Предмет и методы науки геология.

P-волны

P-волны (первичные волны) — продольные. Обычно их скорость в два раза быстрее S-волн, проходить они могут через любые материалы. В воздухе они принимают форму звуковых волн, и, соответственно, их скорость становится равной скорости звука. Стандартная скорость P-волн — 330 м/с в воздухе, 1 450 м/с в воде и 5 000 м/с в граните.

S-волны

S-волны (вторичные волны) — поперечные волны. Они показывают, что земля смещается перпендикулярно к направлению распространения. В случае горизонтально поляризованных S-волн земля движется то в одну сторону, то в другую попеременно. Волны этого типа могут действовать только в твёрдых телах.

Поверхностные волны:

Поверхностные волны несколько похожи на волны воды, но в отличие от них они путешествуют по земной поверхности. Их обычная скорость значительно ниже скорости волн тела. Из-за своей низкой частоты, времени действия и большой амплитуды они являются самыми разрушительными изо всех типов сейсмических волн.

Вулканы центрального типа имеют центральный подводящий канал, или жерло, ведущее к поверхности от магматического очага. Жерло оканчивается расширением, кратером, который по мере роста вулканической постройки перемещается вверх. У вулканов центрального типа могут быть побочные, или паразитические, кратеры, которые располагаются на его склонах и приурочены к кольцевым или радиальным трещинам. Нередко в кратерах существуют озёра жидкой лавы. Если магма вязкая, то образуются купола выжимания, которые закупоривают жерло, подобно «пробке», что приводит к сильнейшим взрывным извержениям, когда поток газов буквально вышибает «пробку» из жерла.

50. Формы геологических тел, слагаемых вулканогенными породами:

Вулканические породы широко распространены в земной коре и встречаются среди комплексов горных пород образовавшихся с раннего архея. Образовались они в рифтах континентов и океанов. Вулканические породы по способу образования можно разделить на эффузивные, эксплозивные и экструзивные породы.

Основными вещественными элементами, создающимися в результате вулканической деятельности являются потоки лавы и пирокластические слои.

Классификация стратифицированных вулканитов: 1) Эффузивные - лавы, лавобречкии. 2) Вулканокластические породы: туфы(или пирокластические), эффузивно-обломочные, ксенотуфы, ортотуффиты. 3) Вулканогенно-осадочные породы: тефроидные.

Среди продуктов вулканизма выделяют твердые, жидкие и газообразные. Все они обладают весьма разнообразным составом. Твердые и жидкие продукты образуют горные породы а газообразные продукты можно исследовать во время извержения. От размера твердых обломков выделяют: вулканические бомбы, лапилли, вулканический песок и вулканический пепел.

Интрузивный магматизм. Формы геологических тел, образуемых интрузивными породами.

Процессы преобразования магмы на глубине называются интрузивным или глубинным магматизмом.

Формы:

1. дайки

2. штоки

3. батолиты

4. силы, лополиты, лакколиты

1, 2, 3 – секущие интруз.тела; 4 – соглавные интрузив.тела.

52. Структуры и текстуры магматических горных пород:

Структура – совокупность признаков горной породы, обусловленная степенью кристалличности, размерами и формой кристаллов, способом их сочетания между собой и со стеклом, а также внешними особенностями отдельных минеральных зёрен и их агрегатов.

Отдельными структурными элементами породы являются кристаллы или зерна округлой, призматической и других форм, микролиты, кристаллиты, стекла.

По степени кристалличности структура магматических пород может быть:

-Полнокристаллической (в породе нет стекла, порода состоит из одних кристаллов);

-Неполнокристаллической (имеются в породе кристаллы, вкрапления и стекло);

-Стекловатой (преобладают в породе стекло).

По размеру зерен различают следующие структуры:

-Гигантозернистая (диаметр зерен более 20 мм);

-Крупнозернистая (с зернами кристаллов от 5 до 20 мм);

-Среднезернистая (с зернами от 1 до 5 мм);

-Мелкозернистая (диаметр зерен < 1 мм) макроскопически различима;

-Афанитовая (зерна видны только под микроскопом).

Текстура – совокупность признаков строения горной породы, обусловленных ориентировкой и относительным расположением и распределением составных частей породы.

Текстуры глубинных пород подразделяются на массивные, шлировые, шаровые, ориентированные.

-Массивная текстура характеризуется однородным распределением минералов по всей породе.

-Шлировая текстура характеризуется неравномерным в виде полос, слоев или неправильных форм распределением минералов.

-Шаровая текстура похожа на шлировую. В породе встречаются шаровые образования на фоне основной кристаллически-зернистой массы.

-Ориентированная текстура (удлиненные зерна располагаются субпараллельно) возникает в процессе кристаллизации при одностороннем давлении.

В эффузивных породах текстура бывает плотной, пористой, миндалекаменной, флюидоидальной.

-Плотная или афанитовая текстура характерна для микрокристаллических непористых пород, где зерна различимы только под микроскопом.

-Пористая текстура возникает при дегазации застывающей лавы на земной поверхности.

-Миндалекаменная текстура характерна для пород с пустотами овальной формы, заполненными веществом, отличающимися по составу от вещества породы.

-Флюидоидальная текстура представлена вытянутыми в одном направлении микролитов в виде потока.

Интенсивность является качественной характеристикой землетрясения и указывает на характер и масштаб воздействия землетрясения на поверхность земли, на людей, животных, а также на естественные и искусственные сооружения в районе землетрясения

Шкала интенсивности:

1-3 балла – колебания почвы, отмеченные приборами; 4-6 балла – появление мелких трещин в зданиях; при 6-бальных землетрясениях возможны единичные человеческие жертвы; 7-9 баллов – крупные трещины и разрушения зданий, оползни на поверхности грунта; 10-12 баллов – катастрофические, массовые разрушения зданий, изменение рельефа поверхности.

65. Виды землетрясений, шкала интенсивности землетрясений:

См. вопрос 64

66. Элементы складок и морфологическая классификация складок:

Складкой называется волнообразный изгиб слоя, без разрыва его сплошности.

Элементы складки:

1 – Крыло(участок моноклинального залегания).

2 – Замок(участок, где элементы залегания породы, слагающей складку, изменяются).

3 – Ядро(внутренняя часть складки, ограниченная какой-либо поверхностью напластования).

4 - Осевая поверхность(поверхность, равноудалённая от крыльев складки).

5 – Шарнир(кривая, образующаяся при пересечении осевой поверхностью поверхностей напластования).

Угол складки - угол между крыльями складки.

Сопряжённые складки - складки с общим крылом.

Предмет и методы науки геология.

Геология – это наука о строении Земли, ее происхождении и развитии, основанная на изучении горных пород и земной коры в целом всеми доступными методами с привлечением данных астрономии, астрофизики, физики, химии, биологии и других наук.

Основным объектом изучения геологии является литосфера (литос – камень), представляющая твердую наружную оболочку Земли. Главными объектами изучения геологии являются минералы, горные породы, геологические тела, вымершие организмы (окаменелости), газовые и жидкие среды, физические поля.

Предметом геологии является пространственно-временные модели развития геологических процессов.

Методы:

1. Методы полевой геологической съемки - изучение геологических обнажений, извлеченного при бурении скважин кернового материала, слоев горных пород в шахтах, изверженных вулканических продуктов, непосредственное полевое изучение протекающих на поверхности геологических процессов.

2. Геофизические методы - используются для изучения глубинного строения Земли и литосферы. Сейсмические методы, основанные на изучении скорости распространения продольных и поперечных волн, позволили выделить внутренние оболочки Земли. Гравиметрические методы, изучающие вариации силы тяжести на поверхности Земли, позволяют обнаружить положительные и отрицательные гравитационные аномалии и, следовательно, предполагать наличие определенных видов полезных ископаемых. Палеомагнитный метод изучает ориентировку намагниченных кристаллов в слоях горных пород. Осаждающиеся кристаллы ферромагнитных минералов ориентируются своей длинной осью в соответствии с направлениями силовых линий магнитного поля и знаками намагниченности полюсов Земли. Метод основан на непостоянстве (инверсии) знака полярности магнитных полюсов. Современные знаки намагниченности полюсов (эпоха Брюнес) Земля приобрела 700 000 лет назад. Предыдущая эпоха обратной намагниченности - Матуяма.

3. Астрономические и космические методы основаны на изучении метеоритов, приливно-отливных движений литосферы, а также на исследовании других планет и Земли (из космоса). Позволяют глубже понять суть происходящих на Земле и в космосе процессов.

4. Методы моделирования позволяют в лабораторных условиях воспроизводить (и изучать) геологические процессы.

5. Метод актуализма - протекающие ныне в определенных условиях геологические процессы ведут к образованию определенных комплексов горных пород. Следовательно, наличие в древних слоях таких же пород свидетельствует об определенных, идентичных современным процессах, происходивших в прошлом.

6. Минералогические и петрографические методы изучают минералы и горные породы (поиск полезных ископаемых, восстановление истории развития Земли).

2. Внутреннее строение Земли:

а) Земная кора располагается в среднем до глубины 35 км (до 5—15 км под океанами и до 35-70 км под континентами). В состав земной коры входят все известные химические элементы. Преобладают О (49, 1 %), Si (26 %), Аl (7, 4 %), Fе (4, 2 %), Са (3, 3 %), Nа (2, 4 %), К (2, 4 %), Мg (2, 4 %);

б) мантия Земли распространяется ниже земной коры до глубины 2900 км от поверхности и подразделяется на две части: верхнюю мантию - до глубины 900-1000 км и нижнюю мантию - от 900-1000 до 2900 км;

в) ядро Земли, где выделяют внешнее ядро, - до глубины около 5120 км и внутреннее ядро — ниже 5120 км.

3. Строение и состав ядра и мантии Земли:

мантия: состав перовскиты, периодиты, дуниты, мантия земли занимает 83% объема земли и 66% массы ядра. радиус 3, 5 тыс км глубина 2900, темература 5000, плотность 12, 5 тонн/м куб. давление 361 гпа, м 1, 932*10^24 кг, ядрышко толщина 1280 км. строение мантии верхний слой 154 (слой жидкоо в-ва) нижний слой (металлы). ядро(состав железос никелем).

4. Строение и состав земной коры:

Земную кору составляет сравнительно небольшое число элементов. Около половины массы земной коры приходится на кислород, более 25% — на кремний. Всего 18 элементов: O, Si, Al, Fe, Ca, Na, K, Mg, H, Ti, C, Cl, P, S, N, Mn, F, Ba — составляют 99, 8 % массы земной коры.

Земная кора — это верхняя, каменная, оболочка Земли, называемая также литосферой.

Земная кора находится выше мантии. Мощность ее резко изменяется на материках и в океанах. Подошва коры под континентами находится на глубине в среднем 40 км, а под океанами — на глубине 11 — 12 км. Поэтому, средняя мощность коры под океанами (за вычетом толщи воды) составляет около 7 км.

Строение земной коры:

Земная кора условно подразделяется на три слоя: осадочный, гранитный и базальтовый. Каждый из слоев неоднороден по составу, однако, название слоя отвечает преобладающему типу пород, характеризующихся соответствующими скоростями прохождения сейсмических волн.

Верхний слой представлен осадочными породами, где скорость прохождения продольных сейсмических волн менее 4, 5 км/с. Для среднего гранитного слоя — характерны скорости волн порядка 5, 5—6, 5 км/с, что экспериментально отвечает гранитам.

Осадочный слой маломощен в океанах, но имеет значительную мощность на континентах (в Прикаспии, например, по геофизическим данным предполагается 20—22 км).

Гранитный слой отсутствует в океанах, где осадочный слой непосредственно залегает на базальтовом. Базальтовый слой - нижний слой земной коры, расположенный между поверхностью Конрада и поверхностью Мохоровичича. Он характеризуется скоростью распространения продольных волн от 6, 5 до 7, 0 км/с.

5. Гидросфера Земли:

Гидросфера представляет собой прерывистую водную оболочку Земли. Это часть планеты, которая покрыта водой, находящейся, как в твердом так и в жидком агрегатном состоянии. К гидросфере нашей планеты, можно причислить океаны, моря, реки, также и подземные водные залежи, озера, полярные ледниковые покровы, ледники и т.д.

Она простирается, в высоту, в определенных местах, почти до 9 километров (снеговой и ледниковый покров на горе Эверест) и на глубину до 11 километров (Марианская впадина).

Вода, которая составляет гидросферную оболочку земли, находится в постоянном движении, например: течения, волны, реки, приливы и отливы приводят в движения моря, океаны; также и ледники скользят по континентальной поверхности из-за действия на них гравитации, а действие ветра и течения двигают айсберги.

Даже маленькие водяные ручьи, просачиваясь через трещины в скалах, постепенно вымывают большие пещеры и переносят вымытые соли в моря. Таким образом, гидросфера воздействует на формирование литосферы: вода вымывает породы, затем разносит ее остатки, и в некоторых местах накапливает эти породы, за счет чего образуются новые геологические структуры.

Из-за способности воды хорошо сохранять тепло, вся водная оболочка земли также является огромным теплоаккамулятором и поэтому гидросфера оказывает большое влияние на климат материков и островов.

6. Строение дна Мирового океана и его органический мир:

Океаническая земная кора состоит из двух основных слоев. Верхний слой - это неуплотненные осадочные породы, мощность которых редко превышает несколько километров (в среднем 0, 7 км). Второй слой океанической коры - базальтовый, состоит главным образом из базальтов. Его толщина от 5 до 7 км. Ниже базальтового слоя на континентах и в океане лежит мантия Земли, сложенная очень плотными горными породами. Прилегающие к континентам материковая отмель (шельф) и материковый склон имеют геологическое строение, сходное со строением земной коры суши. Основание материкового слоя, или так называемое материковое подножие, по мере перехода к океаническому ложу сменяется корой океанического типа.

Органический мир Мирового океана крайне разнообразен, в его водах обитает более 160 тысяч видов животных и около 10 тысяч видов водорослей.

Органический мир океана можно разделить на три части:

• Планктон:

• Фитопланктон - одноклеточные водоросли;

• Зоопланктон - одноклеточные, рачки, медузы;

• Нектон - китообразные, рыбы, черепахи, головоногие моллюски и др.;

• Бентос – донные организмы (бурые и красные водоросли, ракообразные, моллюски и др.).

7. Строение и состав атмосферы Земли:

Атмосфера это внешняя газовая оболочка Земли, которая начинается у ее поверхности и простирается в космическое пространство приблизительно на 3000 км.

СТРОЕНИЕ АТМОСФЕРЫ

Атмосфера имеет слоистую структуру.

От поверхности Земли вверх эти слои:

Тропосфера Нижняя часть атмосферы, до высоты 10-15 км, в которой сосредоточено 4/5 всей массы атмосферного воздуха

Стратосфера Над тропосферой до высоты 50-55 км лежит стратосфера, характеризующаяся тем, что температура в ней в среднем растет с высотой

Мезосфера Над стратосферой лежит слой мезосферы, примерно до 80 км. Здесь температура с высотой падает до нескольких десятков градусов ниже нуля

Термосфера Верхняя часть атмосферы, над мезосферой, характеризуется очень высокими температурами и потому носит название термосферы

Экзосфера Выше 800-1000 км атмосфера переходит в экзосферу и постепенно в межпланетное пространство.

Состав первичной и современной атмосферы Земли:

Азот – 78%, Кислород – 21%, Озон - 10^-5%, Углекислый газ - 0, 03%, Оксид углерода - 10^-4%, Водяной пар - 0, 1%, Аргон - 0, 93%.

8. Магнитосфера Земли:

Магнитосфе́ ра — область пространства вокруг планеты или другого намагниченного небесного тела, которая образуется, когда поток заряженных частиц, например солнечного ветра, отклоняется от своей первоначальной траектории под воздействием внутреннего магнитного поля этого тела.

Форма и размеры магнитосферы определяются силой внутреннего магнитного поля этого небесного тела и давлением окружающей плазмы (солнечного ветра). Все планеты, имеющие собственное магнитное поле, обладают магнитосферой: Земля, Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. Меркурий и Марс обладают очень слабыми магнитосферами

Магнитосфера Земли имеет сложную форму. Со стороны, обращенной к Солнцу, расстояние до её границы варьируется в зависимости от интенсивности солнечного ветра и составляет около 70000 км (10-12 радиусов Земли Re, где Re = 6371 км, (расстояние считается от центра Земли). Граница магнитосферы, или магнитопауза, со стороны Солнца по форме напоминает снаряд и по приблизительным оценкам находится на расстоянии около 15 Re. С ночной стороны магнитосфера Земли вытягивается длинным цилиндрическим хвостом (магнитный хвост), радиус которого составляет около 20-25 Re. Хвост вытягивается на значительное расстояние — намного большее, чем 200 Re, и где он заканчивается — не известно.

С наличием магнитосферы связаны многие проявления Космической погоды, такие как геомагнитная активность, геомагнитная буря и суббуря.

Магнитосфера обеспечивает защиту, без которой жизнь на Земле была бы невозможна. Марс, магнитное поле которого очень мало, как полагают потерял значительную часть своих бывших океанов и атмосферы в космос частично за счет прямого воздействия солнечного ветра. По той же причине, как полагают, Венера потеряла большую часть своих вод в космос — за счет уноса солнечным ветром

9. Биосфера Земли:

Биосфера — оболочка Земли, заселённая живыми организмами и преобразованная ими. Биосфера начала формироваться не позднее, чем 3, 8 млрд. лет назад, когда на нашей планете стали зарождаться первые организмы. Она проникает во всю гидросферу, верхнюю часть литосферы и нижнюю часть атмосферы, то есть населяет экосферу. Биосфера представляет собой совокупность всех живых организмов. В ней обитает более 3 000 000 видов растений, животных, грибов и бактерий. Человек тоже является частью биосферы, его деятельность превосходит многие природные процессы.

Французский учёный Жан Батист Ламарк в начале XIX в. впервые предложил по сути дела концепцию биосферы, ещё не введя даже самого термина. Термин «биосфера» был предложен австрийским геологом и палеонтологом Эдуардом Зюссом в 1875 году.

Целостное учение о биосфере создал биогеохимик и философ В. И. Вернадский. Он впервые отвёл живым организмам роль главнейшей преобразующей силы планеты Земля, учитывая их деятельность не только в настоящее время, но и в прошлом.

Существует и другое, более широкое определение: Биосфера — область распространения жизни на космическом теле. При том, что существование жизни на других космических объектах, помимо Земли пока неизвестно, считается, что биосфера может распространяться на них в более скрытых областях, например, в литосферных полостях или в подлёдных океанах. Так, например, рассматривается возможность существования жизни в океане спутника Юпитера Европы.

10. Сейсмические свойства Земли:

Под сейсмическими свойствами Земли можно подразумевать распространение сейсмических волн в Земной коре

Сейсмические волны — волны энергии, которые путешествуют по земле или другим упругим телам в результате процесса, производящего низкочастотную акустическую энергию (землетрясение, взрыв и т. д.). Сейсмические волны изучаются сейсмологами и геофизиками. Их изучают при помощи сейсмографа, геофона, гидрофона или акселерометра.

Типы сейсмических волн:

Есть два главных типа: объёмные волны и поверхностные волны. Кроме описанных ниже есть и другие, менее значимые типы волн, которые вряд ли можно встретить на Земле, но они имеют важное значение в астросейсмологии.

Объёмные волны:

Они проходят через недра Земли. Путь волн преломляется различной плотностью и жёсткостью подземных пород.

P-волны

S-волны

Поверхностные волны:

12 3 4 5 Следующая ⇒