Основные разделы и отрасли современной геологии

Что является объектом изучения геологии

Геология, если очень кратко – это наука изучающая литосферу Земли. То есть объектом изучения геологии является строение и возраст Земли, недра и процессы, проистекающие в них, а так же природные явления, происходящие на земной поверхности и в глубине. Это основные разделы и направления геологии, которые делятся на множество категорий.

Какие разделы изучает геологии

Ниже дается краткое описание и характеристика более узких разделов и отраслей в геологии.

Экономическая геология

Экономическая геология охватывает все области геологии, связанные с материальными ресурсами, имеющими экономическую ценность. Сюда входят все исследования, добыча полезных ископаемых, проектирование, планирование, логистика и другие области, связанные с бизнесом, такие как нефтехимия, уголь и природный газ, разведка, добыча полезных ископаемых, драгоценных камней и руды. Экономическая геология использует принципы прикладной науки и техники, а также теоретическое моделирование, изучение и предсказание новых месторождений. Найти новые значительные месторождения природных ископаемых и получить к ним доступ становится все труднее даже с применением новейших технологий. Другие области геологии могут быть заинтересованы в этих данных, но часто экономическая геология больше интересует бизнес и правительство, особенно для тех ресурсов, которые близки к истощению.

Инженерная геология

Сочетание другой важной области — инженерии с теорией и прикладной наукой геологии касается изменения поверхности и коренных пород для улучшения нашей искусственной среды. Все здания и сооружения, независимо от размера или функции, будь то торговля, промышленность, жилые дома, требуют навыков инженеров и изучения геологии. Небоскребы настолько высоки, насколько способны выдержать их лежащие под ними гранитные породы. В некоторых местах невозможно построить высокие здания из-за более мягких пород и отложений. Инженерная геология становится все более важной для подземных инженерных проектов, таких как проекты, связанные с гидрогеологией и геотермальными источниками энергии.

Геохимия

Связав геологию с твердой наукой химии, этот раздел изучает распределение, профили и происхождение химических элементов, содержащихся в горных и осадочных породах. Один из основных вопросов, на который пытаются ответить геохимия, определить, насколько распространены определенные химические вещества в природе и в горных образованиях. Почему существуют различия между схожими типами пород и как они образовались (осадочные, окаменелые, вулканические и т. д.). Эта информация жизненно важна для понимания того, как и почему формируются слои горных пород.

Геодезия

Геодезия измеряет физические аспекты планеты, такие как форма, размер и ориентация, но она также связана с менее заметными аспектами геологии, а именно с гравитационным полем. Традиционно геодезисты использовали картографию и наземные маркеры для нанесения точек и проведения измерений. Но сегодня они могут производить более точные показания с помощью технологических инструментов, таких как ГИС, аэросъемка и GPS, а также дистанционное зондирование. Геодезия — это наука об измерениях. Это означает, что в ней тоже используется математика. Геодезисты измеряют и отслеживают изменения во времени. Это наука о сухопутных и национальных границах, определения и категоризации топографии, транспортной инфраструктуры и инфраструктуры планирования, морских путей и даже планирования военных операций. Геодезия создает всевозможные карты.

Геофизика

Геофизика подобна геодезии в том, что она касается измерений электрических и магнитных импульсов. Геофизика отличается тем, что это исследование физических свойств ландшафта и пространства вокруг него. Использует географические маркеры и границы для изучения взаимосвязей для таких задач, как картография. Это больше касается физических измеримых аспектов топографии и планетарных процессов. Сегодня геофизика применяет электронные инструменты, такие как космическая и аэрофотосъемка, наземная съемка, георадар, для обнаружения коренных пород, определения топографии и, в случае палеонтологии и археологии, для обнаружения захороненных останков, выделяя аномалии данных.

Геоморфология

Геоморфология — это изучение топографии и характера земли, ее природы и истории изменений из-за естественной эрозии и наслоения пород, а также катастрофических и внезапных изменений. Это означает решение таких загадок, как эволюция ландшафта, путем изучения таких свидетельств, как сейсмическая активность, воздушная и водная эрозия, климат и погода, результаты действий человека и их влияние на ландшафты. Если существуют доказательства того, что земля когда-то была под водой или пустыня, которая когда-то была влажными тропиками, геоморфология будет применять эти доказательства и искать ответы. Земля постоянно меняется, и задача геоморфологии — обнаруживать и объяснять эти изменения.

Историческая геология

Большинство других областей геологии относятся к физической геологии, но историческая геология немного отличается. Как следует из названия, историческая геология исследует виды и ландшафты прошлого. Иногда называют палеогеологией. Эксперты исследуют и реконструируют геологические ландшафты прошлого. Историческая геология — одна из немногих областей, где стратиграфия (см. ниже) применяется в качестве типа свидетельства, и одна из немногих, которые исследуют окаменелости животных и растений как само собой разумеющееся, чтобы определить, как когда-то мог выглядеть ландшафт. Геологические временные рамки широки, что означает значительные изменения за тысячи и даже миллионы лет. Историческая геология может пересекаться по интересам и исследовательским проектам с археологией и палеонтологией. Большая польза из разработки методов абсолютного датирования (радиометрического датирования).

Гидрогеология

Вода и ее движения — это всего лишь один инструмент, с помощью которого геология земли формировалась на протяжении миллиардов лет. В разделе гидрогеологии исследуются подземные воды, их распределение и движения через горные образования в почве (включая грунтовые воды и поймы) вплоть до земной коры и ее взаимодействия. гидрогеология также может включать в себя человеческую инженерию подземных вод для создания источников водоснабжения, использования источников, дренажа и орошения. Гидрогеологи стремятся использовать и управлять запасами воды для людей и окружающей среды. Они также будут заинтересованы в загрязнении и риске заражения, сохранении ограниченных запасов (например, в засушливых районах и обеспечении водной безопасности) и постоянном качестве для использования и потребления людьми.

Экологическая геология

В то время как гидрогеология касается взаимодействия воды с геологией, экологическая геология изучает все процессы на Земле и то, как они влияют или подвергаются влиянию геологии. Это прикладная наука, которая также стремится решать экологические проблемы, обычно вызванные деятельностью человека, а также стихийными бедствиями, используя принципы, методы и инструменты геологии. Экогеология связана с инженерной геологией, но их цели и результаты совершенно разные.

Морская геология

Морская геология иногда известна как «геология океана», изучает движение коренных пород и других физических процессов океанов, тектоники плит, континентального дрейфа и так далее, а также областей, затронутых океанами. Включает прибрежные поймы, континентальные границы, пляжи, озера и устья рек, впадающие в океаны. Уникальная геология океанов делает его особым случаем, и, поскольку вода занимает около 70% поверхности Земли, это требует особого подхода к уникальным свойствам геологии океана. Морская геология может включать добычу природных ресурсов, таких как ископаемое топливо, воздействие землетрясений и приливных волн, цунами, ураганов и других погодных явлений.

Что такое дельта и эстуарий реки

Минералогия

Минералы — это уникальная область геологии, определяемая как имеющие уникальный и однородный химический состав и «высокоупорядоченную» структуру, повторяющуюся в геологической формации. Их уникальные свойства особенно полезны человечеству еще с глубокой древности. Обычно минералы включают кремень и кварц, глину, каменную соль, кальцит и пирит. Они были основой консервирования продуктов питания и ранней промышленности (глина для гончарного дела, кварц и кремний для инструментов), а горнодобывающая промышленность — одна из старейших отраслей промышленности.

Геммология

Геммология — область минералогии, касающая всего, что влечет за собой минералогия, включая экономику, местоположение и научные исследования, но ограничивается драгоценными металлами и драгоценными камнями. Это означает золото и серебро, рубины, топаз, алмаз и так далее. По циркону нужно определять алмаз, по кианиту — сапфир, по изумруду — цаворит. Многие из них невооруженным глазом выглядят одинаково, но имеют разные свойства и химическую структуру.

Геммологию часто называют наукой о самоцветах.

Горная геология

Горная геология — добыча полезных ископаемых. Сюда входят разведка, выбор площадки, воздействие на окружающую среду, инженерное дело, экономика и другие области добычи ресурсов. Это прикладная наука, использующая информацию, методы и практики из различных областей, таких как минералогия, экономическая геология и инженерная геология.

Палеонтология

Палеонтология — исследование окаменелых останков умерших древних, обычно вымерших видов. Это считается субдисциплиной геологии, потому что эти останки минерализовались (превратились в камень) и сохраняются внутри горных пород, окаменелых отложений, таких как высохшее морское дно. Палеонтологи являются мультидисциплинарными специалистами, требующими знания зоологии, анатомии, экологии и многих других областей. Сегодня мы ограничиваем палеонтологию окаменелыми животными, причем многие из ее подразделений применяются к другим областям палеосреды. Поддисциплины, изучающей растения.

Палеоботаника

Все сказанное выше применительно к палеонтологии относится и к палеоботанике. Единственная разница в том, что вместо изучения останков мертвых окаменелых животных палеоботаника изучает растения, растительные остатки, пыльцу, фитолиты и все остальное из царства растений.

Нефтяная геология

Некоторые останки растений и животных не минерализуются так, как палеонтологические или палеоботанические отложения. Они подвергаются уникальным химическим процессам, которые превращают их в уголь, нефть и природный газ, и обладают энергетическими свойствами, которые мы используем в качестве ископаемого топлива в двигателе внутреннего сгорания. Геологи-нефтяники изучают химические процессы, образующие ископаемое топливо, но также ищут проявления, условия и движение, и используют уникальные методы и инструменты для их обнаружения. В некоторых областях нефтяная геология пересекается с экономической геологией, инженерно-геологической деятельностью, иногда с палеонтологией и палеоботаникой, но также и с установкой на поиск источников, имеющих экономическую ценность.

Петрология

Петрология прикладная область геологии, изучающая формирование горных пород. Каждый тип породы имеет определенную химическую подпись, требующую определенных процессов для формирования. Есть три основных типа горных пород, которые покрывает эта область, причем первые два, как правило, объединяются, потому что они в значительной степени основаны на химии.

• Магматическая петрология охватывает магматические породы, являющиеся результатом вулканических процессов, охлаждения магмы или лавы, например, базальт, гранит.
• Метаморфическая петрология охватывает метаморфические породы, которые начинались как осадочные или магматические, но претерпели физические или химические изменения, чтобы превратить их во что-то еще. Включает сланец и мрамор.
• Осадочная петрология отличается от двух других, поскольку меньше связана с химическими процессами и больше связана с геологическими временными рамками. Поэтому часто преподают вместе со стратиграфией. Песчаник и известняк — осадочные породы
• Совсем недавно в петрологию была добавлена новая дисциплина. Это экспериментальная петрология, которая представляет собой изучение синтетических материалов с применением химических процессов, с помощью которых исследователи могут исследовать горные породы в недрах Земли, например в мантии.

Фотогеология

Относительно новое явление в геологии — применение фотографических технологий во всех геологических исследованиях. Фотогеология включает такие методы, как аэрофотосъемка, спутниковые снимки (как стандартные, так и специальные фотографии, такие как тепловые сигнатуры), а также использование этих данных для интерпретации геологических действий и взаимодействий. Фотогеология может использовать другие технологии в исследованиях, например, географические информационные системы (ГИС). Такие методы, используемые в фотогеологии, не предназначены для замены традиционных наземных съемок или посещения объектов, а дополняют их для получения более широкого обзора.

Планетарная геология

Исследование наших ближайших скалистых планетных соседей, таких как Меркурий, Венера, Марс и, конечно же, Луна, предоставило новые данные в нашем понимании геологических образований и процессов. Планетарная геология рассматривает геологию в масштабе всей планеты, но не ограничивается масштабом, в котором мы живем. Этот дополнительный объем данных может помочь нам понять, как планеты, их спутники и другие геологические тела могут образовываться во Вселенной, как они становятся лунами или планетами, и, среди прочего, расширить наше понимание тектоники плит. Обнародование этих данных должно помочь в запланированной колонизации других планет в нашей солнечной системе и за ее пределами.

В других частях Солнечной системы тектоника плит различается. Признаки были обнаружены на Марсе в Валлис Маринер, а также на Выпуклости Фарсиды и Олимпе Монс (крупнейшем вулкане Солнечной системы). Марс больше не геологически активен, на Венере есть признаки геологической активности, но не тектоники плит, как мы понимаем их на Земле.

Четвертичная геология

Геология по определению охватывает геологические и планетарные процессы на протяжении всей истории планеты Земля. Четвертичная геология накладывает на это временные рамки, рассматривая только последние 2,6 миллиона лет. Зачем это нужно? Потому что регулярные фазы наступления и отступления ледников в этот период и огромное количество ледниковых периодов сформировали нашу современную планету. Четвертичная геология исследует такие геологические особенности, формы и процессы, как оледенение и изменение ландшафта, эволюцию ландшафта, такую как холмы и горы, поверхностные отложения, циклы изменения климата и стратиграфию.

Седиментология

Геологи, работающие в этой области, изучают отложения песка, ила, мрамора и глины и то, как они формируются, включая движения. Эта информация используется для изучения гораздо более старых отложений, чтобы определить, как они могли образоваться и какие процессы формируют осадочные породы. Большинство горных образований на Земле сегодня — это осадочные породы, составляющие до 75% от общей массы. Что особенно полезно в осадочных породах, так это то, что они создают идеальные условия для сохранения окаменелостей. Они также содержат большую часть подземных водоносных горизонтов планеты. Сколько и как мы можем получить доступ к этой воде, зависит от исследований в области седиментологии.

Сейсмология

Землетрясения образуются, когда напряжения в земной коре высвобождаются в виде колебательной энергии и распространяются по земле, указывая на вероятность землетрясений. Движения эти естественны, и большинство из них безвредно (небольшие по шкале Рихтера), но некоторые являются катастрофическими событиями, которые могут вызывать массовые разрушения, а также ранить и приводить к жертвам. Однако землетрясения являются естественной частью земных процессов, формируя землю на протяжении миллиардов лет жизни планеты. Всем этим занимается сейсмология Сейсмологи регистрируют и отслеживают энергетические сигнатуры различных типов волн.

Спелеология

В то время как геология изучает горные породы и то, как они формируются и создаются, спелеология эффективно изучает, как они разрушаются определенными способами, создавая провалы и пещеры. У них есть собственный уникальный экологический и геологический профиль, который требует специальной области изучения. Создание пещеры предполагает удаление породы вместо ее отложения. Термин «спелеолог» использовался для обозначения исследователей пещер, а научные исследования пещер и пещерных систем известны как наука спелеология, использующая прикладные научные методы из химии, биологии, физики, географии и даже археологии и палеонтологии.

Структурная геология

Эта область геологии изучает трехмерное распределение единиц профиля горных пород и изучение их прошлых профилей. Структурная геология — измерение того, как сегодня выглядят горные образования, чтобы определить, как они могли выглядеть в прошлом и что могло их изменить. Напряжения и давления могут деформировать горные породы: вулканическая активность, обрушение пещер, отложения и наводнения, тектоника плит, создающая холмы и горы. Таким образом, структурная геология — это геологическая эволюция и изменения в расположении горных пород .

Вулканология

Вулканология — это область геологии, охватывающая геологические явления, известные как вулканы, а также их действия, такие как лава и магма. Все, что связано с вулканами — потухшими, бездействующими или действующими, — рассматривается вулканологией. Это часто означает использование тех же инструментов и технологий, что и сейсмология, в поисках схожих сигнатур. Вулканологи исследуют формирование вулканов и предсказывают новые извержения существующих вулканов. Они посещают места и собирать геологический материал для анализа, чтобы попытаться понять не только вулканы, но и собрать воедино некоторые из сложных частей головоломки планетарной истории.

Вероятно, разделы геологии со временем будут пополняться….