"גיאולוגיה היא דרך חיים", סביר שגיאולוג יאמר כשנשאל על מקצועו, לפני שהוא עובר לניסוחים יבשים ומשעממים, ומסביר שגיאולוגיה היא מדע המבנה וההרכב של כדור הארץ, על תולדות הולדתו, היווצרותו ודפוסי התפתחותו, על העושר ה"משוער" שבעבר היה אינספור, והיום, למרבה הצער, של מעיו. כוכבי לכת אחרים במערכת השמש הם גם מושא למחקר גיאולוגי.
התיאור של מדע מסוים מתחיל לעתים קרובות בהיסטוריה של מקורו והיווצרותו, תוך שוכח שהנרטיב מלא במונחים והגדרות בלתי מובנים, אז עדיף קודם כל להגיע לנקודה.
שלבי מחקר גיאולוגי
הסכמה הכללית ביותר של רצף המחקר שלתוכה ניתן "לסחוט" את כל העבודה הגיאולוגית שמטרתה לזהות מרבצי מינרלים(להלן MPO), במהותו, הוא כדלקמן: סקר גיאולוגי (מיפוי מחשופי סלעים ותצורות גיאולוגיות), חיפוש, חיפושים, חישוב עתודות, דוח גיאולוגי. ירי, חיפוש וסיור, בתורם, מחולקים באופן טבעי לשלבים בהתאם להיקף העבודה ובהתחשב בכדאיותם.
כדי לבצע קומפלקס כזה של עבודות, מעורב צבא שלם של מומחים מהמגוון הרחב ביותר של התמחויות גיאולוגיות, שגיאולוג אמיתי חייב לשלוט בהם הרבה יותר מאשר ברמה של "קצת מהכל", כי הוא עומד בפני המשימה לסכם את כל המידע הרב-תכליתי הזה ובסופו של דבר להגיע לגילוי של מרבץ (או לעשות אותו), שכן גיאולוגיה היא מדע החוקר את בטן כדור הארץ בעיקר לצורך פיתוח משאבי מינרלים.
משפחת מדעי הגיאולוגיה
כמו מדעי הטבע אחרים (פיזיקה, ביולוגיה, כימיה, גיאוגרפיה וכו'), גיאולוגיה היא קומפלקס של דיסציפלינות מדעיות הקשורות זו בזו ושזורה זו בזו.
המקצועות הגיאולוגיים כוללים ישירות גיאולוגיה כללית ואזורית, מינרלוגיה, טקטוניקה, גיאומורפולוגיה, גיאוכימיה, ליתולוגיה, פליאונטולוגיה, פטרולוגיה, פטרוגרפיה, גמולוגיה, סטרטיגרפיה, גיאולוגיה היסטורית, קריסטלוגרפיה, הידרוגיאולוגיה, גיאולוגיה ימית, וולקנולוגיה וסדימנטולוגיה.
מדעים יישומיים, מתודולוגיים, טכניים, כלכליים ואחרים הקשורים לגיאולוגיה כוללים גיאולוגיה הנדסית, סייסמולוגיה, פטרופיסיקה, גליציולוגיה, גיאוגרפיה, גיאולוגיהמינרלים, גיאופיזיקה, מדעי הקרקע, גיאודזיה, אוקיאנוגרפיה, אוקיינוסולוגיה, גיאוסטטיסטיקה, גיאוטכנולוגיה, גיאואינפורמטיקה, גיאוטכנולוגיה, קדסטר וניטור קרקע, ניהול קרקע, אקלימטולוגיה, קרטוגרפיה, מטאורולוגיה ומספר מדעי האטמוספירה.
"טהורה", גאולוגיה שדה עדיין תיאורית, מה שמטיל אחריות מוסרית ואתית מסוימת על המבצע, כך שגיאולוגיה, לאחר שפיתחה שפה משלה, כמו מדעים אחרים, לא יכולה להסתדר בלי פילולוגיה, לוגיקה ואתיקה.
מכיוון שמסלולי חיפוש וחיפוש, במיוחד באזורים שקשה להגיע אליהם, היא עבודה כמעט ללא פיקוח, גיאולוג תמיד מתפתה לשיפוטים או מסקנות סובייקטיביות, אך מוצגות היטב ויפה, וזה, למרבה הצער, קורה. "אי דיוקים" בלתי מזיקים עלולים להוביל לתוצאות חמורות מאוד הן במונחים מדעיים והן במונחים חומריים וכלכליים, כך שלגיאולוג פשוט אין זכות להטעיה, עיוות וטעות, כמו חבלן או מנתח.
עמוד השדרה של מדעי הגיאו מובנה בסדרה היררכית (גיאוכימיה, מינרלוגיה, קריסטלוגרפיה, פטרולוגיה, ליתולוגיה, פליאונטולוגיה וגיאולוגיה ממש, כולל טקטוניקה, סטרטיגרפיה וגיאולוגיה היסטורית), המשקפת את הכפיפותם של אובייקטי מחקר מורכבים יותר ברציפות. מאטומים ומולקולות לכדור הארץ כולו.
כל אחד מהמדעים הללו מסועף באופן נרחב בכיוונים שונים, כמו גם הגיאולוגיה עצמה כוללת טקטוניקה, סטרטיגרפיה וגיאולוגיה היסטורית.
Geochemistry
בשדה הראייה של המדע הזהטמונות בבעיות התפלגות היסודות באטמוספירה, ההידרוספירה והליתוספירה.
גיאוכימיה מודרנית היא קומפלקס של דיסציפלינות מדעיות, כולל גיאוכימיה אזורית, ביוגיאוכימיה ושיטות גיאוכימיות לחיפוש מרבצי מינרלים. נושא הלימוד של כל הדיסציפלינות הללו הם חוקי נדידת היסודות, התנאים לריכוזם, הפרדתם והצבתם מחדש, וכן תהליכי האבולוציה של צורות מציאת כל יסוד או אסוציאציות מכמה, דומות במיוחד במאפיינים.
הגיאוכימיה מבוססת על התכונות והמבנה של האטום והחומר הגבישי, על נתונים על פרמטרים תרמודינמיים המאפיינים חלק מקרום כדור הארץ או קונכיות בודדות, וכן על תבניות כלליות שנוצרות על ידי תהליכים תרמודינמיים.
המשימה הישירה של מחקר גיאוכימי בגיאולוגיה היא זיהוי MPO, לכן, עבודת חיפוש אחר מינרלים עפרות קודמת ומלווה בהכרח בסקרים גיאוכימיים, שתוצאותיהם משמשות לזיהוי אזורי פיזור של הרכיב השימושי.
מינרולוגיה
אחד הקטעים העיקריים והעתיקים ביותר של מדע הגיאולוגיה, החוקר את העולם העצום, היפה, המעניין והמסתורי בצורה יוצאת דופן של מינרלים. מחקרים מינרלוגים, שמטרותיהם, היעדים והשיטות שלהם תלויות במשימות ספציפיות, מבוצעים בכל שלבי החיפוש והחקירה הגיאולוגית וכוללים מגוון רחב של שיטות, החל מהערכה חזותית של הרכב המינרלים ועד למיקרוסקופ אלקטרוני ואבחון של עקיפה בקרני רנטגן..
מופעלשלבי סקר, חיפוש וחקירה של MPO, מחקרים מבוצעים על מנת להבהיר את קריטריוני החיפוש המינרלוגיים והערכה ראשונית של המשמעות המעשית של מרבצים פוטנציאליים.
במהלך שלב החקר של העבודה הגיאולוגית וכאשר מעריכים את המאגרים של עפרות או חומרי גלם לא מתכתיים, הרכב המינרלים הכמותי והאיכותי המלא שלו נקבע עם זיהוי של זיהומים שימושיים ומזיקים, שהנתונים שלהם נלקחים לקחת בחשבון בעת בחירת טכנולוגיית עיבוד או מסקנה לגבי איכות חומרי הגלם.
בנוסף למחקר מקיף של הרכב הסלעים, המשימות העיקריות של המינרלוגיה הן חקר דפוסי השילוב של מינרלים באסוציאציות טבעיות ושיפור עקרונות השיטתיות של מיני מינרלים.
קריסטלוגרפיה
פעם הקריסטלוגרפיה נחשבה לחלק מהמינרלוגיה, והקשר ההדוק ביניהן טבעי ומובן מאליו, אבל כיום זהו מדע עצמאי עם נושא משלו ושיטות מחקר משלו. משימות הקריסטלוגרפיה מורכבות ממחקר מקיף של המבנה, התכונות הפיזיקליות והאופטיות של גבישים, תהליכי היווצרותם ותכונות האינטראקציה עם הסביבה, כמו גם שינויים המתרחשים בהשפעת השפעות בעלות אופי שונות.
מדע הגבישים מתחלק לקריסטלוגרפיה פיזיקלית וכימית, החוקרת את דפוסי היווצרותם וצמיחתם של גבישים, התנהגותם בתנאים שונים בהתאם לצורה ולמבנה, וקריסטלוגרפיה גיאומטרית, הנושאשהם החוקים הגיאומטריים השולטים בצורתם ובסימטריה של גבישים.
Tectonics
טקטוניקה היא אחד מענפי הליבה של הגיאולוגיה, החוקרת את מבנה קרום כדור הארץ במונחים מבניים, את תכונות היווצרותו והתפתחותו על רקע תנועות בקנה מידה שונה, עיוותים, תקלות ונקעים הנגרמים על ידי תהליכים עמוקים.
Tectonics מחולקת לענפים אזוריים, מבניים (מורפולוגיים), היסטוריים ויישומיים.
הכיוון האזורי פועל עם מבנים כמו פלטפורמות, לוחות, מגנים, אזורים מקופלים, שקעים בים ואוקיינוס, תקלות טרנספורמציה, אזורי בקע וכו'.
דוגמה היא התוכנית המבנית-טקטונית האזורית המאפיינת את הגיאולוגיה של רוסיה. החלק האירופי של המדינה ממוקם על הרציף המזרח-אירופי, המורכב מסלעים קדמוניים ומטמורפיים. השטח בין אוראל ליניסיי ממוקם על הרציף הסיבירי המערבי. הרציף הסיבירי (הרמה הסיבירית התיכונה) משתרע מה-Yenisei ועד ללנה. אזורים מקופלים מיוצגים על ידי החגורות המקופלות האורל-מונגוליות, האוקיינוס השקט וים תיכוניות.
טקטוניקה מורפולוגית חוקרת מבנים בסדר נמוך יותר בהשוואה לטקטוניקה אזורית.
גיאוטקטוניקה היסטורית עוסקת בהיסטוריה של המקור וההיווצרות של הסוגים העיקריים של צורות מבניות של אוקיינוסים ויבשות.
הכיוון המיושם של הטקטוניקה קשור לזיהוי של דפוסיםמיקום של סוגים שונים של MPO בקשר לסוגים מסוימים של מבנים מורפו ומאפיינים של פיתוחם.
במובן הגיאולוגי ה"מסחרי", תקלות בקרום כדור הארץ נחשבות כערוצי אספקת עפרות וגורמים לשליטה בעפרות.
פליאונטולוגיה
פירושו המילולי "מדע היצורים העתיקים", הפליאונטולוגיה חוקרת אורגניזמים מאובנים, שרידיהם ועקבותיהם של פעילות חיונית, בעיקר לנתיחה סטרטיגרפית של סלעי קרום כדור הארץ. כשירות הפליאונטולוגיה כוללת את המשימה של שחזור תמונה המשקפת את תהליך האבולוציה הביולוגית על בסיס נתונים המתקבלים כתוצאה משחזור המראה, התכונות הביולוגיות, שיטות הרבייה והתזונה של אורגניזמים עתיקים.
לפי סימנים ברורים למדי, הפליאונטולוגיה מחולקת לפליאוזוולוגיה ופליאובוטניה.
אורגניזמים רגישים לשינויים בפרמטרים הפיזיקליים והכימיים של בית הגידול שלהם, ולכן הם אינדיקטורים אמינים לתנאים שבהם נוצרו סלעים. מכאן הקשר ההדוק בין גיאולוגיה לפליאונטולוגיה.
בהתבסס על מחקרים פליאונטולוגיים, יחד עם תוצאות קביעת הגיל המוחלט של תצורות גיאולוגיות, חובר סולם גיאוקרונולוגי שבו ההיסטוריה של כדור הארץ מחולקת לעידנים גיאולוגיים (ארכאים, פרוטרוזואיון, פליאוזואיקון, מזוזואיקון ו קנוזואיקון). תקופות מחולקות לתקופות, ואלו, בתורן, מחולקות לתקופות.
אנו חיים בעידן הפלייסטוקן (לפני 20 אלף שנה ועד היום) של התקופה הרבעונית, שהחלה כמיליוןלפני שנים.
פטרוגרפיה
החקר של הרכב המינרלים של סלעים מאתיים, מטמורפיים ומשקעים, המאפיינים המרקמים והמבניים שלהם ויצירתם מתבצע באמצעות פטרוגרפיה (פטרולוגיה). המחקר מתבצע באמצעות מיקרוסקופ מקטב באלומות האור המקוטב המועבר. לשם כך, לוחות (חתכים) דקים (0.03-0.02 מ מ) נחתכים מדגימות סלע, ואז מודבקות לצלחת זכוכית עם בלסם קנדי (המאפיינים האופטיים של שרף זה קרובים לאלו של זכוכית).
המינרלים הופכים שקופים (רובם), והתכונות האופטיות שלהם משמשות לזיהוי מינרלים והסלעים המרכיבים אותם. דפוסי ההפרעות בחתך דק דומים לתבניות בקליידוסקופ.
מקום מיוחד במחזור של מדעי הגיאולוגיה תופס על ידי פטרוגרפיה של סלעי משקע. המשמעות התיאורטית והמעשית הגדולה שלו נובעת מהעובדה שנושא המחקר הם משקעים (מאובנים) מודרניים ועתיקים, התופסים כ-70% משטח כדור הארץ.
גיאולוגיה הנדסית
גיאולוגיה הנדסית היא המדע של אותם מאפיינים של הרכב, תכונות פיזיקליות וכימיות, היווצרות, התרחשות ודינמיקה של האופקים העליונים של קרום כדור הארץ, הקשורים לפעילויות כלכליות, בעיקר הנדסיות ובנייה אנושיות.
סקרים הנדסיים וגיאולוגיים מכוונים לביצוע הערכה מקיפה ומקיפה של גורמים גיאולוגיים הנגרמים מפעילות אנושית בשילוב עם תהליכים גיאולוגיים טבעיים.
אם נזכיר שבהתאם לשיטת המנחה, מדעי הטבע מחולקים לתיאורים ומדויקים, אז הגיאולוגיה ההנדסית, כמובן, שייכת לאחרון, בניגוד לרבים מ"חבריה בחנות".
גיאולוגיה ימית
זה יהיה לא הוגן להתעלם מהחלק העצום של הגיאולוגיה החוקר את המבנה הגיאולוגי ואת המאפיינים של התפתחות קרום כדור הארץ, המהווה את קרקעית האוקיינוסים והימים. אם נעקוב אחר ההגדרה הקצרה והמרווחת ביותר המאפיינת את הגיאולוגיה (חקר כדור הארץ), אז הגיאולוגיה הימית היא מדע קרקעית הים (האוקיינוס), המכסה את כל ענפי "העץ הגיאולוגי" (טקטוניקה, פטרוגרפיה, ליתולוגיה, גיאולוגיה היסטורית ורבעונית, פליאוגאוגרפיה, סטרטיגרפיה, גיאומורפולוגיה, גיאוכימיה, גיאופיזיקה, תורת המינרלים וכו').
המחקר בים ובאוקיינוסים מתבצע מספינות מאובזרות במיוחד, אסדות קידוח צפות ופונטונים (על המדף). לצורך הדגימה, בנוסף לקידוח, נעשה שימוש בחפירות, תפסנים מסוג צדפה וצינורות ישרים. בעזרת כלי רכב אוטונומיים ונגררים, מתבצעים סקרי צילום, טלוויזיה, סיסמיים, מגנומטרים וגיאוגרפיים דיסקרטיים ורציפים.
בתקופתנו, בעיות רבות של המדע המודרני עדיין לא נפתרו, ואלה כוללות את התעלומות הבלתי פתורות של האוקיינוס והפנים שלו. גיאולוגיה ימית זוכה לכבוד לא רק למען המדע של "להבהיר את הסוד", אלא גם לפתח את משאבי המינרלים העצומים של האוקיינוס העולמי.
תאורטי בסיסיהמשימה של הענף הימי המודרני של הגיאולוגיה היא ללמוד את ההיסטוריה של התפתחות הקרום האוקיינוס ולזהות את הדפוסים העיקריים של המבנה הגיאולוגי שלו.
גיאולוגיה היסטורית היא מדע דפוסי ההתפתחות של קרום כדור הארץ ושל כדור הארץ בכללותו בעבר הניתן לצפייה היסטורית מרגע היווצרותו ועד היום. חקר ההיסטוריה של היווצרות מבנה הליתוספירה חשוב מכיוון שהשינויים הטקטוניים והעיוותים המתרחשים בה הם הגורמים החשובים ביותר הקובעים את רוב השינויים שחלו על פני כדור הארץ בתקופות גיאולוגיות קודמות.
עכשיו, כשיש לנו הבנה כללית של הגיאולוגיה, אנחנו יכולים לפנות למקורותיה.
טיול אל ההיסטוריה של מדעי כדור הארץ
קשה לומר כמה רחוק אחורה ההיסטוריה של הגיאולוגיה חוזרת אלפי שנים אחורה, אבל הניאנדרטלי כבר ידע ממה להכין סכין או גרזן, באמצעות צור או אובסידיאן (זכוכית וולקנית).
מימי האדם הקדמון ועד אמצע המאה ה-18, נמשך השלב הקדם-מדעי של הצטברות ויצירת ידע גיאולוגי, בעיקר על עפרות מתכת, אבני בנייה, מלחים ומים תת-קרקעיים. סלעים, מינרלים ותהליכים גיאולוגיים בפרשנות של אז כבר נדונו בימי קדם.
במאה ה-13, הכרייה התפתחה במדינות אסיה והיסודות של ידע הכרייה צצו.
בתקופת הרנסנס (מאות XV-XVI) התבסס הרעיון ההליוצנטרי של העולם (J. Bruno, G. Galileo, N. Copernicus), הרעיונות הגיאולוגיים של נ. סטנון, ליאונרדו דה וינצ'י ו ג.באואר נולדו, וגםהמושגים הקוסמוגוניים של ר' דקארט וג' לייבניץ מנוסחים.
במהלך היווצרות הגיאולוגיה כמדע (מאות XVIII-XIX), הופיעו ההשערות הקוסמוגוניות של פ. לפלס ו-I. Kant והרעיונות הגיאולוגיים של M. V. Lomonosov, J. Buffon. סטרטיגרפיה (I. Lehmann, G. Fuchsel) ופליאונטולוגיה (J. B. Lamarck, W. Smith) נולדו, קריסטלוגרפיה (R. J. Gayuy, M. V. Lomonosov), מינרלוגיה (I. Ya. Berzelius, A. Kronstedt, V. M. Severgin, K. F. Moos and אחרים), מתחיל מיפוי גיאולוגי.
במהלך תקופה זו נוצרו האגודות הגיאולוגיות הראשונות וסקרים גיאולוגיים לאומיים.
מהמחצית השנייה של המאה ה-19 ועד תחילת המאה ה-20, האירועים המשמעותיים ביותר היו התצפיות הגיאולוגיות של צ'ארלס דרווין, יצירת תורת הפלטפורמות והגיאו-סינקלינים, הופעת הפלאוגאוגרפיה, התפתחות פטרוגרפיה אינסטרומנטלית, מינרלוגיה גנטית ותיאורטית, הופעת המושגים של מאגמה ותיאוריית מרבצי העפר. גיאולוגיית הנפט החלה לצוץ והגיאופיזיקה (מגנטומטריה, גרבימטריה, סיסמולוגיה וסיסמולוגיה) החלה לצבור תאוצה. בשנת 1882 נוסדה הוועדה הגיאולוגית של רוסיה.
התקופה המודרנית בהתפתחות הגיאולוגיה החלה באמצע המאה ה-20, כאשר מדעי כדור הארץ אימצו טכנולוגיית מחשבים ורכשו מכשירי מעבדה, כלים ואמצעים טכניים חדשים, שאפשרו להתחיל את המחקר הגיאולוגי והגיאופיזי של האוקיינוסים וכוכבי הלכת הסמוכים.
ההישגים המדעיים הבולטים ביותר היו תיאוריית האיזור המטסומטי מאת D. S. Korzhinsky, תיאוריית המטמורפיזם, התיאוריה של מ.סטרכוב על סוגי הליתוגנזה, הכנסת שיטות גיאוכימיות לחיפוש מרבצי עפרות וכו'.
תחת הנהגתם של א.ל. יאנשין, נ.ש. שצקי וא.א. בוגדנוב, נוצרו מפות טקטוניות סקר של מדינות אירופה ואסיה, נערכו אטלסים פליאוגאוגרפיים.
פותחה הרעיון של טקטוניקה גלובלית חדשה (J. T. Wilson, G. Hess, V. E. Khain ואחרים), גיאודינמיקה, גיאולוגיה הנדסית והידרוגיאולוגיה צעדו קדימה, התווה כיוון חדש בגיאולוגיה - אקולוגי, שהפך להיות. עדיפות היום.
בעיות של גיאולוגיה מודרנית
היום, בנושאים בסיסיים רבים, הבעיות של המדע המודרני עדיין נותרו בלתי פתורות, ויש לפחות מאה וחצי סוגיות כאלה. אנחנו מדברים על היסודות הביולוגיים של התודעה, מסתורי הזיכרון, טבעם של הזמן והכבידה, מקורם של כוכבים, חורים שחורים וטבעם של עצמים אחרים בחלל. לגיאולוגיה יש גם בעיות רבות שטרם טופלו. זה נוגע בעיקר למבנה ולהרכב היקום, כמו גם לתהליכים המתרחשים בתוך כדור הארץ.
כיום, חשיבותה של הגיאולוגיה הולכת וגוברת עקב הצורך לשלוט ולקחת בחשבון את האיום הגובר של השלכות גיאולוגיות קטסטרופליות הקשורות לפעילויות כלכליות לא רציונליות המחמירות בעיות סביבתיות.
תצורה גיאולוגית ברוסיה
היווצרות החינוך הגיאולוגי המודרני ברוסיה קשורה לפתיחתו של חיל מהנדסי מכרות (מכון כרייה עתידי) בסנט.התחיל כשהמכון לגיאולוגיה (כיום GIN AH CCCP) הוקם בלנינגרד ב-1930 ולאחר מכן הועבר למוסקבה.
היום תופס המכון הגיאולוגי עמדה מובילה בקרב מוסדות המחקר בתחום הסטרטיגרפיה, הליתולוגיה, הטקטוניקה וההיסטוריה של מדעי המחזור הגיאולוגי. תחומי הפעילות העיקריים קשורים בפיתוח של בעיות יסוד מורכבות של מבנה והיווצרות הקרום האוקיינוס והיבשתי, חקר התפתחות היווצרות הסלע של היבשות ושקיעה באוקיינוסים, גיאכרונולוגיה, מתאם גלובלי של תהליכים גיאולוגיים ו תופעות וכו'
אגב, קודמו של ה-GIN היה המוזיאון המינרלוגי, שמו שונה ב-1898 למוזיאון לגיאולוגיה, ולאחר מכן ב-1912 למוזיאון הגיאולוגי והמינרלוגי. פיטר הגדול.
מאז הקמתו, הבסיס של החינוך הגיאולוגי ברוסיה מבוסס על עקרון השילוש: מדע - הכשרה - תרגול. עקרון זה, למרות זעזועים של פרסטרויקה, הגיאולוגיה החינוכית פועלת כיום.
בשנת 1999 אימצו המכללות של משרדי החינוך ומשאבי הטבע של רוסיה את תפיסת החינוך הגיאולוגי, שנבדקה במוסדות חינוך ובצוותי ייצור ש"מטפחים" כוח אדם גיאולוגי.
היום ניתן לקבל השכלה גיאולוגית גבוהה ביותר מ-30 אוניברסיטאות ברוסיה.
ועזוב "לסיור בטייגה" או עזוב "לערבות המחניקות" בזמננו - זה כבר לא יוקרתי כמו פעם,עבודה, הגיאולוג בוחר בה כי "שמח מי שמכיר את התחושה המציקה של הדרך"…
