A föld geológiai fejlődésének modern természettudományos koncepciói
A geológia tárgya és feladata
A geológia az egyik alapvető természettudomány, amely tanulmányozza a Föld szerkezetét, összetételét, eredetét és fejlődését. Bonyolult jelenségeket és folyamatokat tár fel a felületén és a belső téren. A modern geológia alapja a Föld megismerésének évszázados tapasztalata és a különféle speciális vizsgálati módszerek. Más földtudományoktól eltérően a geológia a belső tér feltárásával foglalkozik. A fő probléma abban áll, geológiai tanulmány külső héj kő bolygó - a kéreg, és kölcsönhatásban áll a külső és belső héja a Föld (külső - a légkör, a hidroszféra, a bioszféra, belső - köpeny és a mag) (ábra 9.1.
A geológia közvetlen tanulmányozásának tárgyai ásványok, sziklák, fosszilis szerves maradványok, geológiai folyamatok.
A geológia szorosan kapcsolódik más tudományokhoz a Földön, például a csillagászat, a geodézia, a földrajz, a biológia területén. A geológia olyan alapvető tudományokon alapul, mint a matematika, a fizika és a kémia. A geológia egy szintetikus tudomány, bár egyúttal számos egymással összefüggő ágra szakad meg, olyan tudományos tudományok, amelyek különböző szempontokat vizsgálnak a Földön, és információt kapnak az egyes geológiai jelenségekről és folyamatokról. Tehát a petrology tanulmányozza a litoszféra összetételét. a magmás és metamorf kőzetek feltárása, a litológia. az üledékes kőzetek tanulmányozása, az ásványtan olyan tudomány, amely az ásványokat mint természetes kémiai vegyületeket és geokémiát vizsgálja - a kémiai elemek eloszlásának és migrációjának tudománya a föld belsejében.
A földfelszín megkönnyebbülését képező földtani folyamatokat a dinamikus geológia vizsgálja. amelyek egy része geotektonikus. szeizmológia és vulkanológia.
A geológiai szakasz, amely a Földkéreg és a Föld fejlődésének történetét tanulmányozza, magában foglalja a stratigrafiát. paleontológia. regionális geológia, és nevezik történelmi geológia.
A tudomány geológiájában vannak olyan gyakorlatok, amelyek nagy gyakorlati jelentőséggel bírnak, például az ásványok betétjeiről, a hidrogeológia. mérnöki geológia. geocryology.
Az utóbbi évtizedekben a tudomány egyre nagyobb jelentőségre tett szert az űrkutatás (kozmikus geológia), a tengerfenék és az óceán fenekén (tengeri geológia).
Ezzel együtt léteznek olyan geológiai tudományok, amelyek más természettudományokkal való összeköttetésben vannak: a geofizika. biogeokémia. kristály kémiája. paleobotanist. Ezek közé tartozik a geokémia és a paleogeográfia. A geológia és a földrajz között a legközelebbi és legváltozatosabb összefüggés. A földrajzi tudományokra, például a tájkutatásra. klimatológia. Hidrológiai. oceanográfiai. a legfontosabbak a geológiai tudományok, a folyamatok tanulmányozása, amelyek hatással vannak a Föld felszínének enyhítésére és az egész Föld földkéreg kialakulásának történelmére.
A Föld geológiai fejlődésének belső szerkezete és története
A modern kozmológiai fogalmak szerint a Föld más bolygókkal együtt mintegy 4.6 milliárd évvel ezelőtt alakult ki a fiatal Nap köré forgó darabokból és törmelékből. Ez kibővült, elfogta az anyagot, ami körül volt, amíg elérte jelenlegi méretét.
A Föld szerkezetében három fő réteg van megkülönböztetve:
A Föld kéregje a Föld szilárd réteges külső héja. A földkéreg vastagsága bolygóméreten rendkívül kicsi (átlagosan kb. 35 km). Erőssége 5 km-rel az óceánoktól 70 km-re változik a hegyi struktúrák alatt. A földkéreg 90% -a nyolc kémiai elemből áll. oxigén, szilícium, alumínium, vas, kalcium, kálium, nátrium, magnézium.
Két fajta a földkéreg:
1) kontinentális (erősebb, összetett, három réteggel - üledékes, gránit és bazaltos);
2) óceáni (nehezebb és többnyire granitréteg nélküli bazaltos).
A mag a 2.900 és 6.371 km mélységben helyezkedik el, vagyis a mag sugara a Föld sugarának több mint felét foglalja el és kb. 3500 km-es erővel rendelkezik. A mag a külső és belső rétegekből áll. Feltételezzük, hogy a mag külső részében az anyag olvadt mobil állapotban van, és benne a bolygó forgása miatt keletkeznek olyan elektromos áramok, amelyek létrehozzák a Föld mágneses mezőjét; a mag belső része szilárd. A Föld magja vasból áll, könnyű elemek keverékével. A mélység, a nyomás és a hőmérséklet emelkedése, ami körülbelül 5000 ° C a magban.
A Föld abszolút életkora körülbelül 4,6 milliárd év. A Föld legrégebbi sziklájának kora a gránit gneisz. a földön található, 3,8-4,0 milliárd év. Egyetlen nemzetközi geokronológiai skála ötletet ad a geológiai múlt eseményeiről. Fő átmeneti egységei az archaeum, proterozoic, paleozoic, mesozoic és cenozoic korok (9.4 ábra
A legrégebbi időintervallum geológiai tartalmazó archaea és Proterozoic nevezett Precambrian (90% a Föld geológiai történelem). További kiemelt paleozoikum korszak - a „régi élet” - 570-230 millió évvel ezelőtt, a mezozoikum - az „átlagos élettartam” - 230-tól 65-67000000 évvel ezelőtt Cenozoic korszak - az „új élet” - 65-67 millió évvel napjainkig. A korszakban kisebb időtartamokat osztanak ki - időszakokat.
A geosféra héjainak modern koncepciói
A litoszféra a Föld felső kemény héja, amely magában foglalja a földkéreg és a köpeny felső részét. A lithosphere vastagsága különböző adatok szerint 30-70 km (egyes adatok szerint 200 km-ig).
A közelmúltban felismerték a tektonikus litoszférikus lemezek fogalmát. amely szerint a mezozoikus és a kénozoikus kontinenseken a bolygó felszínén haladtak.
A vízsugár (vízhéj) a bolygó felszínének 71% -át fedezi, és magában foglalja az óceánokat, a tengereket, a tavakat, a folyókat és a felszín alatti vizeket. A víz jelentős részét a krioszféra tartalmazza - az Északi-sark és az Antarktisz jele, amely hatalmas tereket foglal el. A teljes vízkészlet a világon 1,5 milliárd km 3. A sósvíz e térfogat 97% -a. Az év folyamán mintegy 355 ezer kilométernyi víz bolygónk elpárolog. A legtöbb ez (körülbelül 90%), majd Falls, mint csapadék felületén a tengerek, óceánok, a maradék nedvességet lerakódik a szárazföldön, folyók, majd végzett az óceán, így a talaj, vagy fagyasztjuk gleccserek.
A folyamatos vízciklus hatalmas hatással van az éghajlatra és az egész bolygó anyagcseréjére.
Az atmoszféra - a Föld gázhéja, lényegesen különbözik a naprendszer más bolygóinak légkörétől. Eredetileg hidrogénből, vízgőzből, szén-dioxidból, metánból, ammóniából és kis mennyiségű héliumból és neonból állt. A Földön a szén-dioxidot kémiai reakciókkal eltávolították, sziklákkal, folyadékvízzel, majd növények fotoszintézisével. A modern légkör nitrogént (kb. 78%) és oxigént (kb. 20%) tartalmaz. Ezenkívül kis mennyiségű szén-dioxidot, argont, héliumot, hidrogént és ózont tartalmaz a légkörben. A légkör több szintre oszlik: egy földi troposzféra, intenzív függőleges és vízszintes vízmozgással, egy ózonréteggel rendelkező sztratoszféra, egy mezoszféra. ionoszféra és exoszféra (9.5
A troposzférikus légmozgások összessége atmoszférikus keringést jelent. Szezonálisan változó magas és alacsony nyomású zónák latitudinális váltakozása figyelhető meg, és az alacsony és nagynyomású régiókkal összefüggő légköri torzulások ciklonok és anticiklonok.
A három földrajzi terület komplex kölcsönhatása - a légkör, a litoszféra és a hidroszféra (esetleg további külső hatásokkal) - a mély ókorban vezetett egy új geoszféra kialakulásához - a bioszféra. életszférában.
A litoszféra, mint az élet abiotikus alapja. A litoszféra ökológiai funkciói
Amint már említettük, a litoszféra a Föld felső kemény héja, beleértve a földkéreget és a köpeny felső részét, és éles határ nélkül áthalad az alatta lévő asztenoszféra alá. A lithosphere vastagsága különböző adatok szerint 50 és 200 km között van.
A földkéreg sziklái három osztályra oszthatók. különböző eredetűek:
1) igneus sziklák (gránit, bazalt, gabbro, tuf);
2) üledékes kőzetek (kréta, mészkő, dolomit, homok);
3) metamorf kőzetek.
Több mint száz kémiai elem van, de az élő rendszerek alapját csak hat, az organogének nevezik. szén, hidrogén, oxigén, nitrogén, foszfor és kén. A teljes tömegű frakció az organizmusokban 97,4%. Majd 12 elemek vesznek részt egy élettanilag fontos összetevők a biológiai rendszerek: nátrium, kálium, kalcium, magnézium, vas, szilícium, alumínium, klór, réz, cink, kobalt (tömeghányad organizmusokban - 1,6%). Az egyes bioszisztémák munkájában további 20 elem vesz részt, a fennmaradó elemek bioszisztémák kialakításában való részvétele gyakorlatilag nem rögzített.
A Földön a leggyakoribb az oxigén, a szilícium, az alumínium, a vas, a magnézium, a kalcium, a nátrium, a kálium, a nikkel és a szén. Az organogének közül az oxigén és a hidrogén a leggyakoribb. Következésképpen a geokémia nem játszik fontos szerepet a kémiai elemek kiválasztásában a szerves rendszerek kialakításában, sokkal kevésbé bioszisztémákban.
A litoszféra ökológiai funkciói. erőforrás, geodinamikai, geofizikai-geokémiai.
A természeti erőforrások a természet szervezetei és erői, amelyek a termelő erők és tudás ezen szintjén az emberi társadalom igényeinek kielégítésére felhasználhatók az anyagi tevékenységekben való közvetlen részvétel formájában.
Az ásványi anyagok a földkéreg ásványi képződményei, amelyek hatékonyan alkalmazhatók az emberi gazdasági tevékenységekben. A földkéregben lévő ásványi anyagok eloszlása geológiai mintákon alapul. A litoszféra erőforrásai közé tartoznak az üzemanyag, az érc és a nem fémes ásványok, valamint a Föld belső hőjének energiája.
Így a litoszféra teljesíti az emberiség egyik legfontosabb funkcióját - az erőforrásokat - az embert szinte mindenfajta ismert erőforrással látja el.
A forrásfunkció mellett a litoszféra egy másik fontos funkciót is végez - geodinamikus. A Földön folyamatosan folyik a geológiai folyamatok. Az összes geológiai folyamat középpontjában különböző energiaforrások találhatók. A belső folyamatok forrása a radioaktív bomlás és az anyagok Földön belüli gravitációs differenciálódása által okozott hő.
A változatosság a kémiai összetétel és a fiziko-kémiai tulajdonságai a kéreg és litoszféra a következő funkció - geofizikai-geokémiai. Szerint a geológiai és geokémiai adatok, hogy a mélysége 16 km kiszámított átlagos kémiai összetétele a Föld földkéreg: oxigén - 47%, a szilícium - 27,5% alumínium - 8,6%, vas - 5%, kalcium, nátrium, magnézium és kálium - 10 , 5%, az összes többi elem figyelembe veszi a mintegy 1,5%, beleértve a titán - 0,6% szén - 0,1%, réz - 0,01%, ólom - 0,0016% arany - 0 , 0000005%. Nyilvánvaló, hogy az első nyolc elem a földkéreg csaknem 99% -át teszi ki. A litoszféra teljesítése, amely nem kevésbé fontos, mint a korábbiak, a litoszféra gyakorlatilag minden rétegének leghatékonyabb gazdasági felhasználását eredményezi. Különösen a legértékesebb összetétel és a fizikai-kémiai tulajdonságok a földkéreg felső vékony rétege, amely természeti termékenységgel rendelkezik, és amelyet talajnak neveznek.
Mit tanul a geológia?
Mikor alakult a Föld?
Mi a három fő réteg a Föld struktúrájában?
Melyek a legfontosabb átmeneti korszakok a Föld fejlődésének történetében?