Основы и строение земного шара
Содержание
Введение …………………………………………………………………… 2
- Форма, размеры и строение Земного Шара …………………………… 3-5
- Минералы и их классификация ………………………………………… 6-7
- Тектонические движения земной коры …………………………………. 8
- Интрузивный магматизм (плутонизм)…………………………………… 9
- Экзогенные процессы……………………………………………………..
. 10
Заключение……………………………………………………
Список использованной литературы……………………………………… 12
Введение
Современная геология, опирающаяся на многовековой опыт познания Земли, является сложной комплексной наукой. Одна из основных её задач – предоставление человечеству минеральных ресурсов, имеющих неоценимое значение в жизнеобеспечении общества. Крупной задачей прикладной геологии является изучение геологических условий площадок, предназначенных для возведения различного рода сооружений, в целях обеспечения их устойчивости. Ещё одной задачей является заблаговременное предупреждение о грозных геологических явлениях – вулканических извержениях, землетрясениях, предотвращение обвалов, оползней и т.д.
Правильное решение этих задач немыслимо без знания общих закономерностей строения и развития земной коры. В свою очередь раскрытие этих закономерностей и познание лежащих в их основе причин невозможно без изучения всей Земли, представляющей собой единую природную систему.
Геология имеет огромный теоретический и практический интерес для общества. Поэтому можно с полным правом утверждать, что известная сумма геологических знаний необходима для каждого образованного человека, а, тем более, для строителя.
Специфика геологии состоит в том, что её нельзя загнать в рамки нескольких постулатов и довести до совершенства посредством решения задач. Освоить геологию можно лишь на конкретных примерах и образцах, исключительно под руководством специалиста. Кроме того, геология является первой и крайне важной ступенью к изучению таких дисциплин как «Механика грунтов», «Основания и фундаменты», «Инженерно-геологическое обеспечение строительных работ», «Мерзлотоведение» и др.
- Форма, размеры и строение Земного Шара.
Вряд ли нужно много писать о форме Земли. Земля представляет собой шар, слегка сплюснутый у полюсов, т. е. так называемый эллипсоид. Однако правильное, современное представление о форме и размерах Земли было достигнуто далеко не сразу и достигалось порою в тяжелой борьбе науки с религией.
Греческий поэт Гомер (IX–VIII в. до н. э.) изображал Землю в виде круга, схваченного со всех сторон рекой Океаном, «которая катит свои могучие воды по ободу богатого щита»; такое изображение Земли было выгравировано, якобы, на щите мифического героя Ахиллеса. Философ Фалес (VI в. до н. э.) полагал, что Земля — шар, а его ученик Анаксимандр изображал Землю в виде цилиндра. Другие философы и ученые Древней Греции представляли Землю то в виде куба, то в виде лодки и т. д.; ученики Ксенофонта и Анаксимена считали, что Земля — очень высокая гора. Греческая мифология содержит легенду о том, как Зевс, желая определить размеры Земли, выпустил одновременно двух орлов, одного на запад, другого на восток: они встретились в городе Дельфах; это называлось «обнаружение Земли путем слета двух орлов».
На протяжении ряда веков, через дебри схоластики и религии средневековья, пробивала себе путь истина.
Еще совсем недавно, в 1862 г., немецкий ученый П. Иоселиани, определяя «глубину толстоты земного шара», получил 4536,8 км, что в 11/2 раза меньше действительной величины. Трудно поверить, но еще в 1876 г. в Петербурге была издана брошюра под названием: «Земля неподвижна, популярная лекция, доказывающая, что земной шар не вращается ни около оси, ни около Солнца. Читана в Берлине, доктором Шепфером. Перевод с немецкого Н. Соловьева. Издание 2-е, исправленное». Мы не будем останавливаться на подобных заблуждениях, и не будем касаться истории вопроса. Рассмотрим сведения, более существенные для нас в данном случае.
В 1841 г. немецкий астроном Ф. Бессель, используя градусные измерения, вычислил радиус Земли и ее сжатие у полюсов, т. е. получил цифры, характеризующие основные элементы земного эллипсоида. Результат был настолько точным, что эти цифры использовались при различных геодезических исследованиях, в картографии и т. п. в течение 100 лет.
Однако за последние десятилетия накопился огромный материал; появилась возможность уточнить прежние данные о форме и размерах Земли. К тридцатым годам была выполнена работа по пересмотру всех новых данных, и в 1936 г. советский ученый Ф. Н. Красовский опубликовал новые цифры, характеризующие размеры земного эллипсоида еще точнее.
Эллипсоид Ф. Н. Красовского имеет следующие размеры (рис. 3): большая полуось, т. е. расстояние от центра Земли до экватора, равна 6 378 254 метрам; малая полуось, т. е расстояние от центра Земли до одного из полюсов равна 6 356 863 метрам. Таким образом полярный радиус (от центра к полюсу) короче экваториального радиуса (от центра к экватору) приблизительно на 21 км. Отсюда следует, что Земля действительно эллипсоид вращения, т. е. шар, сплюснутый, хотя и очень незначительно, у полюсов. Величина сжатия, вызванного вращением Земли вокруг своей оси, равна 1 : 298,3. На школьном глобусе разница в длине экваториального и полярного диаметров равна всего лишь 0,5 мм, т. е. практически незаметна.
Итак, в первом, и достаточно хорошем, приближении Земля должна быть принята за эллипсоид вращения, элементы которого опубликованы в 1936 г. и которые приняты в Советском Союзе в качестве официальных, т. е. обязательных для использования во всех специальных работах.
Рис. 3. Земля — эллипсоид вращения;
а — большая полуось; с — малая полуось.
Однако геодезисты нередко нуждаются в измерениях еще большей точности, и тогда для изображения формы Земли они пользуются не эллипсоидом, а другой фигурой, так называемым геоидом. Геоид несколько ближе к истинной фигуре Земли, со всеми ее возвышенностями и впадинами, чем эллипсоид, и представляет фигуру, весьма сложную по виду. Наконец, теперь выяснено, что и экватор Земли не является окружностью; скорее это эллипс, т. е. окружность, слегка сжатая. Приходится считать также, что северное и южное полушария, как показал русский ученый А. А. Иванов, не вполне симметричны относительно плоскости экватора.
В заключение приведем некоторые цифры, характеризующие размеры земного шара:
Экваториальный диаметр = 12 756,5 километра
Полярный диаметр = 12 713,7 километра
Длина окружности меридиана = 40 008,6 километра
Длина окружности экватора = 40 075,7 километра
Поверхность Земли = 510 миллионам квадратных километров
Объем Земли = 1080 миллиардам кубических километров
- Минералы и их классификация.
Твердая оболочка Земли — земная кора — составляет лишь 1,5% от общего объема земного шара. Но, несмотря на это, именно земная кора, а точнее ее верхний слой, представляет для нас наибольший интерес, так как он является источником минерального сырья.
Минералы — это относительно однородные природные тела, имеющие определенные химический состав и физические свойства. Название «минерал» происходит от латинского слова «минера», что в буквальном переводе означает — руда, рудный. Наука, изучающая состав, структуру и свойства минералов, их происхождение и условия залегания, называется минералогией.
Минералы образуются в результате физико-химических процессов, совершающихся в земной коре. Как и вся окружающая нас природа, они состоят из химических элементов. Образно говоря, минерал — это своего рода здание из кирпичиков — химических элементов, построенное по определенным законам природы. И подобно тому, как из примерно одинакового количества кирпичей человеком возведено на Земле множество различных зданий, из сравнительно небольшого числа химических элементов природой создано в земной коре более 3 тыс. разнообразных минералов.
Всего с учетом многочисленных разновидностей насчитывается более 7 тыс. их наименований, которые даются каждому минералу по какому-либо признаку.
В земной коре минералы чаще встречаются не самостоятельно, а в составе горных пород. Они во многом определяют физико-механические свойства горных пород и с этой точки зрения представляют наибольший интерес для технологии обработки камня.
Большинство минералов встречается в природе в твердом состоянии. Твердые минералы могут быть кристаллическими или аморфными, различаясь внешне геометрической формой — правильной у кристаллических и неопределенной у аморфных.
Форма минералов зависит от расположения в них атомов. В кристаллических минералах атомы располагаются в строго определенном порядке, образуя
пространственную решетку, благодаря которой многие минералы (например, кристалл кварца) имеют вид правильных многогранников. Кристаллические минералы анизотропны, т. е. физические свойства их различны по разным направлениям. В аморфных минералах (обычно они имеют форму натеков) атомы расположены беспорядочно. Такие минералы изотропны, т. е. физические свойства их одинаковы по всем направлениям.
Классификация минералов
В соответствии с общепривятой в настоящее время химической классификацией все минералы могут быть разделены на девять классов:
I. Силикаты — соли кремневых кислот, среди которых выделяют подгруппы минералов, имеющих некоторую общность состава и строения: полевые шпаты, разделяющиеся по химическому составу на плагиоклазы и ортоклазы, пироксены, амфиболы, слюды, оливин, тальк, хлориты и глинистые минералы. Это самый многочисленный класс, насчитывающий до 800 минералов.
II. Карбонаты — соли
угольной кислоты, включающие до
80 минералов и в их числе
наиболее распространенные
III. Окислы и гидроокислы
— объединяют около 200 минералов,
среди которых наиболее
IV. Сульфиды — соединения элементов с серой, насчитывающие до 200 минералов. Типичный представитель — пирит.
V. Сульфаты — соли серной кислоты, включающие около 260 минералов,
среди которых наибольшее распространение получили гипс и ангидрит.
VI. Галоиды — соли галоидных кислот, насчитывающие около 100 минералов. Типичные представители галоидов — галит (поваренная соль) и
флюорит.
VII. Фосфаты — соли фосфорной кислоты. Типичный представитель —
апатит.
VIII. Вольфраматы — вольфрамокислые соединения.
IX. Самородные элементы — алмаз и сера.
- Тектонические движения земной коры.
Тектонические движения, в конечном счете создают наблюдаемую структуру земной коры, т. е. они являются созидательными движениями («тектонос» по-гречески—созидательный). В результате этих движений возникают и основные неровности рельефа поверхности Земли.
Тектонические
движения можно разделить на
два типа: радиальные – колебательные,
или эпейрогенические движения,
и тангенциальные, орогенические. В
первом типе движении
Первый тип
тектонических деформаций, вызванный
радиальными движениями в
Складчатые
деформации вызываются
Третий тип
тектонических деформаций
- Интрузивный магматизм (плутонизм).
Магматизмом (от греч. magma – тесто, густая мазь) называется процесс образования, движения и застывания магмы, происходящий в глуби земной коры или на ее поверхности.
Магмой называется расплавленная огненно-жидкая масса преимущественно силикатного состава, возникающая в верхней мантии или в земной коре, и образующая при застывании магматические горные породы. Предположительно, магма образуется из мантийного вещества в астеносфере, где создаются условия для плавления даже ультраосновных горных пород. Соответственно месту застывания расплава магматизм подразделяют на интрузивный (глубинный) и эффузивный (поверхностный).
Интрузивный магматизм иначе называется плутонизмом. Он включает образование магмы, ее движение и застывание внутри земной коры. Магматическим очагом называют своеобразную камеру сфероидальной формы, возникающую в литосфере, и заполненную жидким расплавом вещества мантии – магмой. Считается, что исходная (первичная) магма имеет химический состав, аналогичный веществу мантии, – основной или даже ультраосновной. Вместе с тем, изучение магматических горных пород показало, что существуют расплавы и другого химического состава. Главным критерием определения химического состава магмы, как и магматических горных пород, является содержание SiO2 – кремнезема. Соответственно этому показателю выделяют четыре типа магматических расплавов: ультраосновной (оливиновый); основной (базальтовый); средний (андезитовый); кислый (липаритовый). Расплавы ультраосновного и основного состава обогащены Fe, Mg, Ca, однако бедны Si, Na, K; в расплавах кислого и среднего состава повышено участие Si, Na, K, и понижено Fe, Mg, Ca.
Таким образом, для образования расплавов, по составу отличающихся от первичных (ультраосновных и основных), требуется преобразование магмы. Такое разделение исходной (основной) магмы на расплавы разного состава называется дифференциацией магмы.
- Экзогенные процессы.
Геологические процессы, обусловленные внешними по отношению к Земле источниками энергии (преимущественно солнечное излучение) в сочетании с силой тяжести. Э. п. протекают на поверхности и в приповерхностной зоне земной коры в форме механического и физико-химического её взаимодействия с гидросферой и атмосферой. К ним относятся: Выветривание, геологическая деятельность ветра (эоловые процессы, Дефляция), проточных поверхностных и подземных вод (Эрозия, Денудация), озёр и болот, вод морей и океанов (Абразия), ледников (Экзарация). Главные формы проявления Э. п. на поверхности Земли: разрушение горных пород и химическое преобразование слагающих их минералов (физическое, химическое, органическое выветривание); удаление и перенос разрыхлённых и растворимых продуктов разрушения горных пород водой, ветром и ледниками; отложение (аккумуляция) этих продуктов в виде осадков на суше или на дне водных бассейнов и постепенное их преобразование в осадочные горные породы (Седиментогенез, Диагенез, Катагенез). Э. п. в сочетании с эндогенными процессами участвуют в формировании рельефа Земли, в образовании толщ осадочных горных пород и связанных с ними месторождений полезных ископаемых. Так, например, в условиях проявления специфических процессов выветривания и осадконакопления образуются руды алюминия (бокситы), железа, никеля и др.; в результате селективного отложения минералов водными потоками формируются россыпи золота и алмазов; в условиях, благоприятствующих накоплению органические вещества и обогащенных им толщ осадочных горных пород, возникают горючие полезные ископаемые.
Заключение
Изложенные основы геологии применяются на практике горно-строительных и горно-эксплуатационных работ.
Развитие геологических процессов и явлений на той или иной территории связано с особенностями ее геологического строения, распространения определенных комплексов горных пород, с историей геологического развития.
Как следует из данных работы, изучение закономерностей развития геологических процессов возможно только на широкой геологической основе, т.е. с учетом развития рельефа того или иного района, его геологического строения, гидрогеологических условий, условий формирования свойств горных пород, развития сопутствующих геологических процессов и явлений.
Всесторонний учет геологических факторов таит в себе значительные резервы и возможности улучшения технико-экономических показателей работы.
Список использованной литературы
- Короновский Н.В., Якушова А.Ф. Основы геологии.
- Гущин А.И., Романовская М.А., Стафеев А.Н., Талицкий В.Г. Практическое руководство по общей геологии. (2007)
- Интернет источник: http://www.twirpx.com/files/
geologic/geology/ft.
