מהי גיאולוגיה?

גיאולוגיה היא מדעי הטבע החוקרים את כדור הארץ, את החומרים מהם הוא מורכב, את המבנים של החומרים הללו ואת התהליכים הפועלים עליהם. חלק חשוב מהגיאולוגיה הוא המחקר כיצד השתנו חומרים יבשתיים, מבנים, תהליכים ואורגניזמים לאורך זמן.

מה עושים הגיאולוגים?

לסיכום, גיאולוגים פותרים את הבעיות הבאות:

• חיזוי התנהגות מערכות כדור הארץ והיקום;
• החיפוש אחר משאבי טבע כמו מי תהום, נפט ומתכות;
• שימור קרקע ופריון חקלאי;
• פיתוח משאבי טבע בדרכים שאינן פוגעות בסביבה;
• שמירה על איכות אספקת המים;
• צמצום הפסדים והפסדי רכוש כתוצאה מאסונות טבע כמו התפרצויות געש, רעידות אדמה, שיטפונות, מפולות, סופות הוריקן וצונאמי;
• יצירת מערכת שליטה גיאולוגית על הסביבה הטבעית וניבוי השפעתן של פעילויות האדם עליה;
• קביעת האיזון בין הצורך של החברה במשאבי טבע לבין הצורך לשמור על מערכות אקולוגיות בריאות;
• הבנה של מודלים אקלימיים גלובליים.

מה לומדת הגיאולוגיה?

גיאולוגיה היא מדע הבוחן כדור הארץ המוצק, המאובנים והסלעים שהוא מורכב מהם, כמו גם את כל התהליכים המשפיעים על היווצרותו ומשתנים עם הזמן. אולם הגיאולוגיה אינה מוגבלת רק לכדור הארץ - ניתוח הסלעים של כוכבי לכת אחרים, לוויינים או גופים שמימיים אחרים נמצא גם הוא בכשירותה.

בשלב הנוכחי של ההתפתחות, הגיאולוגיה מכסה מדעים גאוגרפיים רבים - הידרולוגיה, מטאורולוגיה, אקליםולוגיה ואחרים - לכן היא נחשבת לאחת הדיסציפלינות העיקריות החוקרות את כדור הארץ.

הגיאולוגיה מנסה לדעת מה נמצא על פני כדור הארץ, אך גם מה מסתתר מתחתיו, כמו גם את כל התהליכים המשפיעים על מערכת מורכבת זו. המדע מפתח שיטות שבעזרתן ניתן לקבוע את גיל הסלעים שנמצאו ואת ההיסטוריה שלהם. על ידי שילוב של כלים אלה, גיאולוגים יכולים לשמור על כרונולוגיה של ההיסטוריה הגיאולוגית של כדור הארץ בכללותו, כמו גם לקבוע את גיל כוכב הלכת שלנו ואת כל השינויים הגלובליים שהתרחשו בו.

בזכות הגיאולוגיה אנו מודעים לתנועות העיקריות של לוחות טקטוניים שהתרחשו במהלך התפתחות כדור הארץ, לשלבי ההתפתחות העיקריים של החיים ואזורי אקלים בעבר ששלטו על כדור הארץ.

גיאולוגים משתמשים במגוון רחב של שיטות להבנת המבנה והתפתחות כדור הארץ, כולל:

• עבודת שטח;
• תיאור הגזע;
• שיטות גאופיזיות;
• ניתוח כימי;
• ניסויים גופניים;
• מידול מתמטי.

מבחינה מעשית, הגיאולוגיה חשובה לחקירה וניצול של משאבי מינרלים ופחמימנים, הערכת משאבי מים, הבנת הסיכונים הטבעיים, ביטול בעיות סביבתיות ומתן מידע על שינויי אקלים בעבר. הגיאולוגיה היא המשמעת האקדמית העיקרית.

מינרלוגיה

מהם מינרלים?

מינרלים הם תרכובת כימית מוצקה שניתן למצוא בטבע בצורתה הטהורה ביותר. מינרלים קשורים לעיתים קרובות בקרב אנשים עם סלעים, שכן האחרונים מורכבים מהראשונים. סלעים, בתורם, עשויים להיות מורכבים ממינרל אחד או יותר. תרכובות שנמצאות רק באורגניזמים חיים אינן שייכות למינרלים, אם כי ישנם מספר חריגים. לכן, אם אנו מדברים, למשל, על מינרלים שהם ביוגניים (קלציט) או אורגניים (mellitus), אז הם שייכים למינרלים. כדאי גם לקחת בחשבון כי אורגניזמים חיים עצמם מייצרים לעיתים קרובות חומרים אורגניים הנמצאים לעתים קרובות בסלעים.

המינרל חייב לעמוד בחמש דרישות:

1. חייבים להימצא בטבע;
2. להיות אורגני;
3. להיות סולידי;
4. יש הרכב כימי מסוים;
5. יש מבנה פנימי מסודר.

בגיאולוגיה ומינרלוגיה משתמשים בדרך כלל במונח "מינרלים" בכוונה לחלקיקים מינרליים: תרכובות גבישיות בעלות הרכב כימי מוגדר למדי ומבנה גבישי ספציפי.

מינרלים ללא מבנה גבישי ספציפי, כמו אופל או אובסידיאן, נקראים נכונה מינרלים, כלומר חומרים דמויי מינרלים. אם תרכובת כימית יכולה להתרחש בטבע עם מבנים גבישיים שונים, כל מבנה נחשב למין מינרלי שונה. כך, למשל, קוורץ וסטישוביט הם שני מינרלים שונים המורכבים מאותה תרכובת - סיליקון דו חמצני.

סלעים

סלעים הם שילוב טבעי של מינרלים וחומרים דמויי מינרלים הנקראים מינרלים. כאשר חומר מתמצק או מתגבש מלבה או מגמה, זהו סלע מקורה. יתר על כן, דלקת עורית יכולה להפוך למשקעים בגלל פעולת הרוח וההרס. בשלב האחרון הסלע בהשפעת חום ולחץ משנה את תכולת המינרלים שלו והופך מטמורפי. אך המעגל מהצעד השלישי יכול לעבור שוב אם האבן תתחיל להמיס שוב.

מרבית המחקר בגיאולוגיה קשור לחקר הסלעים, מכיוון שהם אלה הנושאים את כל ההיסטוריה של כדור הארץ.

סוגי סלעים

ישנם שלושה סוגים עיקריים:

1. דלקת עורקים;
2. משקע;
3. מטמורפי.

לכל גזע, בתורו, יש מינרלים מסוימים במבנה שלו. לכל מינרל יש תכונות פיזיות מסוימות, וישנן בדיקות רבות שקובעות כל אחת מהן.

ניתן לבדוק דוגמאות עבור:

• זוהר: איכות האור המשתקף מפני השטח של מינרל;
• צבע: בעיקרון, לכל מינרל יש צבע אופייני המשמש לאבחון, אך זיהומים יכולים לשנות את מראה החומר;
• פסים: מבוצעים על ידי גירוד המדגם על צלחת חרסינה. צבע הרצועה עשוי לעזור בשמו של המינרל;
• קשיות: עמידות בפני שריטות של המינרל;
• דפוס שבר: במינרל עלול להיות סדק או מחשוף, והאפשרות הראשונה היא פער במשטחים לא אחידים, והשנייה פער לאורך מישורים מקבילים המרווחים היטב;
• כוח משיכה ספציפי: המשקל של נפח מסוים של מינרל;
• לחישה: יש להכניס חומצה הידרוכלורית למינרל כדי לבדוק אם הוא מתרחש;
• מגנטיות: שימוש במגנט לבדיקת מגנטיות;
• טעם: למינרלים יכול להיות טעם ייחודי, למשל, זה טעם של מלח שולחן;
• ריח: למינרלים יש ריח אופייני. לדוגמה, ריחות של גופרית כמו ביצים רקובות;

מאובנים

המאובנים הם תוצאה של תהליך המאובן של חומר אורגני. התנקשות זו נגרמת כתוצאה מתהליך הפרמינורציה והדיאגנזה. כתוצאה מכך מוחלף לאורך זמן חומר אורגני במינרלים. דוגמה טובה להפחתה היא העץ המאובן. עם פרמינליזציה, מבנה התא המקורי הופך למאובן; ​​בעזרת דיאגנזה אבד המבנה התאי של הגוף.

כל אורגניזם, מחיידקים ועד חוליות, יכול להפוך למאובן. בזכות תופעה זו, גיאולוגים יכולים לקבל עדויות עזות לחיים קודמים בכוכב הלכת שלנו. על סמך חפירות ומינרלים שהתגלו, מדענים הצליחו לחקור את היווצרות החיים לפני מיליוני שנים.

הקלה

הקלה היא תכונה על פני כדור הארץ, המהווה חלק מהשטח. הרים, גבעות, מישורים ומישורים הם ארבע צורות ההקלה העיקריות. סוגי קטין כוללים עמקים, קניונים, עמקים ואגנים.

תנועת הלוחות הטקטוניים מתחת לכדור הארץ יכולה להשפיע וליצור צורות אדמה חדשות, להעלות הרים וליצור גבעות.סחף הנגרם על ידי מים ורוח יכול להתיש את הארץ וליצור תבליטים כמו עמקים וקניונים. שני התהליכים מתרחשים לאורך זמן רב, לעיתים תופעות כאלה יכולות להימשך מיליוני שנים.

למעשה, לקח את נהר הקולורדו 6 מיליון שנים כדי ליצור את הגרנד קניון במדינת ארזונה. אורכו של הגרנד קניון הוא 446 קילומטרים.

התבליט הגבוה ביותר על כדור הארץ הוא ההר: הר האוורסט שנמצא בנפאל. גובהו 8,850 מטר מעל פני הים. זה חלק מהרי ההימלאיה שנמצאים בכמה מדינות אסיה.

ההקלה מופיעה גם מתחת למים בצורת רכסי הרים ובריכות על קרקעית הים. תעלת מריאנה, צורת ההקלה העמוקה ביותר על כדור הארץ, נמצאת בדרום האוקיאנוס השקט.

תהליכים גיאולוגיים

תהליכים גיאולוגיים הם תהליכים דינמיים המשפיעים על השטח ובכלל על פני כדור הארץ. התהליכים הגיאולוגיים העיקריים הם:

• בליה;
• שחיקה;
• טקטוניקת צלחות.

תהליכים אלה יכולים להיות הרסניים במקרים מסוימים, ובונים במקרים אחרים.

שחיקה

סחף הוא תהליך טבעי המתרחש לרוב בגלל העובדה שבמקום אחד הסלעים והאדמה מתפשטים ועוברים למקום אחר. תופעה כזו יכולה להתבלות ולהשמיד הרים, למלא את המישורים, ליצור ולנגב את הנהר מעל פני האדמה. אך תהליכים כאלה נמשכים אלפי שנים רבות. אם כי ראוי לציין כי שחיקה יכולה להיות מואצת על ידי פעילותו של אדם אשר באמצעות מעשיו - חקלאות או כרייה - משפיע לרעה על הסביבה.

בליה

בליה היא תהליך ההורס את השטח הקיים של כדור הארץ עקב השפעת רוח ומים. השפעות בליה מביאות להרס שכבות הסלע העליונות. חלק מתהליכים אלו הם מכניים, למשל התרחבות והתכווצות הנגרמת כתוצאה משינויים גדולים פתאומיים בטמפרטורה, כוח המתיחה של הקפאת מים בסדקים, התפצלות הנגרמת על ידי שורשי צמחים וחשיפה למים זורמים. אז, דרכים דורשות תיקון מתמיד בסתיו ובאביב, שכן המים שנכנסים פנימה יכולים פשוט להרוס את האספלט - אותו דבר קורה עם ההרים.

טקטוניקת צלחות

טקטוניקת צלחות היא אחת מהתיאוריות של מדענים לגבי צורת ההקלה של כדור הארץ. מומחים טוענים כי פני כדור הארץ מורכבים מ 12 צלחות זזות. חלק מהצלחות הללו אינן תואמות את גבולות היבשת, וחלקן כוללות הן את שטחי היבשות והן את האוקיאנוסים. כולם בעלי צורות וגדלים שונים ונמצאים בתנועה מתמדת ועוברים בין 1.3 ל- 10 סנטימטרים בשנה. פעילות טקטונית מתרחשת בגבולות הצלחות בהן הן מתנגשות זו בזו, ובכך גורמות לרעידות אדמה או ליצירת הרים וגבעות.

ישנם תהליכים גיאולוגיים שונים המסוכנים ביותר עבור אוכלוסיית העולם:

• התפרצות געשית;
• צונאמי;
• שינוי אקלים;
• שיטפונות;
• אפקטים של חלל וכו '.

אם אתה חוקר תופעות כאלה ומבין את טיבן, אתה יכול להגן על אנשים רבים.

היסטוריה גאולוגית של כדור הארץ

ההיסטוריה הגיאולוגית של כדור הארץ היא התפתחות יבשות, אוקיינוסים, אטמוספרה וביוספרה. שכבות סלעים על פני כדור הארץ מכילות עדויות לתהליכים אבולוציוניים העוברים רכיבים אלה בסביבת כדור הארץ. ההדים של כל תהליך גיאולוגי נותרו מאוחסנים במאגר מידע עצום - סלעים, שהם כמו ספר לימוד פתוח לקריאה ויעניק ידע למי שיכול לקרוא אותם. בזכות הלהט של הגיאולוגים, יש לנו רעיון מפורט למדי של ההיסטוריה של כוכב הלכת הבית שלנו לפני מיליוני שנים.

תפקיד הגיאולוגיה

כמו כל מדע אחר, גיאולוגיה נוצרת כדי לגלות תגליות חדשות וללמוד הרבה יותר על העולם סביבנו.תחום זה שוקל את הבעיות החשובות ביותר של האנושות המודרנית - כולל חיפוש אחר מקורות אנרגיה חדשים, השימוש הרציונלי שלה, שינויי אקלים, סכנות טבעיות, השפעה אנושית על הסביבה, שינויים בסביבה על בני אדם, ניהול משאבי מים ומינרלים.

על ידי לימוד סוגיות אלו גיאולוגים, יחד עם מדענים אחרים, יכולים לחזות את עתידו של כדור הארץ ולחקור כל שינוי שיכול להתרחש. דוגמא מרכזית היא ניתוח שינויי האקלים וכיצד החברה צריכה להשתנות על מנת לשפר את עתיד כדור הארץ. במעבר מדלקים מאובנים למקורות גיאו-תרמיים ומקורות מתחדשים אחרים, אנו יכולים להפחית את פליטת הפחמן ולהקטין מאוד את השפעות ההתחממות הגלובלית.