Vertaa prosesseja niiden geologiseen ilmenemiseen maan päällä. Geologiset prosessit. Mitä tarkoitetaan endogeenisilla prosesseilla?

VENÄJÄN FEDERAATIOIN OPETUS- JA TIETEMINISTERIÖ
KANSAINVÄLINEN LIIKETOIMINTAAKATEMIA
JA UUDET TEKNOLOGIAT (MUBINT)

Valtion maarekisterivirasto

tieteenalan mukaan: MAAPERUSTIEDE JA TEKNISET GEOLOGIA

Aihe: Geologiset prosessit maan päällä niiden lähteiden mukaan

Valmistunut: ryhmän 134ZU-11 opiskelija

koodi nro
__________ Kihara. Oksana. Dmitrijevna.
(koko nimi, opiskelijan allekirjoitus)
"kolmekymmentä" __ Martha ___ 2011

Valvoja: ____________________
(asema, korkeakoulututkinto)

Bartsev A.V. ______ (koko nimi, johtajan allekirjoitus)

"___" _____________________ 200_g.

Jaroslavl 2011

Luova työtehtävä

osasto valtion maarekisteri
Erikoisala nro___________ maarekisteri
(erikoisuuden nimi)
Kuri maaperätiede ja insinöörigeologia
Opiskelija Curly.O.D ryhmiä 134ZU-11
(KOKO NIMI)

1. Työn aihe

Geologiset prosessit maan päällä niiden lähteiden mukaan

2. Tekstimateriaalit

Harjoittele. Luovaa työtä. Sisältö. Johdanto.
Pääosa
1. Geologiset prosessit
2. Geologiset perusprosessit maan päällä.
3. Geologisten prosessien jako.
4. Ennustaminen.
5. Päätelmät.
Luettelo käytetyistä lähteistä ja kirjallisuudesta.

3. Suositeltavaa luettavaa
1. Teknisen geologian teoreettiset perusteet. Geological Fundamentals/Toim. akad. Sergeeva.E.M. – M.: Nedra, 1985, 332 s., ill.
2. Geologinen sanakirja, T. 1. – M.: Nedra, 1978. – s. 403.
3. www GeoRus.
Tehtävän päivämäärä _____ 22.02.2011 _____ Työn määräaika___ 11.05.2011 ____

Tieteellinen ohjaaja _________________ Johtaja. osasto ____________________

______________________________ ______________________________ ______
(koko nimi, allekirjoitus) (koko nimi, allekirjoitus)
Opiskelija ____________________________
(allekirjoitus)

Sisältö
Johdanto 4
1. Geologiset prosessit 5
2. Tärkeimmät geologiset prosessit maan päällä……………………………..……..6

3 . Geologisten prosessien jako endogeenisiin ja eksogeenisiin.

10
4. Geologisten katastrofien ennustaminen. 12
5. Johtopäätös……………………………………………………………………….…13
Kirjallisuus 14

JOHDANTO
Maan pinta ja sen sisätilat muuttuvat jatkuvasti erilaisten voimien ja tekijöiden vaikutuksesta. Suurin osa näistä muutosprosesseista etenee ihmisen näkökulmasta äärimmäisen hitaasti, ei vain suoraan hänen silmiinsä, vaan usein monille peräkkäisille ihmissukupolville. Juuri nämä hitaan prosessit miljoonien ja miljardien vuosien aikana maapallon historiassa johtavat kuitenkin silmiinpistävimpiin ja suuriin muutoksiin sen pinnassa ja sisäisessä rakenteessa. Ne muodostavat maapallon historian pääsisällön.
Geologisten prosessien joukossa on myös sellaisia, jotka ilmenevät erittäin rajusti ja johtavat katastrofaalisiin seurauksiin. Näitä ovat voimakkaat tulivuorenpurkaukset, tuhoisat maanjäristykset, äkilliset vuoren putoukset jne. Mutta näitä prosesseja tapahtuu suhteellisen harvoin, ne kattavat suhteellisen pieniä alueita ja niillä on paljon pienempi rooli maapallon historiassa.
Maan dynamiikan ymmärtäminen oikein ja sen kehitysmallien oikea tulkinta edellyttää hitaasti tapahtuvien geologisten prosessien erittäin hienovaraista havainnointia. Heidän tutkimuksensa muodostaa dynaamisen geologian pääsisällön.
Maan pinnasta lähtien. .. oli peitetty korkeilla alueilla, jotka muodostivat mantereet, ja syvennyksiä, joihin meret luoneet vedet kerääntyivät, geologiset hahmot... aloittivat työnsä tämän pinnan muuntamiseksi...
Akateemikko V. A. OBRUCHEV
...endogeeniset geologiset prosessit ovat johtavia maapallon elämässä. Ne määrittelevät maan pinnan helpotuksen päämuodot, määrittävät eksogeenisten prosessien ilmenemismuodot ja mikä tärkeintä, määrittävät sekä maankuoren että koko maan rakenteen.
Akateemikko M. A. USOV

1.Geologiset prosessit.

Geologinen prosessi on tietyn fyysisten kenttien joukon vuorovaikutusta, jossa on enemmän tai vähemmän pysyviä komponentteja, jotka eivät ole luonteeltaan pysyviä ja jotka toimivat tiettyinä geologisena ajanjaksona. Fyysisten kenttien joukko, joiden vuorovaikutuksessa saavutetaan uusi laadullinen taso (geologisen prosessin taso), jotta voidaan keskustella metodologisista näkökohdista, on pidettävä geologisen prosessin kenttänä, joka määrää geologisen prosessin. kehitys (geologinen liikemuoto).
Geologinen prosessi liittyy muihin prosesseihin (kosminen, ilmakehän, hydrosfääri, biologinen) monivaiheisilla vuorovaikutuksilla, joita ei useinkaan täysin ymmärretä syy-seuraus-suhteiden näkökulmasta. Harmonisten komponenttien spektri, joka heijastaa taivaan mekaniikan prosessien jaksoittaista järjestelmää, samoin kuin ilmakehän, hydrosfäärin ja biologiset komponentit, periytyy geologisen prosessin kautta ja ilmenee sen tuotteessa.
Geologisen ympäristön pinnanläheisessä osassa tapahtuvien geologisten prosessien merkitys on erittäin suuri. A.V. Sidorenko arvioi sitä, ottaen huomioon ihmisen toiminnan, seuraavasti: "Nykyään ihmiskunnan huomio kiinnitetään kosmoksen perustaan. Samaan aikaan geologit suunnittelevat tunkeutuvansa maan syvälle sisäpuolelle saavuttaakseen niin sanotun ylemmän vaipan. Ei ole epäilystäkään siitä, että maankuoren tämän tason tuntemuksella on suuri merkitys monien maankuoressa tapahtuvien geologisten prosessien ja ennen kaikkea sen tektonisten liikkeiden syiden ymmärtämisen kannalta - johtavien prosessien kehityksessä. maapallo. Emme kuitenkaan saa unohtaa niiden geologisten prosessien valtavaa merkitystä, jotka tapahtuvat suoraan maan pinnalla ja lähellä pintaa. Näiden prosessien tutkimisen ongelma, varsinkin kun otetaan huomioon ihmisen puuttuminen niihin, ei ole vähemmän tärkeä kuin avaruuden, maanläheisen avaruuden tai maan syvän sisäosan perustan ongelma."
Geologiset prosessit litosfäärin yläosassa edustavat tiettyä aineen liikkeen muotoa, jossa on kaksi energianlähdettä - ulkoinen, avaruudesta, auringosta ja sisäinen, maan suolistosta. Endo- ja eksogeenisille geologisille prosesseille on ominaista epävakaat järjestelmät ja perinnöllinen kehitys. Suhteellisen lyhyitä ajanjaksoja ja käytännön syitä ja laskelmia varten on sallittua hyväksyä kvasistationaarinen prosessien kehitystapa niiden vastaavien ominaisuuksien kanssa.

2. Geologiset perusprosessit maan päällä:

Magmatismi- termi, joka yhdistää effusiivinen (vulkanismi) ja tunkeileva (plutonismi ) prosesseja taitettujen ja tasoalueiden kehittämisessä. Magmatismi ymmärretään kaikkien geologisten prosessien kokonaisuutena, joiden liikkeellepaneva voima on magma ja sen johdannaiset.
Metamorfismi ( kreikkalainen metamorphoomai - muuttumassa, muuttumassa) - kiinteän faasin mineraali- ja rakennemuutosprosessi kiviä lämpötilan ja paineen vaikutuksesta nesteen läsnä ollessa.
Tektoniikka(alkaen kreikkalainen ??????????, "rakentaminen") - osio geologia , jonka tutkimuskohteena on Maan kiinteän kuoren rakenne (rakenne) - maankuorta tai (monien kirjoittajien mukaan) sen tektonosfääri (litosfääri + astenosfääri ), sekä tätä rakennetta muuttaneiden liikkeiden historia. "Tektoniikka suunnittelussa" - muoto vastaa suunnittelua (rakennetta), valmistustekniikkaa ja materiaalia. Teollisuustuotteen tärkeimpien ominaisuuksien välinen yhteys - sen rakenteellinen perusta ja muoto kaikissa sen monimutkaisissa ilmenemismuodoissa (plastisuus, mittasuhteet, toistot, luonne jne.)
Eksogeeniset prosessit- Maan pinnalla ja maankuoren ylimmissä osissa tapahtuvat geologiset prosessit (sääntyminen, eroosio, jäätikkötoiminta jne.); aiheutuvat pääasiassa auringon säteilyn energiasta, painovoimasta ja organismien elintärkeästä toiminnasta.
Hypergeeniprosessi- ehdotettiin 1900-luvun 20-luvulla. akateemikko A. E. Fersman termi "hypergeeni" prosesseihin geneettisesti liittyville eksogeenisille muodostelmille sääolosuhteet eli muodostuu ympäristössä, jossa on alhaisia ​​lämpötiloja (+25°C) ja paine (1 atm.), jossa aktiivisesti osallistuu ilmakehän kaasuilla, pääasiassa hapella, kyllästetty vesi. Luonnollisesti kuoren muodostumisen ja mineraaliesiintymien hapettumisen tuotteet sekä maaperäkompleksit luokiteltiin hypergeeniksi. Litogeeniset (sedimenttiset) muodostelmat, joille on ominaista sedimenttien suuri sedimentaatiospesifisyys ja diageneesi, säilyivät "ei-supergeenin" eksogeneesin edustajina.
Eroosio(alkaen lat. erosio - korroosio) - tuhoaminen kiviä ja maaperää pintavesivirrat ja tuuli, mukaan lukien materiaalin sirpaleiden irtoaminen ja poistaminen sekä niihin liittyvä laskeutuminen.
Tektoniset sijoitukset(myöhäisestä latinalaisesta sanasta dislocatio - siirtymä, liike) - tämä on vuodevaatteiden rikkomus kivet vaikutuksen alaisena tektoniset prosessit. Tektoniset dislokaatiot liittyvät aineen jakautumisen muutoksiingravitaatiokenttä Maapallo . Niitä voi esiintyä sekä sedimenttikuoressa että syvemmissä kerroksissa maankuorta.
Diapir(kreikasta diapeiro - lävistää, lävistää) - kupolin tai varren muotoinen antikliininen taitoksia, joissa on voimakkaasti rypistynyt ydin, joka voi katkaista taitoksen siivet. Diapiiriset taitokset ja kupolit syntyvät yleensä erittäin muovisten kivien pursotuksesta alemmasta horisontista - suolat, savet . Kun paine jakautuu epätasaisesti, muovimateriaalia pumpataan alueelta toiselle, jolloin muodostuu tunnusomaisia ​​"täpliä" - ruiskutusytimiä. Muissa tapauksissa tämä materiaali murtuu kokonaan päällekkäisten kivien läpi ja muodostaa lävistysytimiä, jotka yhdessä niitä isännöivien ja luovien antikliinien kanssa muodostavat suuren perheen erilaisia ​​diapiirisiä poimuja.

Suolatektoniikka

Suoladiapir (vaaleanharmaa) sisään antikliinisen poimutuksen syöpynyt ydin.
Klassinen esimerkki suolatektoniikasta ovat Zagros-vuorten suolakupolit (valkoinen keskellä) ja kentät (vasemmalla)
"Suolajäätikkö "Zagros-vuorten diapiirisessä kupolissa. Yleinen viskoplastisten suolojen virtausilmiö, yleensä - haliittia , suolatektoniikan kanssa.
Suolakupolit Mellwilan saarella pohjoisessa Kanada.
Tämä on yleinen sedimenttikerroksen taittuneiden dislokaatioiden ilmentymä maankuorta . Se johtuu erityisestäreologiset ominaisuudetsuolakerrokset (niiden suhteellisen alhaiset tiheys , mutta korkea, erityisesti korkeassa paineessa, plastisuus).

Surge(Englanti) surge - surge, syn. - jäätikön liike) - liikenopeuden jyrkkä nousu (jopa 300 m päivässä) jäätiköt . Surge on säännöllinen ilmiö, joka edustaa yhtä erilaisten jäätiköiden pulsaatiovaiheista (nopeat jaksolliset värähtelyt).morfogeneettiset tyypit, pääasiassa vuori-laakso. Nykyaikaiset leikkaukset ja niiden aiheuttamatluonnonkatastrofittunnetaan kaikilla modernin aloilla jäätiköt, mukaan lukien Antarktis ja Grönlanti. Katastrofaalinenjääkauden supertulvat ( mutavirtoja ), joita esiintyy usein jäätiköiden seurauksena syntyneiden patojen järvien purkausten aikana, ovat toistuvasti johtaneet ja johtavat suuren joukon ihmisten kuolemaan ja muihin traagisiin seurauksiin ja myös suuriin muutoksiin. kohokuvio ja rakenne maanpinta.
Ske? sekoitus(scableland, scableland) on jäätikkö- ja periglasiaalivyöhykkeiden alue, joka on alttiina tai on aiemmin altistunut useille katastrofaalisille supertulville (diluviaalivirrat, tulvat, tulvat, megatulvat) alkaenjäätikköpatoisia järviäjättäen alkuperäisen eroosion, evorsionaalisen ja kumulatiivisen ( diluvium ) muodostelmia, joista on mahdollista rekonstruoida rupimaan historiaa ja antaa ennuste . Scabland on samansuuntaisten onteloiden leikkaama alue, joka on täynnä pisaran muotoisia kukkuloita, evorsiopatoja ja raitoja kavitaatio ; hydrosfäärikatastrofin luoma geomorfologinen maisema.
Valtava virta aaltoilee-aktiivinen kanavan maamuodot jopa 20 m korkea, muodostuu viereisille alueille prestrezhnevien thalweg osat tärkeimmistä diluviaaliset laaksot valua. Jättiläisvirran aaltoilumerkit ovatmorfologinen ja geneettinen makroanalogi pienistä hiekkaisista väreistä virrassa.
Diluvium(lat. diluvium - "tulva, tulva, tulva" - geneettinen irtonaisten mannersedimenttien tyyppi, joka johtuu kertymisprosesseista sademäärä katastrofaalisten jääkausien supertulvien salaojituskanavissajäätikköpatoisia järviägeologisen lähimenneisyyden jäätikön padon murtumisen jälkeen (viimeisen loppujääkausi, 11-15 tuhatta eaa e.).
Spi?llway- suurenmoisen, yleensä katastrofaalisen vesipurkauksen polku (kanava).jäätikköpatoisia järviä (diluviaaliset virtaukset) matalien vesistöjen yli , kulkevat satuloiden läpi (laaksojen läpi), samoin kuin jäätikön sisäisten halkeamien ja kanavien kautta viereisiin altaisiin. Maailman suurimpiin vuotokohtiin kuuluuTurgaysky viemärikanavaSuuri Siperian periglasiaalinen sisämeri altaassa Atlantin, Kaz-Ket Spillway, joka yhdistää Jenisein ja Mansi-pleistoseenin uudet jäätikköpatoiset meret.
Jäärungot- vuorten väliset painumat ja laajennukset jokilaaksot jotka ovat täysin täytetty (tai parhaillaan täytettävä) jäätiköt vuoren runko. Ne edustavat myös suurta verkkoelementtiäjäätiköt, joka kehittyy olosuhteissa vuoren altaan helpotus , on isometrinen tai hieman pitkänomainen tasomassassa jäätä , jotka täyttävät nämä vuortenväliset altaat. Kehittyneet jäävarastot täyttyvät jäällä niihin virtaavien laaksojäätiköiden vuoksi; lisäksi he voivat vastaanottaa luminen ravintoa ja omalle pinnalle.
Diluviaaliset terassit (kuilut?)- Nämä ovat lomakkeita diluviaalista helpotusta , luotu vyöhykkeillä erosiivinen varjot ja käänteiset virtaukset katastrofaalisten (diluviaalisten) virtausten kanavissa jättiläispurkausten aikanajäätikköpatoisia järviä. Nämä terassivallit? erityisen ilmeikäs joen alajuoksulla Chu?i ja joen keski- ja alajuoksulla Katu?ni , jossa venäläiset ja kansainväliset tiederyhmät tutkivat niitä ensin huolellisesti. Ne ovat tyypillisiä morfolitologisia muotoja ske? sekoituksia .
Masennus lumiraja (lat. masennus - masennus, lasku) - sen lasku johtuu ilmasto- suojelun kannalta edullisia muutoksiajäätikön massatase. Koska massatase on suora funktio kertymisestä ja ablaatio , lumirajan korkeuden vaihtelut heijastavat lämpötilan muutosten kumulatiivista vaikutusta jailmakehän sademäärä M. G. Grosvald uskoo, että kun puhutaan lumirajan painumisesta, voidaan puhua myös jäätikön ravintorajan ja jäätikkörajan painumisesta.
Marinismi- suunta luonnontieteisiin, pääasiassaKvaternaarigeologia ja paleogeografia , kieltää muinaisen ( Pleistoseeni) peittää jäätikön lauhkean vyöhykkeen tasangoilla ja tasangoilla subarktiset vyöhykkeet.
Glacioisostasia(glacioisostaattiset vaihtelut maankuori; kreikkalainen isos - yhtäläinen, identtinen, staasi - tila ja lat. jäätiköt - jää) - maan pinnan pysty- ja vaakasuorat liikkeet muinaisen ja nykyajan alueilla jäätikkö . Usein suurten maa- ja manneralueiden vajoaminen ja kohoaminen hyllyt ovat seurausta rikkomisestaisostaattinenmaankuoren tasapaino jäätikkökuorman ilmaantumisen ja poistumisen aikana.
Koskenlasku- tämä on roskien leviämistä kiviä , pääosin moreenit tai till (geologia), kelluvat jäätiköt ja jäävuoret , paljon harvemmin - meri ja joki jäällä, Maailman valtameren vesillä, sisämerillä ja periglasiaalinen järvet . Koskenlasku on yksi tärkeimmistä muodostumiseen liittyvistä prosesseistajää-merellinen Ja glaciolacustrine sedimentitja myös liikenteessä pisarakiviä.
Dropstone(pisarakivi) - tämä on heikko pyöreä kalliopala usein suurikokoisia, useita metrejä pitkiä akseleita pitkin sekä pienempiä fragmentteja, jopa kiviä ja soraa , pudonnut kelluvan jään sulamisesta ( jäävuori ) ohuiksi pohjasedimentteiksi valtameri, meri tai järvi . Jälkimmäisissä, erityisesti pääosin vuoristoalueen jäätikköpatoisissa järvissä, saostuu tippakiviä tapauksissa, joissa järvi tyhjenee erilaisten mekanismien seurauksena, jäävuori "istuu" pohjassa (yleensä matalassa vedessä tai jumissa).
Pyöreys- tämä on sedimenttisten (lastisten) fragmenttien alkuperäisten reunojen sileysaste kiviä tai mineraaleja johtuen niiden katkeamisesta, kulumisesta ja yleensä tuhoutumisesta kuljetuksen tai uudelleensaostumisen aikana, pääasiassa nesteen vaikutuksesta ( joet ) ja kovat vedet (järvet, meret rannikkoalueella), jäätiköiden tai tuulen vaikutuksesta sekä painovoiman vaikutuksesta liukuminen, romahtaminen tai irtoaminen.
Epätasaisia ​​lohkareita, tai jääkauden erratics ( lat. erraticus - vaeltava) - yleinen nimi lohkareita, lohkoja , pääasiassa massiivisesti kiteistä, puhjennut tai voimakkaasti metamorfoitunut kiviä , eroavatpetrografinen koostumusalla olevasta substraatista. Tämä virheellinen materiaali siirrettiin jäätikkö tai jäätiköstä irronnut kelluva jää ( jäävuori ) huomattavien etäisyyksien päässä näiden peruskivien kallioperästä.

3. Geologisten prosessien jako endogeenisiin ja eksogeenisiin.

Endogeeniset prosessit: vulkanismi ja seismiset ilmiöt.
Seismiset ilmiöt: maanjäristysten syyt ja pääparametrit. Seisminen kaavoitus rakentamista varten.
Eksogeeniset geologiset prosessit: sää, tuulen aktiivisuus, pintavirtaavan veden aktiivisuus, merien ja valtamerten aktiivisuus, jääkauden aktiivisuus, ikiroutaprosessit.
Ihmisen toiminta geologisena tekijänä: kaivostoiminta, rakentaminen (kaupunki, tie, hydrauliikka).
Geologian seismiset ilmiöt luokitellaan sisäisiksi endogeenisiksi prosesseiksi. Nämä ovat elastisten aaltojen värähtelyjä maankuoressa. Maanjäristysten lähtökohtaa, joka sijaitsee syvällä pinnasta, kutsutaan maanjäristyksen lähteeksi tai hypokeskukseksi, ja sen yläpuolella olevaa pistettä kutsutaan episentrumiksi. Tuhoisimmat maanjäristyslähteet ovat matalat (0-10 km). Tuho liittyy seismisten aaltojen leviämiseen. Pitkittäiset aallot etenevät hypokeskuksesta jopa 4-5 km/s nopeuksilla ja poikittaiset aallot kulkevat kohtisuorassa niihin nähden. Niiden nopeus on noin 2 km/s. Ja pinta-aallot syntyvät pinnalle - jopa 500 m/s. Näiden aaltojen kompleksi aiheuttaa seismisiä muodonmuutoksia - maankuoren halkeamia, asteittaista vajoamista, maaperän turvotusta ja siirtymistä: romahduksia, valumia, maanvyörymiä. Asutuilla alueilla - rakennusten ja rakenteiden tuhoaminen. Maanjäristysten voimakkuutta kuvaavat pisteet Richterin asteikolla (12 pistettä).
Alueita, joilla on odotettavissa vähintään 6 magnitudin maanjäristyksiä, kutsutaan maanjäristysalttiiksi. Rakentaminen näillä alueilla toteutetaan ottaen huomioon seismiset olosuhteet, ts. Maasto, kerrosten sijoittumisen esiintyminen, pohjaveden läsnäolo ja sen läheisyys pintaan, maanvyörymien mahdollisuus, maanvyörymät, tasot jne. otetaan huomioon. Samalla huomioidaan rakenteiden jäykkyys, kerrosten määrä sekä rakennusten ja rakenteiden massiivisuus.
jne.................

GEOLOGIAN AIHE JA TEHTÄVÄT.

Geologian tarkoitus ja tavoitteet. Geologian yhteys muihin luonnontieteisiin.

Geologian menetelmät.

Geologian eri alueet.

1. Geologia (kreikaksi "geo" - maa, "logos" - opetus) on yksi tärkeimmistä maapalloa koskevista tieteistä. Hän tutkii Maan koostumusta, rakennetta, kehityshistoriaa sekä sen sisällä ja pinnalla tapahtuvia prosesseja. Nykyaikainen geologia käyttää useiden luonnontieteiden - matematiikan, fysiikan, kemian, biologian, maantieteen - uusimpia saavutuksia ja menetelmiä. Merkittävää edistystä näillä tieteen ja geologian aloilla leimasi tärkeiden maapalloa koskevien rajatieteiden - geofysiikan, geokemian, biogeokemian, kidekemian, paleogeografian - ilmaantuminen ja kehittyminen, joiden avulla on mahdollista saada tietoa maapallon koostumuksesta, tilasta ja ominaisuuksista. ainetta maankuoren syvissä osissa ja alla sijaitsevissa maankuorissa. Erityisen huomionarvoista on geologian monenkeskinen yhteys maantieteeseen (maisematiede, klimatologia, hydrologia, glasiologia, valtameri) maan pinnalla tapahtuvien erilaisten geologisten prosessien tiedossa. Geologian ja maantieteen välinen suhde tulee erityisesti esiin tutkittaessa maan pinnan kohokuviota ja sen kehitysmalleja. Geologia käyttää kohokuvioiden tutkimuksessa maantieteen aineistoa, aivan kuten maantiede luottaa geologisen kehityksen historiaan ja erilaisten geologisten prosessien vuorovaikutukseen. Tämän seurauksena helpotustiede - geomorfologia on itse asiassa myös rajatiede.

Geofysiikan tietojen mukaan Maan rakenteessa erotetaan useita kuoria: maankuori, vaippa Ja Maan ydin. Geologian suoran tutkimuksen kohteena on maankuori ja sen alla oleva ylemmän vaipan kiinteä kerros - litosfääri(kreikaksi "lithos" - kivi). Tutkittavan kohteen monimutkaisuus on aiheuttanut geologisten tieteiden merkittävän erilaistumisen, jonka kompleksi yhdessä rajatieteiden (geofysiikka, geokemia jne.) kanssa mahdollistaa sen rakenteen eri näkökohtien kattavuuden, olemuksen. tapahtuvista prosesseista, kehityshistoriasta jne.

Yksi useista geologian pääsuunnista on litosfäärin materiaalikoostumuksen tutkiminen: kivet, mineraalit, kemialliset alkuaineet. Jotkut kivet muodostuvat magmaisesta silikaattisulasta ja niitä kutsutaan vulkaaninen tai hirviönaimisissa; toiset - sedimentoitumalla ja kertymällä meri- ja mannerolosuhteisiin, ja niitä kutsutaan kerrostunut; kolmas - johtuen muutoksista erilaisissa kivissä lämpötilan ja paineen vaikutuksesta, neste- ja kaasunesteitä kutsutaan metamorfinen.

Litosfäärin materiaalikoostumuksen tutkimusta suorittaa geologisten tieteiden kompleksi, joka usein yhdistyy geokemiallisen syklin nimellä. Nämä sisältävät: petrografia(kreikaksi "petros" - kivi, kivi, "grapho" - kirjoittaminen, kuvaaminen) tai petrologia- tiede, joka tutkii magmaisia ​​ja metamorfisia kiviä, niiden koostumusta, rakennetta, muodostumisolosuhteita, muutosastetta eri tekijöiden vaikutuksesta ja maankuoren jakautumismalleja. Litologia(kreikaksi "lithos" - kivi) - tiede, joka tutkii sedimenttikiviä. Minerologia - tiede, joka tutkii mineraaleja - luonnollisia kemiallisia yhdisteitä tai yksittäisiä kemiallisia alkuaineita, joista muodostuu kiviä. Kristallografia Ja kristalli kemia He tutkivat kiteitä ja mineraalien kiteistä tilaa. Geokemia - yleistävä, syntetisoiva tiede litosfäärin aineellisesta koostumuksesta, joka perustuu edellä mainittujen tieteiden saavutuksiin ja tutkii kemiallisten alkuaineiden historiaa, niiden leviämisen ja kulkeutumisen lakeja Maan suolistossa ja sen pinnalla. Isotooppigeokemian syntyessä geologiassa avautui uusi sivu Maan geologisen kehityksen historian palauttamisessa.

2. Litosfäärin materiaalikoostumusta ja muita prosesseja tutkitaan eri menetelmin. Ensinnäkin tämä suorat geologiset menetelmät- suora kivitutkimus luonnollisissa paljastumissa jokien, järvien, merien, kaivososien, kaivosten, porausreikien rannoilla. Kaikki tämä rajoittuu suhteellisen matalaan syvyyteen. Maailman syvin ja toistaiseksi ainoa kaivo Kuolan kaivo ylsi vain 12,5 kilometriin. Mutta myös maankuoren syvemmät horisontit ja ylemmän vaipan viereinen osa ovat suoraan tutkittavissa. Tätä helpottavat tulivuorenpurkaukset, jotka tuovat meille ylemmän vaipan kivikappaleita, jotka ovat suljettuina purkautuneiden magma-laavavirtojen sisällä. Sama kuva on havaittavissa timanttilaakeroiduissa räjähdysputkissa, joiden syvyys vastaa 150-200 km. Edellä mainittujen suorien menetelmien lisäksi optisia menetelmiä ja muut fysikaalisia ja kemiallisiatutkimusta- Röntgendiffraktio, spektrografia jne. Tässä tapauksessa niitä käytetään laajalti matemaattisia menetelmiä tietokoneeseen perustuen arvioimaan kemiallisten ja spektrianalyysien luotettavuutta, rakentamaan rationaalisia kivien ja mineraalien luokituksia jne. Viime vuosikymmeninä on käytetty kokeellisia menetelmiä, myös tietokoneen avulla, simuloimaan geologisia prosesseja; saada keinotekoisesti erilaisia ​​mineraaleja ja kiviä; luoda uudelleen valtavia paineita ja lämpötiloja ja tarkkailla suoraan aineen käyttäytymistä näissä olosuhteissa; ennustaa litosfäärilevyjen liikettä ja jopa kuvitella jossain määrin planeettamme pinnan ilmestymistä tulevina miljoonina vuosina.

3. Geologisen tieteen seuraava suunta on dynaaminen geologia, tutkitaan erilaisia ​​geologisia prosesseja, maan pinnan pinnan muotoja, eri syntyperäisten kivien välisiä suhteita, niiden esiintymisen luonnetta ja muodonmuutoksia. Tiedetään, että geologisen kehityksen aikana tapahtui useita muutoksia koostumuksessa, aineen tilassa, maan pinnan ulkonäössä ja maankuoren rakenteessa. Nämä muunnokset liittyvät erilaisiin geologiset prosessit ja niiden vuorovaikutus. Niistä erottuu kaksi ryhmää: 1) endogeeninen(kreikaksi "endos - sisällä"), tai sisäinen, liittyy maan lämpövaikutukseen, sen syvyyksissä syntyviin jännityksiin, gravitaatioenergiaan ja sen epätasaiseen jakautumiseen; 2) eksogeeninen(Kreikan "exos" - ulkopuolella, ulkoinen), tai ulkoinen, aiheuttaa merkittäviä muutoksia maankuoren pinnassa ja lähellä pintaa. Nämä muutokset liittyvät Auringon säteilyenergiaan, painovoimaan, veden ja ilmamassojen jatkuvaan liikkeeseen, veden kiertoon maankuoren pinnalla ja sisällä, eliöiden elintärkeään toimintaan ja muihin tekijöihin. Kaikki eksogeeniset prosessit liittyvät läheisesti endogeenisiin, mikä heijastaa maan sisällä ja sen pinnalla vaikuttavien voimien monimutkaisuutta ja yhtenäisyyttä.

Dynaamisen geologian ala sisältää geotektoniikka(kreikaksi "tectos - rakentaja, rakenne, rakenne") - tiede, joka tutkii maankuoren ja litosfäärin rakennetta ja niiden kehitystä ajassa ja tilassa. Geotektoniikan erityishaaroihin kuuluvat: rakennegeologia, joka käsittelee kivien esiintymismuotoja; tektonofysiikka, joka tutkii kallion muodonmuutosten fysikaalisia perusteita; alueellinen geotektoniikka, jonka tutkimuskohteena on maankuoren yksittäisten suurten alueiden rakenne ja kehitys. Dynaamisen geologian tärkeitä aloja ovat seismologia(kreikaksi "seismos" - tärinä) - tiede maanjäristyksistä ja vulkanologia, käsittelevät nykyaikaisia ​​vulkaanisia prosesseja.

Tutkimuksen kohteena on maankuoren ja koko maan geologisen kehityksen historia historiallinen geologia, Johon sisältyy stratigrafia(kreikaksi "stratum" - kerros), joka käsittelee kivikerrosten muodostumisjärjestystä ja niiden jakautumista eri yksiköihin sekä paleogeografia(kreikaksi "palyaios" - muinainen), tutkii fyysisiä ja maantieteellisiä olosuhteita maan pinnalla geologisessa menneisyydessä, ja paleotektoniikka, rekonstruoida maankuoren muinaisia ​​rakenneosia. Kalliokerrosten jakautuminen ja kerrosten suhteellisen geologisen iän määrittäminen on mahdotonta ilman fossiilisten orgaanisten jäänteiden tutkimusta, jota käsitellään paleontologia, liittyy läheisesti sekä biologiaan että geologiaan.

On syytä korostaa, että tärkeä geologinen tehtävä on maankuoren tiettyjen alueiden geologisen rakenteen ja kehityksen tutkiminen, joita kutsutaan alueiksi ja joilla on joitain yhteisiä rakenteellisia ja evoluutiopiirteitä. Tämä yleensä tehdään alueellinen geologia , joka käytännössä käyttää kaikkia lueteltuja geologisen tieteen aloja, ja viimeksi mainitut vuorovaikutuksessa keskenään täydentävät toisiaan, mikä osoittaa niiden läheisen yhteyden ja erottamattomuuden. Aluetutkimuksissa kaukokartoitusmenetelmiä käytetään laajalti, kun havaintoja tehdään helikoptereista, lentokoneista ja keinotekoisista maasatelliiteista.

Epäsuoria tiedon menetelmiä, lähinnä maankuoren syvärakennetta ja koko maata, käytetään laajalti geofysiikka - fyysisiin tutkimusmenetelmiin perustuva tiede. Tällaisissa tutkimuksissa käytettyjen erilaisten fysikaalisten kenttien ansiosta geologisen rakenteen tutkimiseen erotetaan magnetometriset, gravimetriset, elektrometriset, seismometriset ja monet muut menetelmät. Geofysiikka liittyy läheisesti fysiikkaan, matematiikkaan ja geologiaan.

Yksi geologian tärkeimmistä tehtävistä on mineraaliesiintymien ennustaminen, jotka muodostavat valtion taloudellisen voiman perustan. Tämä on sitä, mitä tiede mineraaliesiintymiä myyty , jonka piiriin kuuluvat sekä malmi että ei-metalliset mineraalit sekä polttoaineet - öljy, kaasu, kivihiili, öljyliuske. Yhtä tärkeä mineraali nykyään on vesi, erityisesti pohjavesi, jonka alkuperää, esiintymisolosuhteita, koostumusta ja liikkumismalleja tiede tutkii. hydrogeologia(kreikaksi "hydrer" - vesi), joka liittyy sekä kemiaan että fysiikkaan ja tietysti geologiaan.

On tärkeää insinöörigeologia - tiede, joka tutkii maankuorta elämän ja erilaisten ihmisten toimintojen väliaineena. Soveltavana geologian haarana, joka tutkii teknisten rakenteiden rakentamisen geologisia olosuhteita, tämä tiede ratkaisee nykyään tärkeitä ongelmia, jotka liittyvät ihmisen vaikutuksiin litosfääriin ja ympäristöön. Teknillinen geologia on vuorovaikutuksessa toisaalta fysiikan, kemian, matematiikan ja mekaniikan kanssa ja toisaalta geologian eri tieteenalojen kanssa ja toisaalta kaivosteollisuuden ja rakentamisen kanssa. Viime aikoina se on noussut itsenäiseksi tieteenä ge okryologia (Kreikka "krios" - kylmä, jää), tutkii prosesseja "ikiroudan" ikiroutakivien kehitysalueilla, jotka miehittää lähes 50% Neuvostoliiton alueesta. Geokryologia liittyy läheisesti insinöörigeologiaan.

Avaruustutkimuksen alusta lähtien syntyi tilaa taivaan geologia , tai planeettojen geologia. Valtameren ja meren syvyyksien kehitys johti syntymiseen merigeologia , Sen merkitys kasvaa nopeasti, koska jo lähes kolmannes maailmassa tuotetusta öljystä putoaa merien ja valtamerten pohjalle.

MAAN SISÄINEN RAKENNE.

Maa koostuu useista kuorista - ulkoisista (ilmakehä, hydrosfääri, biosfääri) ja sisäisistä kuorista, joita kutsutaan geosfääriksi (ydin, vaippa, litosfääri). Maan sisäisen rakenteen tutkimus tehdään eri menetelmillä. Geologiset menetelmät, joka perustuu luonnollisten kivipaljastusten, kaivososien ja kaivososien sekä syvien kairareikien ytimien tutkimukseen, mahdollistaa maankuoren pintaläheisen osan rakenteen arvioinnin. Tunnettujen porauskaivojen syvyys on 7,5-9,5 kilometriä, ja maailmassa vain yksi Kuolan niemimaalle sijoitettu pilottikaivo on saavuttanut jo yli 12 kilometrin syvyyteen ja suunniteltu syvyys on jopa 15 kilometriä. Vulkaanisilla alueilla tulivuorenpurkausten tuotteita voidaan käyttää arvioimaan aineen koostumusta 50-100 km syvyydessä. Yleisesti ottaen tutkitaan pääasiassa maan syvää sisäistä rakennetta geofysikaaliset menetelmät: seisminen, gravimetrinen, magnetometrinen jne. Yksi tärkeimmistä menetelmistä on seisminen(kreikaksi "seismos" - vapina) menetelmä, perustuu luonnonmaanjäristysten ja "keinotekoisten maanjäristysten" tutkimukseen, joka johtuu räjähdyksistä tai iskujen tärinävaikutuksista maankuoressa.

Maanjäristyksen lähteet sijaitsevat eri syvyyksissä maanpinnan läheisyydestä (noin 10 km) syvimpään (jopa 700 km), ja ne on jäljitetty Tyynenmeren reuna-alueilla. Tapahtuu tulisijassa seismiset aallot ikään kuin ne valaisevat maata ja antaisivat käsityksen ympäristöstä, jonka läpi ne kulkevat. Lähteessä (tai kohdistuksessa) syntyy kahta päätyyppiä aaltoja:

1) nopein pitkittäiset P-aallot(eli ensisijainen);

2) hitaammin poikittainenS- aallot(eli toissijainen). Kun P-aallot etenevät, kivet kokevat puristusta ja jännitystä (väliaineen hiukkasten siirtyminen aallon suunnassa). P-aallot kulkevat kiinteiden ja nestemäisten kappaleiden läpi maan sisällä. Poikittaiset S-aallot etenevät vain kiinteissä aineissa, ja niiden eteneminen liittyy kivien värähtelyihin suorassa kulmassa aallon etenemissuuntaan nähden. Kun leikkausaallot kulkevat läpi, elastiset kivet läpikäyvät leikkaus- ja vääntömuodonmuutoksia. Lisäksi on olemassa pinnallinenL- aallot(eli pitkät), joille on tunnusomaista monimutkaiset sinimuotoiset värähtelyt maan pinnalla tai lähellä sitä. Seismisten aaltojen saapumisen rekisteröinti suoritetaan erityisillä seismisillä asemilla, jotka on varustettu tallennuslaitteilla - seismografit, sijaitsevat eri etäisyyksillä lähteestä. Tämä seismisten asemien järjestely mahdollistaa värähtelyjen etenemisnopeuden arvioimisen eri syvyyksissä, koska maan syvempien kerrosten läpi kulkeneet aallot saapuvat kauempana oleville asemille. Aaltojen saapumisen rekisteröintiä seismografilla kutsutaan seismogrammi.

Seismisten aaltojen todelliset nopeudet riippuvat niiden läpi kulkevien kivien elastisista ominaisuuksista ja tiheydestä. Muutokset seismisten aaltojen nopeudessa osoittavat selvästi maapallon heterogeenisyyden ja kerrostumisen. Eri kerrokset ja niitä muodostavien aineiden tila ilmaistaan ​​niiden rajapinnoilta taittuneilla ja heijastuneilla aalloilla. Australialainen seismologi K. Bullen jakoi seismisten aaltojen etenemisnopeuden perusteella maapallon useisiin vyöhykkeisiin ja antoi niille kirjainmerkinnät tietyin keskimääräisin syvyysvälein, joita käytetään joillain tarkennuksilla tähän päivään asti. Maapallolla on kolme pääaluetta:

1. Maankuori(kerros A) - Maan ylempi kuori, jonka paksuus vaihtelee 6-7 km:stä valtamerten syvien osien alla 35-40 km:iin mantereiden tasaisten alustojen alla, 50-70 (75) km vuoristorakenteiden alla (suurimmat Himalajan ja Andien alla) .

2. Maan vaippa, ulottuu 2900 kilometrin syvyyteen. Sen rajoissa seismisten tietojen mukaan erotetaan seuraavat: ylempi vaippa - kerros B jopa 400 km syvä ja kerros C - jopa 800-1000 km (jotkut tutkijat kutsuvat kerrosta C keskivaipaksi); alempi vaippa - kerros D 2700 syvyyteen siirtymäkerroksen D kanssa - 2700 - 2900 km.

3. Maan ydin, jaettu: ulkoytimeen - kerros E 2900-4980 km:n syvyydessä; siirtymäkuori - kerros F - 4980 - 5120 km ja sisäydin - kerros G jopa 6971 km.

Saatavilla olevien tietojen mukaan on tunnistettu useita ensimmäisen asteen osia, joissa seismisten aaltojen nopeus muuttuu jyrkästi.

Maankuoren erottaa ylävaipan kerroksesta B melko terävä rajanopeus. Vuonna 1909 Jugoslavian seismologi A. Mohorovicic totesi Balkanin maanjäristyksiä tutkiessaan ensin tämän osan olemassaolon, joka nyt kantaa hänen nimeään ja joka hyväksytään maankuoren alarajaksi. Tätä rajaa lyhennetään usein Moho- tai M-rajaksi. Toinen terävä leikkaus osuu yhteen siirtymisen kanssa alemmasta vaipasta ulkoytimeen, jossa pitkittäisten aaltojen nopeus laskee äkillisesti 13,6 km/s:sta 8,1 km/s:iin. poikittaiset aallot vaimentuvat. Pitkittäisten aaltojen nopeuden äkillinen jyrkkä lasku ja poikkiaaltojen katoaminen ulkoytimestä viittaavat epätavalliseen aineen tilaan, joka eroaa kiinteästä vaipasta.

Tämä raja on nimetty B. Gutenbergin mukaan. Kolmas osa osuu yhteen (kerroksen F pohjan ja maan sisäytimen kanssa (kerros G).

Keskiverto tiheys Maa on 5,52 g/cm3. Maankuoren muodostaville kiville on ominaista alhainen tiheys. Sedimenttikivissä tiheys on noin 2,4-2,5 g/cm 3, graniiteissa ja useimmissa metamorfisissa kivissä - 2,7-2,8 g/cm 3, emäksisissä magmakivissä - 2,9-3,0 g/cm 3. Maankuoren keskimääräiseksi tiheydeksi on otettu noin 2,8 g/cm 3 . Maankuoren keskimääräisen tiheyden vertailu maan tiheyteen osoittaa, että sisäkuorissa - vaipassa ja ytimessä - tiheyden tulisi olla paljon suurempi. Saatavilla olevien tietojen mukaan ylävaipan katolla, Moho-rajan alapuolella, kivitiheys on 3,3-3,4 g/cm 3, alavaipan alarajalla (syvyys 2900 km) - noin 5,5-5,7 g /cm 3, Gutenbergin rajan alapuolella (ulkoytimen yläraja) - 9,7-10,0 g/cm3, nousee sitten arvoon 11,0-11,5 g/cm3, kasvaen sisäisessä ytimessä arvoon 12,5-13,0 g/cm3.

Paine. Painelaskelmat maan eri syvyyksissä ilmoitettujen tiheyksien mukaisesti ilmaistaan ​​seuraavilla arvoilla

Painovoiman kiihtyvyys. Maan pinnan useissa kohdissa painovoiman itseisarvo mitattiin gravimetreillä geofysikaalisella gravimetrisellä menetelmällä. Nämä tutkimukset voivat tunnistaa gravimetrisiä poikkeamia - alueita, joissa painovoima lisääntyy tai vähenee merkittävästi. Painovoiman lisääntyminen liittyy yleensä tiheämmän aineen läsnäoloon. Mitä tulee painovoiman kiihtyvyyteen, sen suuruus on erilainen. Pinnalla se on keskimäärin 982 cm/s 2 (983 cm/s 2 navalla ja 978 cm/s 2 päiväntasaajalla), syvyyden myötä se ensin kasvaa ja sitten laskee nopeasti. V.A. Magnitskyn mukaan painovoimakiihtyvyyden maksimiarvo saavuttaa 1037 cm/s 2 alavaipan pohjalla ulkoytimen rajalla. Maan ytimessä painovoiman kiihtyvyys alkaa laskea merkittävästi ja saavuttaa välikerroksen F 452 cm/s 2, 6000 km:n syvyydessä 126 cm/s2 ja keskellä nollaan.

Magnetismi. Maa toimii kuin jättimäinen magneetti, jonka ympärillä on voimakenttä. Tietoa Maan magneettikentän jakautumisesta sen pinnalla ja maata lähellä olevassa avaruudessa tarjoavat maa-, meri- ja ilmamagneettiset tutkimukset sekä matalalla lentävillä keinotekoisilla maasatelliiteilla tehdyt mittaukset. Geomagneettinen kenttä on dipoli, maan magneettiset navat eivät ole samat kuin maantieteelliset. totta - pohjoinen ja eteläinen. Magneettisen ja maantieteellisen navan väliin muodostuu tietty kulma (noin 11,5°), ns magneettinen deklinaatio. Siellä on myös magneettinenmieliala, määritellään magneettisten voimalinjojen ja vaakatason välisenä kulmana. Maan jatkuvan magneettikentän alkuperä liittyy monimutkaisen sähkövirtajärjestelmän toimintaan, joka syntyy Maan pyörimisen aikana ja liittyy turbulenttiseen konvektioon (liikettä) nestemäisessä ulkoytimessä. Näin ollen maapallo toimii kuin dynamo, jossa tämän konvektiojärjestelmän mekaaninen energia synnyttää sähkövirtoja ja siihen liittyvää magnetismia.

Maan magneettikenttä vaikuttaa myös ferromagneettisten mineraalien suuntautumiseen kivissä, kuten hematiitti, magnetiitti, titanomagnetiitti jne. Tämä on erityisen ilmeistä magmakivissä - basalteissa, gabbroissa, peridotiiteissa jne. Ferromagneettiset mineraalit jähmettymisprosessissa magma ottaa olemassa olevan tällä hetkellä magneettikentän suunnan suunnasta. Kivien täydellisen kovettumisen jälkeen ferromagneettisten mineraalien orientaatio säilyy. Ferromagneettisten mineraalien tietty suuntautuminen tapahtuu myös sedimenttikivissä rautapitoisten mineraalihiukkasten laskeutumisen aikana. Suunnattujen näytteiden magnetoituminen määritetään sekä laboratorioissa että kentällä. Mittausten tuloksena saadaan selville magneettikentän deklinaatio ja kaltevuus kivimineraalien alkumagnetoinnin aikana. Siten sekä magma- että sedimenttikivillä on usein vakaa magnetoituminen, mikä osoittaa magneettikentän suunnan niiden muodostumishetkellä. Tällä hetkellä magnetometristä menetelmää käytetään laajasti geologisessa tutkimuksessa ja rautamalmiesiintymien etsinnässä.

Lämpötila Maan määrää auringon säteily ja maan sisäisten lähteiden tuottama lämpö. Maa saa suurimman määrän energiaa auringosta, mutta merkittävä osa heijastuu takaisin avaruuteen. Maan vastaanottaman ja heijastaman auringon lämmön määrä ei ole sama eri leveysasteilla. Kunkin pallonpuoliskon yksittäisten pisteiden keskimääräinen vuotuinen lämpötila laskee päiväntasaajalta napoille. Maan pinnan alapuolella auringon lämmön vaikutus vähenee jyrkästi, minkä seurauksena vakiovauhti vyöarvosanat, sama kuin alueen keskimääräinen vuosilämpötila. Vakiolämpötilojen vyöhykkeen syvyys vaihtelee eri alueilla muutamasta metristä 20-30 metriin.

Vakiolämpötilojen vyön alapuolella maan sisäinen lämpöenergia tulee tärkeäksi. Jo pitkään on todettu, että kaivoksissa, kaivoksissa ja porakaivoissa lämpötila nousee jatkuvasti syvyyden myötä, mikä liittyy lämmön virtaukseen maan sisältä. Lämpövirta mitattuna kaloreina neliösenttimetriä sekunnissa - μcal/cm x s. Lukuisten tietojen mukaan keskimääräiseksi lämpövirtaukseksi oletetaan 1,4-1,5 µcal/cm 2 x s. Sekä mantereilla että valtamerissä tehdyt tutkimukset ovat kuitenkin osoittaneet merkittävää vaihtelua lämmönvirrassa eri rakennevyöhykkeillä.

E. A. Lyubimovan mukaan alhaisimmat lämpövirtauksen arvot havaittiin muinaisten kiteisten kilpien alueella (Baltia, Ukraina, Kanada) ja ne ovat keskimäärin 0,85 μcal/cm x s ± 10 % (jossa vaihtelut 0,6:sta 1:een. 1). Tasaisilla tasanteilla lämpövirtaus on välillä 1,0-1,2 µcal/cm x s ja vain paikoin yksittäisillä korkeuksilla se kasvaa 1,3-1,4 µcal/cm x s. Paleotsoisilla orogeenisilla alueilla, kuten Uralilla ja Appalakkien saarilla, virtauksen intensiteetti nousee arvoon 1,5 µcal/cm 2 x s.

Viime geologisina aikoina syntyneissä nuorissa vuoristorakenteissa (kuten Alpit, Kaukasus, Tien Shan, Cordillera jne.) lämpövirrat ovat hyvin erilaisia. Esimerkiksi taitetuilla Karpaateilla ja viereisissä sisäkaivoissa lämpövirtaus on keskimäärin 1,95 μcal/cm 2 x s, ja Cis-Karpaattien aallonpohjassa - 1,18 µcal/cm 2 x s. Samanlaisia ​​muutoksia havaittiin Kaukasuksella, jossa nousuvyöhykkeillä lämpövirtaus kasvaa 1,6-1,8 μcal/cm 2 x s, ja Suur-Kaukasuksen taitetussa rakenteessa yksittäiset määritykset antoivat korkeimmat lämpövirran arvot - 3,0-4,0 μcal/cm 2 x s. Kaukasuksen kaakkoisen vajoamisen osalta havaittiin merkittäviä vaihteluita lämpövirroissa ja havaittiin mielenkiintoinen yksityiskohta, että niiden arvot nousivat lähellä mutatulivuoria 1,9-2,33 μcal/cm 2 x s. Suuria lämpövirtoja havaitaan modernin vulkanismin alueilla, keskimäärin noin 3,6 μcal/cm -s. Järven halkeamajärjestelmässä (englanniksi "rift" - halkeama, rotko). Baikalin lämpövirran arvioidaan olevan 1,2-3,4 µcal/cm 2 -s. Suurilla alueilla maailman valtameren pohjaa lämpövirtauksen arvo on välillä 1,1-1,2 μcal/cm 2 x s, mikä on verrattavissa mantereiden alustaosien tietoihin. Korkeat lämpövirrat liittyvät halkeamalaaksot valtameren keskiharjanteita. Keskimääräinen lämpövirta on 1,8-2 µcal/cm2 x s, mutta monin paikoin se nousee arvoon 6,7-8,0 µcal/cm2 x s. Annettujen lämpövirta-arvojen monimuotoisuus liittyy ilmeisesti heterogeenisiin tektomagmaattisiin prosesseihin maan eri alueilla.

Mitkä ovat lämmön lähteet maan sisällä? Kuten tiedetään, nykyaikaisten käsitteiden mukaan maa syntyi protoplanetaarisen pilven kaasu- ja pölyhiukkasten kertymisen seurauksena kylmän kappaleen muodossa. Näin ollen maan sisällä täytyy olla lämmönlähteitä, jotka luovat nykyaikaisen lämpövirran ja korkean lämpötilan maan suolistossa. Yksi sisäisen lämpöenergian lähteistä on radiogeeninen lämpö, liittyy pitkäikäisten radioaktiivisten alkuaineiden 238 U, 23 S U, 232 Th, 40 K, 87 Rb hajoamiseen. Näiden isotooppien puoliintumisajat ovat verrattavissa Maan ikään, joten ne ovat edelleen tärkeä lämpöenergian lähde. Maapallon kehityksen alkuvaiheessa lyhytikäiset radioaktiiviset isotoopit, kuten 26 Al, 38 CI jne., olisivat voineet olla lämmön toimittajia painovoiman erilaistuminen aine, joka on peräisin lämmityksen jälkeen ytimen tasolta ja mahdollisesti ylemmän vaipan kerroksesta B. Mutta suuri osa painovoiman erilaistumiseen liittyvästä lämmöstä näyttää hajaantuneen avaruuteen, etenkin planeetan muodostumisen alkuvaiheessa. Ylimääräinen sisäisen lämmön lähde voi olla vuorovesikitka, tapahtuu, kun Maan pyöriminen hidastuu johtuen vuorovesivuorovaikutuksesta Kuun ja vähemmässä määrin Auringon kanssa.

Lämpötila maan sisällä. Maan kuorien lämpötilan määritys perustuu erilaisiin, usein epäsuoriin tietoihin. Luotettavimmat lämpötilatiedot koskevat maankuoren ylintä osaa, jota kaivokset ja kaivot paljastavat enintään 12 km:n syvyyteen (Kuola-kaivo). Lämpötilan nousua Celsius-asteina syvyysyksikköä kohti kutsutaan geoterminen gradientti, ja syvyys metreinä, jonka aikana lämpötila nousee 1 C, - geoterminen vaihe. Geoterminen gradientti ja vastaavasti geoterminen vaihe vaihtelevat paikasta toiseen riippuen geologisista olosuhteista, endogeenisesta aktiivisuudesta eri alueilla sekä kivien heterogeenisestä lämmönjohtavuudesta. Lisäksi B. Gutenbergin mukaan vaihtelurajat eroavat yli 25 kertaa. Esimerkki tästä on kaksi jyrkästi erilaista gradienttia: 1) 150°/1 km Oregonin osavaltiossa (USA), 2) 6°/1 km Etelä-Afrikassa. Näiden geotermisen gradienttien mukaan myös geoterminen askel muuttuu ensimmäisessä tapauksessa 6,67 metristä toisessa 167 metriin. Yleisimmät gradientin vaihtelut ovat välillä 20-50°, ja geoterminen askel on 15-45 m. Keskimääräinen geoterminen gradientti on pitkään hyväksytty 30°C per kilometri.

V. N. Zharkovin mukaan geoterminen gradientti maan pinnan lähellä on 20°C kilometriä kohden. Näiden kahden geotermisen gradientin ja sen vakavuuden perusteella syvällä maan sisällä lämpötilan tulisi olla 100 km:n syvyydessä 3000 tai 2000 °C. Tämä on kuitenkin ristiriidassa todellisten tietojen kanssa. Juuri näillä syvyyksillä syntyy ajoittain magmakammioita, joista laava virtaa pinnalle ja jonka maksimilämpötila on 1200-1250°C. Ottaen huomioon tämän omituisen "lämpömittarin", useat kirjoittajat (V.A. Lyubimov, V.A. Magnitsky) uskovat, että 100 km:n syvyydessä lämpötila ei voi ylittää 1300-1500 °C. Korkeammissa lämpötiloissa vaippakivet sulaisivat kokonaan, mikä on ristiriidassa seismisten leikkausaaltojen vapaan kulkemisen kanssa. Siten keskimääräinen geoterminen gradientti voidaan jäljittää vain tiettyyn suhteellisen pieneen syvyyteen pinnasta (20-30 km), jonka jälkeen sen pitäisi pienentyä. Mutta jopa tässä tapauksessa, samassa paikassa, lämpötilan muutos syvyyden kanssa on epätasaista. Tämä näkyy esimerkissä lämpötilan muutoksista syvyyden myötä Kuolan kaivoa pitkin, joka sijaitsee alustan vakaan kidekilven sisällä. Tätä kaivoa asetettaessa laskettiin geoterminen gradientti 10 0 / 1 km, ja siksi suunnittelusyvyydellä (15 km) odotettiin lämpötilan olevan luokkaa 150 °C. Tällainen gradientti oli kuitenkin olemassa vain 3 km:n syvyyteen asti, ja sitten se alkoi kasvaa 1,5-2,0 kertaa. 7 km syvyydessä lämpötila oli 120 °C, 10 km:ssä - 180, 12 km:ssä - 220 °C. Suunnittelusyvyydellä lämpötilan odotetaan olevan lähellä 280°C. Toinen esimerkki on tiedot kaivosta, joka sijaitsee Pohjois-Kaspian alueella, aktiivisemman endogeenisen järjestelmän alueella. Siinä 500 m syvyydessä lämpötila osoittautui 42,2 ° C:ksi, 1500 m - 69,9, 2000 m - 80,4, 3000 m - 108,3 ° C.

Mikä on lämpötila maan vaipan ja ytimen syvillä alueilla? Ylävaipan B-kerroksen pohjan lämpötilasta on saatu enemmän tai vähemmän luotettavia tietoja. V. N. Zharkovin mukaan Mg2SiO4 - Fe2SiO4-faasikaavion yksityiskohtaiset tutkimukset mahdollistivat vertailulämpötilan määrittämisen faasimuutosten ensimmäistä vyöhykettä vastaavassa syvyydessä (400 km), ts. oliviinin siirtyminen spinelliin. Lämpötila täällä on näiden tutkimusten tuloksena noin 1600±50°C.

Kysymys lämpötilojen jakautumisesta vaipan B-kerroksen ja maan ytimen alla ei ole vielä ratkaistu, ja siksi on esitetty erilaisia ​​ajatuksia. Voidaan vain olettaa, että lämpötila nousee syvyyden myötä, kun geoterminen gradientti pienenee merkittävästi ja geoterminen vaihe kasvaa. Maan ytimen lämpötilan oletetaan olevan 4000-5000°C.

Maan keskimääräinen kemiallinen koostumus. Maan kemiallisen koostumuksen arvioimiseksi käytetään tietoja meteoriiteista, jotka ovat todennäköisimpiä näytteitä protoplanetaarisesta materiaalista, josta maanpäälliset planeetat ja asteroidit muodostuivat. Tähän mennessä monia meteoriitteja, jotka putosivat maan päälle eri aikoina ja eri paikoissa, on tutkittu hyvin. Koostumuksensa perusteella meteoriitteja on kolmen tyyppisiä: 1) rautameteoriitit, jotka koostuvat pääasiassa nikkeliraudasta (90-91 % Fe), joissa on pieni seos fosforia ja kobolttia; 2) rautakivi (sideroliitit), joka koostuu raudasta ja silikaattimineraaleista; 3) kivi eli aeroliitit, jotka koostuvat pääosin rauta-magnesiisilikaateista ja nikkeliraudan inkluusioista.

Yleisimmät ovat kivimeteoriitit - noin 92,7 % kaikista löydöistä, rautakivi 1,3 % ja rauta 5,6 %. Kivimeteoriitit jaetaan kahteen ryhmään: a) kondriitit, joissa on pieniä pyöreitä rakeita - kondrulit (90%); b) akondriitit, jotka eivät sisällä kondruleja. Kivisten meteoriittien koostumus on lähellä ultramafisia magmaisia ​​kiviä. M. Bottin mukaan ne sisältävät noin 12 % rauta-nikkelifaasia.

Eri meteoriittien koostumuksen analyysin sekä saatujen kokeellisten geokemiallisten ja geofysikaalisten tietojen perusteella useat tutkijat antavat nykyaikaisen arvion Maan alkuainekoostumuksesta, joka on esitetty taulukossa.

Lisääntynyt runsaus liittyy neljään tärkeimpään alkuaineeseen - O, Fe, Si, Mg, joiden osuus on yli 91 %. Vähemmän yleisten alkuaineiden ryhmään kuuluvat Ni, S, Ca, A1. Mendelejevin jaksollisen taulukon muut elementit globaalissa mittakaavassa ovat yleisen jakautumisen kannalta toissijaisia. Jos verrataan annettuja tietoja maankuoren koostumukseen, on selvästi havaittavissa merkittävä ero, joka koostuu O:n, Al:n, Si:n jyrkästä laskusta ja Fe:n, Mg:n merkittävästä noususta sekä S:n ja Ni:n esiintymisestä huomattavia määriä. .

Luento 4

Mitä tarkoitetaan geologinen prosessi? Nämä ovat fysikaalisia ja kemiallisia prosesseja, jotka tapahtuvat maan sisällä tai sen pinnalla ja johtavat muutoksiin sen koostumuksessa, rakenteessa, topografiassa ja syvärakenteessa.

Perinteisesti kaikki geologiset prosessit jaetaan yleensä kahteen ryhmään - endogeeninen Ja eksogeeninen. Tämä jako tehdään ilmentymispaikan ja energian lähde näitä prosesseja.

Endogeeninen– nämä ovat sisäisiä prosesseja; eksogeeninen– ulkoisia, pintaenergian lähteitä heille ovat auringon energia ja painovoima (Maan vetovoimakenttä).

TO endogeeninen prosessit sisältävät :

Magmatismi(sanasta magma) - prosessi, joka liittyy magman syntymiseen, liikkumiseen ja muuttumiseen magmakiveksi

Tektoniikka(tektoniset liikkeet) - maankuoren kaikki mekaaniset liikkeet - nousut, alaspäin, vaakasuuntaiset liikkeet jne.

Metamorfismi– prosessit, jotka johtavat muutoksiin maan sisällä olevien kivien koostumuksessa ja rakenteessa fysikaalisten ja kemiallisten parametrien muuttuessa, pääasiassa nämä ovat T o ja P, koska niiden lisääntyessä liuosten aktiivisuus ja tulistettu höyry-kaasufaasi kasvavat jyrkästi.

TO eksogeeninen prosesseihin kuuluvat prosessit, jotka tapahtuvat maan pinnalla tai sen lähellä, muuttavat sen ulkonäköä ja liittyvät ilmakehän, hydrosfäärin ja biosfäärin toimintaan, nimittäin:

a) tuulen vaikutus (eolian toiminta) - deflaatio (puhallus), korroosio (hionta), maaperän eroosio;

b) fysikaalinen, kemiallinen, vedenalainen säänkesto (halmyrolyysi);

c) virtaavien vesien aktiivisuus - jokien sivu- ja pohjaeroosio, materiaalin siirtyminen sameuden, pohja- ja pohjasedimenttien sekä jään muodossa;

d) jäätiköiden tuhoava ja kerääntyvä toiminta, fluvioglasiaaliset kerrostumat;

e) meri-, valtameri- ja pohjavesien toiminta;

f) maanvyörymät, tasot, maanvyörymät, mutavirrat.

Kaikkien eksogeenisten prosessien toiminnassa ilmenee kolme ominaisuutta.

Ensimmäinen– Tietyissä olosuhteissa ne tekevät tuhotyötä ja poistavat tuhotuotteita, samalla kun muodostuu negatiivisia (vähentyneitä) helpotuksen muotoja ja tapahtuu yleistä kohokuvion laskua ja maanpinnan tasoittumista (peniplanaatio). Tuhoamis- ja hävitystuotteiden poistamisprosessia kutsutaan denudaatioksi. Tämä prosessi on erittäin tärkeä, koska se paljastaa jatkuvasti maankuoren syvempiä osia pinnalle.

Toinen Eksogeenisten prosessien toiminnan ominainen piirre on, että muissa olosuhteissa ne suorittavat luovaa toimintaa - kerääntymistä, mikä johtaa tuhotuotteiden kertymiseen ja geologisten kappaleiden muodostumiseen. Näiden kahden toiminnan puolen välillä on kolmas, nimittäin hävitystuotteiden siirtoa tapahtuu.

Jokainen geologinen prosessi (endogeeninen, eksogeeninen) johtaa lopulta joihinkin muutoksiin, jotka eivät mene läpi jättämättä jälkiä, mutta jotka kiinnittyvät jollain tavalla. Tärkeimmät geologiset asiakirjat, jotka tallentavat prosessien tuloksia, ovat: mineraalit, kivet, geologiset kappaleet, kaasu- ja vesiseokset, fyysiset kentät. Nämä ovat todellisia esineitä (tai asiakirjoja), joita näemme ja tutkimme.

Mineraali on luonnollinen kemiallinen yhdiste tai yksittäisiä kemiallisia alkuaineita, jotka syntyvät erilaisten fysikaalisten ja kemiallisten prosessien seurauksena maapallolla ja sen pinnalla. Jokaisella mineraalilla on enemmän tai vähemmän vakio koostumus, muoto ja fysikaalis-kemialliset ominaisuudet. Kivet koostuvat mineraaleista.

Rock on tiettyä alkuperää olevien mineraalien luonnollinen yhdistelmä (joukko), jotka muodostavat geologisia kappaleita.

Geologinen runko- tietty tilavuus sisällä tai pinnalla, joka koostuu kivestä ja jolla on terävät rajat muiden geologisten kappaleiden kanssa, esimerkiksi kerros, kvartsisuoni. Maankuori koostuu geologisista kappaleista, ja geologiset kartat osoittavat geologisten kappaleiden paljastumat (rajat).

Kysymyksiä itsehillintää varten

Määrittele geologia tieteeksi ja luettele sen tutkimuksen pääkohteet

Nimeä tärkeimmät tieteelliset suunnat litosfäärin tutkimuksessa

Luettele endogeeniset ja eksogeeniset prosessit ja niiden pääpiirteet

Mitä on "denudaatio" ja mistä prosesseista se johtuu?

Kuten jo todettiin, geologiset prosessit jaetaan yleensä endogeenisiin (syvä) ja eksogeenisiin (pinta).

Endogeenisiä prosesseja ovat mm tektoniset liikkeet, seismiset prosessit, magmatismi, vulkanismi ja metamorfismi. Näitä kysymyksiä käsiteltiin aiemmin kohdissa 2.1, 2.3, 3.3, 3.7.

Eksogeenisten geologisten prosessien luettelo on paljon pidempi. Näitä ovat sääolosuhteet, prosessit, jotka liittyvät maanalaisten ja pintavirtaavien vesien geologiseen toimintaan, mereen ja järvien toimintaan, tuulen ja jäätiköiden toimintaan, elävät organismit, ihmiset, rinteet ja monet muut prosessit. Jotkut heistä kutsuttiin teknis-geologiset prosessit. Nämä ovat ihmisen toimintaan liittyviä prosesseja sekä luonnollisia prosesseja, jotka tuhoavat aktiivisesti ympäristöä ja vaikuttavat negatiivisesti rakentamiseen ja jo rakennettuihin rakenteisiin (Karpenko, Drozdov, Lomakin, 2014).

Endogeeniset geologiset prosessit

Endogeenisiä prosesseja ovat tektoniset liikkeet ja seismiset prosessit, magmatismi, vulkanismi ja metamorfismi.

Tektonisia liikkeitä ja seismisiä ilmiöitä käsitellään kappaleissa 2.1 ja 2.3. Tektoniset liikkeet ovat vaakasuuntaisia ​​(tangentiaalinen, taitettu) ja pystysuuntaisia ​​(epeirogeenisia, viallisia).

Vaakasuuntaiset liikkeet kestää miljoonia ja miljardeja vuosia ja esiintyy useiden tuhansien kilometrien pituudelta - valtameret ja maanosat liikkuvat. Arkeanisessa ja proterotsoisessa kaikki nykyaikaiset maanosat edustivat yhtä aluetta - Pangeaa, joka sijaitsee eteläisellä pallonpuoliskolla. Sitten se jakautui ensin kahteen osaan ja sitten kuuteen osaan. Mesozoiuisella kaudella (200 miljoonaa vuotta sitten) Afrikka erotti Euraasian Tethysin valtamerestä. Sen jäännökset ovat Välimerellä.

Tällaisten laajamittaisten vaakasuuntaisten liikkeiden tosiasiaa on aluksi vaikea uskoa, mutta geologien keskuudessa sitä pidetään kiistatta todistettuna. Vaakasuuntaisista liikkeistä vastaava mekanismi on edelleen epäselvä. Oletetaan, että sen lähde on aineen konvektiivinen liike astenosfäärissä - ylemmän vaipan kuorenalaisessa tilavuudessa, kun taas geofysikaaliset tiedot osoittavat tämän aineen kiinteäksi.

Vaakasuuntaiset tektoniset liikkeet tekevät valtavaa geologista työtä. Ne murskaavat kivikerrokset laskoksiksi ja pakottavat ne kohoamaan kohoamaan korkeina vuorina tai vajoamaan syvälle muodostaen valtameren syvennyksiä. Ne muodostavat maankuoreen vaurioita, joista monet muuttuvat myöhemmin meriksi ja järviksi. Magma tunkeutuu maankuoren rakoja pitkin ja muodostuu tulivuoria. Maanjäristykset johtuvat myös vaakasuuntaisista liikkeistä.

Pystysuuntaiset liikkeet niillä on pieni amplitudi - kymmeniä ja useita satoja metrejä, ne nostavat ja laskevat jatkuvasti mantereiden pintaa. Tämän seurauksena samalle alueelle muodostuu vuorotellen joko matala hyllymeri tai maa - alanko, tasango tai matala tasango.

Pystysuuntaisten liikkeiden pääasiallinen tulos on sedimenttipeitteen kerääntyminen. Aikana, jolloin tietty alue putoaa valtameren tason alapuolelle, jokien tuomaa sedimenttimateriaalia kerääntyy voimakkaasti ympäröivältä maalta (ks. kuva 2.6). Lisämateriaalia tarjoaa meri itse rantaviivan tuhoutumisen vuoksi. Pohjalle kertyneet sedimentit tiivistyvät vähitellen ja muuttuvat kiveksi. Jonkin ajan kuluttua tämä alue kokee jälleen kohoamisen ja muuttuu maaksi, jolla merelliset sedimenttikivet ovat vaakasuorassa osassa.

Seismiset ilmiöt - Nämä ovat maanjäristyksiä - maan pinnan hetkellisiä liikkeitä, jotka aiheutuvat maankuoren massojen liikkeistä. Siirtymän lähde on maankuoren vaakasuuntaiset liikkeet, työntö, tangentiaalinen, venyminen (ks. kuva 2.12). Maanjäristykset rajoittuvat pääsääntöisesti tietyille maankuoren alueille - geosynklinaalisille ja taitetuille vyöhykkeille. Maanjäristykset tapahtuvat pääasiassa tektonisten rakenteiden rajoilla, joihin kerääntyy merkittäviä jännityksiä, jotka ovat valmiita realisoitumaan seismisen shokin muodossa. Näitä alueita kutsutaan seismisiksi vyöhykkeiksi, ne ovat yleensä yhtenevät voimakkaan vulkaanisen toiminnan alueiden kanssa.

Useita samanlaisia ​​asteikkoja käytetään maanjäristysten voimakkuuden arvioimiseen. Ensimmäinen oli Richterin asteikko. Maassamme käytettiin Medvedevin asteikkoa, joka oli lähellä sitä. Nykyään käytetään usein suuruusasteikkoa. Maanjäristyksen suhteelliset energiaominaisuudet (magnitudi M) määritellään näin:

Missä L - maaperän hiukkasten siirtymän suurin amplitudi 100 km:n etäisyydellä episentrumista; L e - heikon maanjäristyksen vertailuamplitudi.

Todellisissa tapauksissa voimakkuus on 9,5 voimakkaissa maanjäristyksessä.

Seismisillä vaikutuksilla voi olla erilaisia ​​ilmenemismuotoja teknisissä tiloissa maanjäristysten voimakkuudesta riippuen.

Vaihtelevan voimakkuuden maanjäristysten vaikutukset ovat vaarallisia kaikille vesirakenteille, joten patorakentamisen seismiseen kestävyyteen on syytä kiinnittää huomiota. Kokemus osoittaa, että seismisiä tekijöitä huomioimatta rakennetut hydrauliset rakenteet tuhoutuivat usein osittain tai kokonaan.

Maanjäristysten aikana maapartikkelit liikkuvat avaruudessa monimutkaista liikerataa pitkin ja syntyy inertiavoimia, joiden suuruus ja suunta muuttuvat jyrkästi ajan myötä. Tässä tapauksessa rakenteiden ja niiden elementtien muodonmuutokset voivat olla luonteeltaan monimutkaisia, ja niissä vallitsevat aksiaalisen jännityksen, puristuksen, taivutuksen, leikkaus- ja vääntömuodonmuutokset, jotka vaikuttavat dynaamisesti ja johtavat koko rakenteen aalto- ja värähtelyliikkeisiin. koko. Kuvassa Kuva 4.7 esittää maanjäristyksen aikana aiheutuneita vakavia vaurioita moottoritielle.

Riisi. 4.7.

Maanjäristykset aiheuttavat vakavia vahinkoja rakennuksille, jotka voivat johtaa suuriin uhreihin. Tuhojen erilainen luonne, jonka voimakkuuden arvioidaan olevan välillä 6-12 pistettä Medvedev-Sponeyer-Karnik-asteikolla, on esitetty kuvassa. 4.8

Riisi. 4.8

Suurimmat seismiset alueet ovat Tyynenmeren ja Välimeren vyöhykkeet. 68 % kaikista maanjäristyksistä rajoittuu ensimmäiseen ja yli 20 % toiseen. Venäjän alueella seismiset alueet ovat: Kaukasus, Baikalin alue, Etelä-Primorye, Sahalin ja Kurilsaaret.

Tällä hetkellä teknogeeninen vaikutus geologiseen ympäristöön on saavuttanut sen voimakkuuden, että ihmisen toiminnan aiheuttamat maanjäristykset ovat mahdollisia.

Käsite "indusoitu seisminen" sisältää sekä virittyneet että alkaneet seismiset ilmiöt. Tärkeimmät ihmisen aiheuttamat syyt ovat ne, jotka aiheuttavat ylikuormitusta tai päinvastoin paineen puutetta. Ensin mainituille ovat erityisen ominaisia ​​suuret säiliöt, joiden luominen aiheuttaa jännittyneen maanjäristyksen todennäköisyyden.

Magmatismi ja vulkanismi ovat joukko geologisia prosesseja, jotka aiheutuvat magman liikkeestä Maan suolistosta. Magma on luonnollinen korkean lämpötilan, suoristettu, viskoosi maankuoren aine, joka sijaitsee pääasiassa astenosfäärissä ja vaipan yläosassa. Pääsyy aineen sulamiseen ja magmakammioiden syntymiseen litosfäärissä on lämpötilan nousu, ja magman nousu ja läpimurto yläpuolella oleviin horisontteihin tapahtuu tiheyden inversion seurauksena, jolloin vähemmän tiheitä ja liikkuvia sulatteita esiintyy. muodostettu. Magman ylöspäin suuntautuva liike tapahtuu ensisijaisesti heikennetyillä tektonisilla vyöhykkeillä - tektonisten rakenteiden, vaurioiden ja poimuakseleiden rajoilla.

Magma syntyy eri syvyyksistä ja nousee ylöspäin, lämmittää ja sulattaa kiviä, joiden läpi se liikkuu. Magman liikkeen luonteesta riippuen erotetaan syvä (tunkeileva) magmatismi ja eruptiivinen (eruptiivinen) magmatismi (kuva 2.7).

Kemiallisen koostumuksen kannalta magma on monimutkainen monikomponenttinen järjestelmä, jonka muodostavat pääasiassa piidioksidi Si0 2 ja kemiallisesti silikaatteja vastaavat aineet - Al, Na, K, Ca. Magma sisältää myös haihtuvia komponentteja (vesihöyryä ja kaasuja H 2 S, H 2, HC1, C0 2), jotka ovat kemiallisesti erittäin aktiivisia ja joiden pitoisuus korkeassa paineessa ja korkeissa lämpötiloissa voi nousta 12 %:iin.

Tunkeutuessaan kiven paksuuteen magma hajoaa kahteen faasiin - sulaa ja haihtuvat komponentit, sen lämpötila laskee, haihtuvat komponentit tunkeutuvat kivien halkeamiin, magma kovettuu ja synnyttää magmaisia ​​kiviä (gabbro, graniitit, labradoriitit jne.) . Magmatismiprosesseilla on erittäin tärkeä rooli maankuoren muodostumisessa, joka toimittaa sille materiaalia vaipasta ja rakentaa sitä. Magmaiset kivet muodostavat suurimman osan maankuoresta ja vievät yli 90 % sen tilavuudesta.

vulkanismi - tämä on joukko ilmiöitä, jotka liittyvät magman liikkeeseen ja sen vuotamiseen pintaan. Vulkanismi on luonnollinen geologinen prosessi, joka liittyy sulan magman kiinteiden ja kaasumaisten tuotteiden purkautumiseen (vapauttamiseen) Maan pinnalle, ilmakehään ja hydrosfääriin.

Tällä hetkellä maapallon mantereilla ja saarilla on yhteensä noin 500 aktiivista tulivuorta. Maan tulivuoria muodostuu syvänmeren kaivantojen lähelle - missä valtameren litosfäärilevy liikkuu toisen litosfäärilevyn alle. Litosfäärilevyjen kitkaan näillä vyöhykkeillä liittyy merkittävän lämmön vapautuminen, mikä varmistaa basalttien ja sedimenttikivien sulamisen yhteen vedettynä alaspäin liikkuvan levyn kanssa, jossa lämpötila on noin 1000°C. Sulat massat puristuvat ylöspäin basalttikivistä vapautuvan tulistetun vesihöyryn mukana, ja seurauksena ei tapahdu vain mannerkuoren muodostumista, vaan myös tulivuorten muodostumista.

Sulaseen magmaan liukenee vesihöyryä ja erilaisia ​​kaasuja (C0 2, CO, HC1, HF, S0 2, CH 4), jotka painavat magmaa ja nostavat sitä paineen alaisena pitkin tulivuoren kraatteria. Tulivuorenpurkausten päätuote on effuusiiviset magmaiset kivet (ryoliitit, andesiitit, basaltit). Niiden lisäksi tulivuoren tuuletusaukoista vapautuu kaasuja ja vesihöyryä sekä erilaisia ​​irtonaisia ​​kiinteitä tuotteita (vulkaanista tuhkaa, vulkaanista hiekkaa, vulkaanisia pommeja, jotka ovat väriltään harmaa-mustia).

Vulkaaninen tuhka muodostaa suurimman osan kiinteistä vulkaanisista päästöistä ja koostuu pienistä (fraktioista millimetriin) teräväkulmaisista hiukkasista, jotka koostuvat vulkaanisesta lasista ja erilaisista mineraaleista. Tuhka poistuu usein yhdessä pienten hohkakivihiukkasten kanssa, joka on huokoinen vulkaaninen lasi, joka muodostuu kaasujen vapautumisesta happaman ja välivaiheen laavan nopean jähmettymisen aikana.

Vulkaaninen tuhkapilvi on vaarallinen este lentäville lentokoneille. Terävät tuhkahiukkaset vahingoittavat moottorin ilmansyöttöjärjestelmää. Ongelma ilmenee jopa pienellä tuhkapitoisuudella.

Vulkaanista hiekkaa- Nämä ovat laavahiukkasia, joiden koko vaihtelee 1-5 mm ja jotka sisältävät lähes aina tuhkahiukkasia.

Tulivuoren pommit ovat karkein kiinteä aine, jota tulivuoret sinkoavat purkausten aikana. Niiden halkaisija voi vaihdella muutamasta sentistä metriin. Nämä ovat purkautuneen laavan palasia, jotka sinkoutuvat plastisessa tilassa ja saavat erilaisia ​​muotoja (pallomaisia, päärynämäisiä, kakun muotoisia jne.).

Euroopan korkein aktiivinen stratovolcano on Etna-vuori (3340 m), joka sijaitsee Sisilian itärannikolla ja jossa on monia sivukraattereita ja kalderoita, joiden läpi tapahtuu ajoittain laavanpurkauksia ja tulivuorenpurkauksia. Kuvassa 4.9 esittää saarella lepäävät Etnan kalderat. Sisilia.

Riisi. 4.9.

Vulkaanista alkuperää olevat tuotteet Etna-tulivuoren (Sisilia) sukupuuttoon kuolleissa sivukraattereissa harmaanmustan vulkaanisen hiekan ja basalttiesiintymien muodossa on esitetty kuvassa. 4.10.

Riisi. 4.10.

Purkauksen aikana maahan pudonneet tuhkamassat yhdessä vulkaanisen hiekan ja hohkakivihiukkasten kanssa tiivistyvät ajan myötä ja sementoituvat erilaisten luonnontekijöiden vaikutuksesta, jolloin muodostuu kiviä, joita kutsutaan vulkaanisiksi tuffeiksi.

Nykyaikaiset tulivuoret sijaitsevat maapallolla vyöhykkeinä, suurten vaurioiden ja tektonisesti aktiivisten alueiden - Tyynenmeren, Välimeren ja Indonesian, Atlantin ja Intian ja Afrikan - alueilla.

Maapallolla tapahtuu vuosittain keskimäärin 20-30 tulivuorenpurkausta, jotka eivät valitettavasti tapahdu ilman ihmisuhreja. Venäjän alueella tektonisesti liikkuvin vyöhyke on Kamtšatkan niemimaa ja Kuriilisaaret, joissa vulkanismin ilmenemismuotoja havaitaan aktiivisesti. Aktiivisen Shiveluch-tulivuoren purkaukset tapahtuvat melko usein.

Yhtä silmiinpistävä esimerkki vulkanismin voimakkaasta ilmentymisestä on Eyjafjallajökull-tulivuori (Islanti), joka alkoi 14. huhtikuuta 2010 useita viikkoja kestäneen purkauksensa (kuva 4.11). Tämän tulivuoren tuhkapatsas häiritsi lentoliikennettä Euroopan ja Amerikan välillä useiden kuukausien ajan.

Riisi. 4.11.

Geyserit yhdistetään nykyaikaisten tulivuorten jälkeiseen vulkaaniseen toimintaan - lähteisiin, jotka päästävät ajoittain kuuman veden suihkulähteitä; fumarolit - pieniä reikiä ja halkeamia, joiden läpi nousevat vesihöyryn ja kuumien kaasujen (H 2 0, HF, S0 2, C0 2, H 2 S, H 2 jne.) suihkut, jotka vapautuvat magmasta ja laavavirroista, joita ei vielä ole jäähtynyt ja sijaitsee kraatterissa, tulivuorten rinteillä ja juurella.

Geyserit ovat yleisiä Kamtšatkassa Geysernaya-joen laaksossa, Islannissa, Uudessa-Seelannissa, Yhdysvalloissa (Yellowstonen kansallispuisto), Chilessä.

Vesihöyryn ja kaasujen päästöjä Etna-vuoren sivukraattereissa havaittiin vuonna 2012, ja ne on esitetty kuvassa. 4.12.

Riisi. 4.12.

Venäjällä jälkivulkaanisen toiminnan ilmiöt ovat keskittyneet Kamtšatkan Geysireiden laaksoon (kuva 4.13). Geyserit heittävät ajoittain kuumavesipylväitä (kuva 4.14).

Riisi. 4.13.

Riisi. 4.14.

Vulkanismilla on myös positiivisia piirteitä. Magman vuotaminen tulivuoren kraatterista, tuhkan ja muiden purkauksen kiinteiden tuotteiden sinkoutuminen, fumarolisuihkut - kaikki tämä edistää erilaisten maan suolistossa olevien kemiallisten alkuaineiden poistamista maan pinnalle. Siksi aktiivisen tektonisen toiminnan alueilla on runsaasti eri mineraalien esiintymiä.

Metamorfismi (kreikan sanasta metamorphomai - muuttumassa, muuttumassa) on alkuperäisten kivien syvän muutoksen ja uudelleenkiteytymisen prosessi, joka johtuu korkeista lämpötiloista, paineista ja aineen siirtymisestä maanalaisten liuosten ja kaasujen kautta. Prosessi etenee vähitellen ja alkuvaiheessa puhutaan vain alkuperäisen kiven jostain muodonmuutoksesta - pienen määrän uusia mineraaleja ilmaantumisesta siihen, rakenteen ja rakenteen osittaisesta muutoksesta. Muut muutokset lisääntyvät.

Metamorfismi voi vaikuttaa mihin tahansa kiviin: sedimenttiseen, metamorfiseen, magmaiseen. Metamorfismiprosessit tapahtuvat lämpötiloissa 250 - 900 °C. Lämpötilan nousu 10°C lisää kemiallisten reaktioiden nopeutta 2 kertaa ja 100°C noin 1000 kertaa. Kemiallisesti aktiiviset aineet (vesi, hiilidioksidi, vety, klooriyhdisteet, rikkiyhdisteet jne.) ovat katalyyttejä erilaisissa kemiallisissa reaktioissa.

Metamorfismityyppejä on monia, joista yleisin on alueellinen. Se kehittyy suurissa syvyyksissä kaikkialla maapallolla ja ennen kaikkea yksinkertaisesti paineen ja lämpötilan nousun vuoksi. Jo mainitut gneisset, kvartsiitit, marmorit ja monet kiteiset liuskeet ovat alueellisen muodonmuutoksen kiviä.

Ajatus siitä, että mitä vanhempi kivi, sitä enemmän se on muuttunut, on vain osittain totta; Sellaista suoraa riippuvuutta ei ole. Luonnossa on hyvin vanhoja kiviä, joihin muodonmuutos ei vaikuta, ja päinvastoin hyvin nuoria kiviä, jotka ovat voimakkaasti metamorfoituneet. Voimme puhua toisesta suhteesta (jälleen, ei aina täyttynyt): mitä syvemmällä kivi on, sitä todennäköisemmin se muuttuu.

Miksi metamorfia tapahtuu? Kaikki kemialliset yhdisteet (mineraalit) ovat stabiileja melko kapealla lämpötila- ja painealueella. Jos olosuhteet muuttuvat, alkuperäiset mineraalit muuttuvat muiksi, jotka sopivat uusiin olosuhteisiin. Kemiallisten alkuaineiden luettelo prosenttiosuuksineen pysyy ennallaan.

Muut metamorfismityypit - metasomatoosi, ottaa yhteyttä, hydroterminen, pneumatolyytti, injektio liittyy pääasiassa tunkeutuvan magman ja sen isäntäkivien vuorovaikutukseen. Kemiallisten aineiden vaihto tapahtuu intensiivisesti liuosten ja haihtuvien komponenttien siirtymisen vuoksi. Nimetyt lajikkeet erotetaan vallitsevien olosuhteiden, metamorfisten tekijöiden ja vasta muodostuneiden kivien mukaan. Prosessin kehitysalue on useiden kilometrien päässä magmaattisesta sulatuksesta. Dynamometamorfismi kehittyy lisääntyneen paineen seurauksena tektonisilla vyöhykkeillä.

Eksogeeniset prosessit ovat niitä, jotka tapahtuvat ulkoisten voimien vaikutuksesta. Pääsääntöisesti ne aiheuttavat vaaran rakenteille tai ihmisille, minkä vuoksi niitä usein kutsutaan vaarallisia geologisia prosesseja. On selvää, että myös endogeeniset prosessit voivat olla vaarallisia, mutta ne eivät enää kuulu teknisen geologian alaan.

Useimmiten (Venäjän federaation keskivyöhykkeellä) esiintyy seuraavaa: pakkasen nousu, epätasainen sademäärä, suffuusio, karsti, maanvyörymät, tulvat, vesistö.

Yksi tutkimuksen tärkeimmistä tehtävistä on niiden löytäminen ja tutkiminen.

Pakkanen kohoaa tyypillistä savimaille. Niissä lähes aina läsnä oleva fyysisesti sitoutunut vesi jäätyy ja lisää kiven tilavuutta. Maaperä jäätyy rakenteeseen (esimerkiksi perustuslohkoon) ja puristaa sen ulos.

Tämän estämiseksi perustukset haudataan kausittaisen jäätymisen syvyyden alapuolelle ja käytetään hiekkatyynyä. Hiekka suodattaa täydellisesti vettä, eikä tämä prosessi vaikuta siihen.

Epätasainen sade syntyy, kun maaperän kantavuus on erilainen. Rakennuksen yhden osan alla sataa hitaammin ja heikommin kuin toisen osan alla. Tämä on seurausta lukutaidottomasta tutkimuksesta ja laskelmista. Mahdollisuus kehittää tällainen prosessi määritetään tutkimuksissa, sitten hankkeessa perustus lasketaan siten, että sademäärä kaikkialla (etenkin kulmissa) on sama.

Epätasaisen sateen seurausten poistaminen on kallista. Tyypillisesti betoni pumpataan laskeutuvien osien alle.

Sufuusio on prosessi, jossa pohjavesi kuljettaa maapartikkeleita. Tyypillistä erirakeisille hiekoille, kun pohjavesi virtaa pystysuoraan. Sufuusio liittyy usein karstiin. Sen käsitteleminen on melko vaikeaa ja kallista. Jos sivustollasi on suffuusio- tai karstioireita (ponorat, vajoamat), on parempi kieltäytyä rakentamisesta. Se tulee halvemmaksi.

Karst- kiven liukenemisprosessi (uuttuminen). Keskialueella yleisin karbonaattityyppi (kalkkikivet ja dolomiitit liukenevat), löytyy myös kipsiä. Karbonaattikarst kehittyy hyvin hitaasti. Jos karstimuotoja on, vaarana ei ole karsti itse, vaan siihen liittyvä suffuusio. Kipsin karsti on dynaaminen (kipsin liukoisuus on erittäin korkea), jos sen kehittymiselle on edellytykset, on parempi olla osallistumatta rakentamiseen.

MaanvyörymätNe ovat yleisiä ja rajoittuvat rinteisiin, joiden jyrkkyys on vähintään 3 astetta. Maanvyörymiä on noin 10 tyyppiä, ja luokituksia on monia. Toisia vastaan ​​on helppo puolustautua, kun taas toisia on lähes mahdoton käsitellä. Jos rakennat rinteeseen, älä säästä kustannuksia - neuvotella asiantuntijoiden kanssa . Virheet maanvyörymien yhteydessä voivat olla erittäin kalliita.

Lyhyesti sanottuna maanvyörymien tutkiminen rajoittuu maaperän tyypin, sieppaussyvyyden, aktiivisuuden, koon, geologisen leikkauksen sekä maaperän fysikaalisten ja mekaanisten ominaisuuksien määrittämiseen. Seuraavaksi suoritetaan vakauslaskelmat. Laskelmat on suoritettava useilla menetelmillä (yleensä kolmella tai useammalla), mutta niitä varten on suoritettava joitain epätyypillisiä maaperätutkimuksia. Oikein määritellyt maaperän ominaisuudet ovat stabiliteettilaskelmien perusta. Joskus suoritetaan matemaattista mallinnusta (äärellisissä elementeissä), mutta se on kalliimpaa eikä aina perusteltua. Tuloksena on maanvyörymien ehkäisytoimenpiteiden suunnittelu. Tämä voi olla rinteen, tukiseinän, paalujen jne. rakentaminen. Jos rinne ei ole vielä hiipivä, mutta sellainen mahdollisuus on olemassa, on parempi pelata varmana ja tehdä laskelma. Sitten on mahdollisuus selviytyä ennaltaehkäisevillä toimenpiteillä (esimerkiksi rinteen tasoittaminen).

Vajoaminen- lössin ja muun lieteisen maaperän kyky tehdä lisämuodonmuutoksia, mikä vähentää tilavuutta kostutettuna.

Eroosioprosessit- pintavesivirtojen aiheuttama maaperän huuhtoutuminen ja eroosio. Eroosiota on useita tyyppejä: lateraalinen, vesi-, pohja-, selektiivinen, lineaarinen, pitkittäinen ja regressiivinen. Erikseen voidaan erottaa tuulieroosio (eolian prosessi) - hiekkahiukkasten purkaminen ja liikkuminen tuulen voiman vaikutuksesta, johon liittyy materiaalin lajittelu.

Tulvat- prosessi pohjaveden tason nostamiseksi tietylle kriittiselle tasolle. Maaluokista riippuen syvyys pohjaveden tasoon voi vaihdella, jotta alue voidaan katsoa tulvaksi (peltomaan 0,6 metristä kaupungin 4 metriin). Tavallinen valvontamenetelmä on salaojitus.

Veden kerääntyminen- suon muodostumisprosessi. Kosteikko on alue, jossa turpeen paksuus on 30 cm tai enemmän. Jos alueella on turvetta, on parempi luopua siitä.

Etusivu -->Insinööritutkimukset --> Vaaralliset geologiset prosessit