Предмет, цель и задачи почвоведения и инженерной геологии.
Почвоведение – биологическая наука, предметом изучения которой является почва. Это наука о почвах, ее образовании (генезисе), строении, составе, свойствах. Почва – основное незаменимое средство сельскохозяйственного производства. Почва снабжает растения водой и питательными элементами, регулирует рост и развитие растений, объем и качество урожая. Почва при правильном использовании не изнашивается, не ухудшает свои свойства, а прогрессивно улучшаются. В этом ее отличие от других средств производства.
Задачами почвоведения является:
- изучение направленности и типов эволюции почв под влиянием природных и техногенных факторов;
- поток путей управления, изменениями происходящими в почве в целях повышения плодородия почв;
- познание глубины негативных процессов при использовании почв к которым относится эрозия, декальцификация, переуплотнение
Важнейшими задачами почвоведения является оценка земельных ресурсов. В настоящее время, в условиях коммерческого оборота некоторых категорий земель, эта задача становится особенно актуальной. Ее решение требует определения качества почвы, квалифицированной экономической и экологической оценки и, наконец, определения ее стоимости.
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.
Чтобы познать строение Земли, геология вынуждена исследовать литосферу в различных направлениях. Научные направления в изучении Земли, получивших свои названия:
1
Геохимия – комплекс наук, изучающие состав Земли (минералогия, кристаллография, петрография, геохимия)
1.
Динамическая геология – изучает геологические процессы, совершающиеся в земной коре, т.е. динамику Земли (деятельность морей, рек, подземных вод, ледников, ветра, магматизм, тектонические движения)
2.
Историческая геология – направление, изучающее историю развития Земли с момента ее образования до настоящего времени (стратиграфия, палеонтология, историческая геология – это науки, которые являются основными в этом направлении)
3.
Практическая геология – занимается изучением вопросов практического использования недр нашей планеты (учение о полезных ископаемых; геология нефти и газа; поиски и разведка месторождений полезных ископаемых и др. науки)
4.
Морская геология – наука, изучающая состав, строение, полезные ископаемые дна морей и океанов и историю их образования.
5.
Космогеология – занимается изучением геологического строения земной коры путем фотографирования земной поверхности с летательных аппаратов (самолетов, спутников, космических станций), получая таким образом аэрофотоснимки и космоснимки.
6.
глубинная геология – направление, которое ставит своей целью изучение глубоких горизонтов земной коры с помощью сверхглубоких скважин
7.
Геоэкология – в задачу этого направления входит изучение степени и характера техногенного воздействия человека на геологическую среду и выработка рекомендации по ее сохранению.
1. Форма и размеры Земли.
Впервые предположение о шарообразной форме Земли высказывали ещё античные мыслители. Они основывались на некоторых наблюдениях и философских представлениях о шаре как идеальной форме. Греческий учёный Эратосфен не только установил, что наша планета шарообразная, но и с помощью простых средств измерил её окружность и радиус. Ученый утверждал, что если плыть от Пиренейского полуострова на запад, то можно достичь Индии. В середине XV в. Колумб, отправляясь на поиски западного пути в Индию, руководствовался именно этой идеей. В конце XVII - начале XVIII в. Исаак Ньютон теоретически обосновал, что под воздействием силы тяжести Земля должна быть сплюснута у полюсов и является эллипсоидом вращения.
Позднейшие геодезические и астрономические исследования позволили определить истинную форму и размеры Земли. Известно, что планета сформировалась под действием двух сил - силы взаимного притяжения её частиц и центробежной силы, возникающей из-за вращения планеты вокруг своей оси. Сила тяжести представляет собой равнодействующую этих двух сил. Степень сжатия зависит от угловой скорости вращения: чем быстрее вращается тело, тем больше оно сплющивается у полюсов.
Расстояние от центра планеты до экватора называется экваториальным радиусом и составляет 6378,2 км, а расстояние до полюса — полярным радиусом и равно 6357 км. Разница полярного и экваториального радиусов составляет примерно 21 км. Следовательно, наша планета действительно не похожа на ровный шар, а сплющена у полюсов и является эллипсоидом. Детальные измерения с помощью искусственных спутников показали, что Земля сжата не только на полюсах, но и по экватору (наибольший и наименьший радиусы по экватору отличаются на 210 м), а значит, является трехосным эллипсоидом. Согласно последним расчётам, этот эллипсоид несимметричен и по отношению к экватору — южный полюс расположен к экватору немного ближе, чем северный.
Истинную геометрическую форму Земли назвали геоидом — телом с воображаемой поверхностью, совпадающей с поверхностью спокойного океана, которая на суше мысленно продолжается под материками и островами.
2. Внутреннее строение Земли . Земная кора. Мантия. Ядро. Литосфера. Типы земной коры.
Земная кора — внешняя твёрдая оболочка Земля (геосфера). Ниже коры находится мантия, которая отличается составом и физическими свойствами — она более плотная, содержит в основном тугоплавкие элементы. Разделяет кору и мантию границаМохоровичича, или сокращённо Мохо, на которой происходит резкое увеличение скоростей сейсмических волн. С внешней стороны большая часть коры покрыта гидросферой, а меньшая находится под воздействием атмосферы.
Кора есть на большинстве планет земной группы, Луне и многих спутниках планет-гигантов. В большинстве случаев она состоит из базальтов. Земля уникальна тем, что обладает корой двух типов: континентальной и океанической.
Масса земной коры оценивается в 2,8×1019 тонн (из них 21 % — океаническая кора и 79 % — континентальная). Кора составляет лишь 0,473 % общей массы Земли.
Океаническая кора (180 млн лет, мощность 5-10 км, 2х лойная.)состоит главным образом из базальтов. Согласно теории тектоники плит, она непрерывно образуется в срединно-океанических хребтах, расходится от них и поглощается в мантию в зонах субдукции. Поэтому океаническая кора относительно молодая, и самые древние её участки датируются поздней юрой.
Толщина океанической коры практически не меняется со временем, поскольку в основном она определяется количеством расплава, выделившегося из материала мантии в зонах срединно-океанических хребтов. До некоторой степени влияние оказывает толщина осадочного слоя на дне океанов. В разных географических областях толщина океанической коры колеблется в пределах 5-7 километров.
В рамках стратификации Земли по механическим свойствам, океаническая кора относится к океанической литосфере. Толщина океанической литосферы, в отличие от коры, зависит в основном от её возраста. В зонах срединно-океанических хребтов астеносфера подходит очень близко к поверхности, и литосферный слой практически полностью отсутствует. По мере удаления от зон срединно-океанических хребтов толщина литосферы сначала растет пропорционально её возрасту, затем скорость роста снижается. В зонах субдукции толщина океанической литосферы достигает наибольших значений, составляя 120—130 километров.
Континентальная кора (4500 млрд лет)имеет трёхслойное строение. Верхний слой представлен прерывистым покровом осадочных пород, который развит широко, но редко имеет большую мощность. Большая часть коры сложена под верхней корой — слоем, состоящим главным образом из гранитов и гнейсов, обладающим низкой плотностью и древней историей. Исследования показывают, что большая часть этих пород образовались очень давно, около 3 миллиардов лет назад. Ниже находится нижняя кора, состоящая из метаморфических пород — гранулитов и им подобных.
Ма́нтия — часть Земли (геосфера), расположенная непосредственно под корой и выше ядра. В мантии находится большая часть вещества Земли. Мантия есть и на других планетах. Земная мантия находится в диапазоне от 30 до 2900 км от земной поверхности. Процессы, идущие в мантии, оказывают самое непосредственное влияние на земную кору и поверхность земли, являются причиной движения континентов, вулканизма,землетрясений, горообразования и формирования рудных месторождений. Всё больше свидетельств того, что на саму мантию активно влияет металлическое ядро Земли.
Ядро́ Земли́ — центральная, наиболее глубокая часть планеты Земля, геосфера, находящаяся под мантией Земли и, предположительно, состоящая из железо-никелевого сплава с примесью других сидерофильных элементов. Глубина залегания — 2900 км. Средний радиус сферы — 3500 км. Разделяется на твердое внутреннее ядро радиусом около 1300 км и жидкое внешнее ядро толщиной около 2200 км, между которыми иногда выделяется переходная зона. Известно о ядре очень мало — вся информация получена косвенными геофизическими или геохимическими методами. Образцы вещества ядра недоступны.
ЛИТОСФЕРА (от греческого lithos — камень и sphaira — шар * а. lithosphere; н. Lithosphare; ф. litosphere, eсоrce terrestre; и. litosfera) — внешняя, относительно прочная оболочка твёрдой Земли, расположенная над менее вязкой и болеепластичной астеносферой. Термин "литосфера" предложен американским геологом Дж. Барреллом в 1916 и первоначально отождествлялся с Земной корой; затем было установлено, что литосфера почти повсюду включает и верхний слой мантии Земли мощностью несколько десятков км.
3. Возраст Земли. Геологическое летоисчисление
Возраст Земли — время, которое прошло с момента образования Земли как самостоятельной планеты. Согласно современным научным данным возраст Земли составляет 4,54 миллиардов лет (4,54·109 лет ±1%). Эти данные базируются на радиоизотопной датировке не только земных образцов, но и метеоритного вещества. Они получены в первую очередь с помощью свинец-свинцового метода. Эта цифра соответствует возрасту старейших земных и лунных образцов.
ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ ЛЕТОИСЧИСЛЕНИЕ, хронология геологических событий в истории Земли. Ряд этих событий разделен на периоды, длиной в миллионы лет. Только совсем недавно стало возможным использовать метод относительной геохронологии. Он включает изучение и сравнение геологических событий в истории Земли, взаимосвязь в последовательности образования горных пород и окаменелостей, которые в них содержаться. Такая информация помогает различить более ранние залежи от более поздних, оценить, сколько времени прошло с момента их образования, восстановить геологические и климатические условия, предполагая, что геологические процессы в прошлом были такими, как сейчас. Геологическое время делится на эры: ДОКЕМБРИЙ, ПАЛЕОЗОЙ, МЕЗОЗОЙ и КАЙНОЗОЙ, которые, в свою очередь, делятся на периоды. Периоды, опять же, подразделяются на группы и эпохи. Эпохи членятся на этапы, а потом - на зоны.
Геологическое летосчисление Весь объем времени, протекшего с момента образования Земли — около 4600 млн лет — подразделяют на четыре большие эры, в свою очередь состоящие из периодов. Наиболее приближенные к современности эры делятся также на эпохи Мы живем в кайнозойскую эру(«эра новой жизни»), от древнейших времен — докембрия — нас отделяют «промежуточная» (мезозойская) и «древняя» (палеозойская) эры. Хотя к настоящему времени собрано значительное количество различных свидетельств о древней жизни, первоначально разделение на эпохи стало возможным благодаря обильным находкам окаменелостей.
4. Внутренние процессы, формирующие основные формы рельефа (тектонические, колебательные, складчатые движения). Землетрясения, вулканы.
Рельеф — это совокупность неровностей земной поверхности разного масштаба, называемых формами рельефа.
Рельеф формируется в результате воздействия на литосферу внутренних (эндогенных) и внешних (экзогенных) процессов.
Внутренние геологические процессы обусловливают различные тектонические движения: вертикальные и горизонтальные перемещения отдельных участков земной коры. С ними связано образование наиболее значительных неровностей земной поверхности, ее непрерывное изменение. Источником внутренних процессов является тепло, образующееся при радиоактивном распаде элементов, входящих в состав ядра Земли.
По преобладающему направлению выделяют два типа тектонических движений: вертикальные и горизонтальные. Оба типа движений могут проходить как самостоятельно, так и во взаимосвязи друг с другом. Часто один тип движения порождает другой. Проявляются они не только в перемещении крупных блоков земной коры в вертикальном или горизонтальном направлениях, но и в образовании складчатых и разрывных нарушений разного масштаба.
Основные процессы, формирующие рельеф Земли. В формировании рельефа активное участие принимают два противоположных процесса – эндогенные (внутренние) и экзогенные (внешние) силы Земли.
Эндогенные процессы. С внутренними процессами связаны различные тектонические движения земной коры, создающие формы рельефа Земли, магматизм, землетрясения. Тектонические движения проявляются в медленных вертикальных колебаниях земной коры, в образовании складок горных пород и разломов. Медленные вертикальные колебательные движения – поднятия и опускания земной коры – совершаются непрерывно и повсеместно. С ними связано отступление, и наступление моря на сушу. Например, Скандинавский полуостров медленно поднимается, а южное побережье Северного моря наоборот опускается. Магматизм связан, прежде всего, с глубинными разломами, пересекающими земную кору и уходящими в мантию. Например, озеро Байкал находится в зоне Байкальского или Монгольского разлома, который пересекает Центральную Азию, Восточную Сибирь и уходит плоть до Чукотского полуострова. Если магма поднимается по жерлу, или узкому каналу на пересечении разломов, образуются возвышения или вулканы с воронкообразным расширением наверху, которое называется кратером. Большинство вулканов имеет конусообразную форму (Ключевская Сопка, Фудзияма, Эльбрус, Арарат, Везувий, Кракатау, Чимборасо). Вулканы делятся на действующие и потухшие. Большинство действующих вулканов расположено в зонах тектонических разломов, и там где не закончилось формирование земной коры. С эндогенными процессами также связаны и землетрясения – внезапные удары, сотрясения и смещения пластов и блоков земной коры. Очаги землетрясений или эпицентры приурочены к зонам разломов. В большинстве случаев центры землетрясений находятся на глубине первых десятков км в земной коре. Возникающие в очаге упругие волны, достигая поверхности, вызывают образование трещин, колебание ее вверх – вниз, смещение в горизонтальном направлении. Интенсивность землетрясений оценивается по двенадцати - бальной шкале, названной в честь немецкого ученого Рихтера. При катастрофических землетрясениях, в считанные секунды изменяется рельеф, в горах происходят обвалы и оползни, разрушаются здания, гибнут люди. Землетрясения на побережье и дне океанов являются причиной – цунами или гигантских волн.
ЭНДОГЕННЫЕ ПРОЦЕССЫ
Тектонические движения Землетрясения Горообразование Извержения вулканов
литосферных плит
СОЗДАЮТ И ВИДОИЗМЕНЯЮТ РЕЛЬЕФ
ПРОЦЕССЫ ОБРАЗОВАНИЯ РЕЛЬЕФА
Внутренние процессы (эндогенные) Внешние процессы (экзогенные)
1. 1. Тектонические движения 1. Выветривание (химическое,
А) Складчатые (с образованием физическое, биологическое)
разломов) 2. Деятельность ледников
Б) колебательные 3. Деятельность поверхностных
В) Землетрясения вод (реки и ручьи)
2. Вулканическая деятельность 4. Деятельность подземных вод
5. Деятельность гравитационных
процессов
6. Эоловая или деятельность
ветра
7. Антропогенная или
деятельность человека
Землетрясения также являются проявлением эндогенных земных процессов и представляют собой внезапные подземные удары, сотрясения и смещения пластов и блоков земной коры.
Вулкан— совокупность процессов и явлений, вызванных внедрением магмы в земную кору и излиянием ее на поверхность. Из глубинных магматических очагов извергаются на землю лава, горячие газы, пары воды и обломки горных пород. В зависимости от условий и путей проникновения магмы на поверхность различают три типа вулканических извержений.
6. Процесс выветривания. (физическое, химическое, биологическое). Элювий.
Выве́тривание — разрушение горных пород. Совокупность сложных процессов качественного и количественного преобразования горных пород и слагающих их минералов, приводящих к образованию продуктов выветривания. Происходит за счёт действия на литосферу гидросферы, атмосферы и биосферы. Если горные породы длительное время находятся на поверхности, то в результате их преобразований образуется кора выветривания. Различают три вида выветривания: физическое (лёд, вода и ветер) (механическое), химическое и биологическое.
Дата добавления: 2015-06-27; просмотров: 5688;