СТРОЕНИЕ НАШЕЙ ГАЛАКТИКИ

А.Г.Иванов

 

Геология

 

Конспект лекций

 

Издательство

Пермского национального исследовательского

политехнического университета

Раздел 1 (мод. 1). ГЕОЛОГИЯ И ЕЕ СВЯЗЬ С ДРУГИМИ НАУКАМИ

 

Лекция 1. Введение

Вопросы лекции:

1. Связь геологии и литологии с другими науками.

2. Краткая история геологии и литологии.

 

Геология –наука о Земле (греч. Ge - Земля, logos –учение). В недалёком прошлом, до конца 19 века, геология представляла единую науку о происхождении Земли и её твердых наружных оболочек, их составе, историческом развитии, внутреннем строении и об органическом мире. Громадный интерес к Земле, связанный с необходимостью поисков сырья для бурно развивающейся промышленности, привёл к быстрому росту геологических знаний. В геологии стали обособляться, а затем превратились в самостоятельные науки разделы о составе Земли, её истории, рельефе, органическом мире и другие. Перечислим эти науки.

Литология – наука о составе, структуре, текстуре и происхождении осадочных пород. Современная литология состоит из трёх частей. Первая – охватывает методы и приёмы полевых и лабораторных исследований. Вторая – в объёме петрографии осадочных горных пород изучает минеральный и химический состав, структуру и текстуру пород. Третья часть, седиментологическая, анализирует общий ход и закономерности осадочного процесса.

Геохимия – наука о химическом составе Земли, законах распространенности и распределения в ней химических элементов и их миграция.

Минералогия –наука о минералах, химических соединениях элементов, образующих основу твёрдой оболочки Земли.

Кристаллография– наука о кристаллической форме минералов. Эта наука неразрывно связана с минералогией.

Петрография – наука, которая изучает горные породы, образовавшиеся в геологических процессах внутри Земли.

Геофизика –наука о физических свойствах Земли и веществ, их которых она состоит.

Инженерная геология –отрасль геологии, изучающая физические свойства горных пород в связи с инженерной деятельностью человека.

Геология полезных ископаемых –раздел геологии, изучающий условия образования и закономерности распространения месторождений полезных ископаемых.

Гидрогеология –наука о подземных водах, их качестве, распространении, передвижениях и местах возможной добычи.

Геотектоника –наука о строении, движениях деформациях и развитии твёрдых наружных оболочек Земли в связи с её развитием в целом.

Структурная геология -наука о формах залегания горных работ, причинах их возникновения и истории развития.

Палеонтология –наука, изучающая по ископаемым остаткам животный и растительный мир прошлых геологических эпох.

Все перечисленные геологические науки теснейшим образом связаны с естественными – химией, физикой, биологией и математикой.

 

КРАТКАЯ ИСТОРИЯ ГЕОЛОГИИ

Многовековая история геологии началась вместе с появление человека.

Первые понятия о геологии возникли в глубокой древности, с тех пор когда человек впервые взял в руки камень, сделал первый каменный топор, наконечник к метательному оружию…

Несмотря на то, что геология была вначале своего пути, уже тогда определились направления во взглядах на развитие Земли.

1. Катастрофизм– система взглядов, по которым развитие Земли представляет ряд катастроф. Это извержение вулканов, землетрясения, падение метеоритов, наводнения – всё это главные события, которые меняют облик Земли.

2. Нептунизм – (Нептун – бог моря древних греков) – учение, по которому всё на Земле образовалось из воды.

3. Плутонизм– (Плутон в греческой мифологии – бог подземного царства) - направление во взглядах на развитие Земли, связанное исключительно с её недрами.

Однако временем возникновения геологии как науки принято считать вторую половину 18 века – период зарождения и бурного развития горнодобывающей промышленности.

В России это выразилось в интенсивном накоплении геологических знаний прикладного значения по месторождениям железных и медных руд, серебро-свинцовых месторождений на Урале, Алтае и в Забайкалье, самородной серы на Украине, цветных камней на Урале.

Основоположником обобщения геологических знаний в России стал М. Ломоносов, а в Западной Европе – Д. Геттон и А.Г. Вернер.

М. Ломоносов, обобщая разрозненные знания по минералогии, горному делу, физики и химии природных явлений выдвинул идеи формирования земной поверхности за счёт взаимодействия внутренних и внешних сил, рассчитал мощность земной коры, объяснил происхождение минералов и горных пород.

Наблюдения за палеонтологическими остатками в коллекциях, поступивших с территории Европейской России позволили заложить основы метода актуализма (все явления прошлого протекали так же, как протекают аналогичные явления сейчас) «О слоях земных». В этой работе он заложил основные идеи эволюционной теории, которые позднее были развиты английским учёным Ч. Лайелем. Великий М.Ломоносов своими трудами заложил фундамент геологического учения, на котором в дальнейшем росло здание геологической науки.

Академические исследования впервые выявили первостепенную роль тщательных полевых исследований. Таким образом, был решён в пользу «плутонистов» спор о первопричине геологических процессов. На отрицании идей «катастрофистов» геологи-эволюционоисты на рубеже 18-19 веков подготовили почву для развития исторической и динамической геологии.

Российский академик П.С. Паллас, саксонец А.Г. Вернер, немецкий учёный Л. Бух, англичанин Р.И. Мурчисон в результате сбора и анализа большого количества материала к 1850 году создали предпосылки для возникновения науки геотектоники.Учение о «мобильных» геосинклиналях и «стабильных» платформах развивалось в то время Дж.Холлом, Дж. Дэном, А.П. Карпинским и др.

В это же время в геологии широкое применение находят методы физики, оптики, математики.

Г.Сорби и Г.Розенбуш применили оптический микроскоп для изучения горных пород. Е.С. Фёдоров изобрёл универсальный столик для измерения оптических свойств минералов. Д. Пратт и Дж. Эри положили начало использованию геофизических данных. Они разработали теорию изостазии (1855), согласно которой земная кора почти повсюду находится в гравитационном равновесии.

Успехи геологического картирования во второй половине 19 века создали предпосылки для геологических обобщений по отдельным районам , странам и континентам. В 1875 году была создана международная организация геологов – Международный геологический конгресс (МГК), где на сессиях обсуждались итоги геологического исследования, разрабатывались принципы международного сотрудничества по унификации геологических карт, номенклатуре горных пород, стратиграфических подразделений и др.

В России 1882 году был создан Геологический комитет, планирующий и руководивший геологическими исследованиями на территории России. Возглавлял этот комитет А.П. Карпинский.

С именем И. Мушкетова связаны исследования Средней Азии. В.А. Обручев изучал Центральную Азию и Восточную Сибирь. Значительное место в изучении геохимии, систематизации минералов занимают такие известные учёные, как А.Е. Ферсман и В.И. Вернадский.

Огромное значение в истории геологии нефти и газа имеют работы И.М. Губкина. Им была дана положительная оценка перспектив нефтегазоносности Северного Кавказа, Урало-Поволжья и Западной Сибири.

Международные геологические конгрессы 1937 и 1984 годов в СССР свидетельствуют о росте авторитета Советской геологической науки.

Большую роль в геологических исследованиях сыграли Виноградов, Хаин, Страхов, Шатский и другие учёные.

 

Контрольные вопросы:

1. Перечислить основные направления во взглядах на развитие Земли.

2. В каком году была создана международная организация геологов – Международный геологический конгресс (МГК)?

3. В каком году в России был создан Геологический комитет?

 

Лекция 2. СТРОЕНИЕ И ПРОИСХОЖДЕНИЕ ВСЕЛЕННОЙ.

СТРОЕНИЕ НАШЕЙ ГАЛАКТИКИ

Вопросы к лекции:

1. Образование Вселенной.

2. Химический состав Вселенной.

3. Земля как планета солнечной системы.

4. Форма и размер Земли.

5. Строение Земли. Земная поверхность.

6. Методы изучения внутреннего строения Земли.

7. Внешние и внутренние геосферы Земли.

8. Возникновение земной коры.

Объектом изучения геологии является планета Земля. Для изучения её необходимы знания и о других планетах, звёздах, галактиках, так как все они находятся в определённом взаимодействии начиная с момента их появления во Вселенной. Поэтому наша планета представляет собой лишь частицу космического пространства.

ОБРАЗОВАНИЕ ВСЕЛЕННОЙ

Вселенная возникла около 18-20 млрд. лет назад. До этого времени всё её вещество находилось в условиях больших температур и плотностей, которые современная физика не в состоянии описать. Такое состояние вещества называется «сингулярным». Теория расширяющейся Вселенной, или «Большого Взрыва», впервые была создана в России А.А. Фридманом в 1922 году. Суть теории: вещество, находящееся в сингулярном состоянии, подверглось внезапному расширению, которое в общих чертах можно уподобить взрыву. Вечно возникающий вопрос « А что же было до Большого взрыва», по мнению английского физика С. Хогинса, носит метафизический характер. Предыдущее состояние никак впоследствии не отразилось на нынешней Вселенной.