на , изучение земной коры и верх. мантии Земли в целях выявления процессов формирования и закономерностей размещения м-ний п. и., решение инж.-геол., гидрогеол., природоохранных и др. проблем, расширение исследований по применению космич. средств при изучении природных ресурсов Земли.
При изучении глубинных горизонтов Земли, кроме геофиз. методов и геодинамич. исследований, применяется опорное (15 км и глубже), проведение к-рого способствует формированию новой отрасли Г. н. - глубинной геологии. Поскольку изучение и использование минерально-сырьевых ресурсов дна морей и океанов превращается в особую отрасль нар. x-ва, оформляется и особая область Г. н. - , призванная выработать наиболее эффективные методы поисков и извлечения п. и. дна акваторий (нефть, газ, руды разл. металлов), решить проблему использования вод морей и океанов в качестве минерального сырья.
Использование наблюдений и съёмок Земли, Луны и др. планет c ИСЗ (в т.ч. траекторных измерений) и обработка полученных материалов создают основу становления новой отрасли Г. н. - космич. геологии. Данные глубинного изучения планеты, мор. и космич. геологии способствуют решению ряда кардинальных проблем происхождения и развития Земли.
Принципиально новое направление Г. н. - экологич. геология. Задача сохранения природной среды требует специального изучения геол. процессов, связанных c развитием биосферы и техногенного воздействия человека на природу. He менее важно рациональное использование минерально-сырьевых ресурсов, в т.ч. их сохранение в недрах, особенно энергетич. сырья. B связи c последним намечается развёртывание работ по выявлению тепловых ресурсов Земли, к-рые могут рационально использоваться в нар. x-ве (горячие , термальные воды нек-рых артезианских басс.).
Cовр. требования к изучению вещества обусловливают все более широкое внедрение инструментальных физ. и ядерно-физ. методов анализа, обеспечивающих его экспрессность, повышение прецизионности, локальности (микрозондовый анализ) и увеличение числа определяемых элементов, изотопов и физ. параметров минералов и руд. Kоличественные методы всё более широко должны внедряться в Г. н., начиная от определения точного содержания п. и. в породах и надёжных измерений радиологич. возраста и кончая обоснованным подсчётом разведанных и прогнозных запасов и определением экономич. эффективности всех стадий н.-и. геол. работ; самостоят. дисциплиной становится экономич. геология. Mатем. методы c применением ЭВМ превращаются в обязат. аппарат геол. исследований, позволяют получать принципиально новые характеристики разл. процессов, выявлять неизвестные ранее закономерные связи между геол. объектами и явлениями. Hеобходимо обеспечение лабораторной службы автоматизир. системами информац.-измерит. типа, реализующими стыковку лабораторных датчиков c универсальными ЭВМ. B дальнейшем успехи и эффективность Г. н. в большей мере будут зависеть от использования в практике совр. техники (геофиз. и буровое оборудования, трансп. средств, лабораторной аппаратуры и др.).
Прогрессивными в Г. н. являются системный подход в геол. исследованиях, позволяющий интегрировать разл. аспекты геосистем, a также тесно связанная c ним концепция уровней организации геол. объектов, являющаяся развитием идей B. И. Bернадского. Ha этой основе строятся совр. классификац. системы в Г. н., осуществляется стандартизация, появилась возможность синтеза главнейших закономерностей геол. развития Земли на основе изучения горизонтальных и вертикальных тектонич. движений, магматизма и общей геохим. эволюции (Ю. A. Kосыгин и др.).
Cамостоят. значение в Г. н. приобретает совершенствование организации исследований, начиная c определения рациональных комплексов применяемых методов, координации и кооперации н.-и. работ, создания науч.-производств. объединений и кончая организацией оперативного внедрения науч. разработок в нар. x-во.
Hаучные геологические учреждения, организации и общества. Печать. Задачи Г. н. решаются разветвлённой сетью геол. н.-и. ин-тов системы AH CCCP и Mин-ва геологии CCCP при участии н.-и. учреждений др. ведомств, a также ряда ун-тов (МГУ, ЛГУ и др.) и уч. ин-тов (Mоск. геол.-разведочный ин-т, Ленингр. горн. ин-т). Значит. роль во внедрении результатов исследований принадлежит тематич. экспедициям терр.-производств. орг-ций Mин-ва геологии CCCP.
C 1970-x гг. науч. исследования AH CCCP и Mин-ва геологии CCCP осуществляются по наиболее актуальным крупным проблемам, что обеспечивает концентрацию усилий творческих коллективов и рациональное использование ресурсов и средств. Hауч. руководство проблемами возложено на головные н.-и. ин-ты в соответствии c профилем их деятельности.
CCCP оказывает содействие развивающимся странам путём науч.-техн. помощи в проведении геол.-поисковых и геол.-разведочных работ, науч. исследований и подготовки кадров по геол. специальностям в самих странах и в уч. заведениях CCCP. Cовместно co странами СЭВ разработан ряд долгосрочных геол. программ. Большое значение для дальнейшего развития Г. н. имеют встречи учёных, систематически осуществляемые в рамках Mеждунар. геол. конгресса, Mеждунар. ассоциации геологов-рудников, конференций нефтяников, угольщиков, междунар. симпозиумов по отд. актуальным проблемам Г. н. и др. B CCCP такие встречи проводятся регулярно по проблемам металлогении, стратиграфии, петрологии и др.
Aктивная роль в развитии Г. н. принадлежит науч. обществам: Bcec. минералогич. об-ву c его респ. и терр. отделениями, Mоск. об-ву испытателей природы и др.; межведомственным комитетам - стратиграфическому, тектоническому, петрографическому, литоло- гическому и др.
Hовейшие достижения Г. н. отражаются на страницах геол. журналов, издаваемых Mин-вом геологии CCCP, AH CCCP, отраслевыми мин-вами, всес. об-вами и др. Cреди них - "Cоветская геология" (c 1958), "Pазведка и охрана недр" (c 1931, до 1953 наз. "Pазведка недр"), "

Инструкция

Истоки геологии относятся еще к глубокой древности и связаны с самыми первыми сведениями о породах, рудах и минералах. Термин «геология» был введен норвежским ученым М.П. Эшольтом в 1657 году, а в самостоятельную отрасль естествознания она выделилась в конце ХVIII века. Рубеж ХIХ-ХХ столетий ознаменовался качественным скачком в развитии геологии – превращении ее в комплекс наук в связи с введением физико-химических и математических методов исследования.

Современная геология включает множество составляющих ее дисциплин, раскрывающих тайны Земли в разных областях. Вулканология, кристаллография, минералогия, тектоника, петрография – вот далеко не полный перечень самостоятельных отраслей геологической науки. А еще геология тесно связана с направлениями, имеющими прикладное значение: геофизика, тектонофизика, геохимия и т.д.

Геологию часто называют наукой о «мертвой» природе, в отличие от . Конечно, изменения, происходящие с оболочкой Земли, не столь явные и занимают по времени столетия и тысячелетия. Именно геология рассказывает о том, как формировалась наша планета и какие процессы происходили на ней в течение многих лет ее существования. О современном лике Земли, созданном геологическими «деятелями» - ветром, холодом, землетрясениями, извержениями вулканов - подробно рассказывает наука геология.

Практическое значение геологии для человеческого общества трудно переоценить. Она занимается исследованием земных недр, позволяя извлекать из них , без которых существование человека было бы невозможным. Человечество проделало огромный путь эволюции – из «каменного» периода в век высоких технологий. И каждый его шаг сопровождался новыми открытиями в области геологии, приносившими ощутимую пользу для развития общества.

Геологию также можно назвать исторической наукой, потому что с ее помощью можно проследить за изменениями состава , минералов. Изучая останки живых существ, населявших планету тысячи лет назад, геология дает ответы на вопросы о том, когда эти виды населяли Землю и почему вымерли. По окаменелостей можно судить о последовательности событий, происходивших на планете. Путь развития органической жизни в течение миллионов лет запечатлен в слоях Земли, которые изучает наука геология.

Видео по теме

Обратите внимание

Что такое геология. Геология (от гео и логия) - комплекс наук о земной коре и более глубоких сферах Земли; в узком смысле слова - наука о составе, строении, движениях и истории развития земной коры и размещении в ней полезных ископаемых.

Полезный совет

В этой статье пойдет речь о том, что такое геология. Раскрывается вопрос, о чем эта наука, что она изучает и каковы ее цели и задачи. Мы расскажем об основах и методах геологии. У абсолютно каждого из этих направлений имеются свои методы, а также принципы исследования. Историческая геология изучает последовательность геологических процессов, которые происходили в прошлом.

Связанная статья

Источники:

• геология что такое

В сознании большинства людей геолог – это бородатый человек с молотком и рюкзаком, который занимается исключительно поиском полезных ископаемых в полном отсутствии связи с цивилизацией. На самом же деле геология – очень сложная и многогранная наука.

Чем занимаются геологи?

Геология состава земной коры, ее строения, а также истории ее формирования. Выделяется три основных направления геологии: динамическая, историческая и описательная. Динамическая исследует изменения земной коры в результате различных процессов, таких как эрозия, разрушение, землетрясения, вулканическая активность. Геологи-историки сосредоточены на том, чтобы представить себе те процессы и изменения, которые происходили с планетой в прошлом. Больше всего привычному образу геолога соответствуют специалисты описательной геологии, так как именно эта отрасль науки занимается изучением состава земной коры, содержания в ней тех или иных ископаемых, или пород.

Геология стала востребованной наукой в эпоху научно-технической революции, когда человечеству потребовалось множество новых ресурсов и энергии.

Исследования недр для описательной геологии включают в себя не только экспедиции со сбором образцов или разведывательное бурение, но и анализ данных, составление геологических карт, оценку перспективности разработки, построение компьютерных моделей. Работа «в поле», то есть непосредственные изыскания на местности, занимают лишь несколько месяцев сезона, а остальное время геолог проводит . Естественно, основным объектом поиска являются полезные ископаемые.

Именно геология занимается, в частности, выяснением точного возраста планеты Земля. Благодаря развитию научных методов, известно, что планете около 4,5 миллиарда лет.

Задачи прикладной геологии

Специалисты геологии полезных ископаемых традиционно делятся на две основные группы: те, кто ищет рудные месторождения, и те, кто нерудные полезные ископаемые. Такое деление обусловлено тем, что принципы и закономерности формирования для и нерудных ископаемых различны, поэтому геологи, как правило, специализируются на чем-то одном. К полезным рудным относится большинство металлов, например, железо, никель, золото, а также некоторые виды минералов. Нерудные ископаемые включают в себя горючие материалы (нефть, газ, каменный ), различные строительные материалы (глина, мрамор, щебень), химические ингредиенты и, наконец, драгоценные и полудрагоценные камни, такие как алмазы, рубины, изумруды, яшма, сердолик и многие другие.

Работа геолога заключается в том, чтобы на основании аналитических данных спрогнозировать залегание в том или ином районе полезных ископаемых, провести исследование в экспедиции с целью подтвердить или опровергнуть свои предположения, а затем, опираясь на полученные сведения, сделать заключение о перспективности промышленной разработки месторождения. При этом геолог исходит из предполагаемого количества ископаемых, их процентного содержания в земной коре, коммерческой оправданности добычи. Поэтому геолог должен быть не только физически выносливым, но и иметь способность к аналитическому мышлению, знать основы экономики, геодезии, постоянно совершенствовать свои знания и навыки.

Видео по теме

Геоэкология – научное направление, охватывающее области изучения экологии и географии. Предмет и задачи этой науки точно не определены, в ее рамках исследуют множество различных проблем, связанных с взаимодействием природы и общества, с влиянием человека на ландшафты и другие географические оболочки.

История геоэкологии

Геоэкология выделилась в отдельную науку около ста лет назад, когда немецкий географ Карл Тролль описал область изучения ландшафтной экологии. С его точки зрения, эта должна объединять и экологические принципы в исследовании экосистем.

Геоэкология развивалась медленно, в Советском Союзе этот термин впервые был озвучен в 70-х годах. К началу XXI века обе смежные области – и – стали достаточно точными для предсказания, как будет меняться природа и различные оболочки Земли в зависимости от человеческого влияния. Более того, ученые уже могут способы решения проблем, связанных с отрицательным воздействием техногенной деятельности на природу. Поэтому геоэкология в новом тысячелетии стала развиваться быстрыми темпами, сфера ее деятельности расширилась.

Геоэкология

Несмотря на то что эта становится все более востребованной, с научной точки зрения она описана недостаточно. Исследователи более или менее сходятся во мнении по поводу задач геоэкологии, но четкого предмета исследования этой науки они не дают. Одно из наиболее распространенных предположений о предмете звучит так: это процессы, происходящие в среде и в различных оболочках Земли – гидросфере, атмосфере и других, которые возникают в результате антропогенного вмешательства и влекут за собой определенные последствия.

В изучении геоэкологии есть очень важный фактор – необходимо учитывать как пространственные, так и временные отношения в исследованиях. Иными словами, для геоэкологов имеет значение как влияние человека на природу в различных географических условиях, так и изменения этих последствий во времени.

Геоэкологи исследуют источники, которые воздействуют на биосферу, изучают их интенсивность и выявляют пространственное и временное распределение их действия. Они создают специальные информационные системы, с помощью которых можно обеспечить постоянный контроль над природной средой. Наряду с экологами они рассматривают уровни загрязнения в различных областях: в Мировом океане, в литосфере, во внутренних водах. Они стараются обнаружить влияние человека на формирование экосистем и их функционирование.

Геоэкология занимается не только существующей сейчас ситуацией, но и прогнозирует, и моделирует возможные последствия происходящих процессов. Это позволяет предупредить нежелательные изменения, а не бороться с их последствиями.

Содержание статьи

ГЕОЛОГИЯ, наука о строении и истории развития Земли. Основные объекты исследований – горные породы, в которых запечатлена геологическая летопись Земли, а также современные физические процессы и механизмы, действующие как на ее поверхности, так и в недрах, изучение которых позволяет понять, каким образом происходило развитие нашей планеты в прошлом.

Земля постоянно изменяется. Некоторые изменения происходят внезапно и весьма бурно (например, вулканические извержения, землетрясения или крупные наводнения), но чаще всего – медленно (за столетие сносится или накапливается слой осадков мощностью не более 30 см). Такие перемены не заметны на протяжении жизни одного человека, но накоплены некоторые сведения об изменениях за продолжительный срок, а при помощи регулярных точных измерений фиксируются даже незначительные движения земной коры. Например, таким образом установлено, что территория вокруг Великих озер (США и Канада) и Ботнического залива (Швеция) в настоящее время поднимается, а восточное побережье Великобритании – опускается и затапливается.

Однако значительно более содержательная информация об этих изменениях заключается в самих горных породах, представляющих собой не просто совокупность минералов, а страницы биографии Земли, которые можно прочесть, если владеть языком, которым они написаны.

Такая летопись Земли весьма продолжительна. История Земли началась одновременно с развитием Солнечной системы примерно 4,6 млрд. лет назад. Однако для геологической летописи характерны фрагментарность и неполнота, т.к. многие древние породы были разрушены или перекрыты более молодыми осадками. Пробелы должны восполняться посредством корреляции с событиями, происходившими в других местах и о которых имеется больше данных, а также методом аналогий и выдвижением гипотез. Относительный возраст пород определяется на основании комплексов содержащихся в них ископаемых остатков, а отложений, в которых такие остатки отсутствуют, – по взаимному расположению тех и других. Кроме того, абсолютный возраст почти всех пород может быть установлен геохимическими методами.

Геологические дисциплины.

Геология выделилась в самостоятельную науку в 18 в. Современная геология подразделяется на ряд тесно взаимосвязанных отраслей. К ним относятся: геофизика, геохимия, историческая геология, минералогия, петрология, структурная геология, тектоника, стратиграфия, геоморфология, палеонтология, палеоэкология, геология полезных ископаемых. Существуют также несколько междисциплинарных областей исследований: морская геология, инженерная геология, гидрогеология, сельскохозяйственная геология и геология окружающей среды (экогеология). Геология тесно связана с такими науками, как гидродинамика, океанология, биология, физика и химия.

ПРИРОДА ЗЕМЛИ

Кора, мантия и ядро.

Бóльшая часть сведений о внутреннем строении Земли получена косвенно на основании интерпретации поведения сейсмических волн, которые регистрируются сейсмографами.

В недрах Земли установлены два основных рубежа, на которых происходит резкая смена характера распространения сейсмических волн. Один из них, с сильной отражающей и преломляющей способностью, расположен на глубине 13–90 км от поверхности под материками и 4–13 км – под океанами. Он называется границей Мохоровичича, или поверхностью Мохо (М), и считается геохимической границей и зоной фазового перехода минералов под влиянием высокого давления. Эта граница разделяет земную кору и мантию. Второй рубеж находится на глубине 2900 км от поверхности Земли и соответствует границе мантии и ядра (рис. 1).

Температуры.

Гравитационное поле Земли.

Гравитационными исследованиями установлено, что земная кора и мантия под воздействием дополнительных нагрузок прогибаются. Например, если земная кора всюду имела бы одинаковую мощность и плотность, то следовало бы ожидать, что в горах (где масса пород больше) действовала бы бóльшая сила притяжения, чем на равнинах или в морях. Однако примерно с середины 18 в. было замечено, что гравитационное притяжение в горах и вблизи них меньше предполагаемого (если допустить, что горы представляют собой просто дополнительную массу земной коры). Этот факт объяснялся наличием «пустот», которые интерпретировались как разуплотнившиеся при нагревании породы или как соляное ядро гор. Такие объяснения оказались несостоятельными, и в 1850-х годах были предложены две новые гипотезы.

В соответствии с первой гипотезой, земная кора состоит из блоков пород разных размеров и плотности, плавающих в более плотной среде. Основания всех блоков располагаются на одном уровне, а блоки, характеризующиеся низкой плотностью, должны быть большей высоты, чем блоки, имеющие высокую плотность. Горные сооружения принимались за блоки низкой плотности, а океанические бассейны – высокой (при одинаковой общей массе тех и других).

Согласно второй гипотезе, плотность всех блоков одинакова и плавают они в более плотной среде, а различная высота поверхности объясняется их разной мощностью. Она известна как гипотеза горных корней, поскольку чем выше блок, тем глубже он погружен во вмещающую среду. В 1940-х годах были получены сейсмические данные, подтверждающие представление об утолщении земной коры в горных областях.

Изостазия.

Всякий раз, когда на земную поверхность поступает дополнительная нагрузка (например, в результате осадконакопления, вулканизма или оледенения), земная кора прогибается и проседает, а когда эта нагрузка снимается (в результате денудации, таяния ледниковых покровов и пр.), земная кора поднимается. Этот компенсационный процесс, известный как изостазия, вероятно, реализуется посредством горизонтального переноса масс в пределах мантии, где может происходить периодическое расплавление материала. Установлено, что некоторые участки побережья Швеции и Финляндии за последние 9000 лет поднялись более чем на 240 м, главным образом вследствие таяния ледникового покрова. Поднятые побережья Великих озер в Северной Америке сформировались также в результате изостазии. Несмотря на действие таких компенсационных механизмов, крупные океанические впадины и некоторые дельты обнаруживают значительный дефицит массы, в то время как некоторые районы Индии и Кипр – существенный ее избыток.

Вулканизм.

Происхождение лавы.

В некоторых районах земного шара магма во время вулканических извержений изливается на земную поверхность в виде лавы. Многие вулканические островные дуги, по-видимому, связаны с системой глубинных разломов. Центры землетрясений располагаются примерно на глубине до 700 км от уровня земной поверхности, т.е. вулканический материал поступает из верхней мантии. На островных дугах он часто имеет андезитовый состав, а поскольку андезиты по своему составу сходны с континентальной земной корой, многие геологи считают, что континентальная кора в этих районах наращивается за счет поступления мантийного вещества.

Вулканы, действующие вдоль океанических хребтов (например, Гавайского), извергают материал преимущественно базальтового состава. Эти вулканы, вероятно, сопряжены с мелкофокусными землетрясениями, глубина которых не превышает 70 км. Поскольку базальтовые лавы встречаются как на материках, так и вдоль океанических хребтов, некоторые геологи предполагают, что непосредственно под земной корой существует слой, из которого поступают базальтовые лавы.

Однако неясно, почему в одних районах из мантийного вещества образуются и андезиты, и базальты, а в других – только базальты. Если, как теперь полагают, мантия действительно является ультраосновной породой (т.е. обогащена железом и магнием), то лавы, произошедшие из мантии, должны иметь базальтовый, а не андезитовый состав, поскольку минералы андезитов отсутствуют в ультраосновных породах. Это противоречие разрешает теория тектоники плит, согласно которой океаническая кора поддвигается под островные дуги и на определенной глубине плавится. Эти расплавленные породы и изливаются в виде андезитовых лав.

Источники тепла.

Одной из нерешенных проблем проявления вулканической активности является определение источника тепла, необходимого для локального плавления базальтового слоя или мантии. Такое плавление должно быть узколокализованным, поскольку прохождение сейсмических волн показывает, что кора и верхняя мантия обычно находятся в твердом состоянии. Более того, тепловой энергии должно быть достаточно для плавления огромных объемов твердого материала. Например, в США в бассейне р.Колумбия (штаты Вашингтон и Орегон) объем базальтов более 820 тыс. км 3 ; такие же крупные толщи базальтов встречаются в Аргентине (Патагония), Индии (плато Декан) и ЮАР (возвышенность Большое Кару). В настоящее время существуют три гипотезы. Одни геологи считают, что плавление обусловлено локальными высокими концентрациями радиоактивных элементов, но такие концентрации в природе кажутся маловероятными; другие предполагают, что тектонические нарушения в форме сдвигов и разломов сопровождаются выделением тепловой энергии. Существует еще одна точка зрения, согласно которой верхняя мантия в условиях высоких давлений находится в твердом состоянии, а когда вследствие трещинообразования давление падает, она плавится и по трещинам происходит излияние жидкой лавы.

Геохимия и состав Земли.

Определение химического состава Земли является трудной задачей, поскольку ядро, мантия и бóльшая часть коры недоступны для непосредственного опробования и наблюдений и делать выводы приходится на основе интерпретации косвенных данных и аналогий.

Земля как гигантский метеорит.

Химический состав океанов.

Предполагают, что первоначально на Земле вода отсутствовала. По всей вероятности, современные воды на поверхности Земли имеют вторичное происхождение, т.е. высвободились в виде пара из минералов земной коры и мантии в результате вулканической деятельности, а не были образованы путем соединения свободных молекул кислорода и водорода. Если бы морская вода постепенно накапливалась, то объем Мирового океана должен был бы непрерывно увеличиваться, однако прямые геологические доказательства этого обстоятельства отсутствуют; это означает, что океаны существовали на протяжении всей геологической истории Земли. Изменение химического состава океанических вод происходило постепенно.

Сиаль и сима.

Существует разница между породами коры, которые подстилают континенты, и породами, залегающими под дном океанов. Состав континентальной коры соответствует гранодиориту, т.е. породе, состоящей из калиевого и натриевого полевого шпата, кварца и небольших количеств железо-магнезиальных минералов. Океаническая кора соответствует базальтам, состоящим из кальциевого полевого шпата, оливина и пироксена. Породы континентальной коры характеризуются светлой окраской, низкой плотностью и обычно кислым составом, часто их называют сиаль (по преобладанию Si и Al). Породы океанической коры отличаются темной окраской, высокой плотностью и основным составом, их называют сима (по преобладанию Si и Mg). Считается, что породы мантии имеют ультраосновной состав и состоят из оливина и пироксена. В современной российской научной литературе термины «сиаль» и «сима» не используются, т.к. считаются устаревшими.

ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ

Геологические процессы подразделяются на экзогенные (разрушительные и аккумулятивные) и эндогенные (тектонические).

РАЗРУШИТЕЛЬНЫЕ ПРОЦЕССЫ

Денудация.

Действие водотоков, ветра, ледников, морских волн, морозного выветривания и химического растворения приводят к разрушению и снижению поверхности материков (рис. 2). Продукты разрушения под действием гравитационных сил сносятся в океанические впадины, где происходит их накопление. Таким образом происходит усреднение состава и плотности пород, слагающих материки и котловины океанов, и уменьшение амплитуды рельефа Земли.

Ежегодно 32,5 млрд. т обломочного материала и 4,85 млрд. т растворенных солей выносится с материков и отлагается в морях и океанах, в результате чего вытесняется примерно 13,5 км 3 морской воды. Если бы такие темпы денудации сохранились и в будущем, материки (объем надводной части которых 126,6 млн. км 3) через 9 млн. лет превратились бы в почти плоские равнины – пенеплены. Такая пенепленизация (выравнивание) рельефа возможна лишь теоретически. В действительности изостазические поднятия компенсируют потери за счет денудации, а некоторые породы настолько прочны, что практически не поддаются разрушению.

Континентальные отложения перераспределяются в результате совместного действия выветривания (разрушения пород), денудации (механического сноса пород под воздействием текучих вод, ледников, ветра и волновых процессов) и аккумуляции (отложения рыхлого материала и образования новых пород). Все эти процессы действуют лишь до определенного уровня (обычно уровня моря), который рассматривается как базис эрозии.

При транспортировке рыхлые осадки сортируются по размеру, форме и плотности. В результате кварц, содержание которого в исходной породе может составлять всего несколько процентов, образует однородную толщу кварцевых песков. Аналогичным образом частицы золота и некоторых других тяжелых минералов, содержащих, например, олово и титан, концентрируются в руслах водотоков или на отмелях и образуют россыпные месторождения, а тонкозернистый материал отлагается в виде илов и затем превращается в глинистые сланцы. Такие компоненты, как, например, магний , натрий , кальций и калий , растворяются и выносятся поверхностными и грунтовыми водами, а затем осаждаются в пещерах и других полостях или поступают в морские воды.

Стадии развития эрозионного рельефа.

Рельеф служит показателем стадии выравнивания (или пенепленизации) материков. В горах и районах, испытавших интенсивное поднятие, эрозионные процессы протекают наиболее активно. Такие районы характеризуются быстрым врезанием речных долин и увеличением их длины в верхнем течении, а ландшафт соответствует молодой, или юной, стадии эрозии. В других районах, где амплитуда высот невелика и в основном прекратилась эрозия, крупные реки преимущественно переносят влекомые и взвешенные наносы. Такой рельеф присущ зрелой стадии эрозии. На участках с незначительными амплитудами высот, где поверхность суши ненамного превышает уровень моря, преобладают аккумулятивные процессы. Там река обычно течет несколько выше общего уровня низкой равнины в естественном возвышении, сложенном осадочным материалом, и образует в приустьевой зоне дельту. Это самый древний эрозионный рельеф. Однако не все районы находятся на одной и той же стадии развития эрозии и имеют одинаковый облик. Формы рельефа весьма различаются в зависимости от климатических и погодных условий, состава и строения местных пород и характера эрозионного процесса (рис. 3, 4).

Перерывы эрозионных циклов.

Отмеченная последовательность эрозионных процессов справедлива в отношении материков и океанических бассейнов, находящихся в статических условиях, однако на самом деле они подвержены многим динамическим процессам. Эрозионный цикл может быть прерван под влиянием изменений уровня моря (например, в связи с таянием ледниковых покровов) и высоты материков (например, в результате горообразования, разломной тектоники и вулканической деятельности). В Иллинойсе (США) морены перекрыли зрелый доледниковый рельеф, придав ему типичный молодой облик. В Большом каньоне Колорадо перерыв эрозионного цикла был обусловлен поднятием суши до отметки 2400 м. По мере поднятия территории р.Колорадо постепенно врезалась в свою пойму и оказалась ограниченной бортами долины. В результате этого перерыва образовались наложенные меандры, свойственные древним долинам рек, существующих в условиях молодого рельефа (рис. 5). В пределах плато Колорадо меандры врезаны на глубину 1200 м. Глубокие меандры р.Саскуэханна, которые прорезают горы Аппалачи, также свидетельствуют о том, что этот район некогда представлял собой низменность, которую пересекала «дряхлая» река.

Современные геосинклинали

– это впадины вдоль островов Ява и Суматра, желобов Тонга – Кермадек, Пуэрто-Рико и др. Возможно, их дальнейшее прогибание тоже приведет к образованию гор. По мнению многих геологов, побережье Мексиканского залива в пределах США тоже представляет собой современную геосинклиналь, хотя, судя по данным бурения, признаки горообразования там не выражены. Активные проявления современной тектоники и горообразования наиболее четко наблюдаются в молодых горных странах – Альпах, Андах, Гималаях и Скалистых горах.

Тектонические поднятия.

На заключительных стадиях развития геосинклиналей, когда горообразование завершается, происходит интенсивное общее поднятие материков; в пределах горных стран на этой стадии рельефообразования происходят дизъюнктивные дислокации (смещение отдельных блоков горных пород по линиям разломов).

ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ ВРЕМЯ

Стратиграфическая шкала.

Стандартная шкала геологического времени (или геологическая колонка) – результат систематического изучения осадочных пород в разных районах земного шара. Поскольку большинство ранних работ проводилось в Европе, стратиграфическая последовательность отложений этого региона была принята в качестве эталона и для других районов. Однако в силу различных причин эта шкала имеет недостатки и пробелы, поэтому она постоянно уточняется. Шкала очень подробна для более молодых геологических периодов, но ее детальность существенно снижается для более древних. Это неизбежно, поскольку геологическая летопись наиболее полна для событий недавнего прошлого и становится более фрагментарной с увеличением возраста отложений. Стратиграфическая шкала основана на учете ископаемых организмов, которые служат единственным надежным критерием для межрегиональных корреляций (особенно дальних). Установлено, что некоторые ископаемые соответствуют строго определенному времени и поэтому считаются руководящими. Породы, содержащие эти руководящие формы и их комплексы, занимают строго определенное стратиграфическое положение.

Значительно труднее проводить корреляции для палеонтологически немых пород, не содержащих ископаемых организмов. Поскольку хорошо сохранившиеся раковины встречаются только начиная с кембрийского периода (примерно 570 млн. лет назад), докембрийское время, охватывающее ок. 85% геологической истории, нельзя изучить и подразделить столь же детально, как более молодые эпохи. Для межрегиональных корреляций палеонтологически немых пород используются геохимические методы датирования.

В случае необходимости в стандартную стратиграфическую шкалу вводились изменения, отражающие региональную специфику. Например, в Европе выделяется каменноугольный период, а в США ему соответствуют два – миссисипский и пенсильванский. Повсеместно возникают трудности при корреляции местных стратиграфических схем с международной геохронологической шкалой. Международная комиссия по стратиграфии помогает решать эти проблемы и устанавливает нормативы для стратиграфической номенклатуры. Она настоятельно рекомендует использовать при геологической съемке местные стратиграфические подразделения, а для сравнения сопоставлять их с международной геохронологической шкалой. Некоторые ископаемые имеют очень широкое, почти глобальное распространение, а другие – узко региональное.

Эры – самые крупные подразделения истории Земли. Каждая из них объединяет несколько периодов, характеризующихся развитием определенных классов древних организмов. Массовое вымирание различных групп организмов происходило в конце каждой эры. Например, трилобиты исчезли в конце палеозоя, а динозавры – в конце мезозоя. Причины этих катастроф еще не выяснены. Это могли быть критические стадии генетической эволюции, пики космического излучения, выбросы вулканических газов и пепла, а также очень резкие изменения климата. Имеются доводы в поддержку каждой из этих гипотез. Однако постепенное исчезновение большого числа семейств и классов животных и растений к концу каждой эры и появление новых с началом следующей эры все еще остается одной из загадок геологии. Не увенчались успехом попытки связать массовую гибель животных на завершающих этапах палеозоя и мезозоя с глобальными циклами горообразования.

Геохронология и шкала абсолютного возраста.

Стратиграфическая шкала отражает лишь последовательность напластования пород и потому может использоваться только для обозначения относительного возраста различных слоев (рис. 9). Возможность установления абсолютного возраста пород появилась после открытия радиоактивности. До этого абсолютный возраст пытались оценить другими методами, например, путем анализа содержания солей в морской воде. При допущении, что оно соответствует твердому стоку рек земного шара, может быть измерен минимальный возраст морей. На основании предположения, что изначально океаническая вода не содержала примесей солей, и учета темпов их поступления возраст морей оценивался в широких пределах – от 20 млн. до 200 млн. лет. Кельвин оценил возраст слагающих Землю пород в 100 млн. лет, поскольку, по его мнению, столько времени понадобилось на то, чтобы изначально расплавленная Земля остыла до нынешней температуры ее поверхности.

Если не считать этих попыток, первые геологи довольствовались определением относительного возраста пород и геологических событий. Без всяких объяснений допускалось, что прошло довольно много времени с момента возникновения Земли до формирования различных типов отложений в результате процессов, которые действуют и поныне. И лишь когда ученые стали измерять скорости радиоактивного распада, у геологов появились «часы» для определения абсолютного и относительного возраста пород, содержащих радиоактивные элементы.

Темпы радиоактивного распада некоторых элементов незначительны. Это позволяет определять возраст древних событий путем измерения содержания таких элементов и продуктов их распада в конкретном образце. Поскольку скорость радиоактивного распада не зависит от параметров окружающей среды, можно определять возраст пород, находящихся в любых геологических условиях. Наиболее часто применяются уран-свинцовый и калий-аргоновый методы. Уран-свинцовый метод позволяет произвести точное датирование на основе замеров концентрации радиоизотопов тория (232 Th) и урана (235 U и 238 U). При радиоактивном распаде образуются изотопы свинца (208 Pb, 207 Pb и 206 Pb). Однако породы, содержащие эти элементы в достаточных количествах, встречаются довольно редко. Калий-аргоновый метод базируется на весьма медленном радиоактивном превращении изотопа 40 K в 40 Ar, что позволяет датировать события, имеющие возраст в несколько миллиардов лет, по соотношению в породах этих изотопов. Значительное преимущество калий-аргонового метода заключается в том, что калий, весьма распространенный элемент, присутствует в минералах, образованных во всех геологических обстановках – вулканической, метаморфической и осадочной. Однако возникающий в результате радиоактивного распада инертный газ аргон химически не связан и происходит его утечка. Следовательно, для датирования могут быть надежно использованы только те минералы, в которых он хорошо удерживается. Несмотря на этот недостаток, калий-аргоновый метод используется весьма широко. Абсолютный возраст самых древних пород на планете составляет 3,5 млрд. лет. В земной коре всех материков представлены очень древние породы, поэтому вопрос, какой из них самый древний, даже не возникает.

Возраст метеоритов, упавших на Землю, по определениям калий-аргоновым и уран-свинцовым методами, составляет примерно 4,5 млрд. лет. По оценкам геофизиков, основывающимся на данных уран-свинцового метода, Земля тоже имеет возраст ок. 4,5 млрд. лет. Если эти оценки верны, то в геологической летописи имеется пробел в 1 млрд. лет, соответствующий важному раннему этапу эволюции Земли. Возможно, самые ранние свидетельства были уничтожены или стерты каким-либо образом, когда Земля находилась в расплавленном состоянии. Вполне вероятно также, что древнейшие породы Земли были денудированы или перекристаллизовались за многие миллионы лет.

Геология - наука о составе, строении и закономерностях развития Земли, других планет Солнечной системы и их естественных спутников.

История геологии

Изучение физических материалов (минералов) Земли восходит по крайней мере к древней Греции, когда Теофраст (372-287 до н. э.) написал работу «Peri Lithon» («О камнях»). В римский период Плиний Старший подробно описал многие минералы и металлы, и их практическое использование, а также правильно определил происхождение янтаря.

Некоторые современные ученые, такие как Филдинг Х. Гаррисон, считают, что современная геология началась в средневековом исламском мире. Аль-Бируни (973-1048 н. э.) был одним из первых мусульманских геологов, чьи работы содержат раннее описание геологии Индии. Он предполагал, что индийский субконтинент был когда-то морем. Исламский ученый Ибн Сина (Авиценна, 981-1037) предложил подробное объяснение формирования гор, происхождение землетрясений и другие темы, которые являются центральными в современной геологии, и в котором содержится необходимый фундамент для дальнейшего развития науки. В Китае энциклопедист Shen Kuo (1031-1095) сформулировал гипотезу о процессе формирования земли: на основе наблюдений над ископаемыми раковин животных в геологическом слое в горах в сотнях километров от океана он сделал вывод, что суша была сформирована в результате эрозии гор и осаждения ила.

Нильсу Стенсену (1638-1686) приписывают три определяющих принципа стратиграфии: принцип суперпозиции (англ.), принцип первичной горизонтальности слоёв (англ.), и принцип последовательности образования геологических тел (англ.).

Слово «геология» было впервые использовано Улиссе Альдрованди в 1603 году, затем Жан Андре Делюк в 1778 году, и представлен как закреплённый термин Орасом Бенедиктом де Соссюром в 1779 году. Слово происходит от греческого??, означающее «Земля» и?????, означающее «учение». Однако согласно другому источнику, слово «Геология» впервые использовал норвежский священник и ученый Миккель Педерсон Эсхолт (Mikkel Peders?n Escholt, 1600-1699). Эсхолт впервые использовал этот термин в своей книге под названием Geologica Norvegica (1657).

Исторически использовался также термин «геогнозия» (или геогностика). Такое название для науки o минералах, рудах, и горных породах было предложено немецкими геологами Г. Фюкселем (в 1761) и A. Г. Bернером (в 1780). Авторы термина обозначили им практические области геологии, изучавщие объекты, которые можно было наблюдать на поверхности, в отличие от чисто теоретической тогда геологии, которая занималась происхождением и историей Земли, её корой и внутренним строением. Термин использовался в специальной литературе в XVIII и начале XIX векa, но начал выходить из употребления уже во второй половине XIX века. В России термин сохранился до конца XIX века в названиях учёного звания и степени «доктор минералогии и геогнозии» и «профессор минералогии и геогнозии».

Уильям Смит (1769-1839) нарисовал одни из первых геологических карт и начал процесс упорядочивания горных пластов, изучая содержащиеся в них окаменелости.

Джеймс Хаттон часто рассматривается как первый современный геолог. В 1785 году он представил для Королевского Общества Эдинбурга документ, озаглавленный «Теория Земли». В этой статье он объяснил свою теорию о том, что Земля должна быть намного старше, чем ранее предполагалось, для того, чтобы обеспечить достаточное время для эрозии гор, и чтобы седименты (отложения) образовали новые породы на дне моря, которые, в свою очередь, были подняты чтобы стать сушей. В 1795 Хаттон опубликовал двухтомный труд, описывающий эти идеи (Vol. 1, Vol. 2).

Последователи Хаттона были известны как плутонисты, из-за того что они считали, что некоторые породы были сформированы в результате вулканической деятельности и является результатом осаждение лавы из вулкана, в отличие от нептунистов, во главе с Авраамом Вернером, который считал, что все породы осели из большого океана, уровень которого с течением времени постепенно снизился.

Чарлз Лайель впервые опубликовал свою знаменитую книгу «Основы геологии» в 1830 году. Книга, которая повлияла на идеи Чарльза Дарвина, успешно способствовала распространению актуализма. Эта теория утверждает, что медленные геологические процессы имели место на протяжении истории Земли и все еще происходят сегодня, в отличие от катастрофизма, теории утверждающей, что особенности Земли формируются в одном, катастрофическом событии и остаются неизменными в дальнейшем. Хотя Хаттона верил в актуализм, идея не была широко принята в то время.

Большую часть XIX века геология вращалась вокруг вопроса о точном возрасте Земли. Оценки варьировались от 100 000 до нескольких миллиардов лет. В начале XX века радиометрическое датирование позволило определить возраст Земли, оценка составила два миллиарда лет. Осознание этого огромного промежутка времени открыло двери для новых теорий о процессах, которые сформировали планету.

Самым значительным достижением геологии в XX веке было развитие теории тектоники плит в 1960 году и уточнение возраста планеты. Теория тектоники плит возникла из двух отдельных геологических наблюдений: спрединга морского дна и континентального дрейфа. Теория революционизировала науки о Земле. В настоящее время известно, что возраст Земли составляет около 4,5 миллиардов лет.

С целью пробудить интерес к геологии Организацией Объединённых Наций 2008 год провозглашён «Международным годом планеты Земля».

Разделы геологии

В процессе развития и углубления специализации в геологии сформировался ряд научных направлений (разделов).

Внизу перечислены разделы геологии.

• Геология полезных ископаемых изучает типы месторождений, методы их поисков и разведки.
• Гидрогеология - раздел геологии, изучающий подземные воды.
• Инженерная геология - раздел геологии, изучающий взаимодействия
• геологической среды и инженерных сооружений.
• Геохимия - раздел геологии, изучающий химический состав Земли, процессы, концентрирующие и рассеивающие химические элементы в различных сферах Земли.
• Геофизика - раздел геологии, изучающий физические свойства Земли, включающая также комплекс разведочных методов: гравиразведка, сейсморазведка, магниторазведка, электроразведка различных модификаций и пр.
• Изучением Солнечной системы занимаются следующие разделы геологии: космохимия , космология, космическая геология и планетология.
• Минералогия - раздел геологии, изучающий минералы, вопросы их генезиса, квалификации. Изучением пород, образованных в процессах, связанных с атмосферой, биосферой и гидросферой Земли, занимается литология. Эти породы не совсем точно называются ещё осадочными горными породами. Многолетнемёрзлые горные породы приобретают ряд характерных свойств и особенностей, изучением которых занимается геокриология.
• Петрография - раздел геологии, изучающий магматические и метоморфические породы преимущественно с описательной стороны - их генезис, состав, текстурно-структурные особенности, а также классификацию.
• Петрология - раздел геологии, изучающий генезис и условия происхождения магматических и метаморфических горных пород.
• Литология (Петрография осадочных пород) - раздел геологии, изучающий Осадочные породы.
• Геобаротермометрия - наука, изучающая комплекс методов определения давления и температур образования минералов и горных пород.
• Структурная геология - раздел геологии, изучающий нарушения земной коры.
• Микроструктурная геология - раздел геологии, изучающий деформацию пород на микроуровне, в масштабе зёрен минералов и агрегатов.
• Геодинамика - наука, изучающая процессы самого планетарного масштаба в результате эволюции Земли. Она изучает связь процессов в ядре, мантии и земной коре.
• Тектоника - раздел геологии, изучающий движение Земной коры.
• Историческая геология - отрасль геологии, изучающая данные о последовательности важнейших событий в истории Земли. Все геологические науки в той или иной степени имеют исторический характер, рассматривают существующие образования в историческом аспекте и занимаются в первую очередь выяснением истории формирования современных структур. История Земли делится на два крупнейших этапа - эона, по появлению организмов с твёрдыми частями, оставляющих следы в осадочных породах и позволяющих по данным палеонтологии провести определение относительного геологического возраста. С появлением ископаемых на Земле начался фанерозой - время открытой жизни, а до этого был криптозой или докембрий - время скрытой жизни. Геология докембрия выделяется в особую дисциплину, так как занимается изучением специфических, часто сильно и многократно метаморфизованных комплексов и имеет особые методы исследования.
• Палеонтология изучает древние формы жизни и занимается описанием ископаемых остатков, а также следов жизнедеятельности организмов.
• Стратиграфия - наука об определении относительного геологического возраста осадочных горных пород, расчленении толщ пород и корреляции различных геологических образований. Одним из основных источников данных для стратиграфии является палеонтологические определения.
• Геохронология - раздел геологии, определяющий возраст пород и минералов.
• Геокриология - раздел геологии, изучающий многолетнемёрзлые породы.
• Сейсмология - раздел геологии, изучающий геологические процессы при землетрясениях, сейсморайонирование.
• Вулканология - раздел геологии, изучающий

Основные принципы геологии

Геология - наука историческая, и важнейшей её задачей является определение последовательности геологических событий. Для выполнения этой задачи с давних времён разработан ряд простых и интуитивно очевидных признаков временных соотношений пород.

Интрузивные взаимоотношения представлены контактами интрузивных пород и вмещающих их толщ. Обнаружение признаков таких взаимоотношений (зоны закалки, даек и т. п.) однозначно указывает на то, что интрузия образовалась позже, чем вмещающие породы.

Секущие взаимоотношения также позволяют определить относительный возраст. Если разлом рвёт горные породы, значит он образовался позже, чем они.