Kas ir ģeoloģija?
Ģeoloģija ir dabaszinātnes, kas pēta zemi, no kuras materiāliem tā sastāv, šo materiālu struktūras un procesus, kas uz tiem iedarbojas. Svarīga ģeoloģijas sastāvdaļa ir pētījums par to, kā laika gaitā ir mainījušies sauszemes materiāli, struktūras, procesi un organismi.
Ko dara ģeologi?
Apkopojot, ģeologi atrisina šādas problēmas:
- prognozēt Zemes sistēmu un Visuma uzvedību;
- tādu dabas resursu krājumu meklēšana kā gruntsūdeņi, nafta un metāli;
- augsnes saglabāšana un lauksaimniecības produktivitāte;
- dabas resursu attīstība tādā veidā, kas nekaitē videi;
- ūdens apgādes kvalitātes uzturēšana;
- zaudējumu un īpašuma zaudējumu samazināšana dabas katastrofu rezultātā, piemēram, vulkānu izvirdumi, zemestrīces, plūdi, zemes nogruvumi, viesuļvētras un cunami;
- dabiskās vides ģeoloģiskās kontroles sistēmas izveidošana un cilvēka darbību ietekmes uz to paredzēšana;
- līdzsvara noteikšana starp sabiedrības vajadzībām pēc dabas resursiem un vajadzību uzturēt veselīgas ekosistēmas;
- izpratne par globālajiem klimata modeļiem.
Ko pēta ģeoloģija?
Ģeoloģija ir zinātne, kas pēta cieto Zemi, fosilijas un ieži, no kuriem tā sastāv, kā arī visus procesus, kas ietekmē tās veidošanos un laika gaitā mainās. Bet ģeoloģija neaprobežojas tikai ar zemi - citu planētu, satelītu vai citu debess ķermeņu iežu analīze ir arī tās kompetencē.
Pašreizējā attīstības posmā ģeoloģija aptver daudzas ģeogrāfiskās zinātnes - hidroloģiju, meteoroloģiju, klimatoloģiju un citas -, tāpēc to uzskata par vienu no galvenajām disciplīnām, kas pēta planētu.
Ģeoloģija mēģina uzzināt, kas atrodas uz Zemes virsmas, bet arī to, kas ir paslēpts zem tā, kā arī visus procesus, kas ietekmē šo sarežģīto sistēmu. Zinātne izstrādā metodes, ar kuru palīdzību var noteikt atrasto iežu vecumu un to vēsturi. Apvienojot šos rīkus, ģeologi var saglabāt visas Zemes ģeoloģiskās vēstures hronoloģiju un noteikt arī mūsu planētas vecumu un visas globālās izmaiņas, kas tajā notika.
Pateicoties ģeoloģijai, mēs apzināmies galvenās tektonisko plākšņu kustības, kas notika planētas evolūcijas laikā, dzīves galvenos attīstības posmus un pagātnes klimatiskās zonas, kas valdīja uz Zemes.
Ģeologi izmanto plašu metožu klāstu, lai izprastu planētas struktūru un evolūciju, ieskaitot:
- lauka darbi;
- šķirnes apraksts;
- ģeofizikālās metodes;
- ķīmiskā analīze;
- fiziski eksperimenti;
- matemātiskā modelēšana.
No praktiskā viedokļa ģeoloģijai ir liela nozīme minerālu un ogļūdeņražu resursu izpētē un izmantošanā, ūdens resursu novērtēšanā, dabas apdraudējumu izpratnē, vides problēmu novēršanā un informācijas sniegšanā par pagātnes klimata izmaiņām. Ģeoloģija ir galvenā akadēmiskā disciplīna.
Mineraloģija
Kas ir minerāli?
Minerāls ir ciets ķīmisks savienojums, ko dabā var atrast tīrākajā formā. Minerālus cilvēkiem bieži saista ar klintīm, jo pēdējie sastāv no pirmajiem. Savukārt ieži var sastāvēt no viena vai vairākiem minerāliem. Savienojumi, kas atrodami tikai dzīvos organismos, nepieder pie minerālvielām, kaut arī pastāv vairāki izņēmumi. Tātad, ja mēs runājam, piemēram, par minerāliem, kas ir biogēni (kalcīts) vai organiski (mellitus), tad tie pieder pie minerāliem. Ir arī vērts padomāt, ka dzīvie organismi paši bieži ražo neorganiskus materiālus, kas bieži atrodas klintīs.
Minerālam jāatbilst piecām prasībām:
- jāatrod dabā;
- būt neorganiskam;
- būt cietam;
- ir noteikts ķīmiskais sastāvs;
- Ir sakārtota iekšējā struktūra.
Ģeoloģijā un mineraloģijā termins “minerāls” parasti tiek izmantots, lai apzīmētu minerālu daļiņas: kristāliskus savienojumus ar diezgan precīzi noteiktu ķīmisko sastāvu un specifisku kristālisko struktūru.
Minerālus bez īpašas kristāliskas struktūras, piemēram, opālu vai obsidiānu, pareizi sauc par mineraloīdiem, tas ir, minerāliem līdzīgām vielām. Ja dabā var rasties ķīmisks savienojums ar atšķirīgām kristāliskām struktūrām, tad katra struktūra tiek uzskatīta par atšķirīgu minerālu sugu. Tātad, piemēram, kvarcs un stishovīts ir divi dažādi minerāli, kas sastāv no viena un tā paša savienojuma - silīcija dioksīda.
Klintis
Ieži ir dabiska minerālu un minerālvielām līdzīgu vielu kombinācija, ko sauc par mineraloīdiem. Kad materiāls sacietē vai izkristalizējas no lavas vai magmas, tas ir svešs iezis. Bez tam, dīgļi var kļūt par nogulumieļiem vēja iedarbības un iznīcināšanas dēļ. Pēdējā posmā ieži siltuma un spiediena ietekmē maina minerālu saturu un kļūst metamorfi. Bet aplis no trešā pakāpiena var atkal tikt pāri, ja akmens atkal sāk izkausēt.
Lielākā daļa ģeoloģijas pētījumu ir saistīti ar iežu izpēti, jo tieši viņi nes visu Zemes vēsturi.
Akmeņu veidi
Ir trīs galvenie veidi:
- svešs;
- nogulumiežu;
- metamorphic.
Savukārt katras šķirnes struktūrā ir noteikti minerāli. Katram minerālam ir noteiktas fizikālās īpašības, un, lai noteiktu katru no tiem, ir daudz testu.
Paraugus var pārbaudīt:
- mirdzums: no minerāla virsmas atstarotās gaismas kvalitāte;
- krāsa: pamatā katram minerālam ir raksturīga krāsa, kas ir orientēta diagnostikas laikā, bet piemaisījumi var mainīt vielas izskatu;
- svītras: veic, saskrāpējot paraugu uz porcelāna plāksnes. Sloksnes krāsa var palīdzēt nosaukt minerālu;
- cietība: minerāla izturība pret skrāpējumiem;
- lūzuma shēma: minerālam var būt plaisa vai šķelšanās, pirmais variants ir sprauga nelīdzenās virsmās, bet otrais - sprauga pa cieši izvietotām paralēlām plaknēm;
- īpatnējais svars: noteikta minerāla tilpuma svars;
- šņāc: sālsskābe jāiepilina minerālā, lai pārbaudītu šņākšanu;
- magnētisms: magnēta izmantošana magnētisma pārbaudei;
- garša: minerāliem var būt raksturīga garša, piemēram, tas garšo kā galda sāls;
- Smarža: Minerāliem var būt raksturīga smaka. Piemēram, sērs smaržo pēc sapuvušām olām;
Fosilijas
Fosils ir organiskā materiāla fosilizācijas procesa rezultāts. Šo pārakmeņošanos izraisa permineralizācijas un diaģenēzes process. Tā rezultātā laika gaitā organiskais materiāls tiek aizstāts ar minerāliem. Labs pārakmeņošanās piemērs ir pārakmeņojies koks. Ar permineralizāciju sākotnējā šūnu struktūra pārakmeņojas, un ar diaģenēzi ķermeņa šūnu struktūra tiek zaudēta.
Par fosiliju var kļūt jebkurš organisms, sākot no baktērijām un beidzot ar mugurkaulniekiem. Pateicoties šai parādībai, ģeologi var iegūt spilgtus pierādījumus par iepriekšējo dzīvi uz mūsu planētas. Balstoties uz izrakumiem un atklātajiem minerāliem, zinātnieki varēja izpētīt dzīvības veidošanos pirms miljoniem gadu.
Atvieglojums
Reljefs ir zemes virsmas iezīme, kas ir reljefa daļa. Kalni, kalni, plakankalni un līdzenumi ir četras galvenās reljefa formas. Nelieli veidi ir ielejas, kanjoni, ielejas un baseini.
Tektonisko plākšņu kustība zem Zemes var ietekmēt un radīt jaunas zemes formas, paceļot kalnus un veidojot pakalnus.Ūdens un vēja izraisītā erozija var nolietot zemi un radīt reljefus, piemēram, ielejas un kanjonus. Abi procesi notiek ilgā laika posmā, dažreiz šādas parādības var aizņemt miljoniem gadu.
Patiesībā Kolorado upe prasīja 6 miljonus gadu, lai izveidotu Lielo kanjonu ASV Arizonas štatā. Lielā kanjona garums ir 446 kilometri.
Augstākais reljefs uz Zemes ir kalns: Everesta kalns, kas atrodas Nepālā. Tā augstums ir 8 850 metri virs jūras līmeņa. Šī ir daļa no Himalajiem, kas atrodas vairākās Āzijas valstīs.
Reljefs parādās arī zem ūdens kalnu grēdu un baseinu veidā jūras gultnē. Marianas tranšeja, dziļākais reljefa veids uz Zemes, atrodas Klusā okeāna dienvidu daļā.
Ģeoloģiskie procesi
Ģeoloģiskie procesi ir dinamiski procesi, kas ietekmē reljefu un kopumā Zemes virsmu. Galvenie ģeoloģiskie procesi ir:
- laika apstākļi;
- erozija;
- plākšņu tektonika.
Šie procesi dažos gadījumos var būt destruktīvi, bet citos - konstruktīvi.
Erozija
Erozija ir dabisks process, kas visbiežāk notiek tāpēc, ka vienā vietā ieži un augsne izbalē un pārvietojas uz citu. Šāda parādība var nolietot un iznīcināt kalnus, piepildīt līdzenumus, izveidot un izdzēst upes no Zemes virsmas. Bet šādi procesi notiek jau daudzus tūkstošus gadu. Lai gan ir vērts atzīmēt, ka eroziju var paātrināt tāda cilvēka darbība, kurš ar savām darbībām - lauksaimniecību vai ieguvi - negatīvi ietekmē vidi.
Laikapstākļi
Laika apstākļu ietekmē notiek process, kas vēja un ūdens ietekmē iznīcina esošo zemes reljefu. Laika apstākļu ietekmē tiek iznīcināti iežu augšējie slāņi. Daži no šiem procesiem ir mehāniski, piemēram, izplešanās un saraušanās, ko izraisa pēkšņas lielas temperatūras izmaiņas, ūdens sasalšanas stiepes spēks plaisās, augu sakņu izraisīta šķelšanās un tekoša ūdens iedarbība. Tātad ceļiem ir nepieciešams pastāvīgs remonts rudenī un pavasarī, jo ūdens, kas nokļūst iekšā, var vienkārši iznīcināt asfaltu - tas pats notiek ar kalniem.
Plākšņu tektonika
Plākšņu tektonika ir viena no zinātnieku teorijām attiecībā uz zemes reljefa formu. Eksperti norāda, ka Zemes virsma sastāv no 12 kustīgām plāksnēm. Daži no šiem plāksnēm neatbilst kontinenta robežām, un daži ietver gan kontinentu teritorijas, gan okeānus. Visi no tiem ir dažādu formu un izmēru un atrodas pastāvīgā kustībā un pārvietojas no 1,3 līdz 10 centimetriem gadā. Tektoniskā aktivitāte notiek uz plākšņu robežām, kur tās saduras viena ar otru, tādējādi izraisot zemestrīces vai izveidojot kalnus un pakalnus.
Pastāv dažādi ģeoloģiski procesi, kas ir ārkārtīgi bīstami pasaules iedzīvotājiem:
- Vulkāniskie izvirdumi;
- cunami;
- klimata izmaiņas;
- plūdi;
- kosmosa efekti utt.
Ja jūs pētāt šādas parādības un izprotat to būtību, tad jūs varat aizsargāt daudzus cilvēkus.
Zemes ģeoloģiskā vēsture
Zemes ģeoloģiskā vēsture ir kontinentu, okeānu, atmosfēras un biosfēras evolūcija. Iežu slāņi uz Zemes virsmas satur pierādījumus par evolūcijas procesiem, kuros notiek šie Zemes vides komponenti. Katra ģeoloģiskā procesa atbalsis tiek saglabāts milzīgā informācijas krātuvē - klintis, kas, tāpat kā mācību grāmata, ir atvērti lasīšanai un sniegs zināšanas kādam, kas tos var lasīt. Pateicoties ģeologu centībai, mums ir diezgan detalizēts priekšstats par mūsu mājas planētas vēsturi pirms miljoniem gadu.
Ģeoloģijas loma
Tāpat kā jebkura cita zinātne, arī ģeoloģija ir radīta, lai izdarītu jaunus atklājumus un uzzinātu daudz vairāk par apkārtējo pasauli.Šajā disciplīnā tiek apskatītas mūsdienu cilvēces vissvarīgākās problēmas - ieskaitot jaunu enerģijas avotu meklēšanu, tā racionālu izmantošanu, klimata izmaiņas, dabas draudus, cilvēka ietekmi uz vidi, vides izmaiņas cilvēkiem, ūdens un minerālu resursu pārvaldību.
Pētot šos jautājumus, ģeologi kopā ar citiem zinātniekiem var paredzēt Zemes nākotni un izpētīt visas iespējamās izmaiņas. Galvenais piemērs ir klimata pārmaiņu analīze un tas, kā sabiedrībai jāmainās, lai uzlabotu Zemes nākotni. Pārejot no fosilā kurināmā uz ģeotermisko enerģiju un citiem atjaunojamiem avotiem, mēs varam samazināt oglekļa emisijas un ievērojami mazināt globālās sasilšanas ietekmi.