introduzione

INFORMAZIONI GENERALI SULLA GEOLOGIA

Lezione 1. La geologia e il ciclo delle scienze geologiche. Breve panoramica storica

CONCETTI MODERNI SULLA TERRA E SULLA CROSTA TERRESTRE

Lezione 2. Origine della Terra (ipotesi cosmogoniche). Struttura e composizione

Terra. Struttura della crosta terrestre.

Lezione 3. Composizione materiale della crosta terrestre. Minerali. Rocce

PROCESSI GEOLOGICI ESOGENI

Lezione 4. Weathering (ipergenesi). Attività geologica del vento.

Attività geologica delle acque superficiali e sotterranee

Lezione 5. Attività geologica dei ghiacciai.

Attività geologica dei mari e degli oceani

Processi geologici endogeni

Lezione 6. Magmatismo. Metamorfismo

Lezione 7. Movimenti della crosta terrestre. Strutture tettoniche. Terremoti

STORIA DELLO SVILUPPO DELLA TERRA

Lezione 8. Geocronologia e metodi per la ricostruzione del passato geologico.

Sviluppo della Terra nel Precambriano e nel Paleozoico

Lezione 9. Sviluppo della Terra nel Mesozoico e nel Cenozoico. Natura del Quaternario

RISORSE MINERARIE

Lezione 10. Depositi minerali e loro struttura

posizionamento. Utilizzo razionale del sottosuolo

UNIVERSITÀ STATALE BIELORUSSA

FACOLTÀ DI GEOGRAFIA

Dipartimento di Geologia Dinamica

CORSO DI LEZIONE

INTRODUZIONE ALLA SPECIALITÀ

INFORMAZIONI GENERALI SULLA GEOLOGIA

Lezione 1. La geologia e il ciclo delle scienze geologiche.Breve panoramica storica

Geologia e ciclo delle scienze geologiche.

La geologia (dal greco "geo" - terra, "logos" - insegnamento) è una delle scienze più importanti sulla Terra. Studia la composizione, la struttura, la storia dello sviluppo della Terra e i processi che si verificano al suo interno e in superficie. La geologia moderna utilizza le scoperte e i metodi più recenti di una serie di scienze naturali: matematica, fisica, chimica, biologia, geografia. Progressi significativi in ​​queste aree della scienza e della geologia sono stati segnati dall'emergere e dallo sviluppo di importanti scienze di frontiera sulla Terra: geofisica, geochimica, biogeochimica, cristallochimica, paleogeografia, che consentono di ottenere dati sulla composizione, lo stato e le proprietà dei materia nelle parti profonde della crosta terrestre e nei gusci terrestri situati al di sotto. Particolarmente degno di nota è il collegamento multilaterale della geologia con la geografia (scienza del paesaggio, climatologia, idrologia, glaciologia, oceanografia) nella conoscenza dei vari processi geologici che si verificano sulla superficie della Terra. La relazione tra geologia e geografia è particolarmente evidente nello studio del rilievo della superficie terrestre e dei modelli del suo sviluppo. La geologia, nello studio dei rilievi, utilizza i dati geografici, proprio come la geografia si basa sulla storia dello sviluppo geologico e sull'interazione di vari processi geologici. Di conseguenza, la scienza del rilievo, la geomorfologia, è in realtà anche una scienza di confine.

Secondo i dati geofisici, nella struttura della Terra si distinguono diversi gusci: crosta terrestre, mantello E Il nucleo della Terra. Oggetto di studio diretto della geologia è la crosta terrestre e lo strato solido sottostante del mantello superiore - litosfera(Greco "cast" - pietra). La complessità dell'oggetto studiato ha causato una significativa differenziazione delle scienze geologiche, il cui complesso, insieme alle scienze di confine (geofisica, geochimica, ecc.)

ci consente di ottenere la copertura di vari aspetti della sua struttura, l'essenza dei processi in corso, la storia dello sviluppo, ecc.

Una delle numerose aree principali della geologia è

studio della composizione materiale della litosfera: rocce, minerali, elementi chimici. Alcune rocce sono formate dalla fusione di silicati ignei e sono chiamate igneo O eruttato; altri - per sedimentazione e accumulo in condizioni marine e continentali e sono chiamati sedimentari; terzo - a causa dei cambiamenti in varie rocce sotto l'influenza della temperatura e della pressione, i fluidi liquidi e gassosi sono chiamati metamorfici.

Lo studio della composizione materiale della litosfera è effettuato da un complesso di scienze geologiche, spesso riunite sotto il nome di ciclo geochimico. Questi includono: petrografia (greco "petroo" - pietra, roccia, "graphe" - scrittura, descrizione) o petrologia - la scienza che studia le rocce ignee e metamorfiche, la loro composizione, struttura, condizioni di formazione, grado di cambiamento sotto l'influenza di vari fattori e del modello di distribuzione nella crosta terrestre. La litologia (dal greco "litho" - pietra) è una scienza che studia le rocce sedimentarie. La mineralogia è una scienza che studia i minerali: composti chimici naturali o singoli elementi chimici che compongono le rocce. La cristallografia e la cristallochimica sono lo studio dei cristalli e dello stato cristallino dei minerali. La geochimica è una scienza generalizzante e sintetizzante sulla composizione materiale della litosfera, basata sui risultati delle scienze di cui sopra e sullo studio della storia degli elementi chimici, delle leggi della loro distribuzione e migrazione nelle viscere della Terra e sulla sua superficie. Con la nascita della geochimica isotopica in geologia si è aperta una nuova pagina per ricostruire la storia dello sviluppo geologico della Terra.

Lo studio della composizione materiale della litosfera, così come di altri processi, viene effettuato utilizzando vari metodi. Prima di tutto, si tratta di metodi geologici diretti: lo studio diretto delle rocce negli affioramenti naturali sulle rive di fiumi, laghi, mari, sezioni di miniere, miniere, carote di perforazione. Tutto questo è limitato a profondità relativamente basse. Il pozzo più profondo e finora unico del mondo, il pozzo di Kola, raggiungeva solo 12,5 km. Ma anche gli orizzonti più profondi della crosta terrestre e della parte adiacente del mantello superiore sono accessibili allo studio diretto. Ciò è facilitato dalle eruzioni vulcaniche, che ci portano frammenti di rocce del mantello superiore, racchiusi nel magma eruttato: colate laviche. La stessa immagine si osserva nei tubi di esplosione con diamanti, la cui profondità corrisponde a 150-200 km. Oltre a questi metodi diretti, nello studio delle sostanze della litosfera sono ampiamente utilizzati metodi ottici e altri studi fisici e chimici - diffrazione di raggi X, spettrografia, ecc.. In questo caso, metodi matematici computerizzati sono ampiamente utilizzati per valutare l’affidabilità delle analisi chimiche e spettrali, costruire classificazioni razionali di rocce e minerali, ecc. Negli ultimi decenni sono stati utilizzati, anche con l’ausilio del computer,

metodi sperimentali che consentono di modellare i processi geologici; ottenere artificialmente vari minerali e rocce; ricreare pressioni e temperature enormi e osservare direttamente il comportamento della materia in queste condizioni; prevedere il movimento delle placche litosferiche e persino, in una certa misura, immaginare l'aspetto della superficie del nostro pianeta nei futuri milioni di anni.

La prossima direzione della scienza geologica è geologia dinamica, studiando vari processi geologici, morfologie della superficie terrestre, relazioni tra rocce di diversa genesi, natura della loro presenza e deformazioni. È noto che nel corso dello sviluppo geologico si sono verificati molteplici cambiamenti nella composizione, nello stato della materia, nell'aspetto della superficie terrestre e nella struttura della crosta terrestre. Queste trasformazioni sono associate a vari processi geologici e alle loro interazioni. Tra questi si distinguono due gruppi: 1) endogeno(Greco “endro” - interno), o interno, associato all'effetto termico della Terra, alle sollecitazioni che si verificano nelle sue profondità, all'energia gravitazionale e alla sua distribuzione non uniforme; 2) esogeno(greco “exos* - fuori, esterno), o esterno, causando cambiamenti significativi nella superficie e nelle parti vicine alla superficie della crosta terrestre. Questi cambiamenti sono associati all'energia radiante del Sole, alla gravità, al continuo movimento dell'acqua e delle masse d'aria, alla circolazione dell'acqua sulla superficie e all'interno della crosta terrestre, all'attività vitale degli organismi e ad altri fattori. Tutti i processi esogeni sono strettamente correlati a quelli endogeni, il che riflette la complessità e l'unità delle forze che agiscono all'interno della Terra e sulla sua superficie.

Il campo della geologia dinamica comprende geotettonica(Greco "tectos" - costruttore, struttura, struttura) - una scienza che studia la struttura della crosta terrestre e della litosfera e la loro evoluzione nel tempo e nello spazio. Rami particolari della geotettonica includono: la geologia strutturale, che si occupa delle forme di presenza delle rocce; tettonofisica, che studia le basi fisiche della deformazione delle rocce; geotettonica regionale, il cui oggetto di studio è la struttura e il suo sviluppo all'interno delle singole grandi regioni della crosta terrestre. Rami importanti della geologia dinamica sono sismologia(greco “seismos - tremante) - la scienza dei terremoti e vulcanologia, affrontare i moderni processi vulcanici.

La storia dello sviluppo geologico della crosta terrestre e della Terra nel suo insieme è oggetto dello studio della geologia storica, che comprende stratigrafia(greco "strato" - strato), che si occupa della sequenza di formazione degli strati rocciosi e della loro divisione in varie unità, nonché di paleogeografia(greco “palyaios - antico”), che studia i lineamenti fisiografici della superficie terrestre nel passato geologico, e paleotettonica, ricostruendo antichi elementi strutturali della crosta terrestre. La suddivisione degli strati rocciosi e la determinazione della relativa età geologica degli strati è impossibile senza lo studio dei resti organici fossili, di cui si occupa paleontologia, strettamente legato sia alla biologia che alla geologia. Va sottolineato che un compito geologico importante è lo studio della struttura geologica e dello sviluppo di alcune aree della crosta terrestre, chiamate regioni e aventi alcune caratteristiche comuni di struttura ed evoluzione. Questo di solito viene fatto geologia regionale, che utilizza praticamente tutti i rami elencati della scienza geologica, e questi ultimi, interagendo tra loro, si completano a vicenda, il che dimostra la loro stretta connessione e inseparabilità. Negli studi regionali, i metodi di telerilevamento sono ampiamente utilizzati, quando le osservazioni vengono effettuate da elicotteri, aeroplani e satelliti terrestri artificiali.

Sono ampiamente utilizzati metodi indiretti di conoscenza, principalmente della struttura profonda della crosta terrestre e della Terra nel suo insieme geofisica- scienza basata su metodi di ricerca fisica. Grazie ai vari campi fisici utilizzati in tali studi, si distinguono magnetometrici, gravimetrici, elettrometrici, sismometrici e numerosi altri metodi per lo studio della struttura geologica. La geofisica è strettamente correlata alla fisica, alla matematica e alla geologia.

Uno dei compiti più importanti della geologia è la previsione dei giacimenti minerari, che costituiscono la base del potere economico dello Stato. Questo è ciò di cui parla la scienza depositi minerali, il cui ambito comprende sia minerali minerali che non metallici, nonché combustibili: petrolio, gas, carbone, scisti bituminosi. Un minerale altrettanto importante oggi è l'acqua, in particolare l'acqua sotterranea, la cui origine, condizioni di presenza, composizione e modelli di movimento di cui studia la scienza idrogeologia(dal greco "hydrer" - acqua), associato sia alla chimica che alla fisica e, ovviamente, alla geologia.

È importante geologia ingegneristica - una scienza che studia la crosta terrestre come mezzo per la vita e varie attività umane. Emersa come branca applicata della geologia, studiando le condizioni geologiche della costruzione di strutture ingegneristiche, questa scienza oggi risolve importanti problemi legati all'impatto umano sulla litosfera e sull'ambiente. La geologia ingegneristica interagisce con la fisica, la chimica, la matematica e la meccanica, da un lato, e con varie discipline della geologia, dall'altro, e con l'attività mineraria e l'edilizia, dal terzo. Recentemente è emersa come scienza indipendente geocriologia(Greco "krios - freddo, ghiaccio"), studiando i processi nelle aree di sviluppo delle rocce del permafrost del "permafrost", che occupano quasi il 50% del territorio della Russia. La geocriologia è strettamente correlata alla geologia ingegneristica.

Dall'inizio dell'esplorazione spaziale, è sorto geologia cosmica o geologia dei pianeti. Lo sviluppo degli oceani e delle profondità marine ha portato all'emergenza geologia marina, La cui importanza sta rapidamente aumentando perché già quasi un terzo del petrolio prodotto nel mondo cade sul fondo dei mari e degli oceani.

Lo sviluppo dei problemi teorici della geologia è combinato con la soluzione di una serie di problemi economici nazionali: 1) ricerca e scoperta di nuovi giacimenti di vari minerali, che sono la base principale dell'industria e dell'agricoltura; 2) studio e determinazione delle risorse idriche sotterranee necessarie per l'approvvigionamento idrico potabile e industriale, nonché per la bonifica dei terreni; 3) fondatezza ingegneristico-geologica di progetti per grandi strutture in costruzione e previsione scientifica dei cambiamenti delle condizioni dopo il completamento della loro costruzione; 4) tutela e uso razionale dell'interno della Terra.

La conoscenza di tutte le leggi dell'evoluzione della Terra, della sua origine e sviluppo è estremamente importante nel contesto di una comprensione materialistica generale della natura, in quei costrutti filosofici che riflettono l'unità del mondo. Questo è il significato scientifico generale della geologia.

Breve panoramica della storia.

La scienza geologica ha subito una lunga evoluzione sin dal suo inizio. Le radici della geologia risalgono a un lontano passato. L'uomo ha iniziato a studiare la Terra agli albori della sua vita cosciente. La branca più antica della geologia è lo studio della minerale. Il tempo della nascita di questa scienza è indicato dai ritrovamenti di prodotti in rame apparsi in Egitto e in Asia occidentale nel IV millennio a.C. E l'oro è apparso anche prima. Con lo sviluppo dei minerali è nata la necessità di riconoscere e studiare i minerali minerali e le pietre utili. Nasce così la mineralogia (dal latino “minera” - minerale).

Le informazioni che ci sono pervenute sulle opere degli antichi scienziati hanno principalmente solo un significato storico, poiché in esse i pensieri comuni si intrecciano con finzione e leggende. Tuttavia, anche qui incontriamo idee scientifiche basate sui fatti.

Preziosi sono gli studi di Aristotele (384-322 a.C.), che presentò le prime prove astronomiche della sfericità della Terra, e l'opera di Aristarco di Samo (III secolo a.C.), che anticipò il sistema eliocentrico del mondo di Copernico, che visse per 18 secoli dopo di lui.

Le opere di Erodoto (V secolo a.C.) e Pitagora (571-497 a.C.) contengono un ricco materiale fattuale sui vulcani, sul lavoro dei fiumi e sulla formazione del delta del fiume. Nilo, sulle fluttuazioni del livello del mare.

Lo sviluppo del commercio e della comunicazione tra i popoli ha portato all'emergere della geodesia e della geografia. 6000 anni fa in Egitto si usava la trivellazione per costruire le piramidi. La bussola fu inventata in Cina (III secolo a.C.).

Nel Medioevo, durante il periodo di dominio dell'ideologia feudale della chiesa, lo sviluppo delle scienze naturali fu rallentato.

Progressi significativi nello sviluppo della mineralogia furono raggiunti in Oriente. Le opere del medico e filosofo Abu Ali Ibn Sina - Avicenna (980-1037) e dello scienziato di Khorezm Al-Biruni (972-1048) hanno dato un grande contributo allo sviluppo della geologia. Avicenna creò la prima classificazione dei corpi minerali, generalmente accettata in Europa fino al XVIII secolo, e Al-Biruni fu il primo tra gli scienziati mediorientali a esprimersi a favore del sistema eliocentrico del mondo e a determinare la circonferenza del globo.

L'esplorazione seria del mondo iniziò durante il Rinascimento (fine XV - inizio XVI secolo). Questo fu un periodo di transizione dall'artigianato alla manifattura. Fu preceduto da grandi scoperte geografiche (la scoperta dell'America nel 1492, il viaggio di Vasco da Gama in India nel 1497, il viaggio di Magellano intorno al mondo nel 1519-1522).

Uno dei maggiori scienziati del Rinascimento dovrebbe chiamarsi Leonardo da Vinci (1452-1519). Insieme a brillanti opere in altri campi della conoscenza, Leonardo da Vinci ha dato il suo contributo allo sviluppo della geologia. Ha rifiutato l'idea del diluvio biblico e della creazione divina del mondo. Considerava i fossili trovati nelle rocce come la prova del movimento della terra e del mare.

Lo scienziato tedesco Georg Bauer - Agricola (1494-1555) studiò la presenza di giacimenti minerari. Sono noti i suoi lavori sulle tecniche minerarie. L'opera di N. Copernico (1473-1543) “Sulla circolazione dei cerchi celesti” segnò l'inizio della liberazione della scienza dalla schiavitù della religione.

La formazione della geologia scientifica iniziò a metà del XVIII secolo. Uno dei primi, M.V. Lomonosov (1711-1765), introdusse il principio dell'attualismo: lo studio dei processi geologici del passato attraverso la conoscenza dei fenomeni moderni. Le sue dichiarazioni sui processi geologici fino ad oggi stupiscono per la profondità dei suoi pensieri e la correttezza delle sue idee sulla natura. M.V. Lomonosov è giustamente considerato uno dei fondatori della geologia scientifica. Le sue opere sono ampiamente conosciute: "Sugli strati della terra", "La parola sulla nascita dei metalli dallo scuotimento della terra", "I primi fondamenti della metallurgia o dei giacimenti minerari".

M.V. Lomonosov fu il primo a determinare correttamente il ruolo di due fattori che agiscono sulla Terra: le forze esterne (vento, acqua, ghiaccio) - nate dall'esterno, e le forze interne associate al calore del globo - nate dall'interno. Valutando il lavoro di fattori geologici esterni e interni che creano e modificano la forma della superficie terrestre, M.V. Lomonosov mette al primo posto le forze interne della Terra, alle quali devono la loro origine non solo le alte montagne, ma anche interi continenti e le profondità del mare.

Alla fine del XVIII secolo. compaiono due direzioni contrastanti nella scienza: i nettunisti, ispirati dal professore dell'Accademia di Freiberg A. Werner, e i plutonisti, il cui capo era il geologo scozzese D. Getton.

I nettunisti credevano che la base di tutti i cambiamenti sulla Terra fosse l'azione di forze esterne (acqua, vento, ghiaccio, mare), i plutonisti - l'azione dell'energia interna (vulcanismo, terremoti). Entrambe le scuole si avvicinavano alla spiegazione dello sviluppo della Terra in modo unilaterale e i concetti dei loro rappresentanti erano errati.

Un ruolo importante nello sviluppo delle idee geologiche sull'origine della Terra appartiene a I. Kant, un filosofo tedesco, e P. Laplace, un matematico e astronomo francese. Affrontarono correttamente la questione dell'origine della Terra e del sistema solare, liberandolo dall'idea della creazione divina. Il loro concetto si basa sull’idea di sviluppo ed evoluzione.

Di grande importanza per lo sviluppo della geologia fu il lavoro del geologo inglese Charles Lyell (1797-1875), pubblicato nel 1833 con il titolo “Fundamentals of Geology”. Charles Lyell spiegò lo sviluppo della Terra come il risultato di un cambiamento a lungo termine nella materia. Nel suo lavoro fornisce una descrizione dettagliata dei processi geologici delle dinamiche esterne ed interne. C. Lyell, così come M.V. Lomonosov, procede dal principio dell'attualismo: il presente è la chiave per comprendere il passato. È vero, ha anche commesso degli errori. In particolare, era lontano dal comprendere lo sviluppo evolutivo della Terra, credendo che cambiasse semplicemente in modo casuale.

Le idee evolutive in geologia furono finalmente stabilite dopo la pubblicazione dell’opera di Charles Darwin “L’origine delle specie per mezzo della selezione naturale o la preservazione delle razze favorite nella lotta per la vita” (1859).

Nel 19 ° secolo ci fu un ulteriore accumulo di fatti. Una grande quantità di materiale fattuale emerge grazie all'intensificazione delle ricerche e dell'esplorazione dei minerali, che erano necessarie su scala sempre crescente in connessione con il rapido sviluppo dell'industria e dell'edilizia. Ciò ha determinato l'ulteriore sviluppo della scienza geologica. Un contributo significativo è stato dato dagli scienziati russi, che hanno iniziato ad avvicinarsi alla spiegazione di vari processi geologici da un punto di vista materialistico

Nel 1882 fu creato a San Pietroburgo il Comitato Geologico, il principale centro per lo studio della geologia della Russia in epoca pre-rivoluzionaria.

Tra gli scienziati russi che hanno dato un grande contributo allo sviluppo della geologia, va innanzitutto nominato A.P. Karpinsky, che è giustamente considerato il padre della geologia russa. Ha scritto circa 500 articoli scientifici su vari temi di geologia, paleontologia, tettonica, stratigrafia, petrografia e altri settori. IV Mushketov pose le basi per la ricerca sismotettonica. V. A. Obruchev ha sviluppato molte questioni importanti: la geologia dei depositi minerari, la neotettonica, i depositi quaternari, la geomorfologia e la geografia. È considerato un importante esploratore della Siberia e dell'Asia centrale. A.P. Pavlov è il fondatore della dottrina dei depositi quaternari, un eminente paleontologo e fondatore della scuola di geologi di Mosca. E. S. Fedorov è un famoso cristallografo, creatore dell'analisi chimica dei cristalli e di un goniometro teodolite per misurare gli angoli sfaccettati dei cristalli. I lavori di V.I. Vernadsky su geochimica, biogeochimica e radiogeologia sono famosi in tutto il mondo.

I nomi di A. E. Fersman, V. O. Kovalevsky, A. D. Arkhangelsky, V. M. Severgin, N. I. Koksharov, P. V. Eremeev, F. Yu. Levinson-Lessing, A. N. Zavaritsky e molti altri sono passati alla storia come i nomi dei fondatori della geologia moderna.

Negli ultimi decenni, i più grandi giacimenti di sali di potassio (Solikamsk), apatite-nefelina, rame-nichel e minerali di ferro (penisola di Kola, Carelia), diamanti (Siberia e regione di Arkhangelsk), depositi di minerale di ferro dell'anomalia magnetica di Kursk, i più grandi giacimenti di petrolio e gas (Siberia occidentale) e una serie di altri minerali. Questi includono un deposito unico di rame-nichel con metalli del gruppo del platino nell'area di Norilsk.

Ad oggi, il nostro Paese ha creato una potente base di risorse minerarie che fornisce all’economia nazionale i minerali più importanti.

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... lezioni Numero di ore Moduli di monitoraggio dei progressi 1 2 3 4 Geologia 1. Geologia Come la scienza. Oggetto e compiti geologia. Ciclogeologicoscienze ...

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... geologia. La situazione antropica geologia nel sistema geologicoscienze. Lavoro di laboratorio n. 1. Connessioni antropogeniche geologia con altri scienzegeologicociclo... . – 182 pag. Trofimov V.T. Lezioni sull'ambiente geologia. Lezioni 6-10 /Uch. indennità. -...

Nel 2014, nella regione centrale della penisola di Yamal, è stato ritrovato uno strano buco nel terreno: un imbuto rotondo aveva un diametro di circa 20 metri ed una profondità di circa 50 metri. Da allora la sua origine è rimasta un mistero. Un gruppo di scienziati dell'Università statale di Mosca, dopo aver esaminato campioni di rocce di permafrost, ha scoperto che questo cratere si è formato a causa di un fenomeno che non era stato precedentemente osservato sulla Terra. Pubblicato la scorsa settimana sulla rivista Rapporti scientifici L'articolo ne descrive la formazione in termini di criovulcanismo, proponendo così non solo un nuovo meccanismo per la formazione di questi insoliti crateri, ma descrivendo anche per la prima volta un criovulcano terrestre.

Nell'estate del 2014, nella parte centrale della penisola di Yamal, non lontano dal giacimento di gas di Bovanenkovskoye, è stata rinvenuta un'insolita formazione geologica: un cratere quasi circolare con un diametro di 20 metri e una profondità di circa 50 metri (Fig. 1). Sono state avanzate molte ipotesi sulla sua origine, compreso l’impatto di meteoriti e la migrazione di gas biogenici a causa dello scioglimento del permafrost (vedi, ad esempio, M. Leibman et al., 2014. New permafrost feature-deep crater in central Yamal (West Siberia, Russia) come risposta alle fluttuazioni climatiche locali, V. Olenchenko et al., 2015. Risultati delle indagini geofisiche dell'area del “cratere Yamal”, la nuova struttura geologica), ma tutti avevano i loro inconvenienti. In linea di principio, la formazione di strutture simili a crateri come risultato di processi geocriologici è un fenomeno raro, ma non straordinario (J. Mackay, 1979. Pingos of the Tuktoyaktuk Peninsula Area, Northwest Territories). Ad esempio, nel 2017, a Yamal è stata registrata la formazione di due crateri simili, ma di dimensioni molto più piccole.

Il cratere Yamal si trova in una zona di permafrost con temperature medie annuali comprese tra -1°C e -5°C e una frazione volumetrica di ghiaccio del 30–65%, spesso concentrata in lenti di ghiaccio. Grazie alle moderne tecnologie è stato anche possibile scoprire il momento approssimativo della formazione della struttura: fino al 2013, secondo le immagini satellitari, nel sito del cratere c'era un grande tumulo sollevante (vedi foto del giorno “Pingo o tumuli pesanti"), circa 8 metri di altezza e 50-55 metri di diametro.

Lungo una linea che attraversa il cratere, gli scienziati hanno perforato diversi pozzi e hanno ottenuto nuclei (colonne cilindriche di roccia rimosse dal pozzo) di permafrost (Fig. 2). Uno dei pozzi, situato cinque metri a nord del cratere, ha rivelato una grande lente di ghiaccio ad una profondità di 5,8 m. Nonostante la profondità di questo pozzo fosse di 17 m, non è stato possibile raggiungere il limite inferiore del cratere. lente. Da questa lente e dai pozzetti adiacenti sono stati raccolti campioni per ulteriori studi. Erano costituiti da ghiaccio, acidi umici e inclusioni minerali. Le analisi hanno dimostrato che gli scienziati hanno a che fare con due diversi tipi di permafrost contenenti antichi sedimenti marini: il primo tipo è quasi intatto dal termokarst (il processo di scongelamento e distruzione del permafrost), e il secondo, al contrario, ne viene intensamente elaborato . Il ghiaccio nei campioni del primo tipo conteneva piccole quantità di metalli e carbonio organico, mentre il ghiaccio dei campioni del secondo tipo conteneva composti di carbonio di origine organica fino a 3,5 g/litro e inclusioni di soluzioni alcaline marrone scuro (pH 8–9,5). Un'altra differenza è stata osservata tra i componenti di ghiaccio e sedimenti dei campioni: la concentrazione di metalli era insignificante nei sedimenti antichi (ad eccezione di SiO 2, CaO, Na 2 O) e relativamente alta nei campioni di ghiaccio. Ciò può essere interpretato come il risultato di un'interazione a lungo termine tra le acque sotterranee e l'acqua di disgelo, che porta all'idea che sul sito del cratere un tempo esistesse un lago con una vasta area sottostante scongelata (un talik).

La caratteristica principale dei campioni studiati è la concentrazione insolitamente elevata di gas, che in alcuni campioni raggiunge il 20% in volume. Si tratta principalmente di CO2 e N2. Ma il metano, il presunto responsabile della formazione del cratere, si è rivelato piccolo (una piccola percentuale). Questo, così come i risultati dell’analisi isotopica, indicavano che la fonte dei gas non era il deposito di Bovanenkovo, come si pensava in precedenza. La predominanza degli alcani normali superiori tra gli idrocarburi (C 19 H 40 e composti con b O numero maggiore di atomi di carbonio) hanno dimostrato che si sono formati a seguito della decomposizione di resti vegetali.

Sulla base dei risultati della modellazione matematica, è stata stabilita la sequenza di eventi che hanno preceduto la formazione del cratere. Innanzitutto, sotto un lago termocarso di lunga durata (acqua liquida a temperature positive), il permafrost si scioglie (Fig. 3, A), formando un talik delle dimensioni di un moderno lago secco, al centro del quale si trova un cratere. Secondo i geocriologi, la formazione di una zona di disgelo di 60-70 metri richiede circa 3.000 anni. Quando il lago si asciuga, la zona scongelata inizia a congelare dai bordi verso il centro (Fig. 3, B). Nelle fasi finali della vita del lago, il suo fondo ghiaccia, formando una copertura di ghiaccio sul talik non ancora completamente ghiacciato (Fig. 3, C). L'acqua rimanente, sotto la pressione del ghiaccio in crescita, inizia a fuoriuscire, formando un tumulo sollevato che esiste da cento anni (Fig. 3, D).

Sulla base del contenuto di gas dei campioni studiati, si stima che i gas disciolti costituissero circa il 14% in volume del talik. Durante il congelamento, alcuni di questi gas migrarono verso le rocce circostanti, evitando il congelamento, e alcuni (principalmente CO 2, che è altamente solubile in acqua) rimasero nel talik, aumentando la pressione e contribuendo alla formazione di un tumulo pesante. A causa dello spessore dell'acqua sotto la copertura di ghiaccio ghiacciato di 6-8 metri, la pressione nel talik può raggiungere i 5 bar, ma per penetrare sono necessari circa 10 bar. Questo valore è abbastanza raggiungibile se si tiene conto del contributo della componente gas. Nella parte inferiore del talik la pressione raggiunge i 15 bar, il che rende possibile la formazione di clatrati di CO 2 (scenario che si verifica se il liquido è saturo di gas). Se ci fosse poco gas, quando il pingo fosse distrutto si sarebbe verificato solo un piccolo rilascio di acqua, ma non un'eruzione e la formazione di un cratere.

Prima dell'eruzione, nel talik è stata osservata una struttura stratificata: terreni scongelati con una grande quantità di clatrati di anidride carbonica sul fondo, acqua con gas disciolto al centro e prevalentemente gas nella parte superiore (Fig. 4, A). L'eruzione è stata innescata dalla formazione di cunei di ghiaccio lungo le fessure della calotta ghiacciata e si è articolata in tre fasi:
1) Fase pneumatica (primi minuti): degasaggio dalla camera superiore del talik, rilascio di getti di anidride carbonica (Fig. 4, B). Dispersione del suolo su lunghe distanze e danneggiamento della vegetazione a causa di un getto di gas freddo.
2) Fase idraulica (diverse ore): l'effusione dell'acqua dal cratere (Fig. 4, C) - il rilascio della pressione ha causato la schiuma dell'acqua satura di gas (effetto simile a un getto di champagne dopo aver rimosso il tappo) . Completa penetrazione della calotta glaciale e inizio della formazione di un pozzo attorno al cratere.
3) Fase freatica (5–25 ore): decomposizione dei gas idrati nello strato inferiore del terreno e sua rimozione in superficie con la schiuma risultante (Fig. 4, D). Poiché la decomposizione dei gas idrati è un processo abbastanza lento, questa fase è la parte più lunga dell'eruzione.

Questa ricostruzione degli eventi ci permette di dire che la formazione del cratere Yamal è un fenomeno a tutti gli effetti, “Elementi”, 07/02/2014 e L'analisi del campo gravitazionale di Encelado indica anche la presenza di acqua liquida su di esso, “ Elements”, 04/07/2014, nonché un articolo di J. S. Kargel , 1995. Cryovolcanism on the icy satellites). Tracce della passata attività criovulcanica sono abbondanti nel sistema solare esterno. Lo studio serio di questi oggetti iniziò nel 1979-1989, dopo che le sonde Voyager sorvolarono le lune ghiacciate dei giganti gassosi, ma il loro studio diretto non era disponibile fino ad ora, poiché sulla Terra non è stato scoperto un solo criovulcano. Ora sembra che gli scienziati abbiano questa opportunità.

In precedenza si presumeva che il criovulcanismo richiedesse una fonte di calore situata sotto il criovulcano. Ciò è in parte vero, ma il lavoro discusso mostra che tali processi possono verificarsi non solo a causa del riscaldamento dell'acqua, ma anche a causa della sua cristallizzazione: la cristallizzazione del ghiaccio in sistemi saturi di gas porta a picchi di pressione e può, ad esempio, servire come una spiegazione per i getti d'acqua su Encelado (J. H. Waite Jr et al., 2009. Acqua liquida su Encelado dalle osservazioni di ammoniaca e 40 Ar nel pennacchio). I dati ottenuti dallo studio del cratere Yamal potrebbero permetterci di dare uno sguardo nuovo alle eruzioni sui corpi ghiacciati.

Ciclo delle scienze geologiche. Struttura a guscio della Terra.

La geologia è una delle scienze naturali fondamentali che studia la struttura, la composizione, l'origine e lo sviluppo della Terra. Esplora fenomeni e processi complessi che si verificano sulla sua superficie e nelle sue profondità. La geologia moderna si basa su secoli di esperienza nella comprensione della Terra e su una varietà di metodi di ricerca speciali. A differenza delle altre scienze della terra, la geologia si occupa dello studio del sottosuolo. I compiti principali della geologia sono studiare il guscio roccioso esterno del pianeta: la crosta terrestre e i gusci esterni ed interni della Terra che interagiscono con essa (esterno - atmosfera, idrosfera, biosfera; interno - mantello e nucleo).

Gli oggetti di studio diretto della geologia sono minerali, rocce, resti organici fossili e processi geologici.

La geologia è strettamente correlata ad altre scienze della terra, ad esempio astronomia, geodesia, geografia, biologia. La geologia si basa su scienze fondamentali come la matematica, la fisica e la chimica. La geologia è una scienza sintetica, sebbene allo stesso tempo sia divisa in molti rami interconnessi, discipline scientifiche che studiano la Terra in diversi aspetti e ottengono informazioni sui singoli fenomeni e processi geologici. Pertanto, lo studio della composizione della litosfera viene effettuato da: petrologia, che studia le rocce ignee e metamorfiche, litologia, che studia le rocce sedimentarie, mineralogia - la scienza che studia i minerali come composti chimici naturali, e geochimica - la scienza del distribuzione e migrazione degli elementi chimici nelle viscere della terra.

I processi geologici che modellano il rilievo della superficie terrestre sono studiati dalla geologia dinamica, di cui fanno parte la geotettonica, la sismologia e la vulcanologia.

La sezione della geologia che studia la storia dello sviluppo della crosta terrestre e della Terra nel suo insieme comprende la stratigrafia, la paleontologia, la geologia regionale e si chiama “Geologia Storica”.

Ci sono scienze in geologia che sono di grande importanza pratica. Come depositi minerali, idrogeologia, geologia ingegneristica, geocriologia.

Negli ultimi decenni sono emerse e stanno diventando sempre più importanti le scienze legate allo studio dello spazio (geologia spaziale) e del fondo dei mari e degli oceani (geologia marina).

Insieme a questo, ci sono le scienze geologiche che sono all'intersezione con altre scienze naturali: geofisica, biogeochimica, cristallochimica, paleobotanica. Questi includono anche la geochimica e la paleogeografia. La connessione più stretta e diversificata tra geologia e geografia. Per le scienze geografiche, come la scienza del paesaggio, la climatologia, l'idrologia, l'oceanografia, le più importanti sono le scienze geologiche che studiano i processi che influenzano la formazione del rilievo della superficie terrestre e la storia della formazione della crosta terrestre in tutta la Terra.

In geologia vengono utilizzati metodi diretti, indiretti, sperimentali e matematici.

I metodi diretti sono metodi di studi diretti a terra e remoti (dalla troposfera, dallo spazio) della composizione e della struttura della crosta terrestre. Il principale è il rilevamento e la mappatura geologica. Lo studio della composizione e della struttura della crosta terrestre viene effettuato studiando gli affioramenti naturali (rupi fluviali, anfratti, pendii montuosi), gli scavi minerari artificiali (canali, ciuffi, cave, miniere) e i pozzi trivellati (max - 3,5 - 4 km in India e Sud Africa, pozzo di Kola - più di 12 km, progetto 15 km.) Nelle aree montuose, si possono osservare sezioni naturali nelle valli fluviali, che rivelano strati rocciosi, raccolti in pieghe complesse e sollevati durante la costruzione della montagna da una profondità di 16 - 20 km. Pertanto, il metodo di osservazione e studio diretto degli strati rocciosi è applicabile solo ad una piccola parte più superficiale della crosta terrestre. Solo nelle aree vulcaniche si può giudicare la composizione della materia a una profondità di 50 - 100 km dalla lava eruttata dai vulcani e dalle emissioni solide. e altro ancora, dove solitamente si trovano i centri vulcanici.

Indiretto: metodi geofisici basati sullo studio dei campi fisici naturali e artificiali della Terra, che consentono di esplorare profondità significative del sottosuolo.

Esistono metodi sismici, gravimetrici, elettrici, magnetometrici e altri metodi geofisici. Di questi, il più importante è il metodo sismico (“seismos” - scuotimento), basato sullo studio della velocità di propagazione delle vibrazioni elastiche nella Terra che si verificano durante i terremoti o le esplosioni artificiali. Queste vibrazioni sono chiamate onde sismiche, che divergono dalla fonte dei terremoti. Ne esistono di 2 tipi: le onde longitudinali Vp, che nascono come reazione del mezzo alle variazioni di volume, si propagano nei solidi e nei liquidi e sono caratterizzate dalla massima velocità, e le onde trasversali Vs, che rappresentano la reazione del mezzo alle variazioni di forma e si propagano solo nei solidi. La velocità delle onde sismiche nelle diverse rocce è diversa e dipende dalle loro proprietà elastiche e dalla loro densità. Quanto più il mezzo è elastico tanto più velocemente le onde si propagano. Lo studio della natura della propagazione delle onde sismiche consente di giudicare la presenza di diversi gusci della palla con diversa elasticità e densità.

La ricerca sperimentale è finalizzata alla modellazione di vari processi geologici e alla produzione artificiale di vari minerali e rocce.

I metodi matematici in geologia mirano ad aumentare l'efficienza, l'affidabilità e il valore delle informazioni geologiche.

I gusci della Terra sono 3: nucleo, mantello e crosta.

Il nucleo è il guscio più denso della Terra. Si ritiene che il nucleo esterno sia in uno stato prossimo allo stato liquido. La temperatura della sostanza raggiunge 2500 - 3000 0C e la pressione ~ 300 GPa. Il nucleo interno è presumibilmente allo stato solido. La composizione del ~ esterno e interno è la stessa: Fe - Ni, vicino alla composizione dei meteoriti.

Il mantello è il guscio più grande della Terra. Massa - 2/3 della massa del pianeta. Il mantello superiore è caratterizzato da eterogeneità verticale e orizzontale. Sotto i continenti e gli oceani, la sua struttura è significativamente diversa. Negli oceani a una profondità di ~ 50 km e nei continenti - 80 - 120 km. inizia uno strato di velocità sismiche ridotte, che viene chiamato guida d’onda sismica o astenosfera (cioè geosfera “senza forza”) ed è caratterizzato da una maggiore plasticità. (La guida d'onda si estende sotto gli oceani fino a 300-400 km, sotto i continenti - 100-150 km.) La maggior parte delle fonti di terremoti sono limitate ad essa. Si ritiene che in esso si formino camere magmatiche, nonché una zona di correnti di convezione subcrostale e l'emergere dei più importanti processi endogeni.

V.V. Belousov combina la crosta terrestre, il mantello superiore e l'astenosfera nella tettonosfera.

Lo strato intermedio e il mantello inferiore hanno un ambiente più omogeneo rispetto al mantello superiore.

Il mantello superiore è composto prevalentemente da silicati ferromagnesiaci (olivina, pirosseni, granati), che corrisponde alla composizione peridotitica delle rocce. Nello strato di transizione C il minerale principale è l'olivina.

Composizione chimica: ossidi di Si, Al? Fe (2+, 3+), Ti, Ca, Mg, Na, K, Mn. Predominano Si e Mg.

La crosta terrestre è il guscio superiore della Terra, composto da rocce ignee, metamorfiche e sedimentarie, con uno spessore da 7 a 70 - 80 km. Questo è lo strato più attivo della Terra. È caratterizzato da magmatismo e manifestazioni di processi tettonici.

Il limite inferiore della crosta terrestre è simmetrico alla superficie della Terra. Sotto i continenti scende in profondità nel mantello e sotto gli oceani si avvicina alla superficie. La crosta terrestre con il mantello superiore fino al limite superiore dell'astenosfera (cioè senza astenosfera) forma la litosfera.

Nella struttura verticale della crosta terrestre si distinguono tre strati, composti da rocce di diversa composizione, proprietà e origine.

1° strato - superiore o sedimentario (stratosfera) è composto da rocce sedimentarie e vulcanico-sedimentarie, argille, scisti argillosi, rocce sabbiose, vulcaniche e carbonatiche. Lo strato copre quasi tutta la superficie della Terra. Lo spessore nelle depressioni profonde raggiunge i 20-25 km, in media - 3 km.

Le rocce della copertura sedimentaria sono caratterizzate da deboli dislocazioni, densità relativamente basse e piccoli cambiamenti corrispondenti a quelli diagenetici.

Strato 2 - medio o granito (granito-gneiss), le rocce hanno proprietà simili ai graniti. È composto da gneiss, granodioriti, dioriti, ocali, ma anche gabbri, marmi, siliniti, ecc.

Le rocce di questo strato sono varie per composizione e grado di dislocazione. Possono rimanere invariati o metamorfizzati. Il limite inferiore dello strato granitico è chiamato sezione sismica di Conrad. Lo spessore dello strato varia da 6 a 40 km. In alcune zone della Terra questo strato è assente.

3o strato - quello inferiore, basalto, è costituito da rocce più pesanti, che nelle proprietà sono vicine alle rocce ignee, i basalti.

In alcuni punti, tra lo strato di basalto e il mantello si trova il cosiddetto strato di eclogite con una densità maggiore rispetto allo strato di basalto.

Lo spessore medio dello strato nella parte continentale è di ~ 20 km. Sotto le catene montuose raggiunge i 30 - 40 km, mentre nelle depressioni diminuisce a 12 - 13 e 5-7 km.

Lo spessore medio della crosta terrestre nella parte continentale (N. A. Belyavsky) -40,5 km., min. -7-12 km. negli oceani, max. -70 - 80 km. (altopiani dei continenti).

Annotazione.

Lo scopo del corso generale di storia e metodologia delle scienze geologiche è quello di fornire allo specialista laureando un'idea generale del progresso dello sviluppo delle scienze geologiche, di rivelare questioni fondamentali della metodologia della ricerca scientifica e della logica della costruzione ricerca scientifica; riflettono idee moderne su alcuni problemi filosofici della geologia. Un obiettivo importante del corso è studiare la storia della geologia russa nel contesto generale dello sviluppo delle conoscenze geologiche. La padronanza creativa del corso prevede lo studio indipendente della letteratura geologica e metodologica e la scrittura di un abstract nel programma del corso.

Introduzione.

La storia della geologia come parte della storia generale delle scienze naturali e della cultura mondiale nel suo insieme. Il processo di formazione della conoscenza geologica e lo sviluppo delle caratteristiche economiche, sociali, culturali e storiche dello stato della società.

La metodologia è la dottrina dei principi e della logica della costruzione della ricerca scientifica, delle forme e dei metodi dell'attività scientifica ed educativa. Il posto della geologia nel sistema delle scienze naturali. Classificazione delle scienze del ciclo geologico. Principi di periodizzazione della storia della geologia.

1. Storia delle scienze geologiche.

1.1. Stadio prescientifico di sviluppo delle conoscenze geologiche (dall'antichità alla metà del XVIII secolo).

Il periodo di formazione della civiltà umana (dai tempi antichi al V secolo a.C.). Accumulo di conoscenze empiriche su pietre, minerali, sali e acque sotterranee.

Periodo antico (V secolo a.C. - V secolo d.C.). L'emergere di idee su minerali, rocce e processi geologici nel quadro della filosofia naturale. Le origini del plutonismo e del nettunismo. I più importanti rappresentanti della scuola di filosofia naturale greco-romana.

Periodo scolastico (secoli V - XV nell'Europa occidentale, secoli VII - XVII in altri paesi). Stagnazione nello sviluppo della scienza, predominanza dei dogmi della chiesa nell'Europa occidentale. Sviluppo dell'artigianato e dell'attività mineraria. Fondazione delle prime università. Civiltà araba e suo ruolo nello sviluppo delle scienze naturali nei secoli VII-XIII. Artigianato dell'antica Rus', fondazione nel 1584 dell'Ordine degli Affari della Pietra.

Periodo rinascimentale (secoli XV - XVII - metà XVIII). Grandi scoperte geografiche. Approvazione dell'immagine eliocentrica del mondo. Idee geologiche di Leonardo da Vinci, Bernard Palissy, Nikolaus Stenon, Georg Bauer (Agricola). Concetti cosmogonici di R. Descartes e G. Leibniz. Plutonismo e deluvianismo. Sviluppo delle conoscenze geologiche in Russia nell’era delle riforme di Pietro. Creazione dell'Ordine degli Affari Minerari (1700), del Berg College (1718), apertura dell'Accademia delle Scienze (1725).

1.2. Lo stadio scientifico di sviluppo della geologia (dall'inizio del XIX secolo). Periodo di transizione (seconda metà del XVIII secolo).

Ipotesi cosmogoniche di E. Kant e P. Laplace. Idee geologiche di J. Buffon, M.V. Lomonosov. Le origini della stratigrafia. A.G. Werner, il suo insegnamento e la sua scuola. J. Hutton (Hutton) e la sua “Teoria della Terra”. Contraddizioni riguardanti il ​​ruolo dei processi esterni ed interni nello sviluppo della Terra. Sviluppo della cristallografia. Apertura dell'Università di Mosca (1755) e della Scuola mineraria superiore (futuro Istituto minerario (1773)). Spedizioni accademiche russe. VM Severgin e il suo ruolo nello sviluppo della mineralogia.

Il periodo eroico dello sviluppo della geologia (prima metà del XIX secolo). La nascita della biostratigrafia e della paleontologia. La prima ipotesi tettonica è l'ipotesi del "cratere di sollevamento". Catastrofisti ed evoluzionisti: una disputa storica tra due campi scientifici. Sviluppo della scala stratigrafica del Fanerozoico. Inizio della cartografia geologica. Progressi nello studio dei minerali. L'inizio della fase chimica dello studio dei minerali. La dottrina della singonia, dell'isomorfismo e del polimorfismo e della paragenesi dei minerali.

Charles Lyell e il suo libro "Fondamenti di geologia..." (1830-1833). Discussioni sull'origine dei massi esotici. La formazione della teoria glaciale. Creazione delle prime società geologiche e dei servizi geologici nazionali. Geologia in Russia nella prima metà del XIX secolo.

Il periodo classico dello sviluppo della geologia (seconda metà del XIX secolo). Osservazioni geologiche di Charles Darwin e influenza sullo sviluppo della geologia del suo libro “L'origine delle specie attraverso la selezione naturale...”. Il trionfo delle idee evoluzionistiche in geologia. L'ipotesi della contrazione di Elie de Beaumont e il suo sviluppo nelle opere di E. Suess. L'origine della dottrina delle geosincline e delle piattaforme. La formazione della paleogeografia, della geomorfologia, dell'idrogeologia.

Sviluppo della petrografia microscopica. L'emergere del concetto di magma, le sue tipologie e differenziazione. L'origine della dottrina del metamorfismo, la formazione della petrografia sperimentale. Sviluppo della mineralogia teorica e genetica. Progressi nella cristallografia. La formazione della dottrina dei depositi minerari. Le origini della geologia del petrolio. I primi passi della geofisica nello studio della struttura profonda della Terra. L'inizio della cooperazione internazionale tra geologi. I primi congressi geologici internazionali. Fondazione del Comitato Geologico della Russia (1882).

Periodo "critico" dello sviluppo delle scienze geologiche (X-50 anni del XX secolo). Rivoluzione scientifica nelle scienze naturali a cavallo tra il XIX e il XX secolo. Crisi geotettonica. Il crollo dell’ipotesi della contrazione. L'emergere di ipotesi tettoniche alternative. L'origine delle idee del mobilismo: l'ipotesi della deriva dei continenti. Rifiuto del mobilismo e rinascita delle idee fissiste. Ulteriore sviluppo della dottrina delle geosincline e delle piattaforme. La formazione della dottrina delle colpe profonde. Le origini della neotettonica e della tettonofisica. Ulteriore sviluppo della geofisica. Creazione di un modello della struttura del guscio della Terra Sviluppo di metodi geofisici di esplorazione e interpretazione geologica dei dati geofisici.

Sviluppo delle scienze della materia. L'uso dell'analisi di diffrazione dei raggi X nello studio dei cristalli, l'emergere della cristallochimica e della mineralogia strutturale. Le origini della geochimica. La dottrina della biosfera e della noosfera. Sviluppo della petrologia e delle sue branche (petrolchimica, chimica dei magmi, petrografia spaziale). Sviluppo della dottrina del metamorfismo. Sviluppo della dottrina dei giacimenti minerari; ulteriore sviluppo della teoria idrotermale. Mineralografia. Termobarometria. Progressi nella metallogenesi.

La formazione della litologia e i progressi della paleogeografia. L'origine della dottrina delle formazioni. Sviluppo della geologia dei combustibili fossili. La dottrina dei bacini di petrolio e gas. Geologia del carbone. Ulteriore sviluppo dell'idrogeologia, sviluppo del problema della zonizzazione idrochimica e idrodinamica verticale delle acque sotterranee. Cartografia idrogeologica. Le origini della scienza del permafrost.

Il periodo più recente di sviluppo della geologia (anni '60 -'90 del XX secolo). Riattrezzamento tecnico della geologia: microscopio elettronico, microsonda, spettrometro di massa, computer, trivellazioni in acque profonde e ultra profonde, esplorazione della Terra dallo spazio, ecc. L'inizio di uno studio geologico e geofisico intensivo degli oceani e dei pianeti del Sistema solare. Revival del mobilismo in geotettonica. Istituzione dell'astenosfera. Paleomagnetismo. Ipotesi di espansione (diffusione) del fondale oceanico. La nuova tettonica globale o tettonica a placche è un nuovo paradigma in geologia. Altri concetti mobilisti alternativi.

“Rivoluzione digitale” in geofisica, sviluppo di metodi di esplorazione geofisica e geofisica marina. Progressi nello studio della crosta terrestre e del mantello superiore.

Progressi nella paleontologia; nuovi gruppi di resti fossili, fasi di sviluppo del mondo organico e di evoluzione della biosfera, estinzione di grandi gruppi sistematici e crisi biocenotiche globali. Sviluppo della stratigrafia, introduzione di nuove metodiche: stratigrafia magneto-sismica, radiocronometria; studio della stratigrafia precambriana.

Ulteriore sviluppo delle scienze della materia terrestre. Cosmochimica e geochimica degli isotopi, mineralogia sperimentale e petrologia; sviluppo della dottrina della facies metamorfica; metodi geochimici per la ricerca di giacimenti minerari.

Sviluppo dei fondamenti teorici della geologia del petrolio e del gas.

Planetologia comparata e suo significato per decifrare le prime fasi dello sviluppo della Terra. Ulteriore sviluppo dell'idrogeologia, della geologia ingegneristica e della geocriologia. L'emergere di una nuova direzione nella geologia: la geologia ambientale. Cooperazione internazionale dei geologi. Stato attuale e prospettive immediate della geologia. Dalla tettonica a placche litosferiche ad un modello geodinamico globale generale della Terra. Modelli geodinamici globali e geoecologia. Funzioni sociali, ideologiche, economiche della geologia. Una breve panoramica dei problemi moderni della geologia.

Storia dell'insegnamento della geologia e delle scuole scientifiche di geologi all'Università di Mosca.

2. Metodologia delle scienze geologiche.

2.1. L'oggetto e il soggetto della geologia, i loro cambiamenti nel corso dello sviluppo della scienza. Forma geologica di sviluppo della materia. Metodi delle scienze geologiche (scientifiche generali, speciali). Leggi in geologia. Il problema del tempo in geologia.

2..2. Modelli generali di sviluppo delle scienze geologiche. Processi di differenziazione e integrazione delle scienze geologiche. Rivoluzioni scientifiche in geologia.

2.3. Principi di costruzione della ricerca scientifica. Fissazione dell'oggetto della ricerca, formulazione del problema, definizione del compito dei metodi di ricerca. Modello ipotetico, basi della sua costruzione. Modello teorico, base della sua costruzione e sviluppo. I fatti, il loro posto e il loro significato nella ricerca scientifica.

2.4. Il ruolo del paradigma nella ricerca empirica e teorica. Il concetto di approccio modello nella ricerca geologica. Analisi del sistema e suoi principi. Caratteristiche del modello del sistema di oggetti geologici. Natura frattale degli oggetti geologici. Processi di autorganizzazione della materia e principi di costruzione di modelli geologici. Leggi della termodinamica del non equilibrio e processi geodinamici.

Letteratura

• Belousov V.V. Saggi sulla storia della geologia. Alle origini delle scienze della Terra (geologia fino alla fine del XVIII secolo). - M., - 1993.
• Vernadsky V.I. Opere scelte sulla storia della scienza. - M.: Scienza, - 1981.
• Kuhn T. La struttura delle rivoluzioni scientifiche - M.: Progress, - 1975.
• Povarennykh A.S., Onoprienko V.I. Mineralogia: passato, presente, futuro. - Kiev: Naukova Dumka, - 1985.
• Idee moderne di geologia teorica. - L.: Nedra, - 1984.
• Khain V.E. I principali problemi della geologia moderna (geologia alle soglie del 21° secolo) - M.: Mondo scientifico, 2003..
• Khain V.E., Ryabukhin A.G. Storia e metodologia delle scienze geologiche. - M.: MSU, - 1996.
• Hallem A. Grandi controversie geologiche. M.: Mir, 1985.