Страница:
Обломочные осадкисложены обломками минералов и горных пород, образовавшимися при разрушении (выветривании) более древних горных пород и перенесёнными на место отложения ветром, водой и льдом. В их составе могут быть и новые минералы, возникшие в зоне гипергенеза. Особую группу обломочных осадков образуют продукты вулканических взрывов – пирокластические материалы, переносимые к месту осаждения силой взрыва или др. гипергенными агентами. Продукты химического осаждения из растворов –
хемогенные отложения – весьма разнообразны по составу и бывают сложены карбонатными, силикатными и др. образованиями, в т. ч. и рудными минералами. Хемогенным путём, нередко с участием биологических процессов, накапливаются рудные массы, преобразующиеся затем в рудные тела месторождений осадочного генезиса.
Органогенные осадкипредставлены скоплениями животных и растительных остатков. Обычно накапливающиеся массы осадков состоят из продуктов разнообразных процессов (механического, химического и биологического осаждения). Состав осадка и относительные количества составляющих его компонентов зависят от конкретных условий осадконакопления. Последующие процессы литификации превращают осадки в горные породы.
ГЕОЛОГИ?ЧЕСКИЙ В?ЗРАСТгорных породбывает абсолютный и относительный. Абсолютный геологический возраст(время, прошедшее с момента образования горной породы) определяют на основании изучения распада радиоактивных элементов (уран, торий, калий, рубидий и др.), содержащихся в минералах; исчисляется обычно в миллионах лет. Как правило, полученные датировки даются в первом приближении, т. е. в некотором возрастном диапазоне, с миним. ошибкой ±5 %. Относительный геологический возраст(без оценки абс. возраста) устанавливают на основании взаимного положения слоёв в разрезе методами относительной геохронологии.
ГЕОЛ?ГИЯ, система наук об истории развития Земли и о её внутреннем строении. Осн. внимание уделяется земной коре:её составу, строению, движению и размещению в ней полезных ископаемых, особенно в верхней части, доступной непосредственному наблюдению. Современная геология подразделяется на ряд наук, направлений и дисциплин; некоторые из них (напр., геофизика, исследующая физические поля планеты) граничат с другими естественными науками.
Историческая геологияизучает процесс формирования Земли – как планеты в целом, так и её оболочек. В свою очередь, включает: стратиграфию, которая устанавливает последовательность образования горных пород, в результате чего строится геохронологическая шкала; палеогеографию(часто её относят к системе географических наук), которая восстанавливает ландшафты прошлых геологических эпох; обособляется также четвертичная геология, подробно рассматривающая историю четвертичного периода.Пограничной с биологией является палеонтология, восстанавливающая ход эволюции жизни на Земле по остаткам ископаемых организмов и следам их жизнедеятельности.
Вещественный состав земной коры изучают следующие науки: минералогия – наука о происхождении и свойствах минералов; петрография – наука о происхождении и свойствах преимущественно магматических и метаморфических горных пород; литология, посвящённая изучению осадочных горных пород. Пограничной с химией является геохимия – наука о распространении и перемещении химических элементов в земной коре и других оболочках Земли.
Геотектониказанимается общими закономерностями строения земной коры и верхней мантии (литосферы), происхождением и развитием слагающих их частей (тектонических структур), а также движением последних, что является прерогативой особого направления науки – геодинамики.
Ряд дисциплин наряду с теоретическими углублённо разрабатывают и практические аспекты геологии, направленные на решение народно-хоз. и экологических задач. К таковым можно отнести: гидрогеологию, изучающую подземные воды; геологию полезных ископаемых, изучающую происхождение и распространение месторождений; инженерную геологию, в чьём ведении находятся свойства грунтов и горных пород, знание которых необходимо при строительстве и иных видах хоз. деятельности. Синтезом геологических знаний по конкретной территории занимается региональная геология. Она широко привлекает данные пограничной с географией науки о рельефе Земли – геоморфологии.
Традиционно геологические исследования опираются на прямые полевые наблюдения, которые затем подвергаются камеральной и лабораторной обработке. Уникальный материал дают буровые работы, особенно на сверхглубоких (более 7 км) скважинах. Начиная с 1950-х гг. широко используются дистанционные методы, в т. ч. материалы космической съёмки (см. Дистанционное зондирование). Результаты специализированных и комплексных геологических исследований излагаются в виде карт, схем, профилей и текстовых отчётных материалов. В последние десятилетия широко применяются компьютерные методы обработки и хранения информации.
Истоки геологии уходят в глубокую древность и связаны с наблюдениями античными учёными (Страбон, Плиний и др.) землетрясений, извержений вулканов и др. природных явлений. В Средние века появляются первые описания и классификации минералов, суждения об истинной природе ископаемых раковин как остатках вымерших организмов и о большой по сравнению с библейскими представлениями длительности истории Земли (Леонардо да Винчи). Как самостоятельная ветвь естествознания геология начала складываться во 2-й пол. 18 в. и окончательно оформилась в нач. 19 в., что связано с именами А. Вернера, Ч. Геттона, М. В. Ломоносова, У. Смита и других выдающихся учёных. Труды Ч. Лайеля положили начало разработке метода актуализма, позволившего расшифровать события геологического прошлого. В кон. 19 – нач. 20 в. в ведущих странах мира возникают геологические службы, начинаются систематические геолого-съёмочные работы. В России они связаны с именами А. П. Карпинского, Ф. Н. Чернышёва, К. И. Богдановича и др. В это же время теоретические вопросы геологии продолжают разрабатывать Дж. Холл, Дж. Дана, Э. Ог, Э. Зюсс и др. В настоящее время геология превратилась в одно из ведущих естественно-научных направлений, активно развиваемых в большинстве стран мира.
ГЕОМОРФОЛОГИ?ЧЕСКАЯ К?РТА, характеризует рельеф земной поверхности (суши и дна океанов) с точки зрения его внешнего облика (морфологии и морфометрии), генезиса, возраста, истории развития и современных рельефообразующих процессов. При создании геоморфологической карты используют разные подходы: генетический, морфологический, морфоструктурный и др. Общие геоморфологические карты отражают совокупность осн. показателей рельефа, частные – отдельные его параметры (напр., густоту, глуб. расчленения, оползневые процессы). На палеогеоморфологических картах показывают прошлые этапы развития рельефа.
ГЕОМОРФОЛ?ГИЯ, наука о рельефе земной поверхности (суши, дна океанов и морей). Изучает его морфологию, происхождение, историю развития, современную динамику. Объединяет геологические и географические знания. Осн. идеи геоморфологии, касающиеся процесса рельефообразования, заключаются в том, что земная поверхность, с одной стороны, представляет собой верхнюю поверхность земной коры, а с другой – является поверхностью взаимодействия внутренних структур и процессов, происходящих во внешних оболочках – атмосфере, гидросфере, криосфере и биосфере. Рельеф создаётся и развивается в результате взаимодействия внутренних (эндогенных) и внешних (экзогенных) сил и процессов. Внутриземные массы в процессе тектонических движений в земной коре и вулканизма подаются снизу к поверхности планеты, формируя её первичные неровности. Попадая в сферу воздействия внешних процессов (температурные изменения, течения и волнения воды, ветер, влияние растений, животных, человека), поданные снизу породы разрушаются (см. Выветривание) и подвергаются сносу, переносу и отложению (см. Аккумуляция). Отложенные наносы со временем погружаются в недра земной коры и в более глубинные сферы планеты, где перерабатываются и снова поднимаются к поверхности, с тем чтобы начать новый виток вечного круговорота веществ, в результате чего изменяется рельеф поверхности планеты.
Как самостоятельная дисциплина геоморфология оформилась в кон. 19 – нач. 20 в. Имеет множество научных направлений. Это структурная геоморфология, изучающая связи рельефа с геологическим строением и движениями земной коры; историческая (эволюционная) геоморфологияи палеогеоморфология, объектом которых является история развития рельефа; климатическая геоморфология, исследующая связи рельефа с климатом и природными ландшафтами; экологическая геоморфология, изучающая взаимные связи между рельефом и средой жизни организмов, в т. ч. человека; эстетическая геоморфология, оценивающая красоту и привлекательность геоморфологических объектов и ландшафтов; поисковая геоморфология, разрабатывающая геоморфологические методы поисков полезных ископаемых; инженерная геоморфология, изучающая взаимодействие инженерной деятельности человека с рельефом и процессами его образования; агрогеоморфология, выявляющая геоморфологические последствия с.-х. освоения территорий и разрабатывающая меры к устранению нежелательных последствий (напр., приёмы борьбы с эрозией почв). Кроме того, в особые направления выделяются планетарная геоморфология, изучающая глобальные закономерности строения и развития рельефа Земли и других планет; региональная геоморфология, исследующая геоморфологические особенности отдельных регионов; геоморфология дна океанов и морей; геоморфология берегов. Как пограничная наука между геологией и географией геоморфология, опираясь на достижения и методы этих наук, разрабатывает собственные методы: анализ морфологической структуры рельефа (морфометрия), геоморфологическое картографирование, в т. ч. с помощью фотосъёмки с самолётов и из космоса. Современная геоморфология – одна из интенсивно развивающихся наук о Земле. Её данные используются при поисках полезных ископаемых, проектировании дорог и сооружений.
ГЕОПОЛИ?ТИКА, научная область, изучающая в единстве географические, исторические, политические и другие взаимодействующие факторы, оказывающие влияние на стратегический потенциал государства, а также на геополитическое районирование как размежевание силовых полей между странами и их коалициями.
Многие географы и политологи, особенно в Германии, в течение долгих лет пытались отмежеваться от геополитики, считая, что сам этот термин навсегда скомпрометирован нацистской геополитикой, составлявшей при Гитлере неотъемлемый элемент официальной гос. доктрины и служившей обоснованию аннексий, агрессии и территориальной экспансии. Другие считали политическую географию и геополитику одной дисциплиной. Действительно, после 2-й мировой войны политическая география и геополитика продолжительное время развивались автономно: первая занималась в осн. проблемами на уровне государства, вторая – внешнеполитическими приложениями географических знаний. Объективные процессы глобализации и прогресс теории к настоящему времени почти стёрли эту грань.
Различают «высокую» и «низкую» геополитику. К первой относят официальные внешнеполитические документы и труды всевозможных экспертов. Задача «высокой» геополитики – определить гос. интересы в конкретных исторических условиях и возможные внешние угрозы национальной безопасности, сформулировать принципы политики, направленной на их предотвращение. «Низкая» геополитика включает набор представлений, символов и образов, характеризующих место страны в мире, её внешнеполитическую ориентацию, потенциальных союзников и гл. соперников, содержащихся в сообщениях средств массовой информации, рекламе, мультфильмах, карикатурах. «Низкая» геополитика – необходимый элемент национального (этнического) и политического (государственного) самосознания – сводит многообразие мира к упрощённым схемам, легко объяснимым и понятным конфликтам. В демократическом обществе «высокая» и «низкая» геополитика не могут существовать друг без друга, хотя характер их взаимодействия различен в разных странах и меняется со временем.
ГЕОСИНКЛИН?ЛЬ, один из главных (наряду с платформой) тектонических элементов земной коры. На ранних стадиях – узкая, глубоко прогибающаяся подвижная впадина длиной в несколько десятков и даже сотен километров, возникающая на дне морского бас. и постепенно заполняющаяся толщами преимущественно обломочных и эффузивных пород. По мере развития активизируется интрузивная деятельность (внедрение магмыв толщу земной коры), на отдельных участках начинается формирование складок, происходит поднятие, сменяющееся новым погружением, возникают перерывы в осадконакоплении. Со временем процессы складкообразования усиливаются, происходит интенсивное поднятие всей геосинклинальной области и создаётся горный рельеф – геосинклиналь трансформируется в крупную складчатую систему. Обычно она образуется в зоне перехода от океана к континенту или между континентами.
Теоретические представления о формировании геосинклиналей базируются на учении о тектонических процессах земной коры, основы которого были заложены М. В. Ломоносовым. Понятие о геосинклинали в её изначальном смысле (прогибающаяся подвижная впадина с компенсированным заполнением осадками) было сформулировано в 1859 г. американским геологом и палеонтологом Дж. Холлом, а термин «геосинклиналь» введён в 1873 г.
ГЕОСФ?РЫ,концентрические слои (внутренние и внешние оболочки), на которые разделяется вещество Земли. Центральное положение занимает сферическое ядро Землирадиусом ок. 3470 км, оно находится на глуб. 2900 км. Выше располагается мантияЗемли, которая на уровне глубин 5–75 км отделяется разделом Мохоровичича от земной коры.Вместе с верхней частью мантии (до глуб. 50–250 км) земная кора объединяется в твёрдую оболочку Земли – литосферу.Внешними являются водная оболочка планеты, или гидросфера,имеющая прерывистое распространение и переменную толщину (до 11 км в океанах), и газовая (воздушная) оболочка – атмосфера,прослеживаемая до выс. ок. 2000 км и постепенно переходящая в космическое пространство. Каждая из этих оболочек имеет сложное строение и делится, в свою очередь, на составные части. Некоторые из них получили собственные названия. Так, слой многолетнемёрзлых пород в земной коре – криосфера, а верхний тонкий плодородный слой на суше – почвенный покров, или педосфера.
В качестве оболочек также выделяются области земного (иногда и околоземного) пространства, обладающие особыми свойствами. Магнитосфера, или магнитное поле Земли, объединяет все её оболочки и распространяется на околопланетное пространство, подверженное действию земного магнетизма. Географическая оболочкаобъединяет верхнюю часть земной коры, гидросферу и нижние слои атмосферы, именно здесь идёт интенсивный энергомассообмен, обеспечивающий развитие ландшафтов Земли и создающий условия для жизни на ней. Близка по объёму и содержанию биосфера —пространство, в котором возможно существование и развитие живых организмов. Ноосфера,или сфера разумной жизни, распространяется, помимо биосферы, на верхние слои атмосферы и ближний космос.
ГЕОТЕКТ?НИКА(тектоника), отрасль геологии, изучающая структуру, движение и развитие твёрдой оболочки Земли – литосферы, состоящей из земной коры и верхней мантии. В основе этого направления лежит структурная геология, устанавливающая формы геологических тел как в ненарушенном (первичном) их залегании, так и возникшие в результате различных деформаций. На основе этих работ составляются тектонические карты разного масштаба – от мировых до региональных. Описанием внутреннего строения отдельных областей земного шара и истории их тектонического развития занимается региональная геотектоника. Другое направление – изучение движений литосферы, создавших современную структуру земной коры, или тектонических движений. По времени завершения крупных этапов формирования геологических структур выделяются гл. эпохи складчатости: древнейшие архейские и протерозойские, байкальская, каледонская, герцинская (варисская), мезозойская и альпийская (кайнозойская). Повышенное внимание уделяется движениям, происходившим в течение последней, кайнозойской эры, которые ещё называют неотектоническими. Их рассмотрением занимается наука неотектоника. Крайне важное, в т. ч. и практическое значение имеет изучение тектонических движений в пределах последнего, четвертичного периода развития Земли, и особенно осуществлявшихся в историческую эпоху, – т. н. современные движения земной коры. Для этих целей, помимо традиционных геологических, широко применяются геоморфологические и геодезические методы исследования, а также данные истории и археологии. Геодинамикаустанавливает причины тектонических движений и их связь с вулканической деятельностью, магматизмом, сейсмическими и иными явлениями в литосфере и более глубоких сферах Земли.
Несмотря на длительный путь развития, накопленный обширный фактический материал и очевидные достижения, геотектоника как наука ещё находится в стадии становления. Ей свойственны дискуссии и полемика по многим вопросам, в её рамках существуют различные гипотезы и концепции, в т. ч. и взаимоисключающие. К их числу принадлежат концепции фиксизмаи мобилизма,по-разному трактующие осн. положения истории геологического развития и механизм формирования тектонических структур.
ГЕОТЕРМ?ЛЬНАЯ ЭЛЕКТРОСТ?НЦИЯ, тепловаяэлектростанция, использующая тепловую энергию термальных вод Земли для выработки электроэнергии и теплоснабжения. В комплекс сооружений входят: буровые скважины, выводящие на поверхность пароводяную смесь или пар; устройства газовой и химической очистки; электроэнергетическое оборудование; система технического водоснабжения и др. Такого вида электростанции относительно просты в эксплуатации, но малоэкономичны. Геотермальная электростанция мощностью 1000 МВт выпускает в атмосферу 10? –10? т газов в год, загрязняет 10? –10? м? воды и требует значительной площади (до 20 км? на одну станцию). Сооружение геотермальных электростанций оправдано там, где термальные воды наиболее близко подходят к поверхности Земли (напр., в р-нах вулканической деятельности, где есть гейзеры). Несколько таких станций было сооружено в США, в Долине Больших Гейзеров (штат Калифорния), в Новой Зеландии, Италии, Японии и др. В Исландии (в р-не Рейкьявика) геотермальные воды используются для теплофикации. В России геотермальные электростанции построены на п-ове Камчатка (Паужетская и Мутновские).
Схематическое устройство геотермальной электростанции:
1– вода; 2– пар; 3– насос; 4– паровая турбина; 5– электроэнергия; 6– генератор
ГЕОФИ?ЗИКА(физика Земли), комплекс наук, изучающих физические свойства Земли в целом и физические процессы, происходящие в её оболочках. Соответственно различаются: физика твёрдой Земли, охватывающая направления исследования внутренних оболочек планеты; гидрофизика и физика атмосферы. Они тесно смыкаются с науками, относящимися к геологии и географии.
В рамках первой группы выделяются: сейсмология, которая изучает акустическое поле Земли, землетрясенияи связанные с ними явления; геомагнетизм, рассматривающий магнитное и электрическое поля Земли, их неоднородность в пространстве и изменение во времени; гравиметрия – изучает гравитационное поле Земли и его распределение в пространстве; геотермия, посвящённая тепловому полю планеты, гл. обр. тепловому режиму земной коры; ядерная геофизика, исследующая естественное радиоактивное излучение; разведочная геофизика, которая использует широкий спектр физических методов при поиске и разведке полезных ископаемых, при решении других народно-хоз. задач.
Гидрофизика– составная часть океанологиии гидрологии. Физика атмосферыфактически смыкается с метеорологиейи синоптикой и имеет большое значение для прогнозирования погодных явлений.
Первые трактаты и сводки по физическим явлениям на Земле были известны со времён Средневековья, но на научную основу геофизические исследования были поставлены уже в 19 в. Они связаны с именами И. Ньютона, К. Ф. Гаусса, А. Гумбольдта и др. выдающихся учёных. Последнее столетие характеризуется бурным развитием геофизических методовисследования земной коры. Появилась разветвлённая сеть станций и пунктов наблюдения за физическими полями Земли, накоплен обширный фактический материал и сделаны принципиально важные теоретические обобщения. Они позволили установить внутреннее строение Земли, открыть ряд месторождений полезных ископаемых, поставить на научную основу прогноз многих опасных природных явлений.
ГЕОФИЗИ?ЧЕСКИЕ М?ТОДЫ исследования земной коры, используются в геофизике. Основаны на изучении физических полей: гравитационного, магнитного, электрического, упругих колебаний (сейсмического, или акустического), термического (теплового), ядерных излучений (радиационного). Измерения параметров этих полей ведут на суше и на море, в воздухе и под землёй. Получаемая информация позволяет определять местонахождение геологических структур, рудных тел, водоносных горизонтов и т. п., прогнозировать неблагоприятные явления (землетрясения, вулканические извержения, цунами и т. п.), оценивать состояние природной среды и др. Используются как естественные, так и искусственно создаваемые физические поля.
Различают: гравиметрическую разведку, основанную на изучении поля силы тяжести Земли; магнитную разведку, изучающую естественное магнитное поле Земли; электрическую разведку, использующую искусственные электромагнитные поля, реже – измерение естественных земных полей; сейсморазведку, изучающую распространяющиеся в земной коре упругие колебания, вызываемые искусственно (после взрыва или удара) или имеющие естественное происхождение (сейсмические волны, возникающие в результате землетрясений или извержений вулканов); геотермическую разведку, основанную на измерении тем-ры горных пород в скважинах; радиометрическую разведку, исследующую естественное радиоактивное излучение.
ГЕОХРОНОЛ?ГИЯ(геологическое летосчисление), учение о хронологической последовательности формирования и о возрасте горных пород, слагающих земную кору. Относительная геохронологияопределяет относительный возраст горных пород без оценки длительности времени, протекшего с момента их образования. Для этого используется т. н. закон Стенсена (Стено), согласно которому каждый вышележащий пласт осадочных или вулканических пород (лав) при условии ненарушенной последовательности залегания моложе нижележащего. Относительный возраст прочих геологических тел (в т. ч. интрузивных пород) определяется их соотношением со слоистыми горными породами. Установление последовательности образования горных пород составляет стратиграфию данного р-на. Для сравнения стратиграфии удалённых друг от друга территорий используется палеонтологический метод, основанный на изучении захороненных в пластах горных пород окаменевших остатков вымерших животных и растений (морских раковин, отпечатков листьев и т. д.).
Учение Ч. Лайеля о медленных естественных преобразованиях лика Земли и классические труды Ч. Дарвина и В. О. Ковалевского об эволюционном развитии органического мира дали материалистическое обоснование палеонтологическому методу. В результате трудов нескольких поколений геологов была установлена общая последовательность накопления слоёв земной коры, получившая название стратиграфической шкалы. Верхняя часть её (фанерозой)составлена при помощи палеонтологического метода с большой тщательностью. Для нижнего отрезка шкалы (докембрий) палеонтологический метод имеет ограниченное применение из-за плохой сохранности или отсутствия окаменелостей. Вследствие этого нижняя – докембрийская – часть стратиграфической шкалырасчленена менее детально. Верхняя – фанерозойская – часть шкалы делится на 3 части (группы, или эратемы): палеозой, мезозойи кайнозой. Каждая группа делится на системы. Каждая система подразделяется на 2–3 отдела; последние, в свою очередь, делятся на ярусы и подчинённые им зоны.
Стратиграфическая шкала является основой для создания соответствующей ей геохронологической шкалы, которая отражает последовательность отрезков времени, в течение которых формировались те или иные толщи пород. Каждому подразделению стратиграфической шкалы отвечают определённые подразделения геохронологической шкалы. Так, время, в течение которого отложились породы любой из систем, носит название периода. Отделам, ярусам и зонам отвечают промежутки времени, которые называются соответственно: эпоха, век, время; эратемам соответствуют эры. Подразделения стратиграфической шкалы, выделенные с помощью палеонтологического метода, и соответствующие им подразделения геологического времени, объединённые в единой геохронологической шкале, были утверждены в 1881 г. на 2-м Международном геологическом конгрессе в Болонье и с тех пор являются общепринятыми во всём мире.
ГЕОЛОГИ?ЧЕСКИЙ В?ЗРАСТгорных породбывает абсолютный и относительный. Абсолютный геологический возраст(время, прошедшее с момента образования горной породы) определяют на основании изучения распада радиоактивных элементов (уран, торий, калий, рубидий и др.), содержащихся в минералах; исчисляется обычно в миллионах лет. Как правило, полученные датировки даются в первом приближении, т. е. в некотором возрастном диапазоне, с миним. ошибкой ±5 %. Относительный геологический возраст(без оценки абс. возраста) устанавливают на основании взаимного положения слоёв в разрезе методами относительной геохронологии.
ГЕОЛ?ГИЯ, система наук об истории развития Земли и о её внутреннем строении. Осн. внимание уделяется земной коре:её составу, строению, движению и размещению в ней полезных ископаемых, особенно в верхней части, доступной непосредственному наблюдению. Современная геология подразделяется на ряд наук, направлений и дисциплин; некоторые из них (напр., геофизика, исследующая физические поля планеты) граничат с другими естественными науками.
Историческая геологияизучает процесс формирования Земли – как планеты в целом, так и её оболочек. В свою очередь, включает: стратиграфию, которая устанавливает последовательность образования горных пород, в результате чего строится геохронологическая шкала; палеогеографию(часто её относят к системе географических наук), которая восстанавливает ландшафты прошлых геологических эпох; обособляется также четвертичная геология, подробно рассматривающая историю четвертичного периода.Пограничной с биологией является палеонтология, восстанавливающая ход эволюции жизни на Земле по остаткам ископаемых организмов и следам их жизнедеятельности.
Вещественный состав земной коры изучают следующие науки: минералогия – наука о происхождении и свойствах минералов; петрография – наука о происхождении и свойствах преимущественно магматических и метаморфических горных пород; литология, посвящённая изучению осадочных горных пород. Пограничной с химией является геохимия – наука о распространении и перемещении химических элементов в земной коре и других оболочках Земли.
Геотектониказанимается общими закономерностями строения земной коры и верхней мантии (литосферы), происхождением и развитием слагающих их частей (тектонических структур), а также движением последних, что является прерогативой особого направления науки – геодинамики.
Ряд дисциплин наряду с теоретическими углублённо разрабатывают и практические аспекты геологии, направленные на решение народно-хоз. и экологических задач. К таковым можно отнести: гидрогеологию, изучающую подземные воды; геологию полезных ископаемых, изучающую происхождение и распространение месторождений; инженерную геологию, в чьём ведении находятся свойства грунтов и горных пород, знание которых необходимо при строительстве и иных видах хоз. деятельности. Синтезом геологических знаний по конкретной территории занимается региональная геология. Она широко привлекает данные пограничной с географией науки о рельефе Земли – геоморфологии.
Традиционно геологические исследования опираются на прямые полевые наблюдения, которые затем подвергаются камеральной и лабораторной обработке. Уникальный материал дают буровые работы, особенно на сверхглубоких (более 7 км) скважинах. Начиная с 1950-х гг. широко используются дистанционные методы, в т. ч. материалы космической съёмки (см. Дистанционное зондирование). Результаты специализированных и комплексных геологических исследований излагаются в виде карт, схем, профилей и текстовых отчётных материалов. В последние десятилетия широко применяются компьютерные методы обработки и хранения информации.
Истоки геологии уходят в глубокую древность и связаны с наблюдениями античными учёными (Страбон, Плиний и др.) землетрясений, извержений вулканов и др. природных явлений. В Средние века появляются первые описания и классификации минералов, суждения об истинной природе ископаемых раковин как остатках вымерших организмов и о большой по сравнению с библейскими представлениями длительности истории Земли (Леонардо да Винчи). Как самостоятельная ветвь естествознания геология начала складываться во 2-й пол. 18 в. и окончательно оформилась в нач. 19 в., что связано с именами А. Вернера, Ч. Геттона, М. В. Ломоносова, У. Смита и других выдающихся учёных. Труды Ч. Лайеля положили начало разработке метода актуализма, позволившего расшифровать события геологического прошлого. В кон. 19 – нач. 20 в. в ведущих странах мира возникают геологические службы, начинаются систематические геолого-съёмочные работы. В России они связаны с именами А. П. Карпинского, Ф. Н. Чернышёва, К. И. Богдановича и др. В это же время теоретические вопросы геологии продолжают разрабатывать Дж. Холл, Дж. Дана, Э. Ог, Э. Зюсс и др. В настоящее время геология превратилась в одно из ведущих естественно-научных направлений, активно развиваемых в большинстве стран мира.
ГЕОМОРФОЛОГИ?ЧЕСКАЯ К?РТА, характеризует рельеф земной поверхности (суши и дна океанов) с точки зрения его внешнего облика (морфологии и морфометрии), генезиса, возраста, истории развития и современных рельефообразующих процессов. При создании геоморфологической карты используют разные подходы: генетический, морфологический, морфоструктурный и др. Общие геоморфологические карты отражают совокупность осн. показателей рельефа, частные – отдельные его параметры (напр., густоту, глуб. расчленения, оползневые процессы). На палеогеоморфологических картах показывают прошлые этапы развития рельефа.
ГЕОМОРФОЛ?ГИЯ, наука о рельефе земной поверхности (суши, дна океанов и морей). Изучает его морфологию, происхождение, историю развития, современную динамику. Объединяет геологические и географические знания. Осн. идеи геоморфологии, касающиеся процесса рельефообразования, заключаются в том, что земная поверхность, с одной стороны, представляет собой верхнюю поверхность земной коры, а с другой – является поверхностью взаимодействия внутренних структур и процессов, происходящих во внешних оболочках – атмосфере, гидросфере, криосфере и биосфере. Рельеф создаётся и развивается в результате взаимодействия внутренних (эндогенных) и внешних (экзогенных) сил и процессов. Внутриземные массы в процессе тектонических движений в земной коре и вулканизма подаются снизу к поверхности планеты, формируя её первичные неровности. Попадая в сферу воздействия внешних процессов (температурные изменения, течения и волнения воды, ветер, влияние растений, животных, человека), поданные снизу породы разрушаются (см. Выветривание) и подвергаются сносу, переносу и отложению (см. Аккумуляция). Отложенные наносы со временем погружаются в недра земной коры и в более глубинные сферы планеты, где перерабатываются и снова поднимаются к поверхности, с тем чтобы начать новый виток вечного круговорота веществ, в результате чего изменяется рельеф поверхности планеты.
Как самостоятельная дисциплина геоморфология оформилась в кон. 19 – нач. 20 в. Имеет множество научных направлений. Это структурная геоморфология, изучающая связи рельефа с геологическим строением и движениями земной коры; историческая (эволюционная) геоморфологияи палеогеоморфология, объектом которых является история развития рельефа; климатическая геоморфология, исследующая связи рельефа с климатом и природными ландшафтами; экологическая геоморфология, изучающая взаимные связи между рельефом и средой жизни организмов, в т. ч. человека; эстетическая геоморфология, оценивающая красоту и привлекательность геоморфологических объектов и ландшафтов; поисковая геоморфология, разрабатывающая геоморфологические методы поисков полезных ископаемых; инженерная геоморфология, изучающая взаимодействие инженерной деятельности человека с рельефом и процессами его образования; агрогеоморфология, выявляющая геоморфологические последствия с.-х. освоения территорий и разрабатывающая меры к устранению нежелательных последствий (напр., приёмы борьбы с эрозией почв). Кроме того, в особые направления выделяются планетарная геоморфология, изучающая глобальные закономерности строения и развития рельефа Земли и других планет; региональная геоморфология, исследующая геоморфологические особенности отдельных регионов; геоморфология дна океанов и морей; геоморфология берегов. Как пограничная наука между геологией и географией геоморфология, опираясь на достижения и методы этих наук, разрабатывает собственные методы: анализ морфологической структуры рельефа (морфометрия), геоморфологическое картографирование, в т. ч. с помощью фотосъёмки с самолётов и из космоса. Современная геоморфология – одна из интенсивно развивающихся наук о Земле. Её данные используются при поисках полезных ископаемых, проектировании дорог и сооружений.
ГЕОПОЛИ?ТИКА, научная область, изучающая в единстве географические, исторические, политические и другие взаимодействующие факторы, оказывающие влияние на стратегический потенциал государства, а также на геополитическое районирование как размежевание силовых полей между странами и их коалициями.
Многие географы и политологи, особенно в Германии, в течение долгих лет пытались отмежеваться от геополитики, считая, что сам этот термин навсегда скомпрометирован нацистской геополитикой, составлявшей при Гитлере неотъемлемый элемент официальной гос. доктрины и служившей обоснованию аннексий, агрессии и территориальной экспансии. Другие считали политическую географию и геополитику одной дисциплиной. Действительно, после 2-й мировой войны политическая география и геополитика продолжительное время развивались автономно: первая занималась в осн. проблемами на уровне государства, вторая – внешнеполитическими приложениями географических знаний. Объективные процессы глобализации и прогресс теории к настоящему времени почти стёрли эту грань.
Различают «высокую» и «низкую» геополитику. К первой относят официальные внешнеполитические документы и труды всевозможных экспертов. Задача «высокой» геополитики – определить гос. интересы в конкретных исторических условиях и возможные внешние угрозы национальной безопасности, сформулировать принципы политики, направленной на их предотвращение. «Низкая» геополитика включает набор представлений, символов и образов, характеризующих место страны в мире, её внешнеполитическую ориентацию, потенциальных союзников и гл. соперников, содержащихся в сообщениях средств массовой информации, рекламе, мультфильмах, карикатурах. «Низкая» геополитика – необходимый элемент национального (этнического) и политического (государственного) самосознания – сводит многообразие мира к упрощённым схемам, легко объяснимым и понятным конфликтам. В демократическом обществе «высокая» и «низкая» геополитика не могут существовать друг без друга, хотя характер их взаимодействия различен в разных странах и меняется со временем.
ГЕОСИНКЛИН?ЛЬ, один из главных (наряду с платформой) тектонических элементов земной коры. На ранних стадиях – узкая, глубоко прогибающаяся подвижная впадина длиной в несколько десятков и даже сотен километров, возникающая на дне морского бас. и постепенно заполняющаяся толщами преимущественно обломочных и эффузивных пород. По мере развития активизируется интрузивная деятельность (внедрение магмыв толщу земной коры), на отдельных участках начинается формирование складок, происходит поднятие, сменяющееся новым погружением, возникают перерывы в осадконакоплении. Со временем процессы складкообразования усиливаются, происходит интенсивное поднятие всей геосинклинальной области и создаётся горный рельеф – геосинклиналь трансформируется в крупную складчатую систему. Обычно она образуется в зоне перехода от океана к континенту или между континентами.
Теоретические представления о формировании геосинклиналей базируются на учении о тектонических процессах земной коры, основы которого были заложены М. В. Ломоносовым. Понятие о геосинклинали в её изначальном смысле (прогибающаяся подвижная впадина с компенсированным заполнением осадками) было сформулировано в 1859 г. американским геологом и палеонтологом Дж. Холлом, а термин «геосинклиналь» введён в 1873 г.
ГЕОСФ?РЫ,концентрические слои (внутренние и внешние оболочки), на которые разделяется вещество Земли. Центральное положение занимает сферическое ядро Землирадиусом ок. 3470 км, оно находится на глуб. 2900 км. Выше располагается мантияЗемли, которая на уровне глубин 5–75 км отделяется разделом Мохоровичича от земной коры.Вместе с верхней частью мантии (до глуб. 50–250 км) земная кора объединяется в твёрдую оболочку Земли – литосферу.Внешними являются водная оболочка планеты, или гидросфера,имеющая прерывистое распространение и переменную толщину (до 11 км в океанах), и газовая (воздушная) оболочка – атмосфера,прослеживаемая до выс. ок. 2000 км и постепенно переходящая в космическое пространство. Каждая из этих оболочек имеет сложное строение и делится, в свою очередь, на составные части. Некоторые из них получили собственные названия. Так, слой многолетнемёрзлых пород в земной коре – криосфера, а верхний тонкий плодородный слой на суше – почвенный покров, или педосфера.
В качестве оболочек также выделяются области земного (иногда и околоземного) пространства, обладающие особыми свойствами. Магнитосфера, или магнитное поле Земли, объединяет все её оболочки и распространяется на околопланетное пространство, подверженное действию земного магнетизма. Географическая оболочкаобъединяет верхнюю часть земной коры, гидросферу и нижние слои атмосферы, именно здесь идёт интенсивный энергомассообмен, обеспечивающий развитие ландшафтов Земли и создающий условия для жизни на ней. Близка по объёму и содержанию биосфера —пространство, в котором возможно существование и развитие живых организмов. Ноосфера,или сфера разумной жизни, распространяется, помимо биосферы, на верхние слои атмосферы и ближний космос.
ГЕОТЕКТ?НИКА(тектоника), отрасль геологии, изучающая структуру, движение и развитие твёрдой оболочки Земли – литосферы, состоящей из земной коры и верхней мантии. В основе этого направления лежит структурная геология, устанавливающая формы геологических тел как в ненарушенном (первичном) их залегании, так и возникшие в результате различных деформаций. На основе этих работ составляются тектонические карты разного масштаба – от мировых до региональных. Описанием внутреннего строения отдельных областей земного шара и истории их тектонического развития занимается региональная геотектоника. Другое направление – изучение движений литосферы, создавших современную структуру земной коры, или тектонических движений. По времени завершения крупных этапов формирования геологических структур выделяются гл. эпохи складчатости: древнейшие архейские и протерозойские, байкальская, каледонская, герцинская (варисская), мезозойская и альпийская (кайнозойская). Повышенное внимание уделяется движениям, происходившим в течение последней, кайнозойской эры, которые ещё называют неотектоническими. Их рассмотрением занимается наука неотектоника. Крайне важное, в т. ч. и практическое значение имеет изучение тектонических движений в пределах последнего, четвертичного периода развития Земли, и особенно осуществлявшихся в историческую эпоху, – т. н. современные движения земной коры. Для этих целей, помимо традиционных геологических, широко применяются геоморфологические и геодезические методы исследования, а также данные истории и археологии. Геодинамикаустанавливает причины тектонических движений и их связь с вулканической деятельностью, магматизмом, сейсмическими и иными явлениями в литосфере и более глубоких сферах Земли.
Несмотря на длительный путь развития, накопленный обширный фактический материал и очевидные достижения, геотектоника как наука ещё находится в стадии становления. Ей свойственны дискуссии и полемика по многим вопросам, в её рамках существуют различные гипотезы и концепции, в т. ч. и взаимоисключающие. К их числу принадлежат концепции фиксизмаи мобилизма,по-разному трактующие осн. положения истории геологического развития и механизм формирования тектонических структур.
ГЕОТЕРМ?ЛЬНАЯ ЭЛЕКТРОСТ?НЦИЯ, тепловаяэлектростанция, использующая тепловую энергию термальных вод Земли для выработки электроэнергии и теплоснабжения. В комплекс сооружений входят: буровые скважины, выводящие на поверхность пароводяную смесь или пар; устройства газовой и химической очистки; электроэнергетическое оборудование; система технического водоснабжения и др. Такого вида электростанции относительно просты в эксплуатации, но малоэкономичны. Геотермальная электростанция мощностью 1000 МВт выпускает в атмосферу 10? –10? т газов в год, загрязняет 10? –10? м? воды и требует значительной площади (до 20 км? на одну станцию). Сооружение геотермальных электростанций оправдано там, где термальные воды наиболее близко подходят к поверхности Земли (напр., в р-нах вулканической деятельности, где есть гейзеры). Несколько таких станций было сооружено в США, в Долине Больших Гейзеров (штат Калифорния), в Новой Зеландии, Италии, Японии и др. В Исландии (в р-не Рейкьявика) геотермальные воды используются для теплофикации. В России геотермальные электростанции построены на п-ове Камчатка (Паужетская и Мутновские).
1– вода; 2– пар; 3– насос; 4– паровая турбина; 5– электроэнергия; 6– генератор
ГЕОФИ?ЗИКА(физика Земли), комплекс наук, изучающих физические свойства Земли в целом и физические процессы, происходящие в её оболочках. Соответственно различаются: физика твёрдой Земли, охватывающая направления исследования внутренних оболочек планеты; гидрофизика и физика атмосферы. Они тесно смыкаются с науками, относящимися к геологии и географии.
В рамках первой группы выделяются: сейсмология, которая изучает акустическое поле Земли, землетрясенияи связанные с ними явления; геомагнетизм, рассматривающий магнитное и электрическое поля Земли, их неоднородность в пространстве и изменение во времени; гравиметрия – изучает гравитационное поле Земли и его распределение в пространстве; геотермия, посвящённая тепловому полю планеты, гл. обр. тепловому режиму земной коры; ядерная геофизика, исследующая естественное радиоактивное излучение; разведочная геофизика, которая использует широкий спектр физических методов при поиске и разведке полезных ископаемых, при решении других народно-хоз. задач.
Гидрофизика– составная часть океанологиии гидрологии. Физика атмосферыфактически смыкается с метеорологиейи синоптикой и имеет большое значение для прогнозирования погодных явлений.
Первые трактаты и сводки по физическим явлениям на Земле были известны со времён Средневековья, но на научную основу геофизические исследования были поставлены уже в 19 в. Они связаны с именами И. Ньютона, К. Ф. Гаусса, А. Гумбольдта и др. выдающихся учёных. Последнее столетие характеризуется бурным развитием геофизических методовисследования земной коры. Появилась разветвлённая сеть станций и пунктов наблюдения за физическими полями Земли, накоплен обширный фактический материал и сделаны принципиально важные теоретические обобщения. Они позволили установить внутреннее строение Земли, открыть ряд месторождений полезных ископаемых, поставить на научную основу прогноз многих опасных природных явлений.
ГЕОФИЗИ?ЧЕСКИЕ М?ТОДЫ исследования земной коры, используются в геофизике. Основаны на изучении физических полей: гравитационного, магнитного, электрического, упругих колебаний (сейсмического, или акустического), термического (теплового), ядерных излучений (радиационного). Измерения параметров этих полей ведут на суше и на море, в воздухе и под землёй. Получаемая информация позволяет определять местонахождение геологических структур, рудных тел, водоносных горизонтов и т. п., прогнозировать неблагоприятные явления (землетрясения, вулканические извержения, цунами и т. п.), оценивать состояние природной среды и др. Используются как естественные, так и искусственно создаваемые физические поля.
Различают: гравиметрическую разведку, основанную на изучении поля силы тяжести Земли; магнитную разведку, изучающую естественное магнитное поле Земли; электрическую разведку, использующую искусственные электромагнитные поля, реже – измерение естественных земных полей; сейсморазведку, изучающую распространяющиеся в земной коре упругие колебания, вызываемые искусственно (после взрыва или удара) или имеющие естественное происхождение (сейсмические волны, возникающие в результате землетрясений или извержений вулканов); геотермическую разведку, основанную на измерении тем-ры горных пород в скважинах; радиометрическую разведку, исследующую естественное радиоактивное излучение.
ГЕОХРОНОЛ?ГИЯ(геологическое летосчисление), учение о хронологической последовательности формирования и о возрасте горных пород, слагающих земную кору. Относительная геохронологияопределяет относительный возраст горных пород без оценки длительности времени, протекшего с момента их образования. Для этого используется т. н. закон Стенсена (Стено), согласно которому каждый вышележащий пласт осадочных или вулканических пород (лав) при условии ненарушенной последовательности залегания моложе нижележащего. Относительный возраст прочих геологических тел (в т. ч. интрузивных пород) определяется их соотношением со слоистыми горными породами. Установление последовательности образования горных пород составляет стратиграфию данного р-на. Для сравнения стратиграфии удалённых друг от друга территорий используется палеонтологический метод, основанный на изучении захороненных в пластах горных пород окаменевших остатков вымерших животных и растений (морских раковин, отпечатков листьев и т. д.).
Учение Ч. Лайеля о медленных естественных преобразованиях лика Земли и классические труды Ч. Дарвина и В. О. Ковалевского об эволюционном развитии органического мира дали материалистическое обоснование палеонтологическому методу. В результате трудов нескольких поколений геологов была установлена общая последовательность накопления слоёв земной коры, получившая название стратиграфической шкалы. Верхняя часть её (фанерозой)составлена при помощи палеонтологического метода с большой тщательностью. Для нижнего отрезка шкалы (докембрий) палеонтологический метод имеет ограниченное применение из-за плохой сохранности или отсутствия окаменелостей. Вследствие этого нижняя – докембрийская – часть стратиграфической шкалырасчленена менее детально. Верхняя – фанерозойская – часть шкалы делится на 3 части (группы, или эратемы): палеозой, мезозойи кайнозой. Каждая группа делится на системы. Каждая система подразделяется на 2–3 отдела; последние, в свою очередь, делятся на ярусы и подчинённые им зоны.
Стратиграфическая шкала является основой для создания соответствующей ей геохронологической шкалы, которая отражает последовательность отрезков времени, в течение которых формировались те или иные толщи пород. Каждому подразделению стратиграфической шкалы отвечают определённые подразделения геохронологической шкалы. Так, время, в течение которого отложились породы любой из систем, носит название периода. Отделам, ярусам и зонам отвечают промежутки времени, которые называются соответственно: эпоха, век, время; эратемам соответствуют эры. Подразделения стратиграфической шкалы, выделенные с помощью палеонтологического метода, и соответствующие им подразделения геологического времени, объединённые в единой геохронологической шкале, были утверждены в 1881 г. на 2-м Международном геологическом конгрессе в Болонье и с тех пор являются общепринятыми во всём мире.