Ģeoloģija — definīcija, Zemes ieži, minerāli un plākšņu tektonika

Ģeoloģija ir pētījums par nedzīvajām vielām, no kurām sastāv Zeme. Ģeoloģija pēta iežus Zemes garozā. Cilvēkus, kas pēta ģeoloģiju, sauc par ģeologiem. Daži ģeologi pēta minerālus un derīgās vielas, ko satur ieži, piemēram, rūdas un fosilo kurināmo. Ģeologi pēta arī Zemes vēsturi.

Daži no svarīgākajiem notikumiem Zemes vēsturē ir plūdi, vulkānu izvirdumi, zemestrīces, orogēnija (kalnu veidošanās) un plākšņu tektonika (kontinentu pārvietošanās).

Ģeoloģiju iedala speciālos priekšmetos, kuros tiek pētīta viena ģeoloģijas daļa. Daži no šiem priekšmetiem ir:

Mineraloģija — minerālu ķīmiskā sastāva, kristālstruktūras un īpašību pētīšana; saistīta ar minerālus.
Petroloģija — iežu izcelsmes, struktūras un sastāva izpēte; ietver magmatiskos, sedimentāros un metamorfozos iežus.
Stratigrafija — slāņu (stratigrāfisko vienību) izpēte un laika sakārtojums Zemes vēsturē.
Paleontoloģija — fosiliju pētīšana, kas palīdz atklāt dzīvības attīstību un datēt iežu slāņus.
Hidroloģija un inženierģeoloģija — gruntūdeņu, ūdens plūsmu un zemes īpašību pētīšana būvēm un infrastruktūrai.
Ekonomiskā ģeoloģija — derīgo izrakteņu, piemēram, rūdu un fosilo kurināmo, meklēšana un izpēte.
Neotektonika un plākšņu tektonika — mūsdienu Zemes garozas kustību un plākšņu tektonikas principu pētīšana.

Ieži, minerāli un iežu cikls

Ieži parasti iedala trīs galvenajās grupās: magmatiskie (veidojas no izkusušas magmas), sedimentārie (veidojas no erozijas produktu sasalšanas un cementēšanās) un metamorfozie (esošie ieži pārveidojas augsta spiediena un temperatūras ietekmē). Šos procesus apraksta iežu cikls, kur materiāli pārvietojas starp atšķirīgām formām simtiem miljonu gadu laikā.

Minerāli ir iežu būvmateriāli — tie ir cieti, dabīgi savienojumi ar noteiktu ķīmisko sastāvu un kristālstruktūru. Minerālu noteikšana palīdz saprast iežu izcelsmi, izmantošanu rūpniecībā un derīgo izrakteņu koncentrēšanos.

Plākšņu tektonika, vulkāni un zemestrīces

Teorija par plākšņu tektoniku skaidro, kā Zemes virsējā cieta apvalka — litosfēras — daļas pārvietojas uz plastiskākās astenosfēras fona. Plākšņu robežas var būt:

atdalīšanās (divergējošas) — jaunās okeānu garozas veidošanās;
iešanas (konverģējošas) — viens plāksnes gals iegrimst otrā, rodas vulkāni un dziļūdens tranšeju zonas;
transformējošas — plākšnes slīd garām cita citai, izraisot spēcīgas zemestrīces.

Vulkānu izvirdumi un zemestrīces ir tieši saistītas ar plākšņu kustībām. Vulkāni var veidot jaunu garožu, iznīcināt apdzīvotas vietas un ietekmēt klimatu; zemestrīces var radīt postošas sekas uz infrastruktūru. Daudzus no šiem procesiem ģeologi pēta, lai prognozētu riskus un mazinātu to ietekmi uz cilvēkiem.

Metodes un datēšana

Ģeologi strādā gan laukā (piemēram, kartēšana, iežu paraugu vākšana), gan laboratorijās (ķīmiskā analīze, petrografija, radiometriskā datēšana). Radiometriskā datēšana ļauj noteikt iežu un fosiliju absolūto vecumu, izmantojot radioaktīvo izotopu sadalīšanos. Stratigrāfiskās metodes un fosiliju salīdzināšana palīdz noteikt relatīvo laiku slāņiem.

Ģeoloģijas nozīme sabiedrībai

Ģeoloģija sniedz svarīgu informāciju, kas ir būtiska celtniecībai, resursu ieguvei, ūdensapgādei un dabas katastrofu novēršanai. Piemēram, zināšanas par gruntīm un iežiem palīdz plānot ēku pamatus, bet ekonomiskā ģeoloģija vada rūpnieciskos lēmumus par rūdu un energoresursu ieguvi. Ģeologi arī pēta Zemes vēsturi, lai saprastu klimata pārmaiņu un bioloģiskās evolūcijas procesus.

Ģeoloģiskie riski un to mazināšana

Pie ģeoloģiskajiem riskiem pieder zemestrīces, vulkānu izvirdumi, zemes nogruvumi un plūdi. Ģeologi strādā pie riska kartēšanas, agrīnas brīdināšanas sistēmām un būvju standartu izstrādes, lai samazinātu postījumus. Izglītošana un plānošana kopā ar tehnoloģijām palīdz samazināt upuru un materiālo zaudējumu risku.

Karjeras iespējas

Ģeologi strādā akadēmiskajā pētniecībā, valsts institūcijās, rūpniecībā (naftas, iežu ieguve), būvniecībā, vides aizsardzībā un katastrofu pārvaldībā. Darbs var ietvert gan lauka izpēti, gan datu analīzi un konsultācijas.

Ģeoloģija savieno daudz disciplīnu un palīdz izprast gan Zemes pagātni, gan mūsdienu procesus, kas ietekmē cilvēku dzīvi un vidi.

Ordovika un silūra robežas fotoattēls. Kaledonijas kalnu grēdas krokšanās dēļ slāņi ir invertēti (apgriezti pa labi). Tā rezultātā agrākais ordovika kaļķakmens atrodas uz vēlākā silūra brūngana dūņakmens.

Klinšu veidi

Akmeņi var ļoti atšķirties viens no otra. Daži ir ļoti cieti, bet citi mīksti. Daži ieži ir ļoti bieži sastopami, bet citi ir reti sastopami. Tomēr visi dažādie ieži pieder trim kategorijām jeb veidiem - vulkāniskie, nogulumieži un metamorfie ieži.

Igniskie ieži ir ieži, kas radušies vulkāniskās darbības rezultātā. Igniskie ieži veidojas, kad lava (izkusis iezis uz Zemes virsmas) vai magma (izkusis iezis zem Zemes virsmas) atdziest un kļūst cieta.

Sedimentārie ieži ir ieži, kas veidojušies no nogulumiem. Sedimenti ir cietas vielas gabali, ko vējš, ūdens vai ledājs pārvietojis un kaut kur nogāzis. Sedimentus var veidot māls, smiltis, grants un dzīvnieku ķermeņi un čaulas. Nogulsnes nosēžas slānī, parasti ūdenī upes vai jūras dibenā. Nogulsnēm krājoties, zemākie slāņi saspiežas kopā. Lēnām tie pārvēršas par iežiem.

Metamorfie ieži ir ieži, kas ir mainījušies. Dažreiz vulkānisks vai nogulumiežu iezis tiek uzkarsēts vai saspiests zem zemes, tādējādi tas mainās. Metamorfie ieži bieži vien ir cietāki par iežiem, kādi tie bija pirms pārveidošanās. Marmors un šīferis ir vieni no metamorfajiem iežiem, kurus cilvēki izmanto, lai izgatavotu dažādas lietas.

Defekti

Visi trīs iežu veidi var mainīties, ja tos uzkarsē un saspiež zemes spēki. Kad tas notiek, iežos var rasties plaisas. Ģeologi var daudz ko uzzināt par iežu vēsturi, pētot iežu lūzuma līniju raksturu. Zemestrīces rodas, kad lūzums pēkšņi pārtrūkst.

Augsne

Augsne ir augsne, kas atrodas uz zemes un sastāv no daudzām daļiņām (vai sīkām daļiņām). Augsnes daļiņas rodas no sadalījušos iežu, lapu un dzīvnieku ķermeņu pūšanas. Augsne klāj lielu daļu Zemes virsmas. Augsnē aug visdažādākie augi.

Lai uzzinātu vairāk par iežu veidiem, skatiet rakstu par iežiem (ģeoloģija). Lai uzzinātu vairāk par augsni, skatiet rakstu par augsni.

Stratigrāfijas principi

Ģeologi izmanto dažas vienkāršas idejas, kas viņiem palīdz izprast pētāmos iežus. Šādas idejas stratigrāfijas pirmsākumos izstrādāja tādi cilvēki kā Nikolajs Steno, Džeimss Hutons un Viljams Smits:

Izpratne par pagātni: Ģeologs Džeimss Hutons ir teicis: "Tagadne ir pagātnes atslēga". Viņš ar to domāja, ka pārmaiņas, kas notiek ar Zemes virsmu tagad, ir tās pašas, kas notikušas pagātnē. Ģeologi var saprast lietas, kas notikušas pirms miljoniem gadu, aplūkojot izmaiņas, kas notiek šodien.
Horizontālie slāņi: nogulumiežu iežu slāņiem to nogulsnēšanās laikā jābūt horizontāliem (līdzeniem).
Slāņu vecums: Ja vien visi ieži nav apgāzti, slāņiem apakšā jābūt vecākiem par slāņiem augšā.
Nogulumiežos, kas sastāv no smilts vai grants, šī smilts vai grants ir iegūta no senākas ieži.
Kļūdu laikmets: Ja iezī ir plaisa vai lūzums, tad šis lūzums ir jaunāks par iezi. Ieži ir slāņos (daudzos slāņos). Ģeologs var noteikt, vai lūzumi iet cauri visiem slāņiem vai tikai dažiem. Tas palīdz noteikt iežu vecumu.
Klints vecums, kas šķērso citas klintis: Ja vulkānis šķērso nogulumiežus, tam jābūt jaunākam par nogulumiežiem.
Fosiliju relatīvais vecums: Fosilijai viena veida iežos jābūt aptuveni tāda paša vecuma kā tāda paša veida fosilijai tāda paša veida iežos citā vietā. Tāpat fosilijai zemāk esošā iežu slānī jābūt agrākai nekā fosilijai augstāk esošā slānī.

Galerija

Sedimentāro iežu slāņi

Pārrāvums, kas šķērso senākus nogulumiežus.

Konglomerāts: nogulumiežu iezis, ko veido balti vecāku iežu gabali, kas sadalīti un sajaukti ar sarkanām smiltīm upes dibenā.

Zimbabves Lielais dīķis: Starp nogulumiežiem iežogotām iežām iezīmējas liela vulkānisko iežu josla. Šis attēls uzņemts no satelīta.

Pludmales ir interesantas vietas ģeoloģijas izpētei,

....so ir alas.

Šī klinšu virsma Francijā satur minerālu vizlas.

Vienkāršs, svarīgs rīks ģeologam

Ģeologs Deivids Džonstons (David Johnston) uz Sent Helensa kalna sāniem.

Jauns miesnieks putns stāv uz kastes ar pazemes urbumos izurbtu iežu serdeņiem.

Ģeologi aplūko dažus iežu paraugus, lai atrastu derīgos izrakteņus ieguvei.

Dienvidaustrumu Anglijas ģeoloģijas karte. Šī teritorija ir pētīta simtiem gadu.

Karte, kurā parādītas dažādas augsnes un ieži zem Dienvidu okeāna. Ģeologi atrod jaunu informāciju par šo teritoriju.

Šajā kartē ir attēlotas galvenās Zemes virsmas "plāksnes" un to kustības virzieni.

Šajā diagrammā parādīta ķīmiskā kustība dziļjūras dzīlēs okeāna dibenā.

Saistītās lapas

Ģeogrāfija ir zinātne par Zemi un tās īpatnībām, tās iedzīvotājiem un parādībām.
Zooloģija ir zinātne par dzīvniekiem
Botānika ir pētījums par augiem un sēnēm.

Jautājumi un atbildes

J: Kas ir ģeoloģija?

A: Ģeoloģija ir pētījums par nedzīvām lietām, kas veido Zemi, piemēram, par iežiem Zemes garozā.

J: Kas pēta ģeoloģiju?

A: Cilvēkus, kas pēta ģeoloģiju, sauc par ģeologiem.

J: Ko pēta mineralogi?

A: Mineralogi pēta minerālus un derīgās vielas, kas atrodas iežos, piemēram, rūdas un fosilo kurināmo.

J: Kādus notikumus pēta ģeologs?

A: Ģeologi pēta arī Zemes vēsturi, tostarp plūdus, vulkānu izvirdumus, zemestrīces, orogēniju (kalnu veidošanos) un plākšņu tektoniku (kontinentu kustību).

J: Kā ģeologs var izmantot savas zināšanas sabiedrības labā?

A: Ģeologi var izmantot savas zināšanas, lai palīdzētu noteikt potenciālos enerģijas avotus vai resursus, kurus sabiedrība varētu izmantot, piemēram, naftas vai dabasgāzes atradnes. Viņi var arī palīdzēt prognozēt dabas katastrofas, piemēram, zemestrīces vai vulkānu izvirdumus, lai cilvēki varētu tām labāk sagatavoties.

J: Kādas citas jomas ir saistītas ar ģeoloģiju?

A: Ar ģeoloģiju ir saistītas arī citas jomas, piemēram, ģeogrāfija, okeanogrāfija, paleontoloģija, meteoroloģija un seismoloģija.

J: Kā laika gaitā ir mainījusies mūsu izpratne par Zemi?

A.: Mūsu izpratne par Zemi laika gaitā ir mainījusies, jo pastāvīgi tiek atklāti jauni atklājumi par tās sastāvu un vēsturi. Jaunas tehnoloģijas ir ļāvušas mums labāk izprast, kā darbojas mūsu planēta un kā tā ir mainījusies miljoniem gadu laikā.