Использование растений в геологии. Геология и растения

Использование растений в геологии - Садоводка

Корни многих трав и особенно корни деревьев глубоко проникают в почву, откуда высасывают воду. В ней бывают растворены рудные минералы. Растения всасывают воду вместе с растворенными в ней веществами. Поэтому-то геологи собирают травы, листья, кору деревьев, высушивают собранный материал, а потом сжигают его. Получается зола, в которой содержатся разные минеральные вещества. С помощью химических или других анализов узнают, какие вещества содержатся в золе и сколько их. Когда сделают все анализы, то выяснится, в каких местах растения получают с водой много минеральных веществ и где под слоем почвы нужно искать руду.

То, что почти всегда содержание некоторых элементов в растении выше, чем в почвенном растворе или (если это гидробионт) в окружающей воде, известно давно. Об этом свидетельствует хотя бы тот факт, что до начала 1930-х годов большое количество чистого йода добывали из морской водоросли ламинарии, содержание которого в ее тканях достигает 0,3 % при концентрации 0,0001 % в морской воде. В Японии, например, ежегодно добыча йода из водорослей составляет порядка 100 т, а в отдельные годы и 250 т. Ученые Читинского института природных ресурсов изучали состав березового сока, а по нему могли определять месторождения залежей с фторосодержащими соединениями. Питомцы флоры, меняющие свой облик в аномальных зонах, выступают своеобразными ретрансляторами «голоса» недр. Поиск новых месторождений, основанный на показаниях «зелёных рудознатцев», и составляет суть биогеохимического, или, как его ещё называют, геоботанического метода.

Добыча поташа, или карбоната калия, в течение многих веков осуществлялась исключительно из растительной золы, а годовое производство исчислялось тысячами тонн. И это не удивительно: например, в тканях водоросли нителлы калия в 1000 раз больше, чем в воде. Но калий и йод — не единственные элементы, которые накапливают растения, и даже не самые показательные в этом смысле. К примеру, у водоросли кладофоры фракта содержание цинка в б тыс. раз больше, чем в окружающей ее среде, кадмия — в 16 тыс. раз, цезия — в 35 тыс., а иттрия -почти в 120 тыс. раз. Но не только водоросли отличаются подобной накопительной способностью. Так, один из видов американского ореха, являющийся близким родственником грецкого, содержит в золе до 37 % алюминия. Или астрагал: в сухих тканях этого обитателя степей содержится до 0,4 % селена, в то время как средняя его концентрация в минеральном сырье около 0,0001 %. Очень наглядно продемонстрировал свою страсть к накопительству и произрастающий во Флориде щетинник. В одном килограмме сухой массы он содержит приблизительно 0,5 г цинка.

Еще выше содержание этого элемента в полыни, произрастающей в районе цинковых рудников в Арканзасе: 3,8 г.

Но истинные скопидомы — это, наверное, те растения, которые накапливают… золото. По мнению международной группы исследователей, на это способна кукуруза. Это растение может стать своеобразным насосом, выкачивающим золото из почвы. Чтобы сделать нерастворимый в воде минерал удобоваримым для питомцев флоры, подросшие всходы опрыскивают слабым раствором синильной кислоты.

Ботаники из Великобритании и США определили пандан канделябровый (Pandanus candelabrum)- представителя малоизученного семейства, которое встречается от Камеруна до Сенегала, как растение, точно указывающее на наличие кимберлитовых трубок под почвой. Известно, что 90 процентов алмазов земной коры находится в кимберлитовых трубках.

Кроме того, некоторые растения предпочитают почву с определенными химическими элементами. Так, на Алтае и в Казахстане встречается растение качим. Оказывается, оно произрастает на почвах, обогащенных медью. Заросли качима указывают на существование в этом месте медного оруденения под почвой.

Два вида астрагала (травы и кустарники из семейства бобовых) и один вид лебеды растут на почвах, содержащих уран.

Такой перемене обитатель Амазонки обязан удивительной способностью поглощать большое количество всевозможных промышленных отходов. Как установили специалисты, заокеанский поборник чистоты без видимого вреда для себя потребляет соли тяжёлых металлов, фенолы, сульфаты, фосфаты, остатки нефтепродуктов и даже такое ядовитое вещество, как ракетное топливо гептил.

sadovodka.ru

Геологическая история и породооб

Единичные несколько сомнительные находки растительного происхождения известны, начиная с раннего рифея (1 700 млн.) с венда (670 млн лет) можно говорить уверенно о существовании водорослей. Освоение растениями суши стало возможно благодаря тому, что предки наземных условиях, сначала в литорали и на побережьях, а затем и на континентах. По ранним этапам освоения суши растениями материал очень ограничен. В докембрии и раннем палеозое уже существовали маховидные. Первыми высшими растениями Земли были риниофиты, коорые произошли от зеленых водорослей, как считают в настоящее время, а не от бурых. Риниофиты (S-D) были травянистыми, полуводными, реже наземными растениями. Нижняя часть стебля находилась в воде. Риниофиты появились в первой половине силура и заселили побережья морей и океанов, лагуны, позднее долины рек и болотистые низины. Расцвет их D1, D2. Они принимали участие в формировании девонских горючих сланцев и углей.

Плауновидные (D-Q) возникли от риниофитов в девоне, а возможно даже в позднем силуре. Это были небольшие растения, а в карбоне и Перми – это высокие деревья. Многие древесные плауновидные имели воздухоносные полости, что свидетельствует о произрастании их в манграх – влажных тропических лесах вдоль побережий морей. В карбоне их расцвет и они являлись углеобразователями.

Папоротниковидные (D2-Q) произошли от риниофитов в среднем девоне. В карбоне и юре дважды испытали расцвет. Они были представлены травами, деревьями, лианами, имеющими стебель, настоящие листья и корни. Наряду с голосеменными был основным углеобразователями юрского времени.

Хвощевидные (D3-Q) произошли от риниофитов в позднем девоне. Они были представлены травами, деревьями, лианами, имеющими членистый стебель, настоящее листья и корни. Наибольшего разнообразия они достигли в карбоне, особенно в зарослях мангров. В карбоне хвощевидные вместе с плауновидными и папоротниковидными были основными углеобразователями.

Голосеменные (D3-Q) произошли от папоротниковидных в конце девона. Представлены кустарниками, деревьями, редко травами. Расцвет их приходится на юру. Они основные компоненты углей юрского периода совместно с папоротниковидными.

Цветковые растения (K-Q) произошли от беннеттитовых в раннем мелу. Сначала появились двудольные, потом однодольные. Цветковые представлены всеми формами – травами, кустарниковые, деревьями, лианами. В палеогене покрытосеменные участвовали в образовании промышленных угольных пластов (Сахалин).

Роль растений для расчленения и корреляции континентальные отложений, в которых редки находки позвоночных, очень велика. Листовая форма и спорово-пыльцевой анализ дают возможность определить относительный возраст. Кроме того, водоросли и растения, обитающие в воде, позволяют установить температуру бассейна, его глубину, соленость. Ископаемые наземные растения помогают реконструировать климатические пояса.

Породообразующая роль растений значительна, а для образования торфа. Горючих сланцев, и углей – исключительна. В процессе углеобразования участвовали высшие растения, обитавшие преимущественно во влажных тропиках и создавшие мангровые заросли. Наиболее интенсивное углеобразование происходило в карбоне – Перми и юре, в меньшей степени – в девоне и палеогене. Образование углей в карбоне происходило за счет плауновидных хвощевидных, папоротниковидных, в юре – папоротниковидных и голосеменных; в палеогене – папоротниковидных, голосеменных, покрытосеменных; в настоящее время – покрытосеменных и мхов.

В создании биогенных карбонатных пород принимали участие различные водоросли. Диатомовые – образуют кремневые породы – диатомий, трепела, опоки. Горючие сланцы в различные периоды могли образовываться за счет доманиковой фации позднего девона.

Палеофлористическое районирование суши Этапы развития органического мира Животные ледникового периода Физико-географическая характеристика Забайкальского края, Крыма, Мазановского района,Астраханской области

biofile.ru

ГЕОЛОГИЯ - это... Что такое ГЕОЛОГИЯ?

dic.academic.ru

Историческая геология | Dinoera.com - Энциклопедия Древней Жизни

Ис­то­ри­че­ская гео­ло­гия, ис­поль­зуя прин­ципы и ме­тоды гео­ло­гии, изу­чает ис­то­рию и за­коны раз­ви­тия Земли со вре­мен об­ра­зо­ва­ния зем­ной коры в га­дей­скую эру до на­шего вре­мени. За­дачи ис­то­ри­че­ской гео­ло­гии — вос­ста­нов­ле­ние хода эво­лю­ции зем­ной по­верх­но­сти и на­се­ляю­щего ее ор­га­ни­че­ского мира, а также вы­яс­не­ние ис­то­рии из­ме­не­ний струк­туры зем­ной коры. Определяется возраст горных пород, хронологическая последовательность их создания и положение в разрезе земной коры, идентифицируются остатки вымерших животных и растений, по которым восстанавливается история развития органического мира, а также положение суши и моря, рельеф, климат, существовавшие в разное время геологической истории, тектоническая активность и характер магматической деятельности в минувшие эпохи, развитие земной коры, история возникновения и развития дислокаций — поднятий, складок, прогибов, разрывов и других тектонических элементов.

	Движение континентальных плит	Строение Земли

         Восстановление внешних и внутренних процессов, протекавших в древние эпохи на поверхности и в недрах Земли и физико-географической обстановки, в которой они происходили, включая распределение суши и моря, глубину и особенности гидрологического режима морских водоемов, распространение организмов и их сообществ, составляет задачу палеогеографии.

Историческая геология изучает также историю образования структуры земной коры (историческая геотектоника), поскольку движения и тектонические деформации земной коры являются главными факторами большинства изменений, формировавших облик Земли. Выявляются основные закономерности развития геологических процессов (возникновение и преобразование геосинклиналей и платформ, формирование материков, изменение характера магматизма в истории Земли и т. п.), определяется общая направленность в развитии земной коры и планеты в целом.

Разнообразные слои геологических отложений

	Биостратиграфия. Морские ежи указывают на существование морского побережья 1,8 млн. лет назад	Ка­ж­дому слою со­от­вет­ст­вует свой на­бор ис­ко­пае­мых

Основой исторической геологии является стратиграфия, устанавливающая последовательность образования горных пород во времени и разрабатывающая систему хронологии геологического прошлого. Одним из главных разделов стратиграфии является биостратиграфия, использующая в качестве индикаторов относительного возраста горных пород остатки вымерших животных и растений и тесно связанная с палеонтологией. Наряду с относительной геохронологией развивается абсолютная геохронология, основанная на радиометрических методах прямого определения абсолютного возраста пород (см. геохронологическая шкала времени).

Движение континентов. Очертания материков и их расположение никогда не остаются постоянными

Сейчас нам известна датировка основных событий исторической геологии. Вселенной, как ныне считают, всего 13,7 млрд. лет. Солнце принадлежит к третьему поколению звезд, а жизнь не может возникнуть около звезды первого или второго поколения — из-за отсутствия тяжелых химических элементов. Земные формы жизни возможно относятся к числу самых первых во Вселенной. Дело в том, что возникновение и развитие многоклеточных форм жизни возможно лишь в системах звезд, которые могут существовать миллиарды лет, а не сгорают за несколько сотен миллионов, то есть имеющих среднюю массу и относящихся к третьему и последующим звездным поколениям. Самой планете Земля насчитывается 4,567 млрд. лет.

Известен также “Геохимический принцип сохранения жизни”: планета остается обитаемой, пока сохраняют активность ее недра. Его подтверждением служат обитаемая Земля и необитаемый Марс, который не имеет геологически активного ядра, что привело к исчезновению магнитного поля и утраты им большей части своей атмосферы, унесенной солнечным ветром в космос.

dinoera.com

Споровые растения — Бурение скважин

Тип    псилофитовые    (Psilopsida).    Псилофитовые — первые наземные (травянистые и древовидные) растения. Росли они главным образом в болотистых местах. Основную   их часть составлял верти­кальный или стелющийся стебель, покрытый чешуйками или шипами. Эти выросты поверхностных тканей стебля представляли собой зачатки листьев.    Стебель    псилофитовых много   раз   разветвлялся   на  две части   (дихотомическое   вет­вление). В нижней части он пере­ходил  в  корневищеподобные  пря­мые или клубневидные побеги, сте­лившиеся по поверхности земли. От них отходили одноклеточные нити — ризоиды,     выполнявшие    роль корня. В стебле был один прово­дящий пучок, окруженный корой, и только у некоторых в нижней части стебля  была сердцевина.  Кожица коры имела устьица, через которые осуществлялся газообмен и наличие которых является бесспорным дока­зательством  того,  что  псилофиты были наземными растениями. Раз­множались псилофиты спорами. Они созревали  в  спорангиях,  располо­женных   на   концах   веточек.   Все растение, в том числе и споры, было пропитано кремнеземом.

Тип    псилофитовые    (Psilopsida).    Псилофитовые — первые наземные (травянистые и древовидные) растения. Росли они главным образом в болотистых местах. Основную   их часть составлял верти­кальный или стелющийся стебель, покрытый чешуйками или шипами. Эти выросты поверхностных тканей стебля представляли собой зачатки листьев.    Стебель    псилофитовых много   раз   разветвлялся   на  две части   (дихотомическое   вет­вление). В нижней части он пере­ходил  в  корневищеподобные  пря­мые или клубневидные побеги, сте­лившиеся по поверхности земли. От них отходили одноклеточные нити — ризоиды,     выполнявшие    роль корня. В стебле был один прово­дящий пучок, окруженный корой, и только у некоторых в нижней части стебля  была сердцевина.  Кожица коры имела устьица, через которые осуществлялся газообмен и наличие которых является бесспорным дока­зательством  того,  что  псилофиты были наземными растениями. Раз­множались псилофиты спорами. Они созревали  в  спорангиях,  располо­женных   на   концах   веточек.   Все растение, в том числе и споры, было пропитано кремнеземом.Типичные представители (рис. 62): роды псилофитон (Psilophyton) и астероксилон (Asteroxylon), распространенные в раннем и среднем девоне.

Рис. 62. Псилофитовые: a — Psilophyton; б — Asteroxylon

Считают, что псилофиты произошли от бурых водорослей. Появив­шись в кембрии, они достигли расцвета в нижнем и среднем девоне и вымерли в начале верхнего девона. От них произошли три основных типа высших растений: плауновидные, членистостебельные и папоротни­ковидные.Тип плауновидные (Lycopsida). Первые плауновидные, остатки которых известны с силура, были кустарниковыми растениями и очень напоминали псилофитовых. Настоящие корни у плауновидных, как и у псилофитовых, отсутствовали. Их функции выполняла подзем­ная часть стебля с отходящими от нее тонкими корневыми волосками (ризоидами).С конца девона и до конца перми были очень широко распростра­нены плауновидные (рис. 63), образующие порядок лепидодендро-новые (Lepidodendrales).   Покрывая огромные заболоченные площа­ди, они явились основным материалом, из которого образовались угольные пласты в карбоне и перми. Это древесные растения нередка до 30—40 м высотой с диаметром ствола 1—2 м. В ископаемом состоя­нии чаще всего встречается окаменевшая кора этих растений и окаме­невшие корневые образования — стигм арии, с круглыми рубцами — местами прикрепления корневых волосков. Листья шиловидные, линей­ные или мечевидные, иногда длиной до 1 м, располагались в верхней части ствола, образуя крону. По мере роста растения листья опадали, а след прикрепления листа — листовая подушечка и след сосу-допроводящего пучка — листовой рубец оставались на коре. Для-рода Lepidodendron (карбон) характерны листовые подушечки ромби­ческой формы, расположенные по спирали. У рода Sigillaria (карбон — ранняя пермь) листовые подушечки не развиты и на ребристой или гладкой коре видны лишь листовые рубцы.Тип членистостебельные (Sphenopsida). Членистостебель­ные появились в начале девона. В карбоне и перми они были в рас­цвете, а затем почти полностью вымерли.

Рис. 63. Плауновидные: а — Lepidodcndron; 6 — Sigillaria; в — кора сигиллярии; г — кора лепидодендрона

В современной флоре они представлены только травянистыми фор­мами (полевой хвощ).Их стебель, отходивший от подземного горизонтального корне­вища, делится узлами на части — междоузлия, за что они и полу­чили свое название. Кора гладкая или ребристая, ребра соседних междоузлий, как правило, чередуются. Стебель полый, и только у молодых растений эта полость заполнена сердцевиной. В ископаемом состоянии часто встречаются слепки с внутренней полости (внутренние-ядра) членистостебельных.В геологическом отношении из всех членистостебельных особенно интересны каламитовые (рис. 64). Это крупные деревья с ребри­стым членистым стеблем до 30 м в высоту, похожие на современные хвощи. Листья, небольшие ланцетовидные, были собраны в мутовки. Отпечатки этих листьев получили название аннулярия (Annularia). Спороносные шишки или колоски были очень разнообразны. Типичный представитель — род каламитес (Catamites), распространенный в кар­боне.

Тип папоротниковидные (Pteropsida). В настоящее время папоротниковидные составляют основную часть растений, населяющих сушу. У них есть настоящий корень, стебель и многочисленные листья. Тип папоротниковидные объединяет три класса: бессемянные, голосе­мянные и покрытосемянные. Два последних объединены в группу се-мянных.Класс бессемянные (Aspermae). К этому классу относятся папоротники (Felicinae). Известно около 10 000 видов современных и столько же ископаемых папоротников. Это чрезвычайно разнообразные растения: от мелких и невзрачных, похожих на мох, до древесных форм со стволом 15—20 м высотой. Однако древесные формы редки. Значительно чаще ствол не развит, и основную массу растения состав­ляют очень крупные листья — вайи. Они очень разнообразны по фор­ме и размерам (от нескольких миллиметров до 30 м). Пластинка листа обычно сложно расчленена.В ископаемом состоянии обычно сохраняются листья и споры папоротников. Очень часто они встречаются в позднепалеозойских и мезозойских отложениях. Систематическое положение листьев обычно неясно, так как они встречаются отдельно от других частей растения. Поэтому их объединяют в искусственные   группы,   выделяя   условно роды пекоптерис (Pecopteris), невроптерис (Neuropteris), алетоптерис (Alethopteris) (рис. 65) и другие. Окаменевшие стволы папоротников, встречающиеся очень редко в палеозойских отложениях, описаны под названием псарониус (Psaronius).

Рис. 65. Листья папоротников:а — Neuropteris; б — Pecopteris; в — Alethopteris

mel31.ru

Развитие геологии

Геология, как наука прошла большой серьёзный путь в своём развитии. До XVIII века геология являлась отделом минералогии (пассивное описание минералов и пород), или физической географии. Основной задачей этой науки считалось разъяснение вопроса по происхождению земли. Геология, как наука в понимании, близком к современному, оформилась в конце XVIII века, когда разрозненный запас геологических сведений был систематизирован в России М. Ломоносовым, в Германии А. Вернером и другими. Термин «геология» был введен в 1657 г. ученым Эмольтом.

Первые упоминания о геологии можно найти в древних памятниках Месопотамии и Египта (второе-третье тысячелетие до нашей эры). В Китае сохранились рукописи 7-4 тысячелетия до нашей эры, где даны первые описания минералов и горных пород. В 11-13 веке до н.э. многие восточные ученые занимались описанием минералов: таджикский философ-врачеватель Абу Ибн-Сина (Авиценна), узбек Аль-Бируни, азербайджанский ученый Мухамед Насеридин (Туси). В 1021-1023 годах в «Книге Исцеления» Авицена пытается объяснить процессы породообразования и предлагает первую классификацию минералов и горных пород. В 1048 г. Альберти в своей «Книге Сводок для познавания драгоценностей» описал более 100 минералов и горных пород.

С давних пор в каменоломнях и шахтах, а иногда просто на земной поверхности люди находили странные образования, напоминавшие то листья растений, то кости животных, то раковины моллюсков. Эти таинственные формы были похожи на настоящие листья и кости, но откуда глубоко под землей могли появиться останки организмов?

Одни ученые считали, что загадочные ископаемые, так поразительно напоминающие растения и животных, представляют собой окаменевшие «соки земли»; другие полагали, что это результат «игры природы»; третьи выдвигали предположение об их самопроизвольном зарождении. Но примерно в середине XVIII века все эти взгляды уступили место так называемой дилювиальной теории, или теории потопа (по-латыни потоп - дилювий). Согласно этой теории все окаменелости рассматривались как останки животных и растений, погибших во время всемирного потопа.

Дилювиальная теория была значительным шагом вперед по сравнению со всеми существовавшими до нее предположениями. Теперь к ископаемым стали относиться как к останкам подлинных, действительно живших организмов, их начали собирать, и тщательно описывать. Эти описания сопровождались рисунками. Впервые в геологической литературе появились атласы с изображением целых комплексов ископаемых растений и скелетов животных. Зарождалась новая наука, которую позже назвали палеонтологией, что по-гречески означает «учение о древних организмах».

Сравнивая окаменелости с современными животными и растениями, ученые делали первые попытки установить условия, в которых жили погибшие организмы. Ископаемые не позволяли установить год потопа, в результате которого погибли обитатели Земли, но некоторые признаки окаменелостей, казалось, давали возможность судить хотя бы о сезоне, когда могло произойти это событие.

В 1702 г. английский естествоиспытатель Джон Вудворд издал книгу «Естественная история Земли», где описал, в частности, ископаемые орехи. Вудворд обратил внимание на то, что эти орехи неспелые. Следовательно, они были погребены в конце весны, когда плоды уже образовались, но созреть еще не успели. К такому же выводу пришел швейцарский коллега Вудворда – Иоганн Якоб Шойхцер, исследовавший растительные остатки, которые он принял за незрелые колосья. Шойхцер тоже предполагал, что потоп произошел приблизительно в мае.

Но относительно времени начала потопа среди ученых не было единого мнения. Каждый исследователь называл новые сроки. Вот, например, что писал в 1758 г. Дж. Парсонс, изучавший ископаемые плоды с острова Шеппи в устье Темзы: «Если эти плоды, которые я имею честь положить перед Вами, являются додилювиальными, то можно представить, как это делал доктор Вудворд, что они в некоторой степени указывают время года, когда произошел Потоп. Вудворд полагал, что Потоп имел место в мае, но его мнение встречает возражения... Найденные окаменевшие плоды столь совершенны, что заставляют предполагать, что они были вполне зрелыми, когда были захоронены в тех местах, в которых они найдены. Это убеждает нас в том, что Потоп произошел ближе к августу». Некоторые были еще более категоричны. Так, вышеупомянутый ирландский архиепископ Ашер в своем труде «Анналы мира», ссылаясь на находки ископаемых, решительно заявил, что потоп начался в воскресенье 7 декабря – ни раньше, ни позже.

Но по мере того как росло количество собранных ископаемых остатков, становилось все более очевидным, что многие ископаемые животные и растения совершенно не похожи на существующих ныне. С учетом этого стали высказываться предположения, что среди окаменелостей встречаются не только предшественники современных организмов, но и «допотопные» группы, погибшие во время катастрофы и не имеющие аналогов в современном растительном и животном мире. Кроме того, предлагалось различать «туземные» формы, погребенные там, где они обитали, и остатки «экзотических» организмов, которые жили в других областях и были перенесены к местам их захоронения во время потопа

Уже в 1760 г. толща земных отложений была подразделена на три последовательно сменяющие друг друга группы горных пород: первичную, вторичную и третичную. Сопоставляя находки ископаемых организмов с этой первой грубой шкалой, исследователи убеждались, что отличия древних животных и растений от современных тем заметнее, чем глубже залегают пласты, заключающие в себе окаменелости. Но связать разрозненные наблюдения в единую непротиворечивую гипотезу долгое время не удавалось.

В 1796 г. в графстве Сомерсетшир на юго-западе Англии работал на прокладке канала землемер Уильям Смит. Наблюдая различные слои горных пород, он заметил, что в каждом встречаются «органические ископаемые», присущие только этому слою. В одних пластах есть многочисленные раковины, в других – отпечатки растений; некоторые же толщи вообще лишены ископаемых остатков. Смит стал собирать окаменелости из каждого слоя. Изучив их, он составил первую таблицу последовательности геологических отложений Англии. А через несколько лет, выпустив в свет «Геологическую карту Англии, Уэльса и части Шотландии», Смит приступил к изданию своего исторического труда под названием «Пласты, определяемые по их органическим ископаемым». В предисловии он писал, что окаменелости дают ключ к познанию подпочвенных слоев, и подчеркивал, что находить и распознавать их могут даже люди совершенно неграмотные.

После работ Смита уже не оставалось сомнений в том, что животный и растительный мир на протяжении истории Земли неоднократно изменялся. Этот факт невозможно было объяснить с точки зрения дилювиальной теории, утверждавшей, что и теперь на Земле обитают те же виды животных и растений, которые жили на ней до потопа. Гипотеза о всемирном потопе утратила свою ценность. Становилось все яснее, что чем древнее организмы, тем существеннее разница между ними и современными животными.

Попытку истолковать это явление сделал французский ученый, основатель сравнительной палеонтологии Жорж Кювье. Он высказал мысль, что в былые времена на нашей планете неоднократно происходили катаклизмы – колоссальные катастрофы, в результате которых гибло большинство обитателей Земли. И после каждого такого переворота животный мир возрождался, но уже в ином составе. Теория катастроф сыграла в геологии и палеонтологии большую роль. Она утвердила идею, что история Земли распадается на ряд этапов, каждому из которых свойственны определенные формы животных и растений.

Признание значения окаменелостей для определения возраста земных слоев заметно оживило развитие всех областей геологической науки и существенно способствовало их прогрессу. Изучение ископаемых остатков подтвердило, что до потопа существовал протяженный ряд многократно сменявших друг друга сообществ организмов. Палеонтологические материалы стали широко использовать при составлении геологических карт и поисках месторождений минерального сырья.

Против теории катаклизмов выступил французский естествоиспытатель Жан Батист Ламарк. С начала XIX века один за другим выходят в свет его основополагающие труды: «Гидрогеология», «Естественная история растений», «Философия зоологии» и многотомная «Естественная история беспозвоночных животных». Намного опередив свою эпоху, Ламарк создал первое стройное учение о развитии органического мира, обосновал новую систематику животных, уточнил принципы ботаники, впервые развил эволюционные идеи в биологии и высказал мысль, что и сам человек является результатом исторического развития жизни.

Современники не смогли в полной мере оценить значение работ Ламарка. Но провозглашенные им воззрения и его огромный научный авторитет оказали определенное влияние даже на тех исследователей, которые продолжали оставаться убежденными катастрофистами. Следствием этого стали многочисленные смелые попытки установить закономерности появления различных групп организмов во времени.

В 1820 г. немецкий ученый Каспар Штернберг подразделил историю растительного мира Земли на три больших периода. Восемь лет спустя, французский геолог и палеоботаник Александр Броньяр установил существование четырех периодов. Данные этих исследователей, занимавшихся изучением древней флоры, начали сопоставляться с материалами, полученными в разных странах специалистами по вымершим беспозвоночным. Это было рождение шкалы относительного - геологического - возраста земных слоев.

Теория катастроф продолжала оставаться главенствующей в науке на протяжении нескольких десятилетий. Положение ее пошатнулось только в середине прошлого века, когда в 1859 г. вышел в свет замечательный труд английского естествоиспытателя Чарлза Дарвина «Происхождение видов путем естественного отбора, или Сохранение благоприятствуемых пород в борьбе за жизнь».

Выдвинутая Дарвином теория эволюции, согласно которой в облике животного и растительного мира происходит бесконечный ряд изменений, отражающих взаимоотношения организмов и изменения среды, где они живут, дала новый толчок развитию различных областей палеонтологии. Десятки людей во многих странах мира начинают интересоваться окаменелостями. Отовсюду поступают сообщения о новых находках ископаемых организмов.

С конца XIX века - начала XX в. наука геология расширила свои горизонты, в том числе и благодаря революционным идеям Владимира Ивановича Вернадского и Александра Евгеньевича Ферсмана, которые определили геологию, как науку о строении земли, её происхождении и развитии, которая основывается на изучении геологических процессов и земной коры в целом. По словам Вернадского, XX век, является периодом ломки коренных естественнонаучных представлений, когда история науки сама наталкивает человека на правильный путь решения многих актуальных проблем.

В.И. Вернадский (1863-1945) – выдающийся русский естествоиспытатель, минеролог и кристаллограф, основоположник геохимии и биогеохимии, организатор большого числа научных учреждений. Кафедра минералогии Московского университета, возглавляемая В.И. Вернадским сыграла исключительную роль в развитии науки. В своих исследованиях и лекциях В.И. Вернадский выдвинул на первый план с одной стороны выяснение химической природы минералов, с другой вопросы их происхождения их изменений и преобразований в различных зонах земной коры. Прежнему описательному направлению минералогии он противопоставлял генетическую минералогию, или химию земной коры. Изучая минералы, как продукты химических процессов, протекающих в земной коре, Владимир Иванович естественным образом перешёл к истории отдельных химических элементов, или геохимии.

Геология является комплексной наукой, в ее состав входят многочисленные, зачастую разноплановые, дисциплины.

Химический состав Земли, процессы, концентрирующие и распыляющие химические элементы в различных сферах Земли, являются предметом геохимии. Земную кору – верхнюю твердую оболочку Земли слагают различные генетические типы горных пород (магматические, осадочные и метаморфические), состоящие из определенного сочетания минералов, в состав которых входят различные химические элементы. Изучая такую иерархию – химические элементы - минералы - горные породы, можно судить о строении земной коры в различных структурных зонах. Ниже рассматриваются все указанные части вещественного состава земной коры.

Химические изменения в земной коре определяются преимущественно геохимической историей главных породообразующих элементов, содержание которых составляет свыше 1%. Вычисления среднего химического состава земной коры проводились многими исследователями как за рубежом (Ф. Кларк, Г.С. Вашингтон, В.М. Гольдшмидт, Ф.Тейлор, В. Мейсон и др.), так и в бывшем Советском Союзе (В.И. Вернадский, А.Е. Ферсман, А.П. Виноградов, А.А. Ярошевский и др.).

Изучение вещественного состава литосферы, как и других процессов, производится различными методами. В первую очередь это прямые геологические методы – непосредственное изучение горных пород в естественных обнажениях на берегах рек, озер, морей, разрезов шахт, рудников, кернов буровых скважин. Все это ограничено относительно небольшими глубинами. Наиболее глубокая, пока единственная в мире, Кольская скважина достигла всего лишь 12,5 км. Но более глубокие горизонты земной коры и прилежащей части верхней мантии также доступны непосредственному изучению. Этому способствуют извержения вулканов, доносящие до нас обломки пород верхней мантии, заключенные в излившейся магме – лавовых потоках. Такая же картина наблюдается в алмазоносных трубках взрыва, глубина возникновения которых соответствует 150-200 км.

Помимо указанных прямых методов в изучении веществ литосферы широко применяются оптические методы и другие, физические и химические исследования – рентгеноструктурные, спектрографические и др. При этом широко используются математические методы для оценки достоверности химических и спектральных анализов, построения рациональных классификаций горных пород и минералов и др. В последние десятилетия применяются, в том числе и с помощью компьютеров, экспериментальные методы, позволяющие моделировать геологические процессы; искусственно получать различные минералы, горные породы; воссоздавать огромные давления и температуры и непосредственно наблюдать за поведением вещества в этих условиях; прогнозировать движение литосферных плит и даже, в какой-то степени, представить облик поверхности нашей планеты в будущие миллионы лет.

biofile.ru

Что изучает геология » Детская энциклопедия (первое издание)

Геология изучает образование и строение каменной оболочки Земли. В отличие от наук о живой природе — зоологии и ботаники — геологию часто называют наукой о «мертвой природе». Но в сущности эта природа вовсе не мертва. Под воздействием воздуха, воды, солнечных лучей, мороза и других сил природы оболочка Земли непрерывно изменяется. Внимательный наблюдатель может уловить и проследить очень интересную жизнь «мертвой природы». Не меньше чем биологические науки, геология учит человека сознательно относиться к явлениям природы н понимать их. Не зная основ геологии, человек видит только внешнее. Он созерцает различные формы рельефа: овраги, обрывы, откосы, долины, холмы, скалы, горные цепи, снеговые вершины,— часто восхищается красотой их, но не имеет никакого понятия о том, как же они образовались.

Человек видит спокойную равнинную речку, с пологими зелеными берегами, или горный поток, скатывающийся шумными водопадами между скалистыми склонами гор; сидя на берегу моря, он любуется всплесками волн, набегающих на берег, слушает неумолчный шум прибоя, но не знает, что вся эта неустанная работа воды приводит к грандиозным изменениям поверхности Земли.

Кто не знает основ геологии, тот, заметив на склоне горной долины, как изогнуты слои пород — будто их сжимала или сдвигала рука великана,— не сможет объяснить, что это значит, какая сила и почему так исковеркала твердые каменные породы. Он не сумеет отличить кварц от мрамора, гранит от песчаника и, наверное, пройдет мимо ценной породы, если только она не бросится ему в глаза необыкновенным цветом или формой.

Земля, на которой мы живем, существует миллиарды лет. История Земли очень длинная и запутанная. Она богата разными событиями. Эта история записана в пластах земной коры, являющихся памятниками далекого прошлого. Каждый пласт — как бы страница книги истории природы. Но в этой книге многие листы от времени сильно стерлись и печать на них сделалась неразборчивой, а местами и совсем исчезла. Геология учит читать эту книгу природы, разбирать «стертые фразы», восстанавливать «текст» недостающих страниц. Неполнота «текста» истории Земли, обилие в нем загадочных мест, нерасшифрованных иероглифов (знаков) особенно привлекает к этой науке пытливый человеческий ум.

Геологическая коллекция

Геология рассказывает нам, как сформировалась планета, на которой мы живем, из каких горных пород она состоит и каким изменениям подвергалась в течение многих лет своего существования. Геология учит нас заглядывать вглубь времени и помогает лучше понять процессы, которые происходят на наших глазах. Тепло, которое дает нам Солнце, движение воздуха в виде ветра, капли дождя, мороз, кристаллы снега, реки и моря, даже растения и животные — все это изменяющие Землю геологические деятели, работу которых изучает геология. Лик Земли, т. е. формы поверхности, создан этими деятелями, а также и другими, скрытыми в глубине Земли. Время от времени последние обнаруживают себя в виде таких грозных явлений, как извержения вулканов или землетрясения.

Уже первобытный человек обращал внимание на окружающую его природу и на работу геологических деятелей. Но он не понимал явлений природы и потому мысленно населил небо и землю, воду и земные недра таинственными силами в виде добрых и злых духов, которые действуют на пользу или во вред человеку. В более поздние времена много ученых погибло на кострах за попытки разъяснить явления природы; немало научных трудов было сожжено за мысли, противоречившие «священному писанию».

Геология приносит огромную пользу человеческому обществу. Она исследует недра Земли и помогает извлекать из них минеральные сокровища, без которых не могут существовать люди. Что делал бы человек, если бы он не знал полезных ископаемых, не умел бы их добывать и обрабатывать, превращать в необходимые изделия! Человек очень давно научился изготовлять орудия труда из кости и камня. Много тысячелетий длился «каменный» период истории человечества. Огромный шаг вперед сделал человек, научившись выплавлять металл из руды и делать из него орудия труда. Только после этого культура двинулась вперед быстрыми шагами. За несколько тысячелетий она достигла такой высоты, когда на службу человечеству стало электричество, а скоро будет широко использована для хозяйственных целей и атомная энергия. В нашей стране, где вся земля принадлежит государству, работа геолога идет на пользу народу. Для исследователя недр Земли созданы самые благоприятные условия. Но для того, чтобы стать настоящим геологом, необходимо обладать всесторонними знаниями. Геолог должен хорошо знать минералогию — историю природных химических соединений, т. е. минералов, и геохимию — науку о развитии химических процессов в Земле и об истории атомов. Он должен иметь представление о геофизике — науке, изучающей физические свойства нашей планеты в целом и процессы, происходящие в оболочках Земли — твердой, жидкой и газообразной. Геофизические приемы, исследования очень помогают геологам в изучении недр Земли.

Даже знание ботаники облегчает труд разведчика подземных кладов. Оказывается, некоторые растения живут на почвах, содержащих определенные металлы. Так, например, на почвах, богатых металлом никелем, растут анемоны; на почвах с повышенным содержанием урана и селена растет астрагал; кустарник качим в Казахстане обычно связан с почвой, богатой медью, и т. д. В Америке были найдены крупные месторождения серебра исключительно по данным ботаники. Таких примеров можно привести много.

Легендарный исследователь и разведчик недр Федор Григорьевич Лепешкин

Профессия геолога очень интересна и разнообразна. Тот из вас, кто любит лес и горы, свежий воздух, ночлег в палатке, может выбрать себе специальность съемщика геологической карты. Такой геолог проводит все лето, а порой и часть весны и осени на полевой работе (т. е. в природе) и только на зиму возвращается в город для обработки собранных материалов. Как увлекательна и заманчива обработка материала впервые обследованного района, знает каждый геолог.

Прежде чем нанести на карту области распространения горных пород различного состава и возраста, геолог мысленно снимает слой почвы, всю растительность и все сооружения человека — здания, дороги и т. д.; ниже лежат коренные породы — так называют горные породы, слагающие земную кору,— их-то и показывает геологическая карта.

Для составления карты геолог выполняет геологическую съемку: маршрутную или подробную, в зависимости от масштаба карты и задания. При маршрутной съемке достаточно бывает пересечь всю исследуемую площадь по двум-трем направлениям, по которым и следует провести наблюдения над составом горных пород, их залеганием и границами распространения. На такой карте вне маршрутов съемки многое будет нанесено только предположительно, с большей или меньшей точностью. Для подробной же съемки местность должна быть изучена шаг за шагом по всем направлениям, и только тогда все границы и условия залегания пород будут показаны точно.

На карте геолог вычерчивает площадь, занимаемую каждой породой известного возраста и состава, и показывает, как она залегает (горизонтально, наклонена ли в какую-либо сторону или образует складки). Затем он отмечает на карте различные нарушения в породах — трещины разломов, рудные и иные жилы, изменения одних пород от соприкосновения с другими, разные полезные ископаемые.

Геологическая карта знакомит с внутренним строением данной местности. Собирая материал для карты, геолог изучает местность более или менее подробно и в отчете может уже описать состав горных пород, строение, историю развития, т. е. формирования, этого участка Земли. В осадочных горных породах геолог встретит остатки существовавших в прежние времена животных (раковины, панцири, кости, зубы) и растений (листья, кору, пыльцу, древесину). Эти остатки, называемые окаменелостями, изучают палеонтологи (палеонтология — наука о древней жизни). По окаменелостям геологи судят о последовательности событий, происходивших на Земле: наступлении морей на сушу, образовании гор и т. п. Органическая жизнь в течение многих миллионов лет, которые насчитывает история Земли, прошла очень длинный путь развития. Этот путь развития запечатлелся в слоях Земли с останками животных и растений.

Геолог-съемщик нанесет на карту также встреченные им месторождения полезных ископаемых. При съемке можно только бегло осмотреть месторождения, сделать небольшие расчистки, раскопки, удалить растительность и почву, закрывающие коренную породу, чтобы лучше рассмотреть форму залежи — пласт, жилу, вкрапления. Иногда геологу-съемщику удается даже проследить залежь на некоторое расстояние. Изучать месторождение будет уже другой специалист — геолог-разведчик. Если месторождение заслуживает подробного изучения, то будет произведена разведка канавами, шурфами (колодцами), буровыми скважинами. Если эта предварительная разведка даст благоприятный результат, на очередь станет детальная разведка в глубь и по простиранию (по длине) месторождения, чтобы можно было вычислить его запасы и выяснить его ценность и условия разработки ископаемого. Геолог-разведчик в найденном месторождении различными способами должен определить запасы полезного ископаемого.

Полезна и интересна деятельность рудничного геолога, ежедневно посещающего подземные выработки для осмотра действующих забоев. Этот геолог-опекун должен хорошо знать все особенности рудной жилы или пласта. Он не растеряется в случае, если жила исчезнет в связи с опусканием или сдвигом пород, и даст правильное указание, в какой стороне — вверху или внизу, справа или слева — нужно искать ее продолжение. А вернувшись из шахты или штольни, геолог запишет в дневнике свои наблюдения и заполнит карточки новых забоев. Разложив все карточки на столе и приставляя их друг к другу по вертикали и по горизонтали, он может восстановить полную картину выработанной части месторождения.

Обработка научных материалов, собранных в экспедициях, требует большого труда. Необходимо, например, изучить коллекции ископаемых растений, беспозвоночных или позвоночных животных, исследовать горные породы и минералы.

Все геологи должны уметь работать с микроскопом, чтобы определять шлифы (срезы) горных пород и минералов, шлифы с микрофауной и т. п.

В народном хозяйстве нашей страны геологи нужны всюду. Без геологических данных нельзя проектировать и строить прочно, с уверенностью, что не будет аварий и катастроф, с наименьшей затратой средств, труда и времени.

Строительство всякого рода крупных жилых, общественных и заводских зданий, шоссейных, автомобильных и железных дорог, аэродромов, больших мостов через реки, прорытие каналов и туннелей, сооружение больших плотин на реках — все эти работы требуют участия инженера-гидрогеолога.

Он должен еще до начала строительства исследовать грунт, на котором возводится сооружение, выяснить, на какой глубине надо заложить фундамент, узнать водонепроницаемость или водоносность пород под зданием, дорогой или в стенах туннеля.

Гидрогеологи изучают подземные воды, их состав и пути передвижения, выясняют условия вывода вод на земную поверхность для снабжения населенных пунктов или отвода воды, если она вредна для здоровья людей или может лишить устойчивости фундаменты зданий.

В районах, подверженных землетрясениям, геолог поможет строителям выбрать тип зданий, выдерживающий сотрясения земли.

Разработки крупных месторождений полезных ископаемых, особенно рудных, всегда производятся под наблюдением геолога. Он следит, как изменяется месторождение вглубь и по простиранию, дает указания, где вести разведочные работы и какие буровые скважины или подземные выработки нужны.

Теперь, юные друзья, вы имеете общее представление о геологии, и вам должно быть ясно, почему знание основ геологии необходимо всем для общего образования. Среди вас, несомненно, найдутся желающие посвятить жизнь этой интереснейшей науке и сделаться геологами. Геологические знания ценны для нас еще и потому, что вооружают нас силой и могуществом, властью над природой и над богатствами недр земли.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

.

de-ussr.ru

Смотрите также

• 
  Растение валерьянка фото
• 
  Валерьянка растение фото
• 
  Растение глаз дракона
• 
  Описание растения бамбук
• 
  Горные растения кавказа
• 
  Глаз дракона растение
• 
  Бамбук описание растения
• 
  Ядовитое растение аконит
• 
  Эспарцет фото растение
• 
  Эспарцет растение фото
• 
  Растение горшечное фаленопсис