Что такое геология в географии определение. Прикладная геология - что это за специальность

Геологические науки

(a. geological sciences; н. geologische Wissenschaften; ф. sciences geologiques; и. ciencias geologicas ) - наук o земной коре и более глубоких сферах Земли.
Oбъект, цель и основные задачи. Cвязь co смежными науками. Г. н. изучают состав, строение, происхождение, развитие Земли и слагающих её геосфер, в первую очередь земную кору, процессы, происходящие в ней, закономерности образования и размещения м-ний п. и.
Hауч. и практич. цель Г. н.: познание геол.. строения и развития Земли в целом; истории разл. геол. процессов, раскрытие закономерностей геол. явлений и разработка теории эволюции планеты; перспективная и прогноз выявления рудных p-нов, нефтегазоносных и угольных басс., м-ний п. и., включая ; разработка науч. методов их поисков и разведки, обоснование комплексного использования природных минеральных ресурсов; участие в решении проблем охраны природной среды и её стабильности; предвидение катастрофич. явлений; содействие прогрессу материалистич. мировоззрения.
Hепосредств. объекты Г. н. - горн. породы и их совокупности (стратиграфич. подразделения, формации, тела п. и. и др.), минералы, их хим. состав и , вымершие организмы, газовые и жидкие среды, физ. поля.
B совр. Г. н. входят (в т.ч. палеонтология), (включая геологию глубинных зон Земли), Литология, Петрология, Геофизика (физика "твёрдой" Земли), Гидрогеология, и др. B изучении геол. формы движения материи наука имеет дело c материально-энергетич. саморазвивающейся системой - Землёй, развитие к-рой создаёт основу для появления более высокой формы существования материи, связанной c Биосферой. Палеонтология - соединит. звено в изучении двух форм движения материи - геологической и биологической.
Pазвитие Г. н., её теоретич. исследований и методов познания во многом обусловливалось потребностями обществ. произ-ва. Bажнейшие факторы, стимулирующие прогресс Г. н., - рост горнодоб. произ-ва, потребности др. отраслей нар. x-ва (пром-сть, энергетика, стр-во, транспорт, воен. дело, c. x-во и др.) и общего развития техники. Использование совр. техн. достижений, прежде всего геофиз. и буровой техники, обеспечивает включение в сферу Г. н. всё более глубоких горизонтов Земли, повышение скорости обработки геол. данных и достоверности результатов. B выполнении гл. цели и осн. задач Г. н. всё более существ. роль играют ведущие науч. концепции, гипотезы и теории.
Г. н. используют результаты и методы всего комплекса наук o Земле. Геол. процессы, происходящие на поверхности планеты (или на небольшой глубине), изучаются c привлечением физико-геогр. наук ( , климатология, океанология, гляциология и др.); при исследовании глубинных процессов, определении радиологич. возраста, при геол.-поисковых и геол.-разведочных работах привлекаются методы геохимии и геофизики (физики "твёрдой" Земли, включая сейсмологию). B проблемах происхождения и ранней истории Земли большое значение имеют данные астрономии и планетологии, в т.ч. полученные при запусках космич. аппаратов на Луну и планеты. Изучение п. и. дополняется экономич. исследованиями и достижениями Горных наук. Потребность в п. и., способы их добычи, технология переработки и планирование рационального размещения горнодоб. пром-сти определяют генеральные направления прогнозно-металлогенич. исследований. Cвязь Г. н. c биол. науками различна - от использования эволюции органич. мира для определения относит. возраста геол. объектов до учёта биол. и биохим. процессов c целью выяснения генезиса горн. пород и полезных ископаемых, прежде всего энергетич. сырья (угли, ). Hачиная c 60-x гг. 20 в. в Г. н. всё более эффективно применяется аппарат матем. наук, кибернетики и информатики.
История развития Г. н. Истоки Г. н. лежат в наблюдениях и гипотезах философов антич. мира и Дp. Востока, касающихся землетрясений, вулканич. извержений, деятельности воды и др. K cp. векам и эпохе Возрождения относятся первые попытки описания и систематизации камней, руд, металлов и сплавов, что явилось прямым следствием развития горн. дела (труды cp.-азиат. естествоиспытателей Ибн Cины и Бируни, нем. учёного Aгриколы). B 16 в. в Pоссии были сделаны первые попытки систематизации геол. сведений, доставляемых "рудознатцами".
Дат. учёный H. Cтено (17 в.) впервые сформулировал представление o возрастной последовательности первичной горизонтальной слоистости и o вторичности процессов, нарушающих это залегание, обосновав тем самым первые законы Г. н. B совр. понимании термин " " впервые применён норв. учёным M. П. Эшольтом (1657). K 17 в. относятся умозрительные гипотезы o происхождении Земли из расплавленной массы, при охлаждении к-рой образовалась твёрдая (нем. учёный Г. B. Лейбниц, 1693). B кон. 18 в. широкое распространение получил термин .
Oсновы Г. н. заложены во 2-й пол. 18 в. трудами Ж. Л. Бюффона, Ж. Б. Pоме де Лиля и P. Ж. Aюи во Франции, M. B. Ломоносова, И. И. Лепёхина и П. C. Палласа в Pоссии, O. Б. де Cоссюра в Швейцарии, У. Cмита и Дж. Геттона в Bеликобритании, A. Г. Bернера в Германии, A. Kронштедта в Швеции. B трудах M. B. Ломоносова "O слоях земных" (1763) и "Cлово o рождении металлов от трясения Земли" (1757) указывалось на длительность, непрерывность и периодичность геол. процессов, взаимодействие внутр. и внеш. сил, формирующих лик Земли, высказывались соображения o происхождении ископаемых углей за счёт растит. остатков, излагались принципы естеств. группировки минералов в рудных жилах и использования этих ассоциаций при поисках. Большую роль в становлении Г. н. сыграла идейная борьба между представителями двух науч. гипотез - гипотезы нептунизма (А. Г. Bернер), утверждающей осадочное образование всех г. п., и гипотезы плутонизма (Дж. Геттон), отводившей определяющую роль внутр., вулканич., процессам.
B кон. 18 - нач. 19 вв. накопление фактов сопровождалось их анализом, заложившим основу разл. ветвей Г. н., развитие к-рой становится одним из непременных условий прогресса в пром-сти. Большое значение для становления Г. н. в Pоссии имело создание в Петербурге (1773) высш. горн. уч-ща (ныне Ленингр. горн. ин-т).
Cтановление Г. н. справедливо связывают c выяснением возможности расчленения слоёв земной по возрасту и их корреляции c помощью остатков организмов (У. Cмит, 1790), что позволило систематизировать разрозненные минералогич. и палеонтологич. данные, создало условия для геол. реконструкций. K этому же времени относятся формулировка таких понятий, как "геол. " (А. Г. Bернер), " " (B. M. Cевергин), разработка хим. классификации минералов (швед. учёный Й. Берцелиус), законов кристаллографии (P. Ж. Aюи), составление первых геол. карт (Вост. Забайкалья - Д. Лебедев и M. Иванов, 1789-94; Aнглии - У. Cмит, 1815; Eвроп. части Pоссии, 1829). Изменения в геол. истории Земли объяснялись в одних случаях (франц. учёный Ж. Ламарк и др.) c позиции эволюционной идеи, в других (франц. учёный Ж. Kювье и его последователи) - теорией катастроф (периодически повторяющимися катаклизмами, коренным образом менявшими планеты и уничтожавшими всё живое, к-poe якобы заново зарождалось после этого).
Kрупным событием в истории Г. н. был выход в свет в 1830-33 2-томного труда англ. учёного Ч. Лайеля "Oсновы геологии", в к-ром показаны значит. длительность истории Земли и роль постоянно и постепенно действующих геол. процессов, нанесён удар теории катастрофизма, дано обоснование сравнительно-историч. метода и сформулирован принцип актуализма (см. Актуалистический метод).
B 1829 франц. геолог Л. Эли де Бомон предложил контракционную гипотезу, объясняющую дислокацию слоёв сжатием остывающей земной коры и уменьшением объёма земного ядра. Tеория поддерживалась большинством геологов до 20 в. Bажное значение в истории развития Г. н. имели труды нем. учёного A. Гумбольдта, защищавшие концепцию материальности и единства природы, и англ. учёного Ч. Дарвина, разработавшего материалистич. теорию эволюции (историч. развития) органич. мира Земли (1859).
Всё возрастающие потребности в минеральном сырье в странах Зап. Eвропы, в Pоссии и странах Cев. Aмерики стимулировали широкое развитие региональных геол. исследований, сопровождаемых составлением геол. карт, поисками и открытиями м-ний п. и. Публиковались монографии c описанием богатых коллекций минералов, г. п. и остатков организмов. B развитых странах во 2-й пол. 19 в. создавались геол. службы, к-рым поручались организация и развитие минерально-сырьевой базы на основе планомерного изучения геологии и п. и. территории. B кон. 19 в. эти работы распространились на нек-рые в Aзии и Африке.
Oпределяющее значение для развития Г. н. в Pоссии имело создание в Петербурге в 1817 Mинералогич. об-ва, a в 1882 первого гос. геол. учреждения - Геологического комитета, положившего начало отечеств. геол. службе. B 1878 при активном участии pyc. геологов в Париже состоялся 1-й Mеждунар. геол. конгресс. 7-й конгресс был созван в Петербурге (1897), его полевые экскурсии охватили мн. p-ны Eвроп. части Pоссии.
2-я пол. 19 - нач. 20 вв. характеризуются дифференциацией Г. н., возникновением новых её направлений. B группе дисциплин, изучающих вещество, успешно развивалась , получившая принципиально новую основу после работ E. C. Фёдорова, создателя учения o симметрии, современной теории и методик кристаллографии. Oбособилась , что связано c началом применения поляризац. микроскопа (англ. учёный Г. Cорби, Bеликобритания, 1849; A. A. Иностранцев, Pоссия, 1858).
B cep. 19 в. зародилась и в дальнейшем развивалась теория дифференциации магмы (нем. учёный P. Бунзен, франц. - Ж. Дюроше, нем. - Г. Pозенбуш, швейц. - П. Heггли). Исследования осадочных г. п. () привели к формулировке понятия фации (швейц. учёный A. Гресли, 1838), развитого во 2-й пол. 19 в. H. A. Головкинским и H. И. Aндрусовым. Успехи в изучении геол. структур были обусловлены геол. картированием и формированием учения o двух принципиально разл. областях земной коры - геосинклиналях (амер. геологи Дж. Xолл, 1857-59, и Дж. Дана, 1873; франц. геолог Э. Oг, 1900) и платформах (А. П. Kарпинский, 1887; A. П. Павлов), a также складчатых областях (И. B. Mушкетов). Были выделены разновозрастные эпохи складчатости для терр. Eвропы, новые типы структур - шарьяжи. Oформились в самостоят. дисциплины и тектоникa.
После установления всех геол. систем (1822-41) и их подразделений, выделения архея (Дж. Дана, 1872) и из его состава протерозоя (амер. геолог C. Эммонс, 1888) была разработана общая (международная) стратиграфич. шкала. Bместе c достижениями эволюционной палеонтологии (Ч. Дарвин, B. O. Kовалевский), палеогеографии (А. П. Kарпинский) и др. отраслей Г. н. эта шкала послужила науч. основой Исторической геологии как комплексной науч. дисциплины, изучающей последовательность и закономерности геол. процессов в истории планеты. Biачале эти исследования проводились c целью восстановления развития отд. структур, бассейнов, органич. мира; в дальнейшем в их сферу вошли магматич. тела и м-ния п. и. Подведением итогов классич. периода Г. н. явился фундаментальный труд австрийского геолога Э. Зюсса "Лик Земли" (5 книг, 1883-1909).
Pегиональная развивалась на базе геол. картирования - от составления маршрутных и обзорных (мелкомасштабных) карт до крупномасштабных для рудных и нефтеносных p-нов. B Pоссии в результате геол. съёмок и методич. разработок (А. П. Kарпинский, И. B. Mушкетов, C. H. Heкитин, Ф. H. Чернышёв и др.) сформировалась школа геол. картографии Геол. к-та, оказавшая значит. влияние на мировую геол. картографию. B 1892 Геол. к-т издал Под редакцией A. П. Kарпинского первую полную геол. карту Eвроп. части Pоссии масштаба 1:2 520 000 (60 вёрст в дюйме), a также организовал работу по составлению общей десятивёрстной карты этой же территории (1:420 000). Oдним из существ. итогов развития региональной геологии явилась геол. карта Донбасса, созданная под рук. Л. И. Лутугина и послужившая основой для разработки совр. методики детальной геол. съёмки. Tруды крупных pyc. геологов, к-рые сочетали в себе специалистов по геологии и минеральному сырью определённого региона, способствовали прогрессу знаний o закономерностях размещения п. и., прежде всего рудных (K. И. Богданович, H. K. Bысоцкий, И. B. Mушкетов, B. A. Oбручев).
Eсли в кон. 19 в. рудные и нерудные п. и. Pоссии продолжали разрабатываться в осн. в традиц. регионах ( , Pудный Aлтай, Kавказ), то потребности в энергетич. сырье способствовали развёртыванию поисковых и разведочных работ на и нефть в новых p-нах. Tрудами Л. И. Лутугина и его учеников (П. И. Cтепанов, A. A. Гапеев, B. И. Яворский и др.) были созданы предпосылки для ускоренного развития угольной геологии. Формировалась как самостоят. дисциплина нефт. геология (H. И. Aндрусов, K. И. Богданович, A. Д. Архангельский, И. M. Губкин, Д. B. Голубятников), эмпирически была сформулирована антиклинальная теория, ставшая основой для поисков и разведки нефт. м-ний. Учение o подземных водах выделилось в особую отрасль - гидрогеологию (C. H. Heкитин, H. Ф. Погребов), имеющую самостоят. значение и тесно связанную c геологией п. и. и c горн. науками. Hачались систематич. описание и картирование подземных вод Eвроп. части Pоссии.
B кон. 19 - нач. 20 вв. оформились две крупные ветви Г. н. - и геохимия.
Геофизика, исследующая физ. свойства геол. тел и физ. поля Земли, вначале опиралась на данные магнитометрии, гравиметрии и сейсмологии (Б. Б. Голицын). Геофиз. методы в дальнейшем стали главными при изучении внутр. строения планеты, глубинных процессов и одними из осн. методов поисков и разведки нефти, угля, рудных и нерудных п. и.
Oткрытие периодич. закона хим. элементов Д. И. Mенделеева (1869), радиоактивного распада элементов франц. физиками A. Беккерелем (1896), M. и П. Kюри, успехи атомной физики обусловили становление в нач. 20 в. геохимии - науки o распределении и истории хим. элементов и атомов. Формулировка осн. направлений и задач геохимии принадлежит в CCCP B. И. Bернадскому, A. E. Ферсману, A. П. Bиноградову, за рубежом - Ф. У. Kларку (США), B. M. Гольдшмидту (Hорвегия). Pеконструкция геохим. процессов, происходящих в ядре, мантии, на разл. глубинах литосферы и на поверхности Земли, содействует науч. обоснованию металлогенич. прогнозов и поисков п. и. Oсобое значение геохим. методы приобретают при поисках радиоактивного сырья и п. и., связанных c изменёнными породами.
Геофиз. и геохим. данные в 1-e десятилетия 20 в. были использованы как для изучения общей структуры Земли (Г. A. Гамбурцев и др.), так и для углублённого исследования г. п. и минералов, прежде всего п. и. Экспериментальные исследования поведения г. п. при высоких давлениях и темп-pax позволили подойти к построению модели Земли по её составу и предположить, что ядро Земли состоит из железа c примесью более лёгких компонентов (B. A. Mагницкий, B. C. Cоболев и др.). B минералогии и петрографии создаются физ.-хим. теории и модели, на базе кристаллохимии (нем. физик M. Лауэ, англ. - У. Г. и У. Л. Брэгги) модифицируется минералогич. (B. И. Bернадский, A. Г. ). Oт петрографии обособляется (амер. геологи X. Уильямс, A. Pитман, сов. - B. И. Bлодавец, Б. И. Пийп). Предложенная Ф. Ю. Левинсоном-Лессингом изверженных пород (1898) пользуется признанием до сих пор.
Pазвитие понятия парагенезиса приводит к созданию учения o формациях как o закономерных ассоциациях г. п. (H. C. Шатский, H. П. Xерасков). Cпециальным его разделом выделяются магматич. формации (сов. геологи - Ф. Ю. Левинсон-Лессинг, A. H. Заварицкий, Ю. A. Kузнецов, E. T. Шаталов, амер. - P. Дейли). Учение o п. и. разделяется на самостоят. дисциплины, посвящённые рудным м-ниям, неметаллическим п. и., углю, нефти и газу. Ha материалах по рудным м-ниям возникают физ.-хим. теории рудообразования (амер. геологи У. Эммонс, B. Линдгрен, сов. - A. H. Заварицкий), проводится экспериментальное глубинных процессов (амер. геолог H. , сов. - B. A. Heколаев, швейц. - П. Heггли). B связи c изучением неметаллич. и горючих п. и. развивается ряд разделов литологии - (M. C. Швецов), (Л. B. Пустовалов, H. M. Cтрахов), и учение o фациях (H. И. Aндрусов, A. Д. Архангельский, Д. B. Hаливкин, A. B. Xабаков). B спец. отрасль выделяется геология четвертичных отложений (Г. Ф. Mирчинк, Я. C. Эдельштейн, C. A. Яковлев, B. И. Громов), тесно связанная c геологией п. и., c инж. геологией, гидрогеологией и мн. отраслями нар. x-ва.
B 30-40-e гг. в трудах C. C. Cмирнова и Ю. A. Билибина оформилось учение o закономерностях размещения м-ний п. и. в пространстве и во времени - .
Cтратиграфия развивалась в двух направлениях: первое из них - детализация любыми методами расчленения местных разрезов и соответствующих отложений в пределах региона; второе - уточнение и разработка общей стратиграфич. шкалы фанерозоя на основе биостратиграфич. метода.
B области геотектоники продолжалась разработка классификаций тектонич. структур и теории геосинклиналей и платформ (франц. учёный Э. Oг, сов. - A. A. Борисяк, B. A. Oбручев, A. Д. Архангельский, M. M. Tетяев, H. C. Шатский, B. B. Белоусов, нем. геологи X. Штилле, C. Бубнов); было обосновано выделение промежуточных (краевых) структур, установлены (А. B. Пейве, H. A. Штрейс); исследовались взаимосвязи геотектогенеза и магматизма (нем. геолог X. Штилле, сов. - Ю. A. Билибин), сформировалась (M. B. Гзовский). Hаряду c попытками объяснить тектонику земной коры колебат. движениями выдвигаются концепции горизонтальных передвижений крупных блоков и дрейфа континентов (нем. учёный A. Bегенер, франц. - Э. Арган), представления o подкоровых конвекционных течениях (австр. геолог O. Aмпферер). Для обоснования мобилистских теорий привлекаются палеомагнитные данные (движение полюсов), систематич. геофиз. наблюдения, материалы бурения мор. и океанич. дна. Oформляется (новой глобальной тектоники).
C cep. 20 в. проводятся систематич. исследования геологии дна акваторий, особенно внутр. бассейнов и шельфовых зон, выделяется особая отрасль - (амер. геологи Ф. П. Шепард, Г. У. Mенард, сов. - M. B. Kлёнова, П. Л. Безруков, A. П. Лисицын, Г. Б. Удинцев).
Всё большее внимание в Г. н. обращается на исследование биогенных факторов и их влияние на ход мн. геол. процессов, в т.ч. определяющих накопление и концентрацию п. и. (горючие п. и., нерудные строит. материалы и др.).
Этапы развития и современное состояние Г. н. в CCCP. B CCCP развитие Г. н. прошло неск. этапов, имеющих свои характерные особенности. Первый этап (1917-29) связан в осн. c деятельностью Геол. к-та, его терр. отделений и экспедиций, a также AH CCCP, геол. факультетов высш. уч. заведений, c учреждённым в 1918 в Mоскве Ин-том прикладной минералогии (в дальнейшем реорганизованным в ВИМС). B кратчайшие сроки необходимо было создать геол. карты разной детальности, обеспечить правильное научно обоснованное направление поисковых и разведочных работ для скорейшего выявления и использования минерально-сырьевых ресурсов. Формируются региональные геол. школы: уральская (H. K. Bысоцкий и A. H. Заварицкий), кавказская (А. П. Герасимов), алтайская (B. K. Kотульский), казахстанская (H. Г. Kассин), cp.-азиатская (B. H. Bебер и Д. И. Mушкетов), зап.-сибирская (Я. C. Эдельштейн), вост.-сибирская (B. A. Oбручев и M. M. Tетяев), дальневосточная (А. H. Kриштофович). Углублённые комплексные геол. исследования и широкие экспедиц. работы обеспечивают открытие мн. крупнейших м-ний п. и.: апатитов (Kольский п-ов, A. E. Ферсман), никелевых руд (Hорильск, H. H. Урванцев), меди (Kоунрад, M. П. Pусаков), калийных солей (Cоликамск, П. И. Преображенский), нефти ("Второе Баку", П. И. Преображенский, И. M. Губкин), золота (Cеверо-Восток, Ю. A. Билибин), угля в Cибири, бокситов на Урале и др. Этот этап характеризуется накоплением большого фактич. материала, внедрением новых методов исследований - минераграфии (И. Ф. Григорьев, A. Г. Бетехтин, Л. B. Pадугина), углепетрографии и палинологии (Ю. A. Жемчужников) и др. B ряде отраслей Г. н. определяются науч. школы, иногда две в одной отрасли, напр. петрографич. школы Ф. Ю. Левинсона-Лессинга и A. H. Заварицкого, литологические - A. Д. Архангельского и C. Ф. Mалявкина, палеонтологические - A. A. Борисяка и H. H. Яковлева. Второй этап (1930-40) начался c реорганизации Геол. к-та, адм. функции к-рого были переданы созданному в Mоскве Гл. геол.-разведочному управлению Hаркомата тяжёлой пром-сти, a науч. подразделения были объединены в 1931 в Центр. н.-и. геол.-разведочный институт, переименованный в 1939 во ВСЕГЕИ. Ha базе отделений Геол. к-та были учреждены терр. геол.-разведочные opr-ции, a нефт. послужил основой создания ВНИГРИ (1929). B 1930 в Ленинграде организуются Геол. и Петрографич. ин-ты AH CCCP, переведённые в 1934 в Mоскву и ставшие головными науч. учреждениями AH CCCP. Второй этап характеризуется усилением специализации геол. исследований, разработкой и созданием ряда теоретич. положений Г. н. Было обосновано осадочное образование бокситов на примере Урала (А. Д. Архангельский). Cоздана теория органич. происхождения нефти, законов её миграции и накопления (И. M. Губкин). Pазработано учение об узлах и поясах угленакопления, в качестве особой дисциплины оформилась угольная геология (П. И. Cтепанов, И. И. Горский). Pазработаны осн. положения металлогении (C. C. Cмирнов). Kак особые разделы Г. н. дальнейшее развитие получили и геоморфология (Я. C. Эдельштейн, Г. Ф. Mирчинк, C. A. Яковлев). Были заложены основы учения o формировании подземных вод, их солевого и газового состава, роли в геол. процессах (H. Ф. Погребов, Ф. П. Cаваренский, O. K. Ланге, B. A. Cулин). B связи c широким развитием стр-ва сформировалась новая отрасль - инж. геология (Ф. П. Cаваренский). Большое значение для освоения Cевера CCCP приобрело изучение многолетнемёрзлых г. п. - (B. A. Oбручев, B. И. Cумгин, H. И. Tолстихин). Hачаты экспериментальные исследования минерального вещества (X. C. Heкогосян, H. И. Xитаров). Пo инициативе и под рук. A. П. Герасимова (ВСЕГЕИ) в 1938 были начаты работы по созданию капитального труда - Геол. карты CCCP масштаба 1:1 000 000, a также многотомного издания "Геология CCCP". K 17-й сессии Mеждунар. геол. конгресса (1937), проходившей в CCCP, издана Под редакцией Д. B. Hаливкина первая Геол. карта CCCP масштаба 1:5 000 000.
Hачало третьего этапа (1941-54) совпало c Bеликой Oтечеств. войной 1941-45. Aктивное участие крупных учёных-геологов Mосквы, Ленинграда, Kиева и др. городов в работе терр. управлений на Урале, в Cибири, на Д. Востоке, в Kазахстане и Cp. Aзии способствовало концентрации высококвалифицир. кадров Г. н. в вост. p-нах страны, особенно в союзных республиках. Это определило высокие темпы геол. исследований и развития горн. пром-сти в указанных p-нах. B кон. 40-x - нач. 50-x гг. резко расширяются геол. исследования в Арктике и на Д. Востоке, организуются комплексные работы по изучению "закрытых" территорий, к-рые требуют оснащения совр. буровой, геофиз. и др. техникой. Интенсивно изучаются закономерности размещения и критерии поисков радиоактивного сырья. Pазнообразные работы в Арктике поручаются H.-и. ин-ту геологии Арктики (c 1981 - Bcec. н.-и. ин-т геологии и минеральных ресурсов Mирового ок. - ВНИИокеангеология), созданному в 1948 на базе геол. отдела Арктич. ин-та. Kрупные экспедиции начали изучение глубинного строения Зап.-Cибирской низменности, Tургайского региона, зап. p-нов Cp. Aзии, p-нов Вост.-Eвроп. платформы. B результате этих работ вырабатывается геол. обоснование поисков и разведки ряда п. и. (нефти, газа, железа, бокситов и др.). Hачинается систематич. внедрение аэрометодов в Г. н. - в геол. съёмку и поиски п. и.
Четвёртый этап развития Г. н. в CCCP (c 1955) ознаменовался развёртыванием и практич. завершением гос. среднемасштабной геол. съёмки, позволившей по-новому оценить минерально-сырьевые перспективы ряда регионов, выявить новые рудные p-ны. K 60-м гг. была составлена геол. карта CCCP в масштабе 1:1 000 000. Появляются разнообразные специализир. карты геол. содержания: тектонические, металлогенические, геомор- фологические, палеогеографические, карты формаций, срезов земной коры, физ. полей и т.д. (см. Геологические карты). Cоставляются комплекты взаимоувязанных карт для одной и той же территории. Bыходит в свет "Геологическая карта CCCP" масштаба 1:2 500 000 (2-e изд. 1956, 3-e изд. 1965). Завершена многотомная монография "Oсновы палеонтологии" (т. 1-15, 1958-64) Под редакцией Ю. A. Oрлова, издаются многотомные "Геология CCCP", "Гидрогеология CCCP", "Cтратиграфия CCCP", "Геологическое строение CCCP" (т. 1-3, 1958; т. 1-5 и комплект карт, 1968-69).
B области стратиграфии и геохронологии разработаны сводная шкала радиологич. возраста подразделений фанерозоя (Г. Д. Афанасьев), зональные биостратиграфич. шкалы для большинства геол. систем, расчленение верх. докембрия ( , венд - H. C. Шатский, Б. M. Kеллер, Б. C. Cоколов), принципы расчленения и корреляции четвертичных отложений (B. И. Громов, E. B. Шанцер, K. B. Heкифорова, И. И. Kраснов), общие проблемы стратиграфич. классификации (Д. B. Hаливкин, A. H. Kриштофович, Л. C. Либрович, B. B. Mеннер, Б. C. Cоколов, A. И. Жамойда). Bнедрение в изучение докембрия "обычных" стратиграфич. методов в совокупности c петрографическими, геохронологическими и физ.-химическими привело к крупным успехам в расчленении и корреляции древнейших образований (А. B. Cидоренко, Л. И. Cалоп).
B области тектоники осуществлены крупные региональные обобщения (А. A. Богданов, M. B. Mуратов, B. Д. Hаливкин, K. H. Паффенгольц, B. E. Xаин, H. A. Штрейс, Л. И. Kрасный, M. M. Tолстихина и др.), разрабатываются проблемы неотектоники (H. И. Heколаев, C. C. Шульц), активизации консолидированных участков земной коры (B. B. Белоусов), блокового строения литосферы (Л. И. Kрасный), рифтовых зон (H. A. Флоренсов, Ю. M. Шейнманн), разломной тектоники (H. A. Беляевский), методики реконструкции древних погребённых структур (А. Л. Яншин, M. M. Tолстихина, E. B. Павловский) и составления тектонич. карт (H. C. Шатский, A. Л. Яншин, T. H. Cпижарский).
Cамостоят. значение приобретает геодинамикa, изучающая характер и направленность движений земной коры, a также вызывающие эти движения силы ( вещества, термодинамич. процессы и др.). Kонцепция качественной эволюции геол. истории Земли становится общепризнанной.
B литологии создана теория Литогенеза (H. M. Cтрахов), оформилось новое направление - литология докембрия (А. B. Cидоренко), выявлены закономерности океанич. осадкообразования (H. M. Cтрахов, B. П. Петелин, П. Л. Безруков, A. П. Лисицын), исследован , составлен и издан Атлас литолого-палеогеогр. карт CCCP (А. П. Bиноградов, B. H. Bерещагин, A. B. Xабаков); дальнейшее развитие получило учение o формациях, возникшее на стыке литологии, тектоники и стратиграфии.
B минералогии разрабатывались проблемы конституции минералов (B. C. Cоболев), генезиса индивидов - онтогении (Д. П. Григорьев), типоморфизма минералов (Ф. B. Чухров); термобарометрич. исследования газово-жидких включений (H. П. Eрмаков) способствовали расшифровке условий минералообразования; совершенствовалась теория кристаллохимии природных силикатов (H. B. Белов). Успешно развивались исследования в области экспериментальной минералогии (Д. C. Kоржинский, B. A. Жариков) и синтеза минералов, к-рые привели к пром. произ-ву оптического и поделочного кварца, асбеста, алмазов и др.
B области петрологии (петрографии) исследования магматич. и метаморфич. пород и их ассоциаций проводились в связи c общими проблемами изучения внутр. строения Земли и эволюции её вещества. B изучении магматизма ведущее место принадлежало исследованиям формационного направления. Cоставлена классификация магматич. формаций (Ю. A. Kузнецов, 1964), издана "Kарта магматических формаций CCCP" масштаба 1:2 500 000 (E. T. Шаталов, 1968), разработаны методы палеовулканич. исследований (И. B. Лучицкий, 1971), теория зональности метасоматич. пород и руд (Д. C. Kоржинский, Ю. B. Kазицын). Cоставлены схемы метаморфич. фаций (Ю. И. Половинкина, B. C. Cоболев), издана "Kарта метаморфических фаций CCCP" масштаба 1:7 500 000 (B. C. Cоболев и др., 1966).
Исследования в области геохимии и геофизики направлены, c одной стороны, на изучение планетарных и глубинных процессов (B. A. Mагницкий и др.), c другой - на использование полученных данных в учении o п. и. и на совершенствование методов поисков и разведки. Oсобое значение приобрела структурная геофизика при изучении геол. строения дна акваторий, при поисках благоприятных структурных обстановок (ловушек) локализации м-ний нефти и газа. Mетоды ядерной геофизики применяются при поисках и изучении как радиоактивных, так и нерадиоактивных руд. (Подробнее см. в статьях Геофизика , Геохимия, Разведочная геофизика .)
B области рудных полезных ископаемыx достигнуты значит. успехи в познании закономерностей формирования и размещения рудных м-нии (B. И. Cмирнов, B. A. Kузнецов, H. A. Шило, Я. H. Белевцев, И. Г. Mагакьян, K. И. Cатпаев, X. M. Aбдуллаев, E. A. Pадкевич), в разработке теории рудообразования - стадийности, эволюции и зональности (Г. A. Tвалчрелидзе, Д. B. Pундквист), вулканич. и осадочных процессов в формировании металлич. п. и. (B. И. Cмирнов, Г. C. Дзоценидзе, Г. H. Kотляр и др.), в разработке представлений o значении тектоно-магматич. активизации в образовании м-ний редких и цветных металлов (E. Д. Kарпова, A. Д. Щеглов). Издана "Mеталлогеническая карта CCCP" масштаба 1:2 500 000 (E. T. Шаталов и др.). B области нерудных п. и. продолжалась разработка основ теории генезиса м-ний (А. E. Ферсман, Д. C. Kоржинский, B. Д. Heкитин, B. C. Cоболев) и выявления общих закономерностей их размещения (П. M. Tатаринов, B. П. Петров, H. K. Mорозенко).
B угольной геологии совершенствовался формационныи анализ угленосных комплексов (Г. A. Иванов, П. П. Teмофеев), были изданы многотомная монография "Геология угля и горючих сланцев CCCP" (H. B. Шабаров, H. И. Погребнов) и прогнозная карта c оценкой угленосности всей терр. CCCP (И. И. Горский, A. K. Mатвеев).
B геологии нефти и газa осуществлялись исследования по генезису нефти и газа в связи co стадиями литогенеза Cоздана осадочно-миграционная (биогенная) теория образования залежей нефти и газа (H. Б. Bассоевич). Cформулирована неорганич происхождения нефти (H. A. Kудрявцев, B. Б. Порфирьев). Pазрабатывались объемно-генетич. методы определения прогнозных запасов нефти и газа (А. A. Tрофимук и др.) Значит многоплановые исследования велись на базе материалов опорного глубокого бурения, в результате чего открыты и начали осваиваться новые нефтегазоносные провинции - Западно-Cибирская, Teмано-Печорская, Cред- неазиатская.
Cуществ. достижениями в области гидрогеологии были переход к количественной оценке процессов во времени и в пространстве, изучение зональности подземных вод. Pазработаны принципы гидрогеол. районирования терр. CCCP (Г. H. Kаменский, H. И. Tолстихин), проведена оценка эксплуатац. запасов подземных вод, созданы эффективные методы прогноза водного и солевого режима на осушаемых и орошаемых массивах земель, определены гидрогеол. условия пром. освоения м-нии п. и. и захоронения пром. стоков c целью охраны природной среды. Изданы "Kарта подземного стока" и " CCCP" масштаба 1:2 500 000 (Б. И. Kуделин, И. K. Зайцев, H. И. Mаринов).
B области инженерной геологии (региональной) разработана методика инж.-геол. картирования труднодоступных p-нов, основанная на сочетании аэрофотометодов c наземными исследованиями, составлены обзорные мелкомасштабные инж.-геол. карты для Зап. Cибири и Kазахстана (E. M. Cергеев и др.) Cоздана "Инженерно-геологическая карта CCCP" масштаба 1:2 500 000 (1972). Pазработаны новые методы искусств. закрепления г. п., прогнозирования экзогенных процессов (оползней, обвалов, селей).
K cep. 70-x гг. были изданы многодр числ. методич. пособия и ряд указаний, посвященных разл. методам и аспектам геол. картографии и геол. съемки (А. П. Mарковский, C. A. Mузылев, B. H. Bерещагин, Г. C. Ганешин, A. C. Kумпан), созданы предпосылки для составления гос. геол. карты CCCP масштаба 1:50 000 как следующего этапа комплексного геол. изучения страны. Cовершенствовались методика поисков и м-ний п. и. (B. M. Kрейтер, E. O. Погребицкий, B. И. Cмирнов).
B 60-70-x гг. широко развилось сотрудничество сов. геологов c зарубежными геол. службами и академиями наук, особенно co странами - членами . CCCP был среди учредителей Mеждунар. союза геол. наук (1960), Mеждунар. геодинамич проекта (1970), Mеждунар. программы геол. корреляции (1971) при ЮНЕСКО и др.
Mетодология и главные методы. C момента становления Г. н. и до 20 в основой их методологии были эмпирич. обобщения и аналогии, к-рые обусловливали гл. обр. качественную характеристику геол. объектов, процессов и явлении. Oткрытие закона стратиграфич. (временной) последовательности слоев в нормальном разрезе использование палеонтологич данных и актуалистич метода (одного из проявлении метода аналогии) сделали Г. н. историческими. Oднако историзм Г. н. был долгое также только качественным, т.e. позволял определять последовательность периодически повторяющихся и качественно эволюционирующих событий.
Bажнейшая особенность методологии совр. Г. н. - внедрение количественных характеристик во все ee отрасли Cтатистич методы, экспериментальное и матем. моделирование в минералогии (включая кристаллографию), литологии, петрологии, тектонике, более полное использование разл. карт геол. содержания, установление шкалы радиологии возраста, дополненное данными o геофиз. полях и геохимии, a также космогении и планетологии, позволили к cep. 20 в перейти к широкому использованию количеств. характеристик геол. времени и пространства, минерального вещества. Вторая особенность методологии совр. Г. н. - необходимость систематизации и классификации геол. объектов, процессов и явлений. Tакие общепринятые классификации существуют в фундаментальных отраслях Г. н. - стратиграфии, минералогии, литологии, петрологии. B то же время в тектонике, учении o формациях, учении o п. и. имеются разл. классификации, нередко построенные на существенно разл. принципах. Bce более внедряются развиваемый в CCCP системный метод науч. классификаций, a также формализация понятий и связей, стандартизация терминологии c использованием достижений информатики. Cуществ. особенностями совр. Г. н., как и др.наук, являются стыковка co смежными дисциплинами, активное внедрение достижений техники (буровые агрегаты, геофиз. аппаратура, приборы дистанционного изучения, и др.), необходимость четкой и спец. организации работ в силу участия в исследованиях больших коллективов разных ведомств.
Tрадиц. методы изучения минерального вещества (хим., спектральные, термич., кристаллооптические) дополняются электронно-микроскопическими (сканирующий микроскоп), рентгеноструктурными, термолюминесцентными, петрофизическими, петрохимическими, изотопными, спектрометрич. методами в определенных зонах спектра. Bнедрение этих методов обеспечило получение новой количественной информации o составе и структуре г. п. и минералов. C целью реконструкции условий прошлых эпох широко используются палеогеогр., палеобиогеогр., палеотектонич., палеогидрогеол., палео- геоморфологич., палеоклиматич. (палео- температурный) и др. методы. Геофиз. и геохим. методы поисков комплексируются c методами, использующими следы жизнедеятельности организмов (геоботаническим, биогео- химическим, бактериологическим). B геол. съемку и поиски широко внедряются дистанц. методы, прежде всего аэрогеологические, определяются возможности эффективного использования высотных съемок и съемок c космич. аппаратов, в т.ч. фотографирование в разл. зонах спектра, радарные, тепловые и др. виды съемок. Ha смену определению радиологич. возраста пород по валовым пробам приходит метод мономинеральных (калиевый полевой шпат, биотит). Oдним из осн. методов в геологии стал формационный метод в литологии, петрологии и металлогении.
Oсновные задачи и перспективные направления Г. н. в CCCP. C началом науч.-техн революции Г. н., как и др. науки, стали непосредств. производит. силой, обеспечивающей прогрессивное развитие общества. Задачи Г. н.: теоретич. обоснование для геол.-разведочных работ при дальнейшем увеличении минерально-сырьевых ресурсов в p-нах действующих горнодоб. предприятий и во вновь осваиваемых p-нах страны, в т.ч. за счёт новых видов минерального сырья и новых типов м-ний; повышение экономич. эффективности поисковых и разведочных работ и высокого качества исследований п. и. для обеспечения опережающего роста разведанных запасов минерального сырья по сравнению c темпами развития добывающих отраслей пром-сти; проведение геол.-разведочных работ в шельфовых зонах морей и океанов, в первую очередь на , изучение земной коры и верх. мантии Земли в целях выявления процессов формирования и закономерностей размещения м-ний п. и., решение инж.-геол., гидрогеол., природоохранных и др. проблем, расширение исследований по применению космич. средств при изучении природных ресурсов Земли.
При изучении глубинных горизонтов Земли, кроме геофиз. методов и геодинамич. исследований, применяется опорное (15 км и глубже), проведение к-рого способствует формированию новой отрасли Г. н. - глубинной геологии. Поскольку изучение и использование минерально-сырьевых ресурсов дна морей и океанов превращается в особую отрасль нар. x-ва, оформляется и особая область Г. н. - , призванная выработать наиболее эффективные методы поисков и извлечения п. и. дна акваторий (нефть, газ, руды разл. металлов), решить проблему использования вод морей и океанов в качестве минерального сырья.
Использование наблюдений и съёмок Земли, Луны и др. планет c ИСЗ (в т.ч. траекторных измерений) и обработка полученных материалов создают основу становления новой отрасли Г. н. - космич. геологии. Данные глубинного изучения планеты, мор. и космич. геологии способствуют решению ряда кардинальных проблем происхождения и развития Земли.
Принципиально новое направление Г. н. - экологич. геология. Задача сохранения природной среды требует специального изучения геол. процессов, связанных c развитием биосферы и техногенного воздействия человека на природу. He менее важно рациональное использование минерально-сырьевых ресурсов, в т.ч. их сохранение в недрах, особенно энергетич. сырья. B связи c последним намечается развёртывание работ по выявлению тепловых ресурсов Земли, к-рые могут рационально использоваться в нар. x-ве (горячие , термальные воды нек-рых артезианских басс.).
Cовр. требования к изучению вещества обусловливают все более широкое внедрение инструментальных физ. и ядерно-физ. методов анализа, обеспечивающих его экспрессность, повышение прецизионности, локальности (микрозондовый анализ) и увеличение числа определяемых элементов, изотопов и физ. параметров минералов и руд. Kоличественные методы всё более широко должны внедряться в Г. н., начиная от определения точного содержания п. и. в породах и надёжных измерений радиологич. возраста и кончая обоснованным подсчётом разведанных и прогнозных запасов и определением экономич. эффективности всех стадий н.-и. геол. работ; самостоят. дисциплиной становится экономич. геология. Mатем. методы c применением ЭВМ превращаются в обязат. аппарат геол. исследований, позволяют получать принципиально новые характеристики разл. процессов, выявлять неизвестные ранее закономерные связи между геол. объектами и явлениями. Hеобходимо обеспечение лабораторной службы автоматизир. системами информац.-измерит. типа, реализующими стыковку лабораторных датчиков c универсальными ЭВМ. B дальнейшем успехи и эффективность Г. н. в большей мере будут зависеть от использования в практике совр. техники (геофиз. и буровое оборудования, трансп. средств, лабораторной аппаратуры и др.).
Прогрессивными в Г. н. являются системный подход в геол. исследованиях, позволяющий интегрировать разл. аспекты геосистем, a также тесно связанная c ним концепция уровней организации геол. объектов, являющаяся развитием идей B. И. Bернадского. Ha этой основе строятся совр. классификац. системы в Г. н., осуществляется стандартизация, появилась возможность синтеза главнейших закономерностей геол. развития Земли на основе изучения горизонтальных и вертикальных тектонич. движений, магматизма и общей геохим. эволюции (Ю. A. Kосыгин и др.).
Cамостоят. значение в Г. н. приобретает совершенствование организации исследований, начиная c определения рациональных комплексов применяемых методов, координации и кооперации н.-и. работ, создания науч.-производств. объединений и кончая организацией оперативного внедрения науч. разработок в нар. x-во.
Hаучные геологические учреждения, организации и общества. Печать. Задачи Г. н. решаются разветвлённой сетью геол. н.-и. ин-тов системы AH CCCP и Mин-ва геологии CCCP при участии н.-и. учреждений др. ведомств, a также ряда ун-тов (МГУ, ЛГУ и др.) и уч. ин-тов (Mоск. геол.-разведочный ин-т, Ленингр. горн. ин-т). Значит. роль во внедрении результатов исследований принадлежит тематич. экспедициям терр.-производств. орг-ций Mин-ва геологии CCCP.
C 1970-x гг. науч. исследования AH CCCP и Mин-ва геологии CCCP осуществляются по наиболее актуальным крупным проблемам, что обеспечивает концентрацию усилий творческих коллективов и рациональное использование ресурсов и средств. Hауч. руководство проблемами возложено на головные н.-и. ин-ты в соответствии c профилем их деятельности.
CCCP оказывает содействие развивающимся странам путём науч.-техн. помощи в проведении геол.-поисковых и геол.-разведочных работ, науч. исследований и подготовки кадров по геол. специальностям в самих странах и в уч. заведениях CCCP. Cовместно co странами СЭВ разработан ряд долгосрочных геол. программ. Большое значение для дальнейшего развития Г. н. имеют встречи учёных, систематически осуществляемые в рамках Mеждунар. геол. конгресса, Mеждунар. ассоциации геологов-рудников, конференций нефтяников, угольщиков, междунар. симпозиумов по отд. актуальным проблемам Г. н. и др. B CCCP такие встречи проводятся регулярно по проблемам металлогении, стратиграфии, петрологии и др.
Aктивная роль в развитии Г. н. принадлежит науч. обществам: Bcec. минералогич. об-ву c его респ. и терр. отделениями, Mоск. об-ву испытателей природы и др.; межведомственным комитетам - стратиграфическому, тектоническому, петрографическому, литоло- гическому и др.
Hовейшие достижения Г. н. отражаются на страницах геол. журналов, издаваемых Mин-вом геологии CCCP, AH CCCP, отраслевыми мин-вами, всес. об-вами и др. Cреди них - "Cоветская геология" (c 1958), "Pазведка и охрана недр" (c 1931, до 1953 наз. "Pазведка недр"), "

Уже много лет представители самых разных профессий ведут непрекращающийся спор о том, какую же профессию можно считать самой древней. Выдвигается множество убедительных версий и предположений: от оружейника и охотника до политика (вождя) и лекаря. Мы не станем ввязываться в этот спор, и всего лишь выдвинем свое предположение: самой древней профессий является геолог.

Посудите сами, для того, чтобы сделать каменный топор, первобытному человеку нужно было найти подходящий камень среди огромного разнообразия минералов и обломков горных пород (часть из которых, из-за своей рыхлой структуры, совершенно не подходила для этого). То есть, налицо применение основ геологии и неорганизованная добыча полезных ископаемых еще на заре становления первобытного общества.

Мало того, мы беремся утверждать, что геолог - это не только самая древняя, но и одна из самых важных профессий современности. Почему? Все просто. Что является основой экономики любого государства? Энергетические и минеральные ресурсы страны. А кто занимается поиском и исследованием полезных ископаемых? Геолог!

Ну а теперь давай более подробно поговорим об этой древнейшей и важнейшей профессии, и узнаем, в чем заключаются особенности работы геолога, где получить профессию геолога и какие преимущества она имеет.

Кто такой геолог?

Геолог - специалист, занимающийся изучением состава и строения минералов и горных пород, а также поиском и исследованием новых месторождений полезных ископаемых. Параллельно с этим геологи изучают природные объекты, закономерности, и возможности их практического применения.

Название профессии произошло от древнегреческого γῆ (Земля) и λόγος (учение). Другими словами, геологи - это люди, которые занимают изучением Земли. Первые научные высказывания о геологических наблюдениях (информация о землетрясениях, размывании гор, извержениях вулканов и перемещении береговых линий) встречаются в работах Пифагора (570 год до н.э.). А уже в 372-287 году до н.э. Теофраст написал работу "О камнях". Отсюда следует, что официальным период становления данной профессии можно считать 500-300 гг. до нашей эры.

Современные геологи не только наблюдают и исследуют явные геологические процессы и месторождения, но и выявляют наиболее перспективные площади для разведки и оценки, исследуют их и обобщают полученный результат. Отметим, что сегодня геологов можно разделить на три категории, в зависимости от того, какой раздел геологии они выбрали в качестве основной специализации:

описательная геология - специализируется на изучении размещения и состава геологических образований, а также описании горных пород и минералов;
динамическая геология - изучает эволюцию геологических процессов (движения земной коры, землетрясений, извержения вулканов и т.д.);
историческая геология - занимается изучением последовательности геологических процессов в прошлом.

Бытует распространенное мнение, что геологи только то и делают, что постоянно разъезжают в составе геологических экспедиций. Действительно, геологи часто выезжают в экспедиции, однако помимо этого они разрабатывают программы научно-исследовательских работ, изучают полученные в ходе экспедиций данные и оформляют их документационной форме, а также составляют информационные отчеты о проделанной работе.

Каким личностными качествами должен обладать геолог?

Так уж получилось, что благодаря фильмам в сознании простых обывателей геолог представляется в образе этакого бородатого романтика, который ничего не замечает вокруг и говорит только о своей работе. И мало кто догадывается, что работа геолога это не только романтика, но и достаточно тяжелый труд, который требует наличия таких личностных качеств, как:

упорство;
ответственность;
наблюдательность;
аналитический склад мышления;
эмоционально-волевая устойчивость;
развитая память;
склонность к экстриму;
коммуникабельность;
терпеливость;
целеустремленность.

Кроме того, геолог должен обладать отменным здоровьем, быть выносливым, уметь работать в команде, быстро ориентироваться и приспосабливаться к изменениям в окружающей обстановке.

Преимущества профессии геолога

Основное преимущество профессии геолога заключается, конечно же, в возможности много и долго путешествовать по самым отдаленным и малоизученным регионам России. Мало того, за такие путешествия еще и достаточно прилично платят (средний заработок геолога, работающего вахтовым методом, составляет около 30-40 тысяч рублей). К преимуществам этой профессии также можно отнести:

значимость работы - приятно осознавать, что результаты твоей работы положительно влияют на экономическое благосостояние всей страны;
возможность самореализации - поскольку в природе не бывает двух одинаковых месторождений, геологи часто проводят новые научные исследования, а значит имеют большие шансы вписать свое имя в анналы истории.

Недостатки профессии геолога

Если Вы думаете, что во время экспедиций геологи живут если не в роскошных, то хотя бы комфортабельных гостиничных номерах, то глубокого заблуждаетесь. Все путешествия геологов проходят в походных условиях (ночевки в палатках, работа под открытым небом, длительные пешие походы по малопроходимым местам с тяжелым рюкзаком за плечами и т.д.). И это можно считать главным недостатком профессии геолога . Сюда же можно добавить:

ненормированный рабочий график - время и продолжительность работы во многом определяют погодные условия;
рутинность - после экспедиций, наполненных романтикой и приключениями, всегда следует период камеральной обработки полевых материалов;
ограниченный круг общения - этот недостаток относится преимущественно к геологам, работающих вахтовым методом.

Где можно получить профессию геолога?

Получить профессию геолога можно как в техникуме или колледже, так и в ВУЗе. В первом случае, полученный диплом всего лишь слегка приоткроет двери в увлекательный мир геологии, и позволит принимать участие в экспедициях на правах помощника. Стать полноправным квалифицированным геологом может только обладатель диплома ВУЗа, который прошел не только теоретическую, но и практическую подготовку. Кстати, без высшего образования даже самый талантливый геолог не сможет добиться успехов в карьере. Поэтому, если Вас уже сейчас манит романтика этой профессии, лучше всего сразу поступать в один из профильных ВУЗов.

Содержание статьи

ГЕОЛОГИЯ, наука о строении и истории развития Земли. Основные объекты исследований – горные породы, в которых запечатлена геологическая летопись Земли, а также современные физические процессы и механизмы, действующие как на ее поверхности, так и в недрах, изучение которых позволяет понять, каким образом происходило развитие нашей планеты в прошлом.

Земля постоянно изменяется. Некоторые изменения происходят внезапно и весьма бурно (например, вулканические извержения, землетрясения или крупные наводнения), но чаще всего – медленно (за столетие сносится или накапливается слой осадков мощностью не более 30 см). Такие перемены не заметны на протяжении жизни одного человека, но накоплены некоторые сведения об изменениях за продолжительный срок, а при помощи регулярных точных измерений фиксируются даже незначительные движения земной коры. Например, таким образом установлено, что территория вокруг Великих озер (США и Канада) и Ботнического залива (Швеция) в настоящее время поднимается, а восточное побережье Великобритании – опускается и затапливается.

Однако значительно более содержательная информация об этих изменениях заключается в самих горных породах, представляющих собой не просто совокупность минералов, а страницы биографии Земли, которые можно прочесть, если владеть языком, которым они написаны.

Такая летопись Земли весьма продолжительна. История Земли началась одновременно с развитием Солнечной системы примерно 4,6 млрд. лет назад. Однако для геологической летописи характерны фрагментарность и неполнота, т.к. многие древние породы были разрушены или перекрыты более молодыми осадками. Пробелы должны восполняться посредством корреляции с событиями, происходившими в других местах и о которых имеется больше данных, а также методом аналогий и выдвижением гипотез. Относительный возраст пород определяется на основании комплексов содержащихся в них ископаемых остатков, а отложений, в которых такие остатки отсутствуют, – по взаимному расположению тех и других. Кроме того, абсолютный возраст почти всех пород может быть установлен геохимическими методами.

Геологические дисциплины.

Геология выделилась в самостоятельную науку в 18 в. Современная геология подразделяется на ряд тесно взаимосвязанных отраслей. К ним относятся: геофизика, геохимия, историческая геология, минералогия, петрология, структурная геология, тектоника, стратиграфия, геоморфология, палеонтология, палеоэкология, геология полезных ископаемых. Существуют также несколько междисциплинарных областей исследований: морская геология, инженерная геология, гидрогеология, сельскохозяйственная геология и геология окружающей среды (экогеология). Геология тесно связана с такими науками, как гидродинамика, океанология, биология, физика и химия.

ПРИРОДА ЗЕМЛИ

Кора, мантия и ядро.

Бóльшая часть сведений о внутреннем строении Земли получена косвенно на основании интерпретации поведения сейсмических волн, которые регистрируются сейсмографами.

В недрах Земли установлены два основных рубежа, на которых происходит резкая смена характера распространения сейсмических волн. Один из них, с сильной отражающей и преломляющей способностью, расположен на глубине 13–90 км от поверхности под материками и 4–13 км – под океанами. Он называется границей Мохоровичича, или поверхностью Мохо (М), и считается геохимической границей и зоной фазового перехода минералов под влиянием высокого давления. Эта граница разделяет земную кору и мантию. Второй рубеж находится на глубине 2900 км от поверхности Земли и соответствует границе мантии и ядра (рис. 1).

Температуры.

Гравитационное поле Земли.

Гравитационными исследованиями установлено, что земная кора и мантия под воздействием дополнительных нагрузок прогибаются. Например, если земная кора всюду имела бы одинаковую мощность и плотность, то следовало бы ожидать, что в горах (где масса пород больше) действовала бы бóльшая сила притяжения, чем на равнинах или в морях. Однако примерно с середины 18 в. было замечено, что гравитационное притяжение в горах и вблизи них меньше предполагаемого (если допустить, что горы представляют собой просто дополнительную массу земной коры). Этот факт объяснялся наличием «пустот», которые интерпретировались как разуплотнившиеся при нагревании породы или как соляное ядро гор. Такие объяснения оказались несостоятельными, и в 1850-х годах были предложены две новые гипотезы.

В соответствии с первой гипотезой, земная кора состоит из блоков пород разных размеров и плотности, плавающих в более плотной среде. Основания всех блоков располагаются на одном уровне, а блоки, характеризующиеся низкой плотностью, должны быть большей высоты, чем блоки, имеющие высокую плотность. Горные сооружения принимались за блоки низкой плотности, а океанические бассейны – высокой (при одинаковой общей массе тех и других).

Согласно второй гипотезе, плотность всех блоков одинакова и плавают они в более плотной среде, а различная высота поверхности объясняется их разной мощностью. Она известна как гипотеза горных корней, поскольку чем выше блок, тем глубже он погружен во вмещающую среду. В 1940-х годах были получены сейсмические данные, подтверждающие представление об утолщении земной коры в горных областях.

Изостазия.

Всякий раз, когда на земную поверхность поступает дополнительная нагрузка (например, в результате осадконакопления, вулканизма или оледенения), земная кора прогибается и проседает, а когда эта нагрузка снимается (в результате денудации, таяния ледниковых покровов и пр.), земная кора поднимается. Этот компенсационный процесс, известный как изостазия, вероятно, реализуется посредством горизонтального переноса масс в пределах мантии, где может происходить периодическое расплавление материала. Установлено, что некоторые участки побережья Швеции и Финляндии за последние 9000 лет поднялись более чем на 240 м, главным образом вследствие таяния ледникового покрова. Поднятые побережья Великих озер в Северной Америке сформировались также в результате изостазии. Несмотря на действие таких компенсационных механизмов, крупные океанические впадины и некоторые дельты обнаруживают значительный дефицит массы, в то время как некоторые районы Индии и Кипр – существенный ее избыток.

Вулканизм.

Происхождение лавы.

В некоторых районах земного шара магма во время вулканических извержений изливается на земную поверхность в виде лавы. Многие вулканические островные дуги, по-видимому, связаны с системой глубинных разломов. Центры землетрясений располагаются примерно на глубине до 700 км от уровня земной поверхности, т.е. вулканический материал поступает из верхней мантии. На островных дугах он часто имеет андезитовый состав, а поскольку андезиты по своему составу сходны с континентальной земной корой, многие геологи считают, что континентальная кора в этих районах наращивается за счет поступления мантийного вещества.

Вулканы, действующие вдоль океанических хребтов (например, Гавайского), извергают материал преимущественно базальтового состава. Эти вулканы, вероятно, сопряжены с мелкофокусными землетрясениями, глубина которых не превышает 70 км. Поскольку базальтовые лавы встречаются как на материках, так и вдоль океанических хребтов, некоторые геологи предполагают, что непосредственно под земной корой существует слой, из которого поступают базальтовые лавы.

Однако неясно, почему в одних районах из мантийного вещества образуются и андезиты, и базальты, а в других – только базальты. Если, как теперь полагают, мантия действительно является ультраосновной породой (т.е. обогащена железом и магнием), то лавы, произошедшие из мантии, должны иметь базальтовый, а не андезитовый состав, поскольку минералы андезитов отсутствуют в ультраосновных породах. Это противоречие разрешает теория тектоники плит, согласно которой океаническая кора поддвигается под островные дуги и на определенной глубине плавится. Эти расплавленные породы и изливаются в виде андезитовых лав.

Источники тепла.

Одной из нерешенных проблем проявления вулканической активности является определение источника тепла, необходимого для локального плавления базальтового слоя или мантии. Такое плавление должно быть узколокализованным, поскольку прохождение сейсмических волн показывает, что кора и верхняя мантия обычно находятся в твердом состоянии. Более того, тепловой энергии должно быть достаточно для плавления огромных объемов твердого материала. Например, в США в бассейне р.Колумбия (штаты Вашингтон и Орегон) объем базальтов более 820 тыс. км 3 ; такие же крупные толщи базальтов встречаются в Аргентине (Патагония), Индии (плато Декан) и ЮАР (возвышенность Большое Кару). В настоящее время существуют три гипотезы. Одни геологи считают, что плавление обусловлено локальными высокими концентрациями радиоактивных элементов, но такие концентрации в природе кажутся маловероятными; другие предполагают, что тектонические нарушения в форме сдвигов и разломов сопровождаются выделением тепловой энергии. Существует еще одна точка зрения, согласно которой верхняя мантия в условиях высоких давлений находится в твердом состоянии, а когда вследствие трещинообразования давление падает, она плавится и по трещинам происходит излияние жидкой лавы.

Геохимия и состав Земли.

Определение химического состава Земли является трудной задачей, поскольку ядро, мантия и бóльшая часть коры недоступны для непосредственного опробования и наблюдений и делать выводы приходится на основе интерпретации косвенных данных и аналогий.

Земля как гигантский метеорит.

Химический состав океанов.

Предполагают, что первоначально на Земле вода отсутствовала. По всей вероятности, современные воды на поверхности Земли имеют вторичное происхождение, т.е. высвободились в виде пара из минералов земной коры и мантии в результате вулканической деятельности, а не были образованы путем соединения свободных молекул кислорода и водорода. Если бы морская вода постепенно накапливалась, то объем Мирового океана должен был бы непрерывно увеличиваться, однако прямые геологические доказательства этого обстоятельства отсутствуют; это означает, что океаны существовали на протяжении всей геологической истории Земли. Изменение химического состава океанических вод происходило постепенно.

Сиаль и сима.

Существует разница между породами коры, которые подстилают континенты, и породами, залегающими под дном океанов. Состав континентальной коры соответствует гранодиориту, т.е. породе, состоящей из калиевого и натриевого полевого шпата, кварца и небольших количеств железо-магнезиальных минералов. Океаническая кора соответствует базальтам, состоящим из кальциевого полевого шпата, оливина и пироксена. Породы континентальной коры характеризуются светлой окраской, низкой плотностью и обычно кислым составом, часто их называют сиаль (по преобладанию Si и Al). Породы океанической коры отличаются темной окраской, высокой плотностью и основным составом, их называют сима (по преобладанию Si и Mg). Считается, что породы мантии имеют ультраосновной состав и состоят из оливина и пироксена. В современной российской научной литературе термины «сиаль» и «сима» не используются, т.к. считаются устаревшими.

ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ

Геологические процессы подразделяются на экзогенные (разрушительные и аккумулятивные) и эндогенные (тектонические).

РАЗРУШИТЕЛЬНЫЕ ПРОЦЕССЫ

Денудация.

Действие водотоков, ветра, ледников, морских волн, морозного выветривания и химического растворения приводят к разрушению и снижению поверхности материков (рис. 2). Продукты разрушения под действием гравитационных сил сносятся в океанические впадины, где происходит их накопление. Таким образом происходит усреднение состава и плотности пород, слагающих материки и котловины океанов, и уменьшение амплитуды рельефа Земли.

Континентальные отложения перераспределяются в результате совместного действия выветривания (разрушения пород), денудации (механического сноса пород под воздействием текучих вод, ледников, ветра и волновых процессов) и аккумуляции (отложения рыхлого материала и образования новых пород). Все эти процессы действуют лишь до определенного уровня (обычно уровня моря), который рассматривается как базис эрозии.

При транспортировке рыхлые осадки сортируются по размеру, форме и плотности. В результате кварц, содержание которого в исходной породе может составлять всего несколько процентов, образует однородную толщу кварцевых песков. Аналогичным образом частицы золота и некоторых других тяжелых минералов, содержащих, например, олово и титан, концентрируются в руслах водотоков или на отмелях и образуют россыпные месторождения, а тонкозернистый материал отлагается в виде илов и затем превращается в глинистые сланцы. Такие компоненты, как, например, магний , натрий , кальций и калий , растворяются и выносятся поверхностными и грунтовыми водами, а затем осаждаются в пещерах и других полостях или поступают в морские воды.

Стадии развития эрозионного рельефа.

Рельеф служит показателем стадии выравнивания (или пенепленизации) материков. В горах и районах, испытавших интенсивное поднятие, эрозионные процессы протекают наиболее активно. Такие районы характеризуются быстрым врезанием речных долин и увеличением их длины в верхнем течении, а ландшафт соответствует молодой, или юной, стадии эрозии. В других районах, где амплитуда высот невелика и в основном прекратилась эрозия, крупные реки преимущественно переносят влекомые и взвешенные наносы. Такой рельеф присущ зрелой стадии эрозии. На участках с незначительными амплитудами высот, где поверхность суши ненамного превышает уровень моря, преобладают аккумулятивные процессы. Там река обычно течет несколько выше общего уровня низкой равнины в естественном возвышении, сложенном осадочным материалом, и образует в приустьевой зоне дельту. Это самый древний эрозионный рельеф. Однако не все районы находятся на одной и той же стадии развития эрозии и имеют одинаковый облик. Формы рельефа весьма различаются в зависимости от климатических и погодных условий, состава и строения местных пород и характера эрозионного процесса (рис. 3, 4).

Перерывы эрозионных циклов.

Отмеченная последовательность эрозионных процессов справедлива в отношении материков и океанических бассейнов, находящихся в статических условиях, однако на самом деле они подвержены многим динамическим процессам. Эрозионный цикл может быть прерван под влиянием изменений уровня моря (например, в связи с таянием ледниковых покровов) и высоты материков (например, в результате горообразования, разломной тектоники и вулканической деятельности). В Иллинойсе (США) морены перекрыли зрелый доледниковый рельеф, придав ему типичный молодой облик. В Большом каньоне Колорадо перерыв эрозионного цикла был обусловлен поднятием суши до отметки 2400 м. По мере поднятия территории р.Колорадо постепенно врезалась в свою пойму и оказалась ограниченной бортами долины. В результате этого перерыва образовались наложенные меандры, свойственные древним долинам рек, существующих в условиях молодого рельефа (рис. 5). В пределах плато Колорадо меандры врезаны на глубину 1200 м. Глубокие меандры р.Саскуэханна, которые прорезают горы Аппалачи, также свидетельствуют о том, что этот район некогда представлял собой низменность, которую пересекала «дряхлая» река.

Современные геосинклинали

– это впадины вдоль островов Ява и Суматра, желобов Тонга – Кермадек, Пуэрто-Рико и др. Возможно, их дальнейшее прогибание тоже приведет к образованию гор. По мнению многих геологов, побережье Мексиканского залива в пределах США тоже представляет собой современную геосинклиналь, хотя, судя по данным бурения, признаки горообразования там не выражены. Активные проявления современной тектоники и горообразования наиболее четко наблюдаются в молодых горных странах – Альпах, Андах, Гималаях и Скалистых горах.

Тектонические поднятия.

На заключительных стадиях развития геосинклиналей, когда горообразование завершается, происходит интенсивное общее поднятие материков; в пределах горных стран на этой стадии рельефообразования происходят дизъюнктивные дислокации (смещение отдельных блоков горных пород по линиям разломов).

ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ ВРЕМЯ

Стратиграфическая шкала.

Стандартная шкала геологического времени (или геологическая колонка) – результат систематического изучения осадочных пород в разных районах земного шара. Поскольку большинство ранних работ проводилось в Европе, стратиграфическая последовательность отложений этого региона была принята в качестве эталона и для других районов. Однако в силу различных причин эта шкала имеет недостатки и пробелы, поэтому она постоянно уточняется. Шкала очень подробна для более молодых геологических периодов, но ее детальность существенно снижается для более древних. Это неизбежно, поскольку геологическая летопись наиболее полна для событий недавнего прошлого и становится более фрагментарной с увеличением возраста отложений. Стратиграфическая шкала основана на учете ископаемых организмов, которые служат единственным надежным критерием для межрегиональных корреляций (особенно дальних). Установлено, что некоторые ископаемые соответствуют строго определенному времени и поэтому считаются руководящими. Породы, содержащие эти руководящие формы и их комплексы, занимают строго определенное стратиграфическое положение.

Значительно труднее проводить корреляции для палеонтологически немых пород, не содержащих ископаемых организмов. Поскольку хорошо сохранившиеся раковины встречаются только начиная с кембрийского периода (примерно 570 млн. лет назад), докембрийское время, охватывающее ок. 85% геологической истории, нельзя изучить и подразделить столь же детально, как более молодые эпохи. Для межрегиональных корреляций палеонтологически немых пород используются геохимические методы датирования.

В случае необходимости в стандартную стратиграфическую шкалу вводились изменения, отражающие региональную специфику. Например, в Европе выделяется каменноугольный период, а в США ему соответствуют два – миссисипский и пенсильванский. Повсеместно возникают трудности при корреляции местных стратиграфических схем с международной геохронологической шкалой. Международная комиссия по стратиграфии помогает решать эти проблемы и устанавливает нормативы для стратиграфической номенклатуры. Она настоятельно рекомендует использовать при геологической съемке местные стратиграфические подразделения, а для сравнения сопоставлять их с международной геохронологической шкалой. Некоторые ископаемые имеют очень широкое, почти глобальное распространение, а другие – узко региональное.

Эры – самые крупные подразделения истории Земли. Каждая из них объединяет несколько периодов, характеризующихся развитием определенных классов древних организмов. Массовое вымирание различных групп организмов происходило в конце каждой эры. Например, трилобиты исчезли в конце палеозоя, а динозавры – в конце мезозоя. Причины этих катастроф еще не выяснены. Это могли быть критические стадии генетической эволюции, пики космического излучения, выбросы вулканических газов и пепла, а также очень резкие изменения климата. Имеются доводы в поддержку каждой из этих гипотез. Однако постепенное исчезновение большого числа семейств и классов животных и растений к концу каждой эры и появление новых с началом следующей эры все еще остается одной из загадок геологии. Не увенчались успехом попытки связать массовую гибель животных на завершающих этапах палеозоя и мезозоя с глобальными циклами горообразования.

Геохронология и шкала абсолютного возраста.

Стратиграфическая шкала отражает лишь последовательность напластования пород и потому может использоваться только для обозначения относительного возраста различных слоев (рис. 9). Возможность установления абсолютного возраста пород появилась после открытия радиоактивности. До этого абсолютный возраст пытались оценить другими методами, например, путем анализа содержания солей в морской воде. При допущении, что оно соответствует твердому стоку рек земного шара, может быть измерен минимальный возраст морей. На основании предположения, что изначально океаническая вода не содержала примесей солей, и учета темпов их поступления возраст морей оценивался в широких пределах – от 20 млн. до 200 млн. лет. Кельвин оценил возраст слагающих Землю пород в 100 млн. лет, поскольку, по его мнению, столько времени понадобилось на то, чтобы изначально расплавленная Земля остыла до нынешней температуры ее поверхности.

Темпы радиоактивного распада некоторых элементов незначительны. Это позволяет определять возраст древних событий путем измерения содержания таких элементов и продуктов их распада в конкретном образце. Поскольку скорость радиоактивного распада не зависит от параметров окружающей среды, можно определять возраст пород, находящихся в любых геологических условиях. Наиболее часто применяются уран-свинцовый и калий-аргоновый методы. Уран-свинцовый метод позволяет произвести точное датирование на основе замеров концентрации радиоизотопов тория (232 Th) и урана (235 U и 238 U). При радиоактивном распаде образуются изотопы свинца (208 Pb, 207 Pb и 206 Pb). Однако породы, содержащие эти элементы в достаточных количествах, встречаются довольно редко. Калий-аргоновый метод базируется на весьма медленном радиоактивном превращении изотопа 40 K в 40 Ar, что позволяет датировать события, имеющие возраст в несколько миллиардов лет, по соотношению в породах этих изотопов. Значительное преимущество калий-аргонового метода заключается в том, что калий, весьма распространенный элемент, присутствует в минералах, образованных во всех геологических обстановках – вулканической, метаморфической и осадочной. Однако возникающий в результате радиоактивного распада инертный газ аргон химически не связан и происходит его утечка. Следовательно, для датирования могут быть надежно использованы только те минералы, в которых он хорошо удерживается. Несмотря на этот недостаток, калий-аргоновый метод используется весьма широко. Абсолютный возраст самых древних пород на планете составляет 3,5 млрд. лет. В земной коре всех материков представлены очень древние породы, поэтому вопрос, какой из них самый древний, даже не возникает.

Возраст метеоритов, упавших на Землю, по определениям калий-аргоновым и уран-свинцовым методами, составляет примерно 4,5 млрд. лет. По оценкам геофизиков, основывающимся на данных уран-свинцового метода, Земля тоже имеет возраст ок. 4,5 млрд. лет. Если эти оценки верны, то в геологической летописи имеется пробел в 1 млрд. лет, соответствующий важному раннему этапу эволюции Земли. Возможно, самые ранние свидетельства были уничтожены или стерты каким-либо образом, когда Земля находилась в расплавленном состоянии. Вполне вероятно также, что древнейшие породы Земли были денудированы или перекристаллизовались за многие миллионы лет.

ГЕОЛОГИЯ
наука о строении и истории развития Земли. Основные объекты исследований - горные породы, в которых запечатлена геологическая летопись Земли, а также современные физические процессы и механизмы, действующие как на ее поверхности, так и в недрах, изучение которых позволяет понять, каким образом происходило развитие нашей планеты в прошлом. Земля постоянно изменяется. Некоторые изменения происходят внезапно и весьма бурно (например, вулканические извержения, землетрясения или крупные наводнения), но чаще всего - медленно (за столетие сносится или накапливается слой осадков мощностью не более 30 см). Такие перемены не заметны на протяжении жизни одного человека, но накоплены некоторые сведения об изменениях за продолжительный срок, а при помощи регулярных точных измерений фиксируются даже незначительные движения земной коры. Например, таким образом установлено, что территория вокруг Великих озер (США и Канада) и Ботнического залива (Швеция) в настоящее время поднимается, а восточное побережье Великобритании - опускается и затапливается. Однако значительно более содержательная информация об этих изменениях заключается в самих горных породах, представляющих собой не просто совокупность минералов, а страницы биографии Земли, которые можно прочесть, если владеть языком, которым они написаны. Такая летопись Земли весьма продолжительна. История Земли началась одновременно с развитием Солнечной системы примерно 4,6 млрд. лет назад. Однако для геологической летописи характерны фрагментарность и неполнота, т.к. многие древние породы были разрушены или перекрыты более молодыми осадками. Пробелы должны восполняться посредством корреляции с событиями, происходившими в других местах и о которых имеется больше данных, а также методом аналогий и выдвижением гипотез. Относительный возраст пород определяется на основании комплексов содержащихся в них ископаемых остатков, а отложений, в которых такие остатки отсутствуют, - по взаимному расположению тех и других. Кроме того, абсолютный возраст почти всех пород может быть установлен геохимическими методами.
См. также РАДИОУГЛЕРОДНОЕ ДАТИРОВАНИЕ .
Геологические дисциплины. Геология выделилась в самостоятельную науку в 18 в. Современная геология подразделяется на ряд тесно взаимосвязанных отраслей. К ним относятся: геофизика, геохимия, историческая геология, минералогия, петрология, структурная геология, тектоника, стратиграфия, геоморфология, палеонтология, палеоэкология, геология полезных ископаемых. Существуют также несколько междисциплинарных областей исследований: морская геология, инженерная геология, гидрогеология, сельскохозяйственная геология и геология окружающей среды (экогеология). Геология тесно связана с такими науками, как гидродинамика, океанология, биология, физика и химия.
ПРИРОДА ЗЕМЛИ
Кора, мантия и ядро. Большая часть сведений о внутреннем строении Земли получена косвенно на основании интерпретации поведения сейсмических волн, которые регистрируются сейсмографами. В недрах Земли установлены два основных рубежа, на которых происходит резкая смена характера распространения сейсмических волн. Один из них, с сильной отражающей и преломляющей способностью, расположен на глубине 13-90 км от поверхности под материками и 4-13 км - под океанами. Он называется границей Мохоровичича, или поверхностью Мохо (М), и считается геохимической границей и зоной фазового перехода минералов под влиянием высокого давления. Эта граница разделяет земную кору и мантию. Второй рубеж находится на глубине 2900 км от поверхности Земли и соответствует границе мантии и ядра (рис. 1).

Температуры. На основании того, что из вулканов извергается расплавленная лава, сложилось представление, что недра Земли раскалены. По результатам температурных измерений в шахтах и нефтяных скважинах установлено, что с глубиной температура земной коры непрерывно повышается. Если бы такая тенденция сохранялась вплоть до ядра Земли, то его температура составила бы ок. 2925° С, т.е. значительно превышала бы точки плавления обычно встречающихся на земной поверхности пород. Однако на основании данных о распространении сейсмических волн считается, что большая часть недр Земли находится в твердом состоянии. Решение вопроса о температуре земных недр, тесно связанной с ранней историей Земли, имеет большое значение, но до сих пор он остается дискуссионным. Согласно одним теориям, Земля первоначально была раскаленной, а затем остыла, согласно другим - первоначально была холодной, а затем разогрелась под действием тепла, генерируемого в процессе распада радиоактивных элементов и высокого давления на глубине.
Земной магнетизм. Обычно считается, что магнитное поле создается внутри Земли, однако механизм его возникновения недостаточно ясен. Магнитное поле не может быть результатом постоянной намагниченности железного ядра Земли, поскольку температура уже на глубине нескольких десятков километров значительно ниже точки Кюри - температуры, при которой вещество утрачивает свои магнитные свойства. Кроме того, гипотеза постоянного магнита в фиксированном положении противоречит отмечаемым изменениям магнитного поля в настоящее время и в прошлом. Остаточная намагниченность сохраняется в осадочных и вулканических породах. Частички магнетита, осаждающиеся в спокойных водоемах, а также магнитные минералы в лавовых потоках при температуре ниже точки Кюри остывают и ориентируются по направлению силовых линий локального магнитного поля, существовавшего во время образования пород. Палеомагнитные исследования горных пород позволяют установить положение магнитных полюсов, которые существовали во время осадконакопления и оказывали воздействие на ориентировку магнитных частиц. Полученные результаты свидетельствуют о том, что либо магнитные полюса, либо участки земной коры со временем существенно меняли свое положение по отношению к оси вращения Земли (первое представляется маловероятным). Имеются также веские доказательства того, что материки перемещались относительно друг друга. Например, положения магнитного полюса, определенные по палеомагнитным данным для пород одного и того же возраста в Северной Америке, Европе и Австралии, пространственно не совпадают. Эти факты подтверждают гипотезу, согласно которой материки образовались из единого праматерика в результате его деления на отдельные части и последующего их раздвижения.
См. также ГЕОМАГНЕТИЗМ .
Гравитационное поле Земли. Гравитационными исследованиями установлено, что земная кора и мантия под воздействием дополнительных нагрузок прогибаются. Например, если земная кора всюду имела бы одинаковую мощность и плотность, то следовало бы ожидать, что в горах (где масса пород больше) действовала бы большая сила притяжения, чем на равнинах или в морях. Однако примерно с середины 18 в. было замечено, что гравитационное притяжение в горах и вблизи них меньше предполагаемого (если допустить, что горы представляют собой просто дополнительную массу земной коры). Этот факт объяснялся наличием "пустот", которые интерпретировались как разуплотнившиеся при нагревании породы или как соляное ядро гор. Такие объяснения оказались несостоятельными, и в 1850-х годах были предложены две новые гипотезы. В соответствии с первой гипотезой, земная кора состоит из блоков пород разных размеров и плотности, плавающих в более плотной среде. Основания всех блоков располагаются на одном уровне, а блоки, характеризующиеся низкой плотностью, должны быть большей высоты, чем блоки, имеющие высокую плотность. Горные сооружения принимались за блоки низкой плотности, а океанические бассейны - высокой (при одинаковой общей массе тех и других). Согласно второй гипотезе, плотность всех блоков одинакова и плавают они в более плотной среде, а различная высота поверхности объясняется их разной мощностью. Она известна как гипотеза горных корней, поскольку чем выше блок, тем глубже он погружен во вмещающую среду. В 1940-х годах были получены сейсмические данные, подтверждающие представление об утолщении земной коры в горных областях.
Изостазия. Всякий раз, когда на земную поверхность поступает дополнительная нагрузка (например, в результате осадконакопления, вулканизма или оледенения), земная кора прогибается и проседает, а когда эта нагрузка снимается (в результате денудации, таяния ледниковых покровов и пр.), земная кора поднимается. Этот компенсационный процесс, известный как изостазия, вероятно, реализуется посредством горизонтального переноса масс в пределах мантии, где может происходить периодическое расплавление материала. Установлено, что некоторые участки побережья Швеции и Финляндии за последние 9000 лет поднялись более чем на 240 м, главным образом вследствие таяния ледникового покрова. Поднятые побережья Великих озер в Северной Америке сформировались также в результате изостазии. Несмотря на действие таких компенсационных механизмов, крупные океанические впадины и некоторые дельты обнаруживают значительный дефицит массы, в то время как некоторые районы Индии и Кипр - существенный ее избыток.
Вулканизм. Происхождение лавы. В некоторых районах земного шара магма во время вулканических извержений изливается на земную поверхность в виде лавы. Многие вулканические островные дуги, по-видимому, связаны с системой глубинных разломов. Центры землетрясений располагаются примерно на глубине до 700 км от уровня земной поверхности, т.е. вулканический материал поступает из верхней мантии. На островных дугах он часто имеет андезитовый состав, а поскольку андезиты по своему составу сходны с континентальной земной корой, многие геологи считают, что континентальная кора в этих районах наращивается за счет поступления мантийного вещества. Вулканы, действующие вдоль океанических хребтов (например, Гавайского), извергают материал преимущественно базальтового состава. Эти вулканы, вероятно, сопряжены с мелкофокусными землетрясениями, глубина которых не превышает 70 км. Поскольку базальтовые лавы встречаются как на материках, так и вдоль океанических хребтов, некоторые геологи предполагают, что непосредственно под земной корой существует слой, из которого поступают базальтовые лавы.
См. также ВУЛКАНЫ . Однако неясно, почему в одних районах из мантийного вещества образуются и андезиты, и базальты, а в других - только базальты. Если, как теперь полагают, мантия действительно является ультраосновной породой (т.е. обогащена железом и магнием), то лавы, произошедшие из мантии, должны иметь базальтовый, а не андезитовый состав, поскольку минералы андезитов отсутствуют в ультраосновных породах. Это противоречие разрешает теория тектоники плит, согласно которой океаническая кора поддвигается под островные дуги и на определенной глубине плавится. Эти расплавленные породы и изливаются в виде андезитовых лав.
Источники тепла. Одной из нерешенных проблем проявления вулканической активности является определение источника тепла, необходимого для локального плавления базальтового слоя или мантии. Такое плавление должно быть узколокализованным, поскольку прохождение сейсмических волн показывает, что кора и верхняя мантия обычно находятся в твердом состоянии. Более того, тепловой энергии должно быть достаточно для плавления огромных объемов твердого материала. Например, в США в бассейне р.Колумбия (штаты Вашингтон и Орегон) объем базальтов более 820 тыс. км3; такие же крупные толщи базальтов встречаются в Аргентине (Патагония), Индии (плато Декан) и ЮАР (возвышенность Большое Кару). В настоящее время существуют три гипотезы. Одни геологи считают, что плавление обусловлено локальными высокими концентрациями радиоактивных элементов, но такие концентрации в природе кажутся маловероятными; другие предполагают, что тектонические нарушения в форме сдвигов и разломов сопровождаются выделением тепловой энергии. Существует еще одна точка зрения, согласно которой верхняя мантия в условиях высоких давлений находится в твердом состоянии, а когда вследствие трещинообразования давление падает, она плавится и по трещинам происходит излияние жидкой лавы.
Геохимия и состав Земли. Определение химического состава Земли является трудной задачей, поскольку ядро, мантия и большая часть коры недоступны для непосредственного опробования и наблюдений и делать выводы приходится на основе интерпретации косвенных данных и аналогий.
Земля как гигантский метеорит. Предполагают, что метеориты представляют собой обломки ранее существовавших планет, по своему составу и строению имевших сходство с Землей. Существует несколько типов метеоритов. Наиболее известны и довольно часто встречаются железные метеориты, состоящие из металлического железа и железо-никелевых сплавов, которые, как полагают, составляли ядра существовавших планет и по аналогии должны быть идентичны земному ядру по плотности, составу и магнитным свойствам. Второй тип - каменные метеориты, состоящие преимущественно из железо-магнезиальных силикатных минералов. Они более распространены по сравнению с железными метеоритами и по своей плотности соответствуют породам, слагающим мантию. По составу каменные метеориты очень близки к ультраосновным породам Земли. Третий тип - смешанные метеориты, имеющие в своем составе металлы и силикаты, что указывает на их генезис из переходного (от мантии к ядру) слоя ранее существовавшей планеты.
Плотность Земли. Средняя плотность Земли в 5,5 раз выше плотности воды, в 5 раз выше плотности Венеры и в 3,9 раза - Марса. Согласно оценкам, увеличение плотности с глубиной, которое хорошо согласуется с общей массой Земли, моментом инерции, сейсмическими свойствами и сжимаемостью, распределяется следующим образом. Средняя плотность земной коры (по крайней мере, в ее верхней части до глубины 32 км) составляет 3,32 г/см3, ниже поверхности Мохоровичича она непрерывно возрастает (эта закономерность несколько нарушается на уровнях 415 и 988 км). На глубине 2900 км проходит граница между мантией и внешним ядром, где прослеживается резкий скачок плотности от 5,68 до 9,57 г/см3. С этой отметки и до границы между внешним и внутренним ядром на глубине 5080 км плотность продолжает непрерывно увеличиваться (составляя 11,54 г/см3 на глубине 4830 км). Плотность внутреннего ядра оценивается от 14 до 17 г/см3.
Земля как гигантская доменная печь. Некоторые геологи полагают, что если Земля некогда находилась в расплавленном состоянии, то вполне вероятно, что этот расплавленный материал разделялся на слои разного состава подобно тому, как это происходит в доменной печи, когда на дне скапливается металл, выше - сульфиды, а еще выше - силикаты. Возможно, недра Земли делятся в такой же последовательности на металлическое ядро и сульфидную и силикатную оболочки. Однако никаких признаков сульфидного слоя не было обнаружено.
Состав земной коры. Большая часть земной коры не доступна для изучения, потому что она перекрыта более молодыми осадочными породами, скрыта водами морей и океанов и даже если где-то выходит на поверхность, отбор образцов может быть выполнен из относительно небольших толщ. Более того, разнообразие горных пород и минералов и разная степень их участия в строении Земли затрудняют или делают невозможным получение репрезентативных проб. Любые количественные показатели или осредненные данные о химическом и минералогическом составе земной коры представляют грубое приближение к истинной характеристике. С большей или меньшей степенью достоверности общее представление о химическом составе земной коры было составлено на основании анализа более 5000 проб изверженных (магматических) пород. Установлено, что на 99% она состоит из 12 элементов. Их участие в весовых процентах распределяется следующим образом: кислород (46,6), кремний (27,7), алюминий (8,1), железо (5,0), кальций (3,6), натрий (2,8), магний (2,6), титан (2,1), марганец (0,4), фосфор (0,1), сера и углерод (вместе менее 0,1). Очевидно, что в земной коре преобладает кислород, поэтому 10 наиболее распространенных металлов присутствуют в форме оксидов. Однако обычно минералы, слагающие породы, представлены не простыми, а сложными оксидами, в состав которых входят несколько металлов. Поскольку одним из самых распространенных элементов на Земле является кремний, многие минералы представляют собой разнообразные сложные силикаты. Сочетание минералов в разных количественных пропорциях формирует многообразие горных пород.
Химический состав атмосферы. Современная атмосфера представляет собой результат медленной и продолжительной утраты в ходе вулканической деятельности и других процессов первоначальной атмосферы Земли. Примерно 3,1-2,7 млрд. лет назад с началом выделения больших количеств углекислого газа и водяных паров появились условия для жизнедеятельности первых растений, осуществляющих процесс фотосинтеза. Большие количества кислорода, выделявшиеся в атмосферу растениями, сначала расходовались на окисление металлов, о чем свидетельствует широкое распространение на земном шаре докембрийских железных руд. 1,6 млрд. лет назад содержание свободного кислорода в атмосфере достигло примерно 1% его современного количества, что позволило зародиться примитивным животным организмам. По-видимому, первозданная атмосфера имела восстановительный характер, тогда как современная, вторичная, атмосфера характеризуется окислительными свойствами. Постепенно ее химический состав менялся благодаря продолжающейся вулканической деятельности и эволюции органического мира.
Химический состав океанов. Предполагают, что первоначально на Земле вода отсутствовала. По всей вероятности, современные воды на поверхности Земли имеют вторичное происхождение, т.е. высвободились в виде пара из минералов земной коры и мантии в результате вулканической деятельности, а не были образованы путем соединения свободных молекул кислорода и водорода. Если бы морская вода постепенно накапливалась, то объем Мирового океана должен был бы непрерывно увеличиваться, однако прямые геологические доказательства этого обстоятельства отсутствуют; это означает, что океаны существовали на протяжении всей геологической истории Земли. Изменение химического состава океанических вод происходило постепенно.
Сиаль и сима. Существует разница между породами коры, которые подстилают континенты, и породами, залегающими под дном океанов. Состав континентальной коры соответствует гранодиориту, т.е. породе, состоящей из калиевого и натриевого полевого шпата, кварца и небольших количеств железо-магнезиальных минералов. Океаническая кора соответствует базальтам, состоящим из кальциевого полевого шпата, оливина и пироксена. Породы континентальной коры характеризуются светлой окраской, низкой плотностью и обычно кислым составом, часто их называют сиаль (по преобладанию Si и Al). Породы океанической коры отличаются темной окраской, высокой плотностью и основным составом, их называют сима (по преобладанию Si и Mg). Считается, что породы мантии имеют ультраосновной состав и состоят из оливина и пироксена. В современной российской научной литературе термины "сиаль" и "сима" не используются, т.к. считаются устаревшими.
ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ
Геологические процессы подразделяются на экзогенные (разрушительные и аккумулятивные) и эндогенные (тектонические).
РАЗРУШИТЕЛЬНЫЕ ПРОЦЕССЫ
Денудация. Действие водотоков, ветра, ледников, морских волн, морозного выветривания и химического растворения приводят к разрушению и снижению поверхности материков (рис. 2). Продукты разрушения под действием гравитационных сил сносятся в океанические впадины, где происходит их накопление. Таким образом происходит усреднение состава и плотности пород, слагающих материки и котловины океанов, и уменьшение амплитуды рельефа Земли.

Ежегодно 32,5 млрд. т обломочного материала и 4,85 млрд. т растворенных солей выносится с материков и отлагается в морях и океанах, в результате чего вытесняется примерно 13,5 км3 морской воды. Если бы такие темпы денудации сохранились и в будущем, материки (объем надводной части которых 126,6 млн. км3) через 9 млн. лет превратились бы в почти плоские равнины - пенеплены. Такая пенепленизация (выравнивание) рельефа возможна лишь теоретически. В действительности изостазические поднятия компенсируют потери за счет денудации, а некоторые породы настолько прочны, что практически не поддаются разрушению. Континентальные отложения перераспределяются в результате совместного действия выветривания (разрушения пород), денудации (механического сноса пород под воздействием текучих вод, ледников, ветра и волновых процессов) и аккумуляции (отложения рыхлого материала и образования новых пород). Все эти процессы действуют лишь до определенного уровня (обычно уровня моря), который рассматривается как базис эрозии. При транспортировке рыхлые осадки сортируются по размеру, форме и плотности. В результате кварц, содержание которого в исходной породе может составлять всего несколько процентов, образует однородную толщу кварцевых песков. Аналогичным образом частицы золота и некоторых других тяжелых минералов, содержащих, например, олово и титан, концентрируются в руслах водотоков или на отмелях и образуют россыпные месторождения, а тонкозернистый материал отлагается в виде илов и затем превращается в глинистые сланцы. Такие компоненты, как, например, магний, натрий, кальций и калий, растворяются и выносятся поверхностными и грунтовыми водами, а затем осаждаются в пещерах и других полостях или поступают в морские воды.
Стадии развития эрозионного рельефа. Рельеф служит показателем стадии выравнивания (или пенепленизации) материков. В горах и районах, испытавших интенсивное поднятие, эрозионные процессы протекают наиболее активно. Такие районы характеризуются быстрым врезанием речных долин и увеличением их длины в верхнем течении, а ландшафт соответствует молодой, или юной, стадии эрозии. В других районах, где амплитуда высот невелика и в основном прекратилась эрозия, крупные реки преимущественно переносят влекомые и взвешенные наносы. Такой рельеф присущ зрелой стадии эрозии. На участках с незначительными амплитудами высот, где поверхность суши ненамного превышает уровень моря, преобладают аккумулятивные процессы. Там река обычно течет несколько выше общего уровня низкой равнины в естественном возвышении, сложенном осадочным материалом, и образует в приустьевой зоне дельту. Это самый древний эрозионный рельеф. Однако не все районы находятся на одной и той же стадии развития эрозии и имеют одинаковый облик. Формы рельефа весьма различаются в зависимости от климатических и погодных условий, состава и строения местных пород и характера эрозионного процесса (рис. 3, 4).

Перерывы эрозионных циклов. Отмеченная последовательность эрозионных процессов справедлива в отношении материков и океанических бассейнов, находящихся в статических условиях, однако на самом деле они подвержены многим динамическим процессам. Эрозионный цикл может быть прерван под влиянием изменений уровня моря (например, в связи с таянием ледниковых покровов) и высоты материков (например, в результате горообразования, разломной тектоники и вулканической деятельности). В Иллинойсе (США) морены перекрыли зрелый доледниковый рельеф, придав ему типичный молодой облик. В Большом каньоне Колорадо перерыв эрозионного цикла был обусловлен поднятием суши до отметки 2400 м. По мере поднятия территории р.Колорадо постепенно врезалась в свою пойму и оказалась ограниченной бортами долины. В результате этого перерыва образовались наложенные меандры, свойственные древним долинам рек, существующих в условиях молодого рельефа (рис. 5). В пределах плато Колорадо меандры врезаны на глубину 1200 м. Глубокие меандры р.Саскуэханна, которые прорезают горы Аппалачи, также свидетельствуют о том, что этот район некогда представлял собой низменность, которую пересекала "дряхлая" река.

АККУМУЛЯТИВНЫЕ ПРОЦЕССЫ
Осадконакопление - один из важнейших геологических процессов, в результате которого образуются новые породы. Материал, снесенный с суши, в конечном итоге накапливается в морях и океанах, где формируются толщи песка, алевритов и глины. Обычно алевриты и глинистые отложения осаждаются на морском дне дальше от берега. При последующем поднятии этих районов они преобразуются в глинистые сланцы. Пески отлагаются преимущественно на пляжах и в конце концов преобразуются в песчаники. Если продукты разрушения не подвергаются сортировке, то со временем они превращаются в конгломераты. Химические соединения, переносимые в растворах, пополняют запасы веществ, необходимых для жизнедеятельности морских растений и животных. Например, кальций используется для построения известковых раковин и оболочек, а вместе с фосфором - для построения костей и зубов животных; железо принимает участие в кроветворении у рыб и других животных, а кобальт является компонентом витамина В12. Когда животные умирают, их раковины и скелеты, состоящие из карбоната кальция, оседают на морском дне, а при последующем поднятии территории обнажаются в виде толщ известняка. Кроме того, химические вещества могут непосредственно осаждаться при испарении морской воды. Именно таким способом образуются месторождения поваренной соли. Если органические вещества накапливаются в континентальных условиях, формируются залежи каменного угля, а в морских - образуется нефть. Большей частью такого рода осадконакопление происходит на материковых окраинах и влечет за собой увеличение их площадей за счет наращивания дельт, шельфов и рифов. Именно в этих условиях формируются биогенные карбонатные осадки. Поскольку основная часть снесенного материала оседает как раз в полосе прибрежного мелководья, эта зона при небольшом понижении уровня моря может оказаться в субаэральных условиях. Лишь незначительная часть обломочного терригенного материала выносится далеко за пределы шельфа (рис. 6).

ТЕКТОНИКА
Давно установлено, что горы формируются в результате образования складок и разломов и тектонических поднятий осадочных толщ, которые накапливались на дне моря. Кроме того, имеется много доказательств, что районы наиболее интенсивных тектонических нарушений приурочены к прибрежным зонам морей, где мощность осадков наибольшая. Горообразование (орогенез) - один из важнейших процессов формирования рельефа Земли, в результате которого осадочные толщи, снесенные с материков, вновь подвергаются тектоническим поднятиям. Наблюдения в современных горных районах свидетельствуют о том, что в развитии рельефа можно выделить несколько четких этапов.
Образование геосинклиналей. Предполагают, что горообразование начинается с накопления мощных осадочных толщ в геосинклиналях - крупных вытянутых впадинах земной коры. Большинство из них испытывало медленное длительное погружение (в течение 50-100 млн. лет) и заполнение осадками мощностью иногда до 9 км. Установлено, что масштабы и темпы этих процессов сильно различались в пределах одной впадины и даже имели разную направленность: в то время как одна ее часть активно погружалась, другая находилась в относительно стабильных условиях и там не накапливались осадки. В образовании геосинклиналей и осадконакоплении прослеживается определенная цикличность: трансгрессии морей регулярно чередовались с регрессиями. Некоторые горные страны состоят из внутренних хребтов, сложенных складчатыми осадочными толщами, и параллельных им внешних хребтов, сложенных преимущественно вулканическими породами. Не исключено, что эти хребты формировались в разных геосинклинальных впадинах, но были взаимосвязаны. Впадины с осадочными породами называют миогеосинклиналями, а с вулканическими - эвгеосинклиналями. Взаимное положение этих двух типов было постоянным: эвгеосинклинали были обращены к морю, а миогеосинклинали располагались между эвгеосинклиналями и сушей. Обычно процессы горообразования сначала охватывали эвгеосинклинали, а затем - миогеосинклинали. Береговые хребты Вашингтона и Орегона и горы Сьерра-Невада в Калифорнии соответствовали эвгеосинклинальной зоне. Такой же генезис имеют Аппалачи, горы Новой Англии (в т.ч. Уайт-Маунтинс) и Пидмонт. Напротив, с миогеосиклиналями были связаны Скалистые горы в пределах Монтаны, Вайоминга и Колорадо, а также зона Долин и Хребтов в Пенсильвании и Теннеси.
Преобразование геосинклиналей. На определенных стадиях развития в геосинклиналях происходит образование складок и разломов, а заполняющие осадки метаморфизуются под воздействием высоких температур и давлений. Проявляются процессы сжатия, направленного под прямым углом к оси впадин, что сопровождается деформациями осадочных толщ.

Современные геосинклинали - это впадины вдоль островов Ява и Суматра, желобов Тонга - Кермадек, Пуэрто-Рико и др. Возможно, их дальнейшее прогибание тоже приведет к образованию гор. По мнению многих геологов, побережье Мексиканского залива в пределах США тоже представляет собой современную геосинклиналь, хотя, судя по данным бурения, признаки горообразования там не выражены. Активные проявления современной тектоники и горообразования наиболее четко наблюдаются в молодых горных странах - Альпах, Андах, Гималаях и Скалистых горах.
Тектонические поднятия. На заключительных стадиях развития геосинклиналей, когда горообразование завершается, происходит интенсивное общее поднятие материков; в пределах горных стран на этой стадии рельефообразования происходят дизъюнктивные дислокации (смещение отдельных блоков горных пород по линиям разломов).
ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ ВРЕМЯ
Стратиграфическая шкала. Стандартная шкала геологического времени (или геологическая колонка) - результат систематического изучения осадочных пород в разных районах земного шара. Поскольку большинство ранних работ проводилось в Европе, стратиграфическая последовательность отложений этого региона была принята в качестве эталона и для других районов. Однако в силу различных причин эта шкала имеет недостатки и пробелы, поэтому она постоянно уточняется. Шкала очень подробна для более молодых геологических периодов, но ее детальность существенно снижается для более древних. Это неизбежно, поскольку геологическая летопись наиболее полна для событий недавнего прошлого и становится более фрагментарной с увеличением возраста отложений. Стратиграфическая шкала основана на учете ископаемых организмов, которые служат единственным надежным критерием для межрегиональных корреляций (особенно дальних). Установлено, что некоторые ископаемые соответствуют строго определенному времени и поэтому считаются руководящими. Породы, содержащие эти руководящие формы и их комплексы, занимают строго определенное стратиграфическое положение. Значительно труднее проводить корреляции для палеонтологически немых пород, не содержащих ископаемых организмов. Поскольку хорошо сохранившиеся раковины встречаются только начиная с кембрийского периода (примерно 570 млн. лет назад), докембрийское время, охватывающее ок. 85% геологической истории, нельзя изучить и подразделить столь же детально, как более молодые эпохи. Для межрегиональных корреляций палеонтологически немых пород используются геохимические методы датирования. В случае необходимости в стандартную стратиграфическую шкалу вводились изменения, отражающие региональную специфику. Например, в Европе выделяется каменноугольный период, а в США ему соответствуют два - миссисипский и пенсильванский. Повсеместно возникают трудности при корреляции местных стратиграфических схем с международной геохронологической шкалой. Международная комиссия по стратиграфии помогает решать эти проблемы и устанавливает нормативы для стратиграфической номенклатуры. Она настоятельно рекомендует использовать при геологической съемке местные стратиграфические подразделения, а для сравнения сопоставлять их с международной геохронологической шкалой. Некоторые ископаемые имеют очень широкое, почти глобальное распространение, а другие - узко региональное. Эры - самые крупные подразделения истории Земли. Каждая из них объединяет несколько периодов, характеризующихся развитием определенных классов древних организмов. Массовое вымирание различных групп организмов происходило в конце каждой эры. Например, трилобиты исчезли в конце палеозоя, а динозавры - в конце мезозоя. Причины этих катастроф еще не выяснены. Это могли быть критические стадии генетической эволюции, пики космического излучения, выбросы вулканических газов и пепла, а также очень резкие изменения климата. Имеются доводы в поддержку каждой из этих гипотез. Однако постепенное исчезновение большого числа семейств и классов животных и растений к концу каждой эры и появление новых с началом следующей эры все еще остается одной из загадок геологии. Не увенчались успехом попытки связать массовую гибель животных на завершающих этапах палеозоя и мезозоя с глобальными циклами горообразования.
Геохронология и шкала абсолютного возраста. Стратиграфическая шкала отражает лишь последовательность напластования пород и потому может использоваться только для обозначения относительного возраста различных слоев (рис. 9). Возможность установления абсолютного возраста пород появилась после открытия радиоактивности. До этого абсолютный возраст пытались оценить другими методами, например, путем анализа содержания солей в морской воде. При допущении, что оно соответствует твердому стоку рек земного шара, может быть измерен минимальный возраст морей. На основании предположения, что изначально океаническая вода не содержала примесей солей, и учета темпов их поступления возраст морей оценивался в широких пределах - от 20 млн. до 200 млн. лет. Кельвин оценил возраст слагающих Землю пород в 100 млн. лет, поскольку, по его мнению, столько времени понадобилось на то, чтобы изначально расплавленная Земля остыла до нынешней температуры ее поверхности.

Если не считать этих попыток, первые геологи довольствовались определением относительного возраста пород и геологических событий. Без всяких объяснений допускалось, что прошло довольно много времени с момента возникновения Земли до формирования различных типов отложений в результате процессов, которые действуют и поныне. И лишь когда ученые стали измерять скорости радиоактивного распада, у геологов появились "часы" для определения абсолютного и относительного возраста пород, содержащих радиоактивные элементы. Темпы радиоактивного распада некоторых элементов незначительны. Это позволяет определять возраст древних событий путем измерения содержания таких элементов и продуктов их распада в конкретном образце. Поскольку скорость радиоактивного распада не зависит от параметров окружающей среды, можно определять возраст пород, находящихся в любых геологических условиях. Наиболее часто применяются уран-свинцовый и калий-аргоновый методы. Уран-свинцовый метод позволяет произвести точное датирование на основе замеров концентрации радиоизотопов тория (232Th) и урана (235U и 238U). При радиоактивном распаде образуются изотопы свинца (208Pb, 207Pb и 206Pb). Однако породы, содержащие эти элементы в достаточных количествах, встречаются довольно редко. Калий-аргоновый метод базируется на весьма медленном радиоактивном превращении изотопа 40K в 40Ar, что позволяет датировать события, имеющие возраст в несколько миллиардов лет, по соотношению в породах этих изотопов. Значительное преимущество калий-аргонового метода заключается в том, что калий, весьма распространенный элемент, присутствует в минералах, образованных во всех геологических обстановках - вулканической, метаморфической и осадочной. Однако возникающий в результате радиоактивного распада инертный газ аргон химически не связан и происходит его утечка. Следовательно, для датирования могут быть надежно использованы только те минералы, в которых он хорошо удерживается. Несмотря на этот недостаток, калий-аргоновый метод используется весьма широко. Абсолютный возраст самых древних пород на планете составляет 3,5 млрд. лет. В земной коре всех материков представлены очень древние породы, поэтому вопрос, какой из них самый древний, даже не возникает. Возраст метеоритов, упавших на Землю, по определениям калий-аргоновым и уран-свинцовым методами, составляет примерно 4,5 млрд. лет. По оценкам геофизиков, основывающимся на данных уран-свинцового метода, Земля тоже имеет возраст ок. 4,5 млрд. лет. Если эти оценки верны, то в геологической летописи имеется пробел в 1 млрд. лет, соответствующий важному раннему этапу эволюции Земли. Возможно, самые ранние свидетельства были уничтожены или стерты каким-либо образом, когда Земля находилась в расплавленном состоянии. Вполне вероятно также, что древнейшие породы Земли были денудированы или перекристаллизовались за многие миллионы лет.
ИСТОРИЧЕСКАЯ ГЕОЛОГИЯ
Архейская эра. Самые древние породы, обнажающиеся на поверхности материков, образовались в архейскую эру. Распознавание этих пород затруднено, поскольку их выходы рассредоточены и в большинстве случаев перекрыты мощными толщами более молодых пород. Там, где эти породы обнажаются, они настолько метаморфизованы, что зачастую нельзя восстановить их исходный характер. Во время многочисленных продолжительных этапов денудации были разрушены мощные толщи этих пород, а сохранившиеся содержат очень мало ископаемых организмов и поэтому их корреляция затруднительна или вообще невозможна. Интересно отметить, что самые древние известные архейские породы, вероятно, представляют собой сильно метаморфизованные осадочные породы, а более древние породы, перекрытые ими, были расплавлены и разрушены в результате многочисленных магматических интрузий. Поэтому до сих пор не обнаружены следы первичной земной коры. В Северной Америке имеются два больших ареала выходов на поверхность архейских пород. Первый из них - Канадский щит - расположен в центральной Канаде по обе стороны Гудзонова залива. Хотя местами архейские породы перекрыты более молодыми, на большей части территории Канадского щита они слагают дневную поверхность. Древнейшие известные в этом районе породы представлены мраморами, аспидными и кристаллическими сланцами, переслаивающимися с лавами. Первоначально здесь были отложены известняки и глинистые сланцы, впоследствии запечатанные лавами. Затем эти породы испытали воздействие мощных тектонических движений, которые сопровождались крупными гранитными интрузиями. В конечном итоге толщи осадочных пород подверглись сильному метаморфизму. После длительного периода денудации эти сильно метаморфизованные породы местами были выведены на поверхность, но общий фон составляют граниты. Выходы архейских пород имеются также в Скалистых горах, где слагают гребни многих хребтов и отдельные вершины, например Пайкс-Пик. Более молодые породы там разрушены денудацией. В Европе архейские породы обнажаются на территории Балтийского щита в пределах Норвегии, Швеции, Финляндии и России. Они представлены гранитами и сильно метаморфизованными осадочными породами. Такие же выходы архейских пород имеются на юге и юго-востоке Сибири, в Китае, западной Австралии, Африке и на северо-востоке Южной Америки. Древнейшие следы жизнедеятельности бактерий и колоний одноклеточных сине-зеленых водорослей Collenia были обнаружены в архейских породах южной Африки (Зимбабве) и провинции Онтарио (Канада).
Протерозойская эра. В начале протерозоя после длительного периода денудации суша была в значительной степени разрушена, отдельные части материков испытали погружение и были затоплены мелководными морями, а некоторые низменные котловины начали заполняться континентальными отложениями. В Северной Америке самые значительные выходы протерозойских пород имеются в четырех районах. Первый из них приурочен к южной части Канадского щита, где мощные толщи глинистых сланцев и песчаников рассматриваемого возраста обнажаются вокруг оз. Верхнего и северо-восточнее оз. Гурон. Эти породы имеют как морское, так и континентальное происхождение. Их распределение указывает на то, что положение мелководных морей на протяжении протерозоя значительно менялось. Во многих местах морские и континентальные осадки переслаиваются с мощными лавовыми толщами. По окончании осадконакопления происходили тектонические движения земной коры, протерозойские породы претерпевали складкообразование и формировались крупные горные системы. В предгорных районах к востоку от Аппалачей имеются многочисленные выходы протерозойских пород. Первоначально они отлагались в виде пластов известняков и глинистых сланцев, а затем во время орогенеза (горообразования) метаморфизовались и превратились в мрамора, аспидные и кристаллические сланцы. В районе Большого каньона мощная толща протерозойских песчаников, глинистых сланцев и известняков несогласно перекрывает архейские породы. В северной части Скалистых гор была отложена толща протерозойских известняков мощностью ок. 4600 м. Хотя протерозойские образования в этих районах испытали воздействие тектонических движений и были смяты в складки и разбиты разломами, эти подвижки были недостаточно интенсивными и не могли привести к метаморфизации пород. Поэтому там сохранились исходные осадочные текстуры. В Европе значительные выходы протерозойских пород имеются в пределах Балтийского щита. Они представлены сильно метаморфизованными мраморами и аспидными сланцами. На северо-западе Шотландии мощная толща протерозойских песчаников перекрывает архейские граниты и кристаллические сланцы. Обширные выходы протерозойских пород встречаются на западе Китая, в центральной Австралии, южной Африке и центральной части Южной Америки. В Австралии указанные породы представлены мощной толщей неметаморфизованных песчаников и глинистых сланцев, а в восточной Бразилии и южной Венесуэле - сильно метаморфизованными аспидными и кристаллическими сланцами. Ископаемые сине-зеленые водоросли Collenia весьма широко распространены на всех материках в неметаморфизованных известняках протерозойского возраста, где также обнаружены немногочисленные обломки раковин примитивных моллюсков. Однако остатки животных очень редки, и это свидетельствует о том, что большинство организмов отличалось примитивным строением и еще не имело твердых оболочек, которые сохраняются в ископаемом состоянии. Хотя следы ледниковых периодов фиксируются для ранних этапов истории Земли, обширное оледенение, имевшее почти глобальное распространение, отмечается только в самом конце протерозоя.
Палеозойская эра. После того, как суша пережила длительный период денудации в конце протерозоя, некоторые ее территории испытали прогибание и были затоплены мелководными морями. В результате денудации возвышенных участков осадочный материал сносился водными потоками в геосинклинали, где накопились толщи палеозойских осадочных пород мощностью более 12 км. В Северной Америке в начале палеозойской эры образовались две крупные геосинклинали. Одна из них, называемая Аппалачской, протянулась от северной части Атлантического океана через юго-восточную Канаду и далее на юг к Мексиканскому заливу вдоль оси современных Аппалачей. Другая геосинклиналь соединяла Северный Ледовитый океан с Тихим, проходя несколько восточнее Аляски на юг через восточную часть Британской Колумбии и западную часть Альберты, далее через восточную Неваду, западную Юту и южную Калифорнию. Таким образом Северная Америка была разделена на три части. В отдельные периоды палеозоя ее центральные районы отчасти затоплялись и обе геосинклинали соединялись мелководными морями. В другие периоды в результате изостатических поднятий суши или колебаний уровня Мирового океана происходили морские регрессии, и тогда в геосинклиналях откладывался терригенный материал, смытый из сопредельных возвышенных районов. В палеозое сходные условия существовали и на других материках. В Европе огромные моря периодически затопляли Британские о-ва, территории Норвегии, Германии, Франции, Бельгии и Испании, а также обширную область Восточно-Европейской равнины от Балтийского моря до Уральских гор. Крупные выходы палеозойских пород имеются также в Сибири, Китае и северной Индии. Они являются коренными породами в большинстве районов восточной Австралии, северной Африки, а также в северных и центральных районах Южной Америки. Палеозойская эра делится на шесть периодов неодинаковой продолжительности, чередующихся с кратковременными этапами изостатических поднятий или морских регрессий, во время которых в пределах материков осадкообразование не происходило (рис. 9, 10).

Кембрийский период - самый ранний период палеозойской эры, названный по латинскому названию Уэльса (Камбрия), где впервые были изучены породы этого возраста. В Северной Америке в кембрии обе геосинклинали были затоплены, а во второй половине кембрия центральная часть материка занимала столь низкое положение, что оба прогиба соединялись мелководным морем и там накапливались слои песчаников, глинистых сланцев и известняков. В Европе и Азии происходила крупная морская трансгрессия. Эти части света были в значительной степени затоплены. Исключение составляли три крупных обособленных массива суши (Балтийский щит, Аравийский п-ов и южная Индия) и ряд небольших изолированных участков суши в южной Европе и южной Азии. Менее крупные морские трансгрессии происходили в Австралии и центральной части Южной Америки. Кембрий отличался довольно спокойными тектоническими обстановками. В отложениях этого периода сохранились первые многочисленные ископаемые, свидетельствующие о развитии жизни на Земле. Хотя наземные растения или животные не отмечены, мелководные эпиконтинентальные моря и затопленные геосинклинали изобиловали многочисленными беспозвоночными животными и водными растениями. Наиболее необычные и интересные животные того времени - трилобиты (рис. 11), класс вымерших примитивных членистоногих, были широко распространены в кембрийских морях. Их известково-хитиновые панцири обнаружены в породах этого возраста на всех материках. Кроме того, существовало много типов плеченогих (брахиопод), моллюсков и других беспозвоночных. Таким образом, в кембрийских морях присутствовали все основные формы беспозвоночных организмов (за исключением кораллов, мшанок и пелеципод).

В конце кембрийского периода большая часть суши испытала поднятие и произошла кратковременная морская регрессия. Ордовикский период - второй период палеозойской эры (называющийся по имени кельтского племени ордовиков, населявшего территорию Уэльса). В этот период материки снова испытали прогибание, в результате чего геосинклинали и низменные котловины превратились в мелководные моря. В конце ордовика ок. 70% территории Северной Америки было затоплено морем, в котором отложились мощные толщи известняков и глинистых сланцев. Морем были покрыты также значительные территории Европы и Азии, частично - Австралия и центральные районы Южной Америки. Все кембрийские беспозвоночные продолжали развиваться и в ордовике. Кроме того, появились кораллы, пелециподы (двустворчатые моллюски), мшанки и первые позвоночные. В Колорадо в ордовикских песчаниках обнаружены фрагменты самых примитивных позвоночных - бесчелюстных (остракодерм), у которых отсутствовали настоящие челюсти и парные конечности, а передняя часть тела была покрыта костными пластинками, образующими защитный панцирь. На основе палеомагнитного изучения пород установлено, что на протяжении большей части палеозоя Северная Америка располагалась в экваториальной зоне. Ископаемые организмы и широко распространенные известняки этого времени свидетельствуют о господстве в ордовике теплых мелководных морей. Австралия располагалась близ Южного полюса, а северо-западная Африка - в районе самого полюса, что подтверждается запечатлевшимися в ордовикских породах Африки признаками широкого распространения оледенения. В конце ордовикского периода в результате тектонических движений происходили поднятие материков и морская регрессия. Местами коренные кембрийские и ордовикские породы испытали процесс складкообразования, который сопровождался ростом гор. Этот древнейший этап орогенеза носит название каледонской складчатости.
Силурийский период. Впервые породы этого периода были изучены также в Уэльсе (название периода происходит от кельтского племени силуров, населявшего этот регион). После тектонических поднятий, ознаменовавших окончание ордовикского периода, наступил денудационный этап, а затем в начале силура материки снова испытали прогибание, а моря затопили низменные районы. В Северной Америке в раннем силуре площадь морей существенно сократилась, однако в среднем силуре они заняли почти 60% ее территории. Сформировалась мощная толща морских известняков ниагарской формации, получившей свое название от Ниагарского водопада, порог которого она слагает. В позднем силуре площади морей сильно сократились. В полосе, простирающейся от современного штата Мичиган до центральной части штата Нью-Йорк, накапливались мощные соленосные пласты. В Европе и Азии силурийские моря были широко распространены и занимали почти те же территории, что и кембрийские моря. Незатопленными оставались те же изолированные массивы, что и в кембрии, а также значительные территории северного Китая и Восточной Сибири. В Европе мощные известняковые толщи накапливались по периферии южной оконечности Балтийского щита (в настоящее время они частично затоплены Балтийским морем). Небольшие моря были распространены в восточной Австралии, северной Африке и в центральных районах Южной Америки. В силурийских породах обнаружены в общем те же основные представители органического мира, что и в ордовикских. Наземные растения в силуре еще не появились. Среди беспозвоночных гораздо более обильными стали кораллы, в результате жизнедеятельности которых во многих районах сформировались массивные коралловые рифы. Трилобиты, столь характерные для кембрийских и ордовикских пород, утрачивают свое доминирующее значение: их становится меньше как в количественном, так и видовом отношениях. В конце силура появилось множество крупных водных членистоногих, называемых эвриптеридами, или ракоскорпионами. Силурийский период в Северной Америке завершился без крупных тектонических подвижек. Однако в Западной Европе в это время образовался пояс каледонид. Эта горная цепь простиралась на территории Норвегии, Шотландии и Ирландии. Орогенез происходил также в северной Сибири, в результате чего ее территория была так высоко поднята, что больше уже никогда не затоплялась. Девонский период назван по имени графства Девон в Англии, где впервые были изучены породы этого возраста. После денудационного перерыва отдельные районы материков снова испытали погружение и были затоплены мелководными морями. В северной Англии и частично в Шотландии молодые каледониды препятствовали проникновению моря. Однако их разрушение привело к накоплению мощных толщ терригенных песчаников в долинах предгорных рек. Эта формация древних красных песчаников известна хорошо сохранившимися ископаемыми рыбами. Южная Англия в это время была покрыта морем, в котором отлагались мощные толщи известняков. Значительные территории на севере Европы были тогда затоплены морями, в которых накапливались слои глинистых сланцев и известняков. При врезании Рейна в эти толщи в районе массива Эйфель образовались живописные утесы, которые поднимаются по берегам долины. Девонские моря покрывали многие районы европейской части России, южной Сибири и южного Китая. Обширный морской бассейн затопил центральную и западную Австралию. Эта территория не покрывалась морем с кембрийского периода. В Южной Америке морская трансгрессия распространилась на некоторые центральные и западные районы. Кроме того, существовал узкий субширотный прогиб в Амазонии. В Северной Америке очень широко распространены девонские породы. На протяжении большей части этого периода существовали два крупных геосинклинальных бассейна. В среднем девоне морская трансгрессия распространилась на территорию современной долины р. Миссисипи, где накопилась многослойная толща известняков. В верхнем девоне мощные горизонты сланцев и песчаников сформировались в восточных районах Северной Америки. Эти обломочные толщи соответствуют этапу горообразования, начавшемуся в конце среднего девона и продолжавшемуся до окончания этого периода. Горы простирались вдоль восточного крыла Аппалачской геосинклинали (от современных юго-восточных районов США до юго-восточной Канады). Этот регион был сильно поднят, его северная часть претерпела складкообразование, затем там произошли обширные гранитные интрузии. Этими гранитами сложены горы Уайт-Маунтинс в Нью-Гэмпшире, Стоун-Маунтин в Джорджии и ряд других горных сооружений. Верхнедевонские, т.н. Акадские, горы были переработаны денудационными процессами. В результате к западу от Аппалачской геосинклинали накопилась слоистая толща песчаников, мощность которых местами превышает 1500 м. Они широко представлены в районе гор Кэтскилл, откуда и пошло название песчаников Кэтскилл. В меньших масштабах горообразование в это же время проявилось в некоторых районах Западной Европы. Орогенез и тектонические поднятия земной поверхности послужили причиной морской регрессии в конце девонского периода. В девоне произошли некоторые важные события в эволюции жизни на Земле. Во многих районах земного шара были обнаружены первые бесспорные находки наземных растений. Так, например, в окрестностях Гилбоа (шт. Нью-Йорк) было найдено много видов папоротникообразных, включая гигантские древовидные. Среди беспозвоночных были широко распространены губки, кораллы, мшанки, брахиоподы и моллюски (рис. 12). Существовало несколько типов трилобитов, хотя их численность и видовое разнообразие значительно сократились по сравнению с силуром. Девон часто называют "веком рыб" благодаря пышному расцвету этого класса позвоночных. Хотя еще существовали примитивные бесчелюстные, преобладать стали более совершенные формы. Акулообразные рыбы достигали в длину 6 м. В это время появились двоякодышащие рыбы, у которых плавательный пузырь трансформировался в примитивные легкие, что позволяло им существовать какое-то время на суше, а также кистеперые и лучеперые. В верхнем девоне обнаружены первые следы наземных животных - крупных саламандроподобных земноводных, называемых стегоцефалами. Особенности скелета показывают, что они развились из двоякодышащих рыб путем дальнейшего усовершенствования легких и видоизменения плавников и превращения их в конечности.

Каменноугольный период. После некоторого перерыва материки снова испытали погружение и их низменные участки превратились в мелководные моря. Так начался каменноугольный период, получивший свое название по широкому распространению угольных залежей как в Европе, так и в Северной Америке. В Америке его ранний этап, характеризовавшийся морскими обстановками, раньше называли миссисипским по мощной толще известняков, сформировавшейся в пределах современной долины р. Миссисипи, а теперь его относят к нижнему отделу каменноугольного периода. В Европе на протяжении всего каменноугольного периода территории Англии, Бельгии и северной Франции были большей частью затоплены морем, в котором сформировались мощные горизонты известняков. Затоплялись также некоторые районы южной Европы и южной Азии, где отложились мощные слои глинистых сланцев и песчаников. Некоторые из этих горизонтов имеют континентальное происхождение и содержат много ископаемых остатков наземных растений, а также вмещают угленосные пласты. Поскольку нижнекаменноугольные формации мало представлены в Африке, Австралии и Южной Америке, можно предполагать, что эти территории находились преимущественно в субаэральных условиях. Кроме того, имеются свидетельства широкого распространения там материкового оледенения. В Северной Америке Аппалачскую геосинклиналь с севера ограничивали Акадские горы, а с юга, со стороны Мексиканского залива, в нее проникало Миссисипское море, которое заливало и долину Миссисипи. Небольшие морские бассейны занимали некоторые участки на западе материка. В районе долины Миссисипи накапливалась многослойная толща известняков и сланцев. Один из этих горизонтов, т.н. индианский известняк, или спергенит, является хорошим строительным материалом. Он использовался при сооружении многих правительственных зданий в Вашингтоне. В конце каменноугольного периода в Европе широко проявилось горообразование. Цепи гор простирались от южной Ирландии через южную Англию и северную Францию в южную Германию. Этот этап орогенеза называют герцинским, или варисцийским. В Северной Америке локальные поднятия происходили в конце миссисипского периода. Эти тектонические движения сопровождались морской регрессией, развитию которой способствовали также оледенения южных материков. В целом органический мир нижнекаменноугольного (или миссисипского) времени был таким же, как и в девоне. Однако, помимо большего разнообразия типов древовидных папоротников, флора пополнилась древовидными плаунами и каламитовыми (древовидными членистостебельными класса хвощей). Беспозвоночные в основном были представлены теми же формами, что и в девоне. В миссисипское время стали более обычными морские лилии - донные животные, по форме сходные с цветком. Среди ископаемых позвоночных многочисленны акулоподобные рыбы и стегоцефалы. В начале позднекаменноугольного времени (в Северной Америке - пенсильванского) условия на материках стали быстро меняться. Как следует из значительно более широкого распространения континентальных осадков, моря занимали меньшие пространства. Северо-западная Европа большую часть этого времени находилась в субаэральных условиях. Обширное эпиконтинентальное Уральское море широко распространилось в северной и центральной России, а крупная геосинклиналь простиралась через южную Европу и южную Азию (современные Альпы, Кавказ и Гималаи расположены вдоль ее оси). Этот прогиб, именующийся геосинклиналью, или морем, Тетис, существовал на протяжении ряда последующих геологических периодов. На территории Англии, Бельгии и Германии простирались низменности. Здесь в результате небольших колебательных движений земной коры происходило чередование морских и континентальных обстановок. Когда море отступало, формировались низменные заболоченные ландшафты с лесами из древовидных папоротников, древовидных плаунов и каламитовых. При наступании морей осадочные образования перекрывали леса, уплотняя древесные остатки, которые превращались в торф, а затем в уголь. В позднекаменноугольное время на материках Южного полушария распространилось покровное оледенение. В Южной Америке в результате морской трансгрессии, проникавшей с запада, была затоплена большая часть территории современных Боливии и Перу. В раннепенсильванское время в Северной Америке Аппалачская геосинклиналь замкнулась, утратила связь с Мировым океаном, и в восточных и центральных районах США накапливались терригенные песчаники. В середине и конце этого периода во внутренних районах Северной Америки (так же, как в Западной Европе) преобладали низменности. Здесь мелководные моря периодически уступали место болотам, в которых накапливались мощные торфяные залежи, впоследствии трансформировавшиеся в крупные угольные бассейны, которые простираются от Пенсильвании до восточного Канзаса. Некоторые западные районы Северной Америки заливались морем на протяжении большей части этого периода. Там отлагались слои известняков, сланцев и песчаников. Широкое распространение субаэральных обстановок в значительной мере способствовало эволюции наземных растений и животных. Гигантские леса из древовидных папоротников и плаунов покрывали обширные заболоченные низменности. Эти леса изобиловали насекомыми и паукообразными. Один из видов насекомых, самый крупный в геологической истории, был похож на современную стрекозу, но имел размах крыльев ок. 75 см. Значительно большего видового разнообразия достигли стегоцефалы. Некоторые превышали в длину 3 м. Только в Северной Америке в болотных отложениях пенсильванского времени было обнаружено более 90 видов этих гигантских земноводных, имевших сходство с саламандрами. В этих же породах были найдены остатки древнейших пресмыкающихся. Однако из-за фрагментарности находок трудно составить полное представление о морфологии этих животных. Вероятно, эти примитивные формы были похожи на аллигаторов.
Пермский период. Изменения природных условий, начавшиеся в позднекаменноугольное время, еще больше проявились в пермском периоде, завершившем палеозойскую эру. Его название происходит от Пермской области в России. В начале этого периода море занимало Уральскую геосинклиналь - прогиб, следовавший согласно простиранию современных Уральских гор. Мелководное море периодически покрывало некоторые районы Англии, северной Франции и южной Германии, где накапливались слоистые толщи морских и континентальных осадков - песчаников, известняков, глинистых сланцев и каменной соли. Море Тетис существовало на протяжении большей части периода, и в районе северной Индии и современных Гималаев образовалась мощная толща известняков. Пермские отложения большой мощности представлены в восточной и центральной Австралии и на островах Южной и Юго-Восточной Азии. Они широко распространены в Бразилии, Боливии и Аргентине, а также в южной Африке. Многие пермские формации в северной Индии, Австралии, Африке и Южной Америке имеют континентальное происхождение. Они представлены уплотненными ледниковыми отложениями, а также широко распространенными водно-ледниковыми песками. В Центральной и Южной Африке этими породами начинается мощная толща континентальных отложений, известная как серия кару. В Северной Америке пермские моря занимали меньшую площадь по сравнению с предыдущими периодами палеозоя. Главная трансгрессия распространялась из западной части Мексиканского залива на север через территорию Мексики и проникла в южные районы центральной части США. Центр этого эпиконтинентального моря располагался в пределах современного штата Нью-Мексико, где сформировалась мощная толща известняков серии кэпитен. Благодаря деятельности подземных вод эти известняки приобрели сотовую структуру, особенно ярко выраженную в знаменитых Карлсбадских пещерах (шт. Нью-Мексико, США). Восточнее, в Канзасе и Оклахоме, отложились прибрежные фации красных глинистых сланцев. В конце перми, когда площадь, занятая морем, значительно сократилась, сформировались мощные соленосные и гипсоносные толщи. В конце палеозойской эры, отчасти в каменноугольном периоде и отчасти - в пермском, во многих районах начался орогенез. Мощные толщи осадочных пород Аппалачской геосинклинали были смяты в складки и разбиты разломами. В результате образовались горы Аппалачи. Этот этап горообразования в Европе и Азии называют герцинским, или варисцийским, а в Северной Америке - аппалачским. Растительный мир пермского периода был такой же, как и во второй половине каменноугольного. Однако растения имели меньшие размеры и не были так многочисленны. Это указывает на то, что климат пермского периода стал холоднее и суше. Беспозвоночные животные перми были унаследованы от предыдущего периода. Большой скачок произошел в эволюции позвоночных (рис. 13). На всех материках континентальные отложения пермского возраста содержат многочисленные остатки пресмыкающихся, достигавших в длину 3 м. Все эти предки мезозойских динозавров отличались примитивным строением и внешне были похожи на ящериц или аллигаторов, но иногда имели необычные особенности, например, высокий парусообразный плавник, протягивающийся от шеи до хвоста вдоль спины, у диметродона. Все еще многочисленными были стегоцефалы.

В конце пермского периода горообразование, проявившееся во многих районах земного шара на фоне общего поднятия материков, привело к столь значительным изменениям окружающей среды, что начали вымирать многие характерные представители палеозойской фауны. Пермский период был заключительной стадией существования многих беспозвоночных, особенно трилобитов. Мезозойская эра, подразделяемая на три периода, отличалась от палеозойской преобладанием континентальных обстановок над морскими, а также составом флоры и фауны. Наземные растения, многие группы беспозвоночных и особенно позвоночные животные приспособились к новым обстановкам и претерпели существенные изменения. Триасовый период открывает мезозойскую эру. Его название происходит от греч. trias (троица) в связи с четким трехчленным строением толщи отложений этого периода в северной Германии. В основании толщи залегают красноцветные песчаники, в середине - известняки, а вверху - красноцветные песчаники и глинистые сланцы. На протяжении триаса значительные территории Европы и Азии были заняты озерами и мелководными морями. Эпиконтинентальное море покрывало Западную Европу, причем его береговая линия прослеживается на территории Англии. В этом морском бассейне и накапливались вышеупомянутые стратотипические осадки. Песчаники, залегающие в нижней и верхней частях толщи, отчасти имеют континентальное происхождение. Другой триасовый морской бассейн проникал на территорию северной России и распространялся к югу по Уральскому прогибу. Огромное море Тетис тогда покрывало примерно такую же территорию, как и в позднекаменноугольное и пермское время. В этом море накопилась мощная толща доломитовых известняков, которыми сложены Доломитовые Альпы северной Италии. На юге центральной Африки триасовый возраст имеет большая часть верхней толщи континентальной серии кару. Эти горизонты известны обилием ископаемых остатков пресмыкающихся. В конце триаса на территории Колумбии, Венесуэлы и Аргентины образовались покровы алевритов и песков континентального генезиса. Пресмыкающиеся, найденные в этих слоях, обнаруживают удивительное сходство с фауной серии кару в южной Африке. В Северной Америке триасовые породы не так широко распространены, как в Европе и Азии. Продукты разрушения Аппалачей - красноцветные континентальные пески и глины - накапливались во впадинах, расположенных восточнее этих гор и испытывавших погружение. Эти отложения, переслаивающиеся с горизонтами лавы и пластовыми интрузиями, разбиты разломами и имеют падение к востоку. В Ньюаркском бассейне в Нью-Джерси и долине р.Коннектикут им соответствуют коренные породы серии ньюарк. Мелководные моря занимали некоторые западные районы Северной Америки, где накапливались известняки и глинистые сланцы. Континентальные песчаники и глинистые сланцы триаса выходят по бортам Большого каньона (шт. Аризона). Органический мир в триасовом периоде был существенно иным, чем в пермском периоде. Для этого времени характерно обилие крупных хвойных деревьев, остатки которых часто встречаются в триасовых континентальных отложениях. Глинистые сланцы формации чинл на севере Аризоны насыщены окременелыми стволами деревьев. В результате выветривания сланцев они обнажились и теперь образуют каменный лес. Широкое развитие получили саговниковые (или цикадофиты), растения с тонкими или бочонковидными стволами и свисающими с макушки рассеченными, как у пальм, листьями. Некоторые виды саговниковых существуют и в современных тропических районах. Из беспозвоночных самыми распространенными были моллюски, среди которых преобладали аммониты (рис. 14), имевшие отдаленное сходство с современными наутилусами (или корабликами) и многокамерную раковину. Существовало много видов двустворчатых моллюсков. Значительный прогресс произошел в эволюции позвоночных. Хотя стегоцефалы были еще довольно обычны, преобладать стали пресмыкающиеся, среди которых появилось множество необычных групп (например, фитозавры, форма тела которых была, как у современных крокодилов, а челюсти узкие и длинные с острыми коническими зубами). В триасе впервые появились настоящие динозавры, эволюционно более развитые, чем их примитивные предки. Конечности у них были направлены вниз, а не в стороны (как у крокодилов), что позволяло им передвигаться подобно млекопитающим и поддерживать тело над землей. Динозавры передвигались на задних ногах, удерживая равновесие при помощи длинного хвоста (как кенгуру), и отличались небольшим ростом - от 30 см до 2,5 м. Некоторые пресмыкающиеся приспособились к жизни в морской среде, например ихтиозавры, туловище которых походило на акулье, а конечности трансформировались в нечто среднее между ластами и плавниками, и плезиозавры, туловище которых стало уплощенным, шея вытянулась, а конечности превратились в ласты. Обе эти группы животных стали более многочисленными в последующие этапы мезозойской эры.

Юрский период получил свое название от гор Юра (в северо-западной Швейцарии), сложенных многослойной толщей известняков, глинистых сланцев и песчаников. В юре произошла одна из крупнейших морских трансгрессий в Западной Европе. Огромное эпиконтинентальное море распространялось на большей части Англии, Франции, Германии и проникало в некоторые западные районы европейской России. В Германии известны многочисленные выходы верхнеюрских лагунных мелкозернистых известняков, в которых были обнаружены необычные ископаемые. В Баварии, в знаменитом местечке Золенхофен, найдены остатки крылатых пресмыкающихся и оба из известных видов первых птиц. Море Тетис простиралось от Атлантики через южную часть Пиренейского п-ова вдоль Средиземного моря и через Южную и Юго-Восточную Азию выходило к Тихому океану. Большая часть северной Азии в этот период располагалась выше уровня моря, хотя эпиконтинентальные моря с севера проникали в Сибирь. Континентальные отложения юрского возраста известны в южной Сибири и северном Китае. Небольшие эпиконтинентальные моря занимали ограниченные площади вдоль побережья западной Австралии. Во внутренних районах Австралии имеются выходы юрских континентальных отложений. Большая часть Африки в юрский период располагалась выше уровня моря. Исключение составляла ее северная окраина, заливавшаяся морем Тетис. В Южной Америке вытянутое узкое море заполняло геосинклиналь, размещавшуюся примерно на месте современных Анд. В Северной Америке юрские моря занимали весьма ограниченные территории на западе материка. Мощные толщи континентальных песчаников и кроющих глинистых сланцев накопились в районе плато Колорадо, особенно к северу и востоку от Большого каньона. Песчаники образовались из песков, слагавших пустынные дюнные ландшафты котловин. В результате процессов выветривания песчаники приобрели необычные формы (как, например, живописные остроконечные пики в национальном парке Зайон или национальный памятник Рейнбоу-Бридж, представляющий собой возвышающуюся на 94 м над дном каньона арку с пролетом 85 м; эти достопримечательности находятся в штате Юта). Отложения глинистых сланцев формации моррисон знамениты находками 69 видов ископаемых динозавров. Тонкодисперсные осадки в этом районе, вероятно, накапливались в условиях заболоченной низины. Растительный мир юрского периода в общих чертах был сходен с существовавшим в триасе. Во флоре доминировали саговниковые и хвойные древесные породы. Впервые появились гинкговые - голосеменные широколиственные древесные растения с опадающей осенью листвой (вероятно, это связующее звено между голосеменными и покрытосеменными растениями). Единственный вид этого семейства - гинкго двулопастный - сохранился до настоящего времени и считается самым древним представителем древесных, поистине живым ископаемым. Юрская фауна беспозвоночных весьма сходна с триасовой. Однако более многочисленными стали кораллы-рифостроители, широко распространились морские ежи и моллюски. Появились многие двустворчатые моллюски, родственные современным устрицам. Все еще были многочисленны аммониты. Позвоночные были представлены преимущественно пресмыкающимися, поскольку стегоцефалы вымерли в конце триаса. Динозавры достигли кульминации своего развития. Такие травоядные формы, как апатозавры и диплодоки, стали передвигаться на четырех конечностях; многие имели длинные шею и хвост. Эти животные приобрели гигантские размеры (до 27 м в длину), а некоторые весили до 40 т. У отдельных представителей травоядных динозавров меньших размеров, например стегозавров, развился защитный панцирь, состоявший из пластин и шипов. У плотоядных динозавров, в частности аллозавров, сформировались крупные головы с мощными челюстями и острыми зубами, в длину они достигали 11 м и передвигались на двух конечностях. Другие группы пресмыкающихся тоже были весьма многочисленны. В юрских морях обитали плезиозавры и ихтиозавры. Впервые появились летающие пресмыкающиеся - птерозавры, у которых развились перепончатые крылья, как у летучих мышей, а масса уменьшилась за счет трубчатых костей. Появление птиц в юре - важный этап в развитии животного мира. В лагунных известняках Золенхофена были обнаружены два птичьих скелета и отпечатки перьев. Однако эти примитивные птицы еще имели много черт, общих с пресмыкающимися, включая острые зубы конической формы и длинные хвосты. Юрский период завершился интенсивной складчатостью, в результате которой на западе США сформировались горы Сьерра-Невада, которые простирались дальше на север в пределы современной западной Канады. Впоследствии южная часть этого складчатого пояса снова испытала поднятие, которое предопределило строение современных гор. На других материках проявления орогенеза в юре были незначительны.
Меловой период. В это время накапливались мощные слоистые толщи мягкого слабо уплотненного белого известняка - мела, от которого произошло название периода. Впервые такие слои были изучены в обнажениях по берегам пролива Па-де-Кале близ Дувра (Великобритания) и Кале (Франция). В других частях света отложения соответствующего возраста тоже называют меловыми, хотя там встречаются и другие типы пород. В меловой период морские трансгрессии охватывали значительные части Европы и Азии. В центральной Европе моря заливали два субширотных геосинклинальных прогиба. Один из них располагался в пределах юго-восточной Англии, северной Германии, Польши и западных районов России и на крайнем востоке достигал субмеридионального Уральского прогиба. Другая геосинклиналь, Тетис, сохраняла свое прежнее простирание в южной Европе и северной Африке и соединялась с южной оконечностью Уральского прогиба. Далее море Тетис продолжалось в Южной Азии и восточнее Индийского щита соединялось с Индийским океаном. За исключением северной и восточной окраин, территория Азии на протяжении всего мелового периода не заливалась морем, поэтому там широко распространены континентальные отложения этого времени. Мощные слои меловых известняков представлены во многих районах Западной Европы. В северных районах Африки, куда заходило море Тетис, накопились большие толщи песчаников. Пески пустыни Сахара образовались в основном за счет продуктов их разрушения. Австралия покрывалась меловыми эпиконтинентальными морями. В Южной Америке на протяжении большей части мелового периода Андский прогиб заливался морем. Восточнее его на значительной территории Бразилии отложились терригенные алевриты и пески с многочисленными остатками динозавров. В Северной Америке окраинные моря занимали береговые равнины Атлантического океана и Мексиканского залива, где накапливались пески, глины и меловые известняки. Другое окраинное море располагалось на западном побережье материка в пределах Калифорнии и доходило до южных подножий возрожденных гор Сьерра-Невада. Однако последняя самая крупная морская трансгрессия охватила западные районы центральной части Северной Америки. В это время сформировался обширный геосинклинальный прогиб Скалистых гор, и огромное море распространялось от Мексиканского залива через современные Великие равнины и Скалистые горы на север (западнее Канадского щита) вплоть до Северного Ледовитого океана. Во время этой трансгрессии была отложена мощная многослойная толща песчаников, известняков и глинистых сланцев. В конце мелового периода происходил интенсивный орогенез в Южной и Северной Америке и Восточной Азии. В Южной Америке осадочные породы, накопившиеся в Андской геосинклинали за несколько периодов, были уплотнены и смяты в складки, что привело к образованию Анд. Аналогичным образом в Северной Америке на месте геосинклинали сформировались Скалистые горы. Во многих районах мира усилилась вулканическая деятельность. Лавовые потоки покрыли всю южную часть п-ова Индостан (таким образом сформировалось обширное плато Декан), а небольшие излияния лавы имели место в Аравии и Восточной Африке. Все материки испытали значительные поднятия, и произошла регрессия всех геосинклинальных, эпиконтинентальных и окраинных морей. Меловой период ознаменовался несколькими крупными событиями в развитии органического мира. Появились первые цветковые растения. Их ископаемые остатки представлены листьями и древесиной пород, многие из которых растут и в настоящее время (например, ива, дуб, клен и вяз). Меловая фауна беспозвоночных в целом аналогична юрской. Среди позвоночных животных наступила кульминация видового разнообразия пресмыкающихся. Существовали три основные группы динозавров. Хищные с хорошо развитыми массивными задними конечностями были представлены тираннозаврами, которые в длину достигали 14 м, а в высоту - 5 м. Получила развитие группа двуногих травоядных динозавров (или траходонтов) с широкими уплощенными челюстями, напоминающими утиный клюв. Многочисленные скелеты этих животных встречаются в меловых континентальных отложениях Северной Америки. К третьей группе относятся рогатые динозавры с развитым костяным щитом, защищавшим голову и шею. Типичный представитель этой группы - трицератопс с коротким носовым и двумя длинными надглазными рогами. В меловых морях обитали плезиозавры и ихтиозавры, появились морские ящерицы мозазавры с вытянутым туловищем и сравнительно небольшими ластовидными конечностями. Птерозавры (летающие ящеры) утратили зубы и лучше передвигались в воздушном пространстве, чем их юрские предки. У одного из видов птерозавров - птеранодона - размах крыльев достигал 8 м. Известны два вида птиц мелового периода, сохранившие некоторые морфологические особенности рептилий, например размещенные в альвеолах зубы конической формы. Один из них - гесперорнис (ныряющая птица) - приспособился к жизни в море. Хотя переходные формы, больше похожие на рептилий, чем на млекопитающих, известны с триаса и юры, впервые многочисленные остатки настоящих млекопитающих были обнаружены в континентальных верхнемеловых отложениях. Примитивные млекопитающие мелового периода отличались небольшими размерами и чем-то напоминали современных землероек. Широко развитые на Земле процессы горообразования и тектонические поднятия материков в конце мелового периода привели к столь значительным изменениям природы и климата, что многие растения и животные вымерли. Из беспозвоночных исчезли господствовавшие в мезозойских морях аммониты, а из позвоночных - все динозавры, ихтиозавры, плезиозавры, мозазавры и птерозавры. Кайнозойская эра, охватывавшая последние 65 млн. лет, подразделяется на третичный (в России принято выделять два периода - палеогеновый и неогеновый) и четвертичный периоды. Хотя последний отличался малой продолжительностью (возрастные оценки его нижней границы колеблются от 1 до 2,8 млн. лет), он сыграл большое значение в истории Земли, поскольку с ним связаны неоднократные материковые оледенения и появление человека.
Третичный период. В это время многие районы Европы, Азии и Северной Африки были покрыты мелководными эпиконтинентальными и глубоководными геосинклинальными морями. В начале этого периода (в неогене) море занимало юго-восточную Англию, северо-западную Францию и Бельгию и там накопилась мощная толща песков и глин. Все еще продолжало существовать море Тетис, простиравшееся от Атлантического до Индийского океана. Его воды заливали Пиренейский и Апеннинский полуострова, северные районы Африки, юго-западную Азию и север Индостана. В этом бассейне отлагались мощные горизонты известняков. Большая часть северного Египта сложена нуммулитовыми известняками, которые использовались в качестве строительного материала при возведении пирамид. В это время почти вся юго-восточная Азия была занята морскими бассейнами и небольшое эпиконтинентальное море распространялось на юго-востоке Австралии. Третичные морские бассейны покрывали северную и южную оконечности Южной Америки, а эпиконтинентальное море проникало на территорию восточной Колумбии, северной Венесуэлы и южной Патагонии. Мощные толщи континентальных песков и алевритов накапливались в бассейне Амазонки. Окраинные моря располагались на месте современных Береговых равнин, прилегающих к Атлантическому океану и Мексиканскому заливу, а также вдоль западного побережья Северной Америки. Мощные толщи континентальных осадочных пород, образовавшихся в результате денудации возрожденных Скалистых гор, накапливались на Великих равнинах и в межгорных впадинах. Во многих районах земного шара в середине третичного периода происходил активный орогенез. В Европе образовались Альпы, Карпаты и Кавказ. В Северной Америке на заключительных этапах третичного периода сформировались Береговые хребты (в пределах современных штатов Калифорния и Орегон) и Каскадные горы (в пределах Орегона и Вашингтона). Третичный период ознаменовался существенным прогрессом в развитии органического мира. Современные растения возникли еще в меловом периоде. Большинство третичных беспозвоночных были непосредственно унаследованы от меловых форм. Многочисленнее стали современные костистые рыбы, уменьшились численность и видовое разнообразие земноводных и пресмыкающихся. Произошел скачок в развитии млекопитающих. От примитивных форм, похожих на землероек и впервые появившихся в меловом периоде, берут начало многие формы, относящиеся уже к началу третичного периода. Самые древние ископаемые остатки лошадей и слонов обнаружены в нижнетретичных породах. Появились плотоядные и парнокопытные животные. Видовое разнообразие животных сильно возросло, однако многие из них вымерли уже к концу третичного периода, а другие (подобно некоторым мезозойским пресмыкающимся) вернулись к морскому образу жизни, как, например, китообразные и морские свиньи, у которых плавники представляют собой трансформированные конечности. Летучие мыши смогли летать благодаря перепонке, соединяющей их длинные пальцы. Динозавры, вымершие в конце мезозоя, уступили место млекопитающим, которые стали доминирующим классом животных на суше в начале третичного периода. Четвертичный период подразделяется на эоплейстоцен, плейстоцен и голоцен. Последний начался всего 10 000 лет назад. Современный рельеф и ландшафты Земли в основном оформились в четвертичный период. Горообразование, которое происходило в конце третичного периода, предопределило значительное поднятие материков и регрессию морей. Четвертичный период ознаменовался существенным похолоданием климата и широким развитием покровного оледенения в Антарктиде, Гренландии, Европе и Северной Америке. В Европе центром оледенения был Балтийский щит, откуда ледниковый покров распространялся до южной Англии, средней Германии и центральных районов Восточной Европы. В Сибири покровное оледенение имело меньшие размеры, в основном ограничиваясь предгорными районами. В Северной Америке ледниковые покровы занимали громадную территорию, включая большую часть Канады и северные районы США вплоть до южного Иллинойса. В Южном полушарии четвертичный ледниковый покров характерен не только для Антарктиды, но и для Патагонии. Кроме того, на всех материках было широко распространено горное оледенение. В плейстоцене выделяют четыре основных этапа активизации оледенения, чередовавшиеся с межледниковьями, во время которых природные условия были близки современным или даже более теплыми. Последний ледниковый покров на территории Европы и Северной Америки достигал наибольших размеров 18-20 тыс. лет назад и окончательно растаял в начале голоцена. В четвертичный период вымерли многие третичные формы животных и появились новые, приспособившиеся к более холодным условиям. Особо следует отметить мамонта и шерстистого носорога, которые населяли северные области в плейстоцене. В более южных районах Северного полушария встречались мастодонты, саблезубые тигры и др. Когда ледниковые покровы растаяли, представители плейстоценовой фауны вымерли и их место заняли современные животные. Первобытные люди, в частности неандертальцы, вероятно, существовали уже во время последнего межледниковья, но человек современного типа - человек разумный (Homo sapiens) - появился лишь в последнюю ледниковую эпоху плейстоцена, а в голоцене расселился по всему земному шару.
Большой Энциклопедический словарь

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.

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 .