Геоло́гія (від дав.-гр. γῆ — земля, і λογος — наука) — сукупність наук про тверду оболонку Землі, її будову, речовинний склад, рухи та історію розвитку, а також процеси, що її створили.
Океанічна кора
Інакше: геологія — це наука і вивчення твердої та рідкої речовини, що складають Землю. Галузь геології охоплює вивчення складу, структури, фізичних властивостей, динаміки та історії земних матеріалів, а також процесів, за допомогою яких вони формуються, переміщуються і змінюються. Геологія є основною академічною дисципліною, яка також важлива для: видобутку корисних копалин і вуглеводнів, знань про небезпечні природні явища та пом'якшення їх наслідків, деяких областей геотехнічної інженерії та розуміння минулих кліматичних умов і довкілля.
Вперше термін «геологія» увів норвезький природознавець М. Ешольт (норв. Mikkel Pederson Escholt) у 1657 у книзі «Геологія Норвегії» (норв. Geologia Norvegica)[1][2].
Предмет вивчення
Від інших наук про Землю, таких як океанографія чи метеорологія, геологія відрізняється тим, що досліджує тверду оболонку Землі — літосферу і те, що знаходиться під нею. Предметом вивчення у геології є:
- речовинний склад земної кори;
- внутрішня будова земної кори;
- процеси, що відбуваються в земній корі і на її поверхні;
- рухи та історія розвитку земної кори;
- закономірності утворення й поширення корисних копалин.
Найближче до геології серед наук про Землю знаходяться: фізична географія, геоморфологія, ґрунтознавство, гляціологія і геодезія. На стику геології і біології знаходиться палеонтологія (наука про викопні організми), геології і фізики — геофізика (досліджує фізичні властивості надр Землі), геології і хімії — геохімія (вивчає хімічний склад гірських порід і руд та поведінку хімічних елементів в Земній корі).
Методи
Пізнання певної ділянки Землі здійснюється шляхом спостереження і опису залягання гірських порід у природних відслоненнях, кар'єрах, шурфах, свердловинах тощо. При цьому описуються і визначаються послідовність нашарування порід у розрізі та поховані в них рештки тварин і рослин, заміряються елементи залягання, вивчається речовин. склад гірських порід і мінералів за допомогою усіх доступних методів, з'ясовується їх відносний і абсолютний геологічний вік. Останнім часом широко застосовується фотозйомка території з літальних апаратів. Кінцевим результатом такого комплексного вивчення окремих ділянок земної поверхні, що називається геологічним зніманням, є побудова геологічної карти. Геологічна карта будь-якого регіону — першоджерело будови земної кори, речовинного складу гірських порід і мінералів, виявлення мінерально-сировинних ресурсів[1].
Галузі
Геологія — це велика фундаментальна галузь науки. Вона об'єднує велику кількість наук про земну кору і більш глибокі сфери Землі. Геологічні науки вивчають склад, будову, походження, розвиток Землі і геосфер, що її складають, у першу чергу земну кору, процеси, що відбуваються в ній, закономірності утворення і розміщення родовищ корисних копалин.
До сучасних геологічних наук належать:
- Геологія корисних копалин вивчає типи родовищ, методи їх пошуку і розвідки.
- Мінералогія — розділ геології, що вивчає мінерали, питання їх походження, кваліфікації. Вивченням порід, утворених у процесах, пов'язаних з атмосферою, біосферою та гідросферою Землі, займається літологія. Ці породи не зовсім точно називаються ще осадовими гірськими породами. Багаторічномерзлі гірські породи набувають ряд характерних властивостей та особливостей, вивченням яких займається геокріологія.
- Літологія — розділ геології, що вивчає утворення осадових порід.
- Петрологія — розділ геології, що вивчає походження гірських порід.
- Петрографія — розділ геології, що вивчає походження гірських порід, утворених при високих температурах і тиску.
- Седиментологія — розділ геології, що вивчає процеси осадонакопичення.
- Геобаротермометрія — наука, що вивчає комплекс методів визначення тиску і температур утворення мінералів і гірських порід.
- Структурна геологія — розділ геології, що вивчає геологічні структури земної кори та їх зміну протягом геологічної історії.
- Мікроструктурна геологія — розділ геології, що вивчає деформацію порід на мікрорівні, в масштабі зерен мінералів і агрегатів.
- Геодинаміка — наука, що вивчає зміни планетарного масштабу в результаті еволюції Землі. Вона вивчає зв'язок процесів в ядрі, мантії та земній корі.
- Тектоніка — розділ геології, що вивчає рух Земної кори.
- Історична геологія — галузь геології, що вивчає дані про послідовність найважливіших подій в історії Землі. Всі геологічні науки в тій чи іншій мірі мають історичний характер, історичні геологи розглядають існуючі утворення в історичному аспекті і займаються в першу чергу з'ясуванням історії формування сучасних структур. Історія Землі розділяється на два найбільші етапи — еону, за появи організмів з твердими частинами, що залишають сліди в осадових породах і дозволяють за даними палеонтології провести визначення відносного геологічного віку. З появою копалин на Землі почався фанерозой — час відкритого життя, а до цього був криптозой або докембрій — час прихованого життя. Геологія докембрію виділяється в особливу дисципліну, тому що займається вивченням специфічних, часто сильно і багаторазово метаморфізованних комплексів і має особливі методи дослідження.
- Палеонтологія вивчає давні викопні форми життя і займається описом копалин залишків, а також слідів життєдіяльності організмів.
- Стратиграфія — наука про визначення відносного геологічного віку осадових гірських порід, розчленування товщ порід і кореляції різних геологічних утворень. Одним з основних джерел даних для стратиграфії є палеонтологічні визначення.
- Геохронологія — розділ геології, що визначає вік порід та мінералів.
- Еволюційна геологія — розділ геології, що вивчає зміну земної кори.
- Планетарна геологія (астрогеологія) — розділ геології, що досліджує планетарно-астрономічні фактори геологічного розвитку Землі та інших планет, а також геологію твердих небесних тіл, таких як планети та їхні супутники, астероїди, комети та метеорити. Є одночасно розділом Планетології.
- Морська геологія — розділ геології, що вивчає геологічну будову океанічного дна.
- Вулканологія галузь геології, яка вивчає вулкани та вулканічні гірські породи.
- Інженерна геологія — розділ геології, що вивчає взаємодії геологічного середовища та інженерних споруд.
- Математична геологія — розділ геології, що використовує математичні методи для вивчення гірських порід, геологічних процесів та об'єктів.
- Гідрогеологія — розділ геології, що вивчає геологічні аспекти розвідки, пошуку та утворення підземних вод.
- Геологічна гляціологія — розділ геології, що вивчає геологічні процеси руху та утворення льодовиків.
Геологічні процеси, що відбуваються на поверхні планети (або на невеликій глибині), вивчаються із залученням фізико-географічних наук (геоморфологія, кліматологія, гідрологія, океанологія, гляціологія і ін.); при дослідженні глибинних процесів, визначенні радіологічного віку, при геолого-пошукових і геолого-розвідувальних роботах використовуються методи геохімії та геофізики (фізики «твердої» Землі, включаючи сейсмологію). У проблемах походження і ранній історії Землі велике значення мають астрономія і планетологія.
Історія розвитку
Міркування про Землю, її утворення, різні елементи можна зустріти у давньогрецьких філософів, наприклад, у Аристотеля (у метеорологічному трактаті), у давньоримських філософів (Тіт Лукрецій Кар «Про природу речей»).
Дослідження фізичної матерії Землі почалося ще принаймні у Стародавній Греції, із праці Теофраста (372—287 рр. до Р. Х.) Peri Lithon (Про камені). За Римської імперії Плінієм Старшим було детально описане практичне застосування багатьох мінералів і металів, а також правильно пояснене походження бурштину.
Низка сучасних дослідників, серед яких Філдінг Г. Гаррісон, вважають, що початки сучасної геології слід шукати у середньовічному ісламському світі[3]. Абу аль-Райхан аль-Біруні (973—1048 рр.) був одним із перших мусульманських геологів, який включив до своїх праць записи з геології Індії, у яких припускалося, що на території Індійського субконтиненту у прадавні часи було море.[4] Ісламський мислитель Ібн Сіна (Авіценна, 981—1037) запропонував докладне пояснення формування гір, походження землетрусів та інших фундаментальних питань сучасної геології, тим самим заклавши основу подальшого розвитку цієї науки.[5]
1683 року Мартін Лістер[en] запропонував Лондонському королівському товариству позначати на картах ґрунти і мінерали. Це вважається моментом народження геологічної зйомки та геологічних карт[6].
Наприкінці XVII — початку XVIII століття з'явилася загальна теорія Землі, яка отримала назву дилювіанізму. На думку науковців того часу осадові породи і скам'янілості в них утворилися в результаті всесвітнього потопу. Ці переконання поділяли Роберт Гук (1688), Джон Рей (1692), Джон Вудворд (1695), І. Я. Шьойкцер (1708) та інші.
Як наука геологія сформувалась у XVIII ст. У другій половині XVIII століття різко зросли потреби в корисних копалинах, що призвело до вивченню надр, зокрема накопиченню фактичного матеріалу, опису властивостей гірських порід і умов їх залягання, розробки прийомів спостереження. У 1785 році Джеймс Гаттон представив для Королівського товариства Единбурга документ під назвою «Теорія Землі». У цій статті він пояснив свою теорію про те, що Земля повинна бути набагато старшою, ніж це вважалося раніше, для того, щоб забезпечити достатній час для ерозії гір, і щоб седименти (відклади) утворили нові породи на дні моря, які, в свою чергу, були підняті щоб стати сушею (теорія глибокого часу[en]). В 1795 Гаттон опублікував двотомну працю, яка описувала ці ідеї[7][8]. Джеймс Гаттон часто вважається першим сучасним геологом[9]. Послідовники Гаттона були відомі як плутоністи, через те що вони вважали, що деякі породи (базальти і граніти) були сформовані в результаті вулканічної діяльності і є результатом осаджування лави з вулкана.
Іншої точки зору дотримувались нептуністи, на чолі з Авраамом Вернером, який вважав, що всі породи осіли з великого океану, рівень якого з плином часу поступово знизився, а вулканічну діяльність пояснював підземним горінням кам'яного вугілля.
У 1815 році англійським геологом Вільямом Смітом вперше опублікована крупномастшабна карта, яка показувала геологічну будову цілого регіону — Геологічна карта Англії та Уельса. Його карта містить впорядковані гірські пласти, виділені за скам'янілостями, які містилися в них[10]. Сміт склав «шкалу осадових утворень Англії». Роботи по розділенню пластів продовжувались науковцями Жоржем Кюв'є та О. Броньяром[en].
У 1822 році була виділена кам'яновугільна і крейдова системи, що поклало початок стратиграфічної систематики. Основні підрозділи сучасної стратиграфічної шкали були прийняті офіційно в 1881 році в Болоньї на 2-му Міжнародному геологічному конгресі.
Разом з тим, методологічні основи такого поділу ще уточнювались у рамках декількох теорій. Жорж Леопольд Кюв'є розробив теорію катастроф, яка стверджувала, що особливості Землі формуються в одній, катастрофічній події та залишаються незмінними надалі. Леопольд фон Бух пояснював рухи земної кори вулканізмом (теорія «кратерів підняття»), Л. Елі де Бомон[en] пов'язував дислокацію шарів зі стисненням земної кори при остиганні центрального ядра. У 1830 році Чарльз Лаєль вперше опублікував працю «Основи геології»[11], що сприяла поширенню актуалізму. Ця теорія стверджує, що повільні геологічні процеси відбувалися протягом історії Землі й відбуваються досі. Хоча Гаттон й довіряв ідеї актуалізму, вона не була широко прийнята в той час.
Більшу частину XIX століття геологія намагалась дати відповідь на питання про точний вік Землі. Оцінки варіювалися від 100 000 до кількох мільярдів років.[12] На початку XX століття радіометричне датування дозволило визначити вік Землі, оцінка склала два мільярди років.
Найбільш значним досягненням геології в XX столітті був розвиток теорії тектоніки плит в 1960 році та уточнення віку планети. Теорія тектоніки плит виникла з двох окремих геологічних спостережень: спрединг морського дна і континентального дрейфу. Ця теорія революціонувала науки про Землю.[13]
Структура
Поділяється на ряд дисциплін:
В Україні
Основи понять про будову Землі, корисні копалини вивчалися в Києво-Могилянській академії в курсі натурфілософії та фізики. Основи геології викладено у працях Феофана Прокоповича.
В Україні значний внесок в геологію зробили В. І. Вернадський, Н. Д. Борисяк, В. В. Різниченко, В. Г. Бондарчук, Є. К. Лазаренко та інші. В Україні проблеми геології вивчають установи НАН України (Інститут геологічних наук, Інститут геології і геохімії горючих копалин), відповідні кафедри вузів, відомчі установи (Інститут нафти і газу, Інститут мінеральних ресурсів) та інші.
Див. також
Примітки
Література
Посилання
Wikiwand in your browser!
Seamless Wikipedia browsing. On steroids.
Every time you click a link to Wikipedia, Wiktionary or Wikiquote in your browser's search results, it will show the modern Wikiwand interface.
Wikiwand extension is a five stars, simple, with minimum permission required to keep your browsing private, safe and transparent.
