Что такое геология?

ДКМТ

Геология [Escholt M.P., 1657; geology] — 1. Комплекс наук о составе, строении и развитии земной коры и Земли в целом, а также ее оболочек, взаимодействующих между собой. Геология обеспечивает получение информации о недрах в интересах создания науч. основ их использования. Начало накопления знаний о составе и строении Земли восходит к античной древности; в средние века оно продолжалось лишь в Центральной Азии. Предпосылки становления научной геологии возникли в Италии благодаря публикации в 1669 г. тезисов датского естествоиспытателя Н. Стено, значительно предвосхитивших свое время. Главным из них был тезис, названный впоследствии первым принципом стратиграфии (см. Принципы стратиграфии) и определявший, что последовательность напластования горных пород обусловлена временем их возникновения.

Другие тезисы (или законы) в формулировке М.М. Тетяева (1934) гласили:

  • данный слой представляет бесконечную непрерывность, так что его можно прослеживать через долины;
  • данный слой отлагался в горизонтальном положении; если он наклонен, следовательно, произошло его нарушение;
  • если данный слой отложился горизонтально на другом наклонном, это значит, что нарушение этого последнего произошло задолго до образования первого;
  • горы не представляют собой постоянной величины.

Еще один тезис касался особенностей кристаллографических форм минералов одного вида (см. Закон постоянства углов). Значение тезисов Стено для геологии было в полной мере осознано лишь в XIX XX вв. Термин «геология» в современном понимании введен норвежским ученым М.П. Эшольтом в 1657 г., вместе с тем еще в XVIII в. геология рассматривалась как отдел минералогии или физической географии. Во 2-й половине XVIII столетия основы научной геологии закладываются А.Г.Вернером в Саксонии, Ж. Бюффоном во Франции, Дж. Геттоном в Шотландии, М.В. Ломоносовым в России. Однако лишь в начале XIX в. с появлением биостратиграфии (У. Смит) геология окончательно обрела статус самостоятельной научной дисциплины. К середине века была в целом завершена разработка стратиграфической шкалы фанерозоя. На ее основе активно развивалось геологическое картографирование. Начали формироваться геологические службы в Великобритании (1832), США (1879), России (1882), хотя истоки создания последней восходят к началу XVIII в. В 1830— 1833 гг. появился фундаментальный труд «Основы геологии» англичанина Ч. Лайеля. Во 2-й половине XVIII и 1-й половине XIX в. имела место напряженная борьба противоположных учений — нептунизма (А.Г. Вернер) и плутонизма (Дж. Геттон), катастрофизма (Ж. Кювье) и эволюционизма (Ч. Лайель). В середине XIX в. появ­ляется контракционная гипотеза француза Л. Эли де Бомона, основанная на космогонии Канта — Лапласа; в США зарождается учение о геосинклиналях (оно становится фундаментом исторической геологии), а в Европе — о платформах; возникают учения о полезных ископаемых — рудных месторождениях, нефти, угле, подземных водах (гидрогеология). Начинается становление геофизики. С появлением поляризационного микроскопа развивается петрография. На рубеже столетий австрийский геолог Э. Зюсс на основе контракционной гипотезы создает капитальный труд — «Лик Земли». В 1-й половине XX в. возникает геохимия (Ф.У. Кларк, В.И. Вернадский, А.Е. Ферсман, В.М. Гольдшмидт). Развивается представление об оболочечном строении нашей планеты. В начале века вместо контракционной гипотезы выдвигается гипотеза дрейфа материков немецког геофизика В. Вегенера (1912-1915), положившая начало мобилизму, но наибольшим признанием в дальнейшем пользовались идеи вертикальных движений земной коры (В.В. Белоусов, Р.В. ван Бем-мелен). Учение о геосинклиналях имело следствием развитие представлений об эволюции подвижных поясов, создание фациального анализа, разработку представлений о геологических формациях и обособление металлогении, получившей важный импульс благодаря работам отечественных геологов (Ю.А. Билибин, С.С. Смирнов, В.И. Смирнов и др.). Появление рентгеноструктурного анализа сыграло такую же роль для развития кристаллографии и минералогии, как и поляризационный микроскоп для петрографии. В 50-60-е гг. XX в. начинается интенсивное изучение океанов, появляются методы изотопной геохронологии, обеспечивающие разработку стратиграфии докембрия. В 60-е гг. XX в. открытие си­стемы срединно-океанических хребтов создает предпосылки для появления концепции тектоники литосферных плит (Г. Хесс, Р. Дитц). Развитию этой концепции способствовали работы геологов разных стран (Дж. Морган, Б. Изакс, Д. Маккензи, К. ле Пишон, Дж. Вилсон, Л.П. Зоненшайн, В.Е. Хаин). Сейсмотомография, появившаяся в 80-е гг. XX в., освещает глубины Земли вплоть до ее ядра, а сейсмостратиграфия позволяет с большой достоверностью создавать модели строения осад, бассейнов, прежде всего нефтегазоносных.

Объектом геологии является вся Земля и особенно ее верх, твердые оболочки, доступные для применения собственно геологических методов исследования. Современная геология имеет разветвленный характер, ее дисциплины, включая статические, динамические и ретроспективные, подразделяются исходя из объектов, методов и прикладных направлений исследования. Состав минералогического вещества Земли изучают: на атомарно-изотопном уровне -геохимия, на молекулярном уровне — минералогия и кристаллография, на уровне горных пород — петрология, описательная часть которой именуется петрографией, а относящаяся к осадочным горным породам — литологией. Закономерные ассоциации горных пород и слагаемых ими тел исследуются учением о геологических формациях. Важное значение имеет спектр дис­циплин, связанных не только с изучением, но и с использованием недр в практических целях. Это геология нефти и газа, геология угля, геология рудных и нерудных месторождений, гидрогеология, минералогия и др.. которые служат основой для прогнозирования, поисков и разведки различных полезных ископаемых. Их разработка, использование, роль в общественном развитии и ее регулирование являются предметом ряда дисциплин прикладной геологии (рудничной, шахтной, промысловой), экономической геологии, недропользования. Учетом геологических условий в строительстве занимается инженерная геология, а изучением состояния геологической природ, среды и ее воздействия на человека, в т. ч. анализом геологических опасностей, — геоэкология. Эндогенные и экзогенные процессы, изменяющие состав и строение верхней оболочки твердой Земли — земной коры и, шире, литосферы, изучаются динамической геологией. Одним из ее разделов является вулканология, рассматривающая вулканические процессы, вопросы предсказания извержений и пр. Тектонические движения и деформации земной коры и литосферы составляют предмет исследования тектоники или геотектоники, которая обычно включает и структурную геологию. Вулканизм изучает вулканология, а вместе с его глубинными проявлениями — магматическая геология и петрология; последняя охватывает и исследования метаморфизма. Важное значение при реконструкции процессов магматизма, метаморфизма и рудообразования имеет применение различных прецизионных аналитических методов изучения пород и минералов, в т. ч. изотопных, геохимических и др. Землетрясения исследует сейсмология — наука, пограничная между геологией и геофизикой. Совокупность экзогенных процессов (выветривание, эрозия, абразия и др.), вызывающих понижение и выравнивание земной поверхности, а также ее рельеф и история его создания и преобразования изучаются геоморфологией — наукой, пограничной между геологией и географией. Строение Земли в целом и ее геосфер изучается геофизическими методами, прежде всего сейсмометрией, основанной на измерении скорости распространения упругих волн, вызываемых землетрясениями или искусственными взрывами. История нашей планеты, охватывающая более 4,5 млрд лет, является предметом изучения исторической геологии на основе стратиграфии — учения о последовательности и относительном возрасте слагающих стратисферу земной коры осадочных и вулканических пород, который определяется для фанерозоя ископаемыми остатками животных и растений. Отличающиеся своеобразием развития отдельные отрезки геологической истории изучаются геологией докембрия и геологией четвертичных отложений. В дополнение к биостратиграфии появились такие физические методы, как сейсмостратиграфия и магнитостратиграфия. Ядерная геология, включающая радиогеологию, изотопную геологию и геохронометрию, охватывает сложные проблемы эволюции атомных ядер в природе и отражение этой эволюции в развитии Земли и космических тел. С помощью методов геохронометрии удалось откалибровать стратиграфических подразделения фанерозойской шкалы, расчленить по возрасту докембрийские образования. Физико-географические условия, существовавшие на Земле в прошлые геологические эпохи, изучает палеогеография. Региональная геология изучает геологическое строение приповерхностной части земной коры путем геологической съемки (геологического картографирования). Она существенно дополняется дистанционными методами -аэро- и космосъемкой. Изучение объемного и глубинного строения верх, части земной коры проводится с помощью бурения параметрических, глубоких и сверхглу­боких скважин и применения геофизических методов (сейсмических, гравиметрических.), а изучение более глубоких горизонтов литосферы — путем анализа глубинных ксенолитов в кимберлитах, а также др. глубинных породах. Геологическое изучение ложа Мирового океана и окраинных морей является задачей морской геологии и проводится с по­мощью драгирования поверх, дна, глубоководного бурения, сейсмоакустического профилирования и наблюдений с подводных обитаемых аппаратов. Синтез данных собственно геологии, геохимии, в частности изотопной, и геофизики осуществляется оформившейся во 2-й половине XX в. геодинамикой. При реконструкции ранних стадий развития Земли геологи опираются на данные сравнительной планетологии и космической геологии, в т. ч. полученные космическими аппаратами, а также при изучении импактных структур и космического вещества, доставленного на Землю. Т. о., геология становится глобальной наукой во всех четырех измерениях. Огромные массивы новых данных, касающихся разл. геологических объектов и геологических процессов, обрабатываются с помощью новейших информационных технологий в рамках новой дисциплины -геоинформатики. Геологические знания в целом имеют важное значение для обеспечения функционирования индустриального общества, в т. ч. обеспечения его потребностей минералами, природными ресурсами. Решение общих проблем геологии в значительной мере определяет возможность построения адекватной модели развития Земли, а также др. тел Солнечной системы, что в конечном счете демонстрирует мировоззренческую роль геологической науки.

Синоним термина геологическое строение в словосочетаниях типа «геология Сибирской платформы», «геология Канады» и др. 

по Геологический словарь…, 1973

Геоло́гия (от др.-греч. γῆ — «Земля» и от λόγος — «учение») — 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 др. наук. Геология долгое время смешивалась с другими отраслями знаний. Еще в XVIII в. на геологию смотрели как на отдел минералогии или физической географии; считали задачей этой науки разъяснение вопроса о происхождении Земли. Геология как наука в понимании, близком к современному, оформилась в конце XVIII в., когда разрозненный запас геологических сведений был систематизирован в России — М.Ломоносовым, в Германии — А.Вернером, во Франции — Кювье и А.Броньяром, в Англии — У.Смитом, в Шотландии — Д.Геттоном. Современная геология делится на ряд взаимосвязанных отраслей, используемых при описании и исследовании Земли: динамическую геологию, историческую геологию, геотектонику, петрологию, литологию, минералогию, кристаллографию, геологию полезных ископаемых, гидрогеологию, региональную геологию и др.

Каждая из названных отраслей геологии может быть подразделена на самостоятельные дисциплины. Так, например, из раздела  динамической геологии, изучающей геологические процессы, выделены: Вулканология, изучающая явления вулканизма; Сейсмология, изучающая геологические условия землетрясений; Геоморфология и др. Геология полезных ископаемых подразделяется на: геологию рудных и геологию нерудных полезных ископаемых. Раздел геологии полезных ископаемых, характеризующий геологические закономерности размещения в пространстве и во времени рудных месторождений, в последнее десятилетие развился в самостоятельную отрасль знаний, получившую название “Металлогения”. Геология нерудных полезных ископаемых включает геологию нефти и газа и геологию ископаемых углей и горючих сланцев, объединяемых в геологию горючих ископаемых, а также геология солей, геология строительных материалов и др. Одновременно геология включает ряд крупных разделов, являющихся самостоятельными отраслями, разделяющимися, в свою очередь, на новые научные направления, геология в связи с астрономией породила космогонию — науку об образовании и развитии небесных тел, в т. ч. и нашей Земли как планеты. Наука о воздействии внешних астрономических факторов на развитие земной коры получила название астрогеологии. Геология и химия дали геохимию, а геология и физика — геофизику. Ввиду своеобразия применяемых методов исследований выделено в особую дисциплину изучение новейших четвертичных или антропогеновых отложений, называемое не совсем правильно “Четвертичной геологией”. В последнее десятилетие все больше внимания уделяется геологии морского дна или морской геологии, которая занимается изучением материковых шельфов, склонов, каньонов и ложа океана. Эти исследования приобретают большое значение в связи с тем, что подводное пространство составляет 3/4 поверхности Земли и содержит колоссальные запасы нефти, марганца, железа и др. полезных ископаемых, которые чрезвычайно интенсивно извлекаются на суше. На океанском дне тоньше всего слой земной коры, и именно отсюда проектируется проникновение во внутренние подкоровые оболочки и мантию. Не будет преувеличением сказать, что ближайшее десятилетие, наряду с проникновением в космос, станет временем активного вторжения человека в Мировой океан.

Преобладающая часть конкретных вопросов, решаемых в настоящее время геологией, относится к поверхностным частям планеты, ограниченным глубинами 10—15 км. Это обусловлено глубиной среза в складчатых областей и современными техническими возможностями разведки и добычи полезных ископаемых. С целью изучения глубоких недр Земли ставится вопрос о необходимости создания объединенной науки о Земле, в которой слились бы геологические, геофизические и геохимически методы — Геономия. Как отрасли геологии, имеющие прикладное значение, различают: экономическую геологию, нефтяную, рудничную, промысловую, инженерную, военную и др. Термин геология применяется также для обозначения геологического строения какой-либо страны или определенного крупного участка земной поверхности. С достижением поверхности Луны автоматическими космическими станциями и первыми посещениями Луны человеком начала оформляться новая геологическая отрасль — лунная геология, которую следует называть “Селенологией”.

Разделы геологии

  • Вулканология —  наука о вулканах, их морфологии, деятельности, происхождения, закономерностях размещения на земной поверхности и о продуктах извержения
  • Геодинамика —  отрасль знания, изучающая глобальные движения поверхности и недр Земли и их теоретическое описание
  • Геоинформатика —  наука, технология и производственная деятельность по научному обоснованию, проектированию, созданию, эксплуатации и использованию географических информационных систем, по разработке геоинформационных технологий, по приложению ГИС для практических и научных целей
  • Геоморфология — геолого-географическая наука о формах земной поверхности (рельефе) и Земли в целом, их происхождении, внешнем облике, эволюции и закономерностях географического распространения
  • Геологическое картирование —  одна из геологических дисциплин, изучающая методы составления геологических карт и их практическое применение
  • Геология полезных ископаемых изучает типы месторождений, методы их поисков и разведки
  • Геотектоника — наука о строении, движениях и деформациях литосферы и ее развитии в связи с развитием Земли в целом
  • Геофизика —  наука, изучающая физические явления и процессы, которые протекают в оболочках Земли и в ее ядре
  • Геохимия —  наука о распределении (концентрации и рассеянии) и процессах миграции химических элементов в земной коре и, насколько возможно, в Земле в целом
  • Гидрогеология — раздел геологии, изучающий подземные воды
  • Горное дело — отрасли науки и техники, охватывающие процессы извлечения (добычи) из недр Земли полезных ископаемых
  • Инженерная геология — раздел геологии, изучающий взаимодействия геологической среды и инженерных сооружений
  • Историческая геология —  раздел геологии, изучающий историю и закономерности развития Земли с момента образования земной коры до совр. ее состояния
  • Криология —  наука о природных объектах и процессах, происходящих в криосфере
  • Кристаллография — наука о кристаллах и кристаллическом веществе; делится на геометрическую, физическую и химическую
  • Лиотология —  наука о составе, структурах, текстурах и генезисе осадочные породы, включая и руды
  • Металлогения —  раздел учения о полезных ископаемых, характеризующий геол. закономерности размещения рудных м-ний в пространстве и во времени
  • Минераграфия — раздел минералогии, изучающий состав и строение руд и рудных минералов с помощью ряда специфических методов как субъективных, так и объективных
  • Минералогия — наука о минералах. одна из древнейших отраслей геологических знаний
  • Неотектоника — раздел тектоники, изучающий различные структуры, историю развития и тектонические движения земной коры, которые обусловили создание основных черт современногорельефа Земли
  • Палеонтология —  наука об ископаемых останках растений и животных
  • Петрография —  наука о классификации горных пород, которая построена на детальных описаниях минерального состава, структурно-текстурных особенностей, химического состава и др.
  • Петрология — наука, изучающая магматические и метаморфические горные породы, их физико-химические условия образования, степень изменения под влиянием различных факторов, закономерности распределения в земной коре, мантии Земли и космическом веществе
  • Радиогеология (Ядерная геология) — отрасль геологии, изучающая закономерности естественных ядерных превращений в веществе Земли и их проявление в геологических процессах
  • Региональная геология — раздел геологии, изучающий геол. строение отдельных участков земной коры (целых континентов, складчатых систем, платформ или их крупных частей)
  • Селенология —  научная дисциплина, посвященная изучению строения и химико-минералогического состава Луны
  • Стратиграфия — Раздел исторической геологии, охватывающий вопросы исторической последовательности, первичных взаимоотношений и географического распространения осадочных, вулканогенных и метаморфических образований, слагающих земную кору и отражающих естественные этапы развития Земли и населявшего ее органического мира
  • Структурная геология — раздел геотектоники, изучающий формы залегания горных пород и тектонических нарушений (складчатые, разрывные, магматогенные) Земли в целом, также разрабатывающий классификацию этих форм в связи с закономерным их размещением и сочетанием в земной коре на глубину и по площади
  • Тектонофизика — это наука, занимающаяся изучением механизма формирования структурных форм (в 1-ю очередь складок и разрывов), выявленных по данным геокартирования
  • Четвертичная геология — геологическая дисциплина, изучающая четвертичный период (систему) Земли
  • Экология — отрасль биологии, изучающая отношения между организмами (животными и растениями) и средой их обитания