"Địa chất là một cách sống", một nhà địa chất có thể sẽ nói khi được hỏi về nghề nghiệp của mình, trước khi chuyển sang các công thức khô khan và nhàm chán, giải thích rằng địa chất là khoa học về cấu trúc và thành phần của trái đất, về lịch sử ra đời, hình thành và các kiểu phát triển của nó, về sự giàu có vô số một thời và ngày nay, than ôi, sự giàu có "ước tính" đến tận ruột gan của nó. Các hành tinh khác trong hệ mặt trời cũng là đối tượng nghiên cứu địa chất.
Mô tả về một ngành khoa học cụ thể thường bắt đầu bằng lịch sử nguồn gốc và sự hình thành của nó mà quên mất rằng câu chuyện đó chứa đầy những thuật ngữ và định nghĩa khó hiểu, vì vậy tốt hơn hết bạn nên đi vào vấn đề trước.
Các giai đoạn nghiên cứu địa chất
Sơ đồ tổng quát nhất của trình tự nghiên cứu trong đó tất cả các công việc địa chất nhằm xác định các mỏ khoáng sản có thể bị "siết chặt"(gọi tắt là MPO), thực chất là: khảo sát địa chất (lập bản đồ các mỏm đá và thành tạo địa chất), tìm kiếm, thăm dò, tính trữ lượng, báo cáo địa chất. Lần lượt, việc bắn súng, tìm kiếm và trinh sát được chia thành các giai đoạn tùy thuộc vào quy mô công việc và có tính đến hiệu quả của chúng.
Để thực hiện một tổ hợp công trình như vậy, cần có sự tham gia của cả một đội quân chuyên gia thuộc nhiều lĩnh vực chuyên ngành địa chất, điều mà một nhà địa chất thực thụ phải thành thạo hơn nhiều so với trình độ "một chút mọi thứ", bởi vì ông phải đối mặt với nhiệm vụ tổng hợp tất cả những thông tin linh hoạt này và cuối cùng đi đến việc phát hiện ra (hoặc tạo ra nó), vì địa chất là một ngành khoa học nghiên cứu ruột của trái đất chủ yếu để phát triển tài nguyên khoáng sản.
Họ Khoa học Địa chất
Giống như các ngành khoa học tự nhiên khác (vật lý, sinh học, hóa học, địa lý, v.v.), địa chất là một tổ hợp các ngành khoa học liên kết và đan xen với nhau.
Các môn học địa chất trực tiếp bao gồm địa chất chung và địa chất khu vực, khoáng vật học, kiến tạo, địa mạo, địa hóa, thạch học, cổ sinh vật học, thạch học, thạch học, đá quý, địa tầng, địa chất lịch sử, tinh thể học, địa chất thủy văn, địa chất biển, núi lửa và trầm tích.
Khoa học ứng dụng, phương pháp luận, kỹ thuật, kinh tế và các khoa học khác liên quan đến địa chất bao gồm địa chất công trình, địa chấn học, vật lý thạch học, băng hà, địa lý, địa chấtkhoáng sản, địa vật lý, khoa học đất, trắc địa, hải dương học, đại dương, thống kê địa lý, công nghệ địa chất, địa tin học, công nghệ địa chất, địa chính và giám sát đất đai, quản lý đất đai, khí hậu học, bản đồ học, khí tượng học và một số khoa học khí quyển.
"Thuần túy", địa chất thực địa phần lớn vẫn mang tính mô tả, áp đặt trách nhiệm luân lý và đạo đức nhất định đối với người thực hiện, vì vậy địa chất học, đã phát triển ngôn ngữ riêng, giống như các ngành khoa học khác, không thể thiếu ngữ văn, logic và đạo đức.
Bởi vì các tuyến đường thăm dò và thăm dò, đặc biệt là ở những khu vực khó tiếp cận, là một công việc thực tế không được giám sát, một nhà địa chất học luôn bị cám dỗ bởi những nhận định hoặc kết luận chủ quan, nhưng được trình bày tốt và đẹp mắt, và điều này, thật không may, đã xảy ra. "Sự thiếu chính xác" vô hại có thể dẫn đến những hậu quả rất nghiêm trọng cả về khoa học và sản xuất cũng như vật chất và kinh tế, vì vậy một nhà địa chất đơn giản là không có quyền lừa dối, bóp méo và sai sót, như một đặc công hay một bác sĩ phẫu thuật.
Xương sống của khoa học địa chất được xây dựng thành một chuỗi phân cấp (địa hóa, khoáng vật học, tinh thể học, thạch học, thạch học, cổ sinh và địa chất thích hợp, bao gồm kiến tạo, địa tầng và địa chất lịch sử), phản ánh sự phụ thuộc của các đối tượng nghiên cứu liên tiếp phức tạp hơn từ các nguyên tử và phân tử đến Trái đất nói chung.
Mỗi ngành khoa học này được phân nhánh rộng rãi theo các hướng khác nhau, cũng như bản thân địa chất bao gồm kiến tạo, địa tầng và địa chất lịch sử.
Địa hoá
Trong lĩnh vực khoa học nàynói dối các vấn đề về sự phân bố của các nguyên tố trong khí quyển, thủy quyển và thạch quyển.
Địa hóa hiện đại là một tổ hợp các ngành khoa học, bao gồm địa hóa khu vực, địa hóa sinh và các phương pháp địa hóa để tìm kiếm các mỏ khoáng sản. Đối tượng nghiên cứu của tất cả các ngành này là quy luật di chuyển của các nguyên tố, điều kiện tập trung, phân tách và tái định vị của chúng, cũng như các quá trình tiến hóa của các dạng tìm kiếm từng nguyên tố hoặc các liên kết từ một số nguyên tố, đặc biệt là giống nhau về tính chất.
Địa hóa học dựa trên các đặc tính và cấu trúc của nguyên tử và vật chất tinh thể, dựa trên dữ liệu về các thông số nhiệt động lực học đặc trưng cho một phần của vỏ trái đất hoặc từng lớp vỏ, cũng như các mô hình chung được hình thành bởi các quá trình nhiệt động lực học.
Nhiệm vụ trực tiếp của nghiên cứu địa hóa trong địa chất là phát hiện MPO, do đó, công việc thăm dò khoáng sản quặng nhất thiết phải được thực hiện trước và đi kèm với khảo sát địa hóa, kết quả của chúng được sử dụng để xác định các khu vực phân tán của thành phần hữu ích.
Khoáng chất
Một trong những phần chính và lâu đời nhất của khoa học địa chất, nghiên cứu thế giới khoáng sản rộng lớn, xinh đẹp, thú vị và bí ẩn. Nghiên cứu khoáng vật học, các mục tiêu, mục tiêu và phương pháp phụ thuộc vào các nhiệm vụ cụ thể, được thực hiện ở tất cả các giai đoạn khảo sát và thăm dò địa chất và bao gồm nhiều phương pháp từ đánh giá trực quan thành phần khoáng vật đến kính hiển vi điện tử và chẩn đoán nhiễu xạ tia X..
Bậtcác giai đoạn khảo sát, tìm kiếm và thăm dò MPO, các nghiên cứu được thực hiện nhằm làm rõ các tiêu chí tìm kiếm khoáng vật và đánh giá sơ bộ về ý nghĩa thực tiễn của các mỏ tiềm năng.
Trong giai đoạn thăm dò của công tác địa chất và khi đánh giá trữ lượng quặng hoặc nguyên liệu phi kim loại, thành phần khoáng chất định lượng và định tính đầy đủ của nó được thiết lập với việc xác định các tạp chất có ích và có hại, dữ liệu của chúng được lấy cân nhắc khi lựa chọn công nghệ chế biến hoặc đưa ra kết luận về chất lượng của nguyên liệu.
Ngoài nghiên cứu toàn diện về thành phần của đá, nhiệm vụ chính của khoáng vật học là nghiên cứu các mô hình kết hợp của các khoáng chất trong các liên kết tự nhiên và cải thiện các nguyên tắc của hệ thống hóa các loài khoáng vật.
Tinh thể học
Ngày xưa, tinh thể học được coi là một phần của khoáng vật học, và mối quan hệ chặt chẽ giữa chúng là điều hiển nhiên và tự nhiên, nhưng ngày nay nó là một ngành khoa học độc lập với chủ đề riêng và phương pháp nghiên cứu riêng. Nhiệm vụ của tinh thể học bao gồm nghiên cứu toàn diện về cấu trúc, đặc tính vật lý và quang học của tinh thể, các quá trình hình thành chúng và các tính năng tương tác với môi trường, cũng như những thay đổi xảy ra dưới tác động của các tác động có tính chất khác nhau.
Khoa học về tinh thể được chia thành tinh thể học vật lý và hóa học, nghiên cứu các mô hình hình thành và phát triển của tinh thể, hành vi của chúng trong các điều kiện khác nhau tùy thuộc vào hình dạng và cấu trúc, và tinh thể học hình học, chủ đềđó là các quy luật hình học chi phối hình dạng và tính đối xứng của tinh thể.
Kiến tạo
Kiến tạo là một trong những nhánh cốt lõi của địa chất, nghiên cứu cấu trúc của vỏ trái đất về mặt cấu trúc, các đặc điểm hình thành và phát triển của nó trên nền của các chuyển động, biến dạng, đứt gãy và lệch lạc ở quy mô khác nhau do quy trình sâu.
Kiến tạo được chia thành các nhánh khu vực, cấu trúc (hình thái), lịch sử và ứng dụng.
Hướng khu vực hoạt động với các cấu trúc như bệ, mảng, tấm chắn, khu vực uốn nếp, áp thấp biển và đại dương, đứt gãy biến đổi, vùng rạn nứt, v.v.
Một ví dụ là quy hoạch kiến tạo-cấu trúc khu vực đặc trưng cho địa chất của Nga. Phần châu Âu của đất nước này nằm trên nền tảng Đông Âu, được cấu tạo bởi đá mácma và đá biến chất tiềncambrian. Lãnh thổ giữa Urals và Yenisei nằm trên nền tảng Tây Siberi. Nền tảng Siberia (Cao nguyên Siberia giữa) kéo dài từ Yenisei đến Lena. Các khu vực bị gấp khúc được đại diện bởi các vành đai gấp khúc Ural-Mông Cổ, Thái Bình Dương và một phần Địa Trung Hải.
Kiến tạo hình thái nghiên cứu các cấu trúc có bậc thấp hơn so với kiến tạo khu vực.
Lịch sử địa kiến tạo đề cập đến lịch sử nguồn gốc và sự hình thành của các dạng cấu trúc chính của đại dương và lục địa.
Hướng áp dụng của kiến tạo gắn liền với việc xác định các mô hìnhvị trí của các loại MPO khác nhau liên quan đến một số loại cấu trúc và đặc điểm phát triển của chúng.
Theo nghĩa địa chất "trọng thương", các đứt gãy trong vỏ trái đất được coi là các kênh cung cấp quặng và các yếu tố kiểm soát quặng.
Cổ sinh
Nghĩa đen là "khoa học về các sinh vật cổ đại", cổ sinh vật học nghiên cứu các sinh vật hóa thạch, di tích và dấu vết hoạt động quan trọng của chúng, chủ yếu để phân tách địa tầng của các loại đá của vỏ trái đất. Năng lực của cổ sinh vật học bao gồm nhiệm vụ khôi phục bức tranh phản ánh quá trình tiến hóa sinh học trên cơ sở dữ liệu thu được từ việc tái tạo hình dáng, đặc điểm sinh học, phương pháp sinh sản và dinh dưỡng của các sinh vật cổ đại.
Theo các dấu hiệu khá rõ ràng, cổ sinh vật học được chia thành cổ sinh vật học và cổ sinh vật học.
Các sinh vật nhạy cảm với những thay đổi về các thông số vật lý và hóa học trong môi trường sống của chúng, vì vậy chúng là những chỉ số đáng tin cậy về điều kiện hình thành đá. Do đó có mối liên hệ chặt chẽ giữa địa chất và cổ sinh.
Dựa trên các nghiên cứu cổ sinh, cùng với kết quả xác định tuổi tuyệt đối của các thành tạo địa chất, một thang đo địa chất thời gian đã được biên soạn trong đó lịch sử Trái đất được chia thành các thời đại địa chất (Archean, Proterozoi, Paleozoi, Mesozoi và Kainozoi). Các kỷ nguyên được chia thành các thời kỳ và những thời kỳ đó được chia thành các kỷ nguyên.
Chúng ta đang sống trong kỷ nguyên Pleistocen (20 nghìn năm trước đến nay) của kỷ Đệ tứ, bắt đầu khoảng 1 triệunăm trước.
Thạch học
Việc nghiên cứu thành phần khoáng chất của đá mácma, đá biến chất và trầm tích, đặc điểm cấu tạo và cấu trúc và nguồn gốc của chúng được thực hiện bằng thạch học (thạch học). Nghiên cứu được thực hiện bằng cách sử dụng kính hiển vi phân cực trong chùm ánh sáng phân cực truyền qua. Để làm được điều này, các tấm (phần) mỏng (0,03-0,02 mm) được cắt ra từ các mẫu đá, sau đó được dán vào một tấm thủy tinh bằng Canada balsam (đặc tính quang học của loại nhựa này gần giống với thủy tinh).
Khoáng chất trở nên trong suốt (hầu hết), và đặc tính quang học của chúng được sử dụng để xác định khoáng chất và các loại đá cấu thành của chúng. Các mẫu giao thoa ở phần mỏng giống với các mẫu trong kính vạn hoa.
Một vị trí đặc biệt trong chu trình khoa học địa chất được chiếm giữ bởi thạch học của đá trầm tích. Ý nghĩa lý thuyết và thực tiễn to lớn của nó là do đối tượng nghiên cứu là các trầm tích hiện đại và cổ đại (hóa thạch), chiếm khoảng 70% bề mặt Trái đất.
Địa chất công trình
Địa chất công trình là khoa học về các đặc điểm của thành phần, tính chất vật lý và hóa học, sự hình thành, xuất hiện và động lực học của các tầng trên của vỏ trái đất, gắn liền với các hoạt động kinh tế, chủ yếu là kỹ thuật và xây dựng của con người.
Khảo sát kỹ thuật và địa chất nhằm thực hiện đánh giá tổng thể và toàn diện các yếu tố địa chất do hoạt động của con người kết hợp với các quá trình địa chất tự nhiên gây ra.
Nếu chúng ta nhớ lại rằng, tùy thuộc vào phương pháp hướng dẫn, khoa học tự nhiên được chia thành mô tả và chính xác, thì địa chất công trình, tất nhiên, thuộc về thứ hai, không giống như nhiều "đồng chí trong cửa hàng" của nó.
Địa chất biển
Sẽ là không công bằng nếu bỏ qua phần địa chất rộng lớn nghiên cứu cấu trúc địa chất và các đặc điểm của sự phát triển của vỏ trái đất, nơi hình thành đáy của đại dương và biển. Nếu chúng ta theo định nghĩa ngắn gọn và hàm chứa nhất đặc trưng cho địa chất (nghiên cứu về Trái đất), thì địa chất biển là khoa học về đáy biển (đại dương), bao gồm tất cả các nhánh của "cây địa chất" (kiến tạo, thạch học, thạch học, địa chất lịch sử và Đệ tứ, địa chất cổ, địa tầng, địa mạo, địa hóa, địa vật lý, học thuyết về khoáng chất, v.v.).
Nghiên cứu các vùng biển và đại dương được thực hiện từ các tàu được trang bị đặc biệt, giàn khoan nổi và cầu phao (trên giá). Để lấy mẫu, ngoài việc khoan, người ta còn sử dụng máy nạo vét, ống ngoạm kiểu vỏ sò và ống xuyên thẳng. Với sự trợ giúp của các phương tiện tự hành và được kéo, các cuộc khảo sát chụp ảnh, truyền hình, địa chấn, đo từ tính và định vị địa lý rời rạc và liên tục được thực hiện.
Trong thời đại của chúng ta, nhiều vấn đề của khoa học hiện đại vẫn chưa được giải quyết, và chúng bao gồm những bí ẩn chưa được giải đáp về đại dương và nội thất của nó. Địa chất biển được vinh danh không chỉ vì lợi ích khoa học "làm sáng tỏ bí mật", mà còn để phát triển nguồn tài nguyên khoáng sản khổng lồ của Đại dương Thế giới.
Lý thuyết cơ bảnNhiệm vụ của ngành địa chất biển hiện đại là nghiên cứu lịch sử phát triển của lớp vỏ đại dương và xác định các dạng chính của cấu trúc địa chất của nó.
Địa chất lịch sử là khoa học về các mô hình phát triển của vỏ trái đất và hành tinh nói chung trong quá khứ lịch sử có thể quan sát được từ thời điểm hình thành cho đến ngày nay. Việc nghiên cứu lịch sử hình thành cấu trúc của thạch quyển là rất quan trọng vì những thay đổi và biến dạng kiến tạo xảy ra trong nó dường như là những yếu tố quan trọng nhất quyết định hầu hết những thay đổi xảy ra trên Trái đất trong các kỷ nguyên địa chất trong quá khứ.
Bây giờ chúng ta đã có hiểu biết chung về địa chất, chúng ta có thể chuyển sang nguồn gốc của nó.
Du ngoạn vào lịch sử khoa học Trái đất
Thật khó để nói lịch sử địa chất đã lùi xa hàng ngàn năm như thế nào, nhưng người Neanderthal đã biết cách làm dao hoặc rìu từ đá lửa hoặc đá obsidian (thủy tinh núi lửa).
Từ thời nguyên thủy đến giữa thế kỷ 18, giai đoạn tiền khoa học tích lũy và hình thành kiến thức địa chất kéo dài, chủ yếu là về quặng kim loại, đá xây dựng, muối và nước ngầm. Đá, khoáng chất và các quá trình địa chất trong việc giải thích thời đó đã được thảo luận trong thời cổ đại.
Đến thế kỷ 13, khai thác mỏ đang phát triển ở các nước châu Á và nền tảng của kiến thức khai thác đang xuất hiện.
Vào thời Phục hưng (thế kỷ XV-XVI), ý tưởng nhật tâm về thế giới (J. Bruno, G. Galileo, N. Copernicus) đã được thành lập, các ý tưởng địa chất của N. Stenon, Leonardo da Vinci và G. Bauer được sinh ra, và cũngcác khái niệm vũ trụ của R. Descartes và G. Leibniz đã được xây dựng.
Trong quá trình hình thành địa chất với tư cách là một khoa học (thế kỷ XVIII-XIX), các giả thuyết vũ trụ của P. Laplace và I. Kant và các ý tưởng địa chất của M. V. Lomonosov, J. Buffon đã xuất hiện. Địa tầng học (I. Lehmann, G. Fuchsel) và cổ sinh vật học (J. B. Lamarck, W. Smith) ra đời, tinh thể học (R. J. Gayuy, M. V. Lomonosov), khoáng vật học (I. Ya. Berzelius, A. Kronstedt, V. M. Severgin, K. F. Moos và khác), lập bản đồ địa chất bắt đầu.
Trong thời kỳ này, các xã hội địa chất đầu tiên và các cuộc khảo sát địa chất quốc gia đã được thành lập.
Từ nửa sau của thế kỷ 19 đến đầu thế kỷ 20, những sự kiện quan trọng nhất là các quan sát địa chất của Charles Darwin, sự ra đời của lý thuyết về nền tảng và đường địa lý, sự xuất hiện của cổ địa lý, sự phát triển của công cụ thạch học, khoáng vật học di truyền và lý thuyết, sự xuất hiện của các khái niệm về macma và lý thuyết về các mỏ quặng. Địa chất dầu mỏ bắt đầu xuất hiện và địa vật lý (từ trắc, trọng lực, địa chấn và địa chấn) bắt đầu có động lực. Năm 1882, Ủy ban Địa chất Nga được thành lập.
Thời kỳ hiện đại của sự phát triển của địa chất bắt đầu vào giữa thế kỷ 20, khi khoa học Trái đất áp dụng công nghệ máy tính và có được các thiết bị thí nghiệm, công cụ và phương tiện kỹ thuật mới, giúp chúng ta có thể bắt đầu nghiên cứu địa chất và địa vật lý đại dương và các hành tinh lân cận.
Những thành tựu khoa học nổi bật nhất là lý thuyết phân vùng siêu tự động của D. S. Korzhinsky, lý thuyết về tướng biến chất, lý thuyết của M. Strakhov về các kiểu hình thành thạch sinh, giới thiệu các phương pháp địa hóa để tìm kiếm các mỏ quặng, v.v.
Dưới sự lãnh đạo của A. L. Yanshin, N. S. Shatsky và A. A. Bogdanov, bản đồ kiến tạo khảo sát của các quốc gia châu Âu và châu Á đã được tạo ra, các cơ sở địa lý cổ sinh được biên soạn.
Khái niệm kiến tạo toàn cầu mới đã được phát triển (J. T. Wilson, G. Hess, V. E. Khain và những người khác), địa động lực học, địa chất công trình và địa chất thủy văn đã được phát triển, một hướng mới trong địa chất đã được vạch ra - sinh thái, đã trở thành ưu tiên ngày hôm nay.
Các vấn đề của địa chất hiện đại
Ngày nay, về nhiều vấn đề cơ bản, các vấn đề của khoa học hiện đại vẫn chưa được giải quyết, và có ít nhất một trăm rưỡi vấn đề như vậy. Chúng ta đang nói về nền tảng sinh học của ý thức, những bí ẩn của trí nhớ, bản chất của thời gian và lực hấp dẫn, nguồn gốc của các ngôi sao, lỗ đen và bản chất của các vật thể không gian khác. Địa chất còn nhiều vấn đề chưa xử lý được. Điều này chủ yếu liên quan đến cấu trúc và thành phần của Vũ trụ, cũng như các quá trình xảy ra bên trong Trái đất.
Ngày nay, tầm quan trọng của địa chất ngày càng tăng do nhu cầu kiểm soát và tính đến mối đe dọa ngày càng tăng của các hậu quả địa chất thảm khốc liên quan đến các hoạt động kinh tế phi lý làm trầm trọng thêm các vấn đề môi trường.
Sự hình thành địa chất ở Nga
Sự hình thành của nền giáo dục địa chất hiện đại ở Nga gắn liền với việc mở một quân đoàn kỹ sư khai thác (Viện khai thác tương lai) ở St.bắt đầu khi Viện Địa chất (nay là GIN AH CCCP) được thành lập ở Leningrad vào năm 1930 và sau đó được chuyển đến Moscow.
Ngày nay, Viện Địa chất chiếm vị trí hàng đầu trong số các cơ sở nghiên cứu trong lĩnh vực địa tầng, thạch học, kiến tạo và lịch sử các ngành khoa học về chu trình địa chất. Các lĩnh vực hoạt động chính liên quan đến sự phát triển của các vấn đề cơ bản phức tạp về cấu trúc và sự hình thành của lớp vỏ đại dương và lục địa, nghiên cứu sự tiến hóa của quá trình hình thành đá của các lục địa và trầm tích trong đại dương, địa chất học, tương quan toàn cầu của các quá trình địa chất và hiện tượng, v.v.
Nhân tiện, tiền thân của GIN là Bảo tàng Mỏ, được đổi tên vào năm 1898 thành Bảo tàng Địa chất, và sau đó vào năm 1912 thành Bảo tàng Địa chất và Mỏ. Peter Đại đế.
Kể từ khi thành lập, cơ sở giáo dục địa chất ở Nga dựa trên nguyên tắc ba ngôi: khoa học - đào tạo - thực hành. Nguyên tắc này, bất chấp những cú sốc perestroika, địa chất giáo dục vẫn tuân theo ngày nay.
Năm 1999, các trường đại học của Bộ Giáo dục và Tài nguyên Thiên nhiên Nga đã áp dụng khái niệm giáo dục địa chất, đã được thử nghiệm trong các cơ sở giáo dục và đội sản xuất "nuôi dưỡng" nhân viên địa chất.
Ngày nay, giáo dục địa chất cao hơn có thể được đào tạo tại hơn 30 trường đại học ở Nga.
Và từ bỏ "để do thám trong rừng taiga" hoặc rời khỏi "thảo nguyên oi bức" trong thời đại của chúng ta - điều này không còn uy tín như trước nữa,công việc, nhà địa chất chọn nó vì "hạnh phúc là người biết cảm giác khó chịu trên đường" …
