Geologii zná každý, přestože je to snad jediný přírodovědný obor, který se ve školních osnovách neprobírá. Rozvoj „geologických“ znalostí provázel vývoj lidstva ve všech etapách jeho dějin. Stačí si připomenout, že obecná periodizace dějin vychází z povahy materiálů používaných k výrobě nástrojů: doba kamenná, bronzová a železná. S těžbou a zdokonalováním technologie zpracování nerostů je nevyhnutelně spojen nárůst znalostí o vlastnostech nerostů a hornin, vývoj kritérií pro vyhledávání ložisek a zdokonalování metod jejich rozvoje.
Termín „geologie“ přitom v chápání blízkém moderně poprvé použil až v roce 1657 norský přírodovědec M. P. Esholt a jako samostatný obor přírodních věd se geologie začala rozvíjet až v druhé polovině r. 18. století. V této době byly vyvinuty elementární techniky pro pozorování a popis geologických objektů a procesů, byly vyvinuty první metody jejich studia, byly systematizovány nesourodé poznatky a vznikly první hypotézy. Toto období je spojeno se jmény vynikajících vědců A. Brongniarda, A. Wernera, J. Cuviera, C. Lyella, M. Lomonosova, W. Smitha a mnoha dalších. Geologie se stává Věda – propojený rozvíjející se systém poznání o zákonitostech světa vzniklý v důsledku lidské činnosti.
Geologie v moderním pojetí jde o rozvíjející se systém znalostí o materiálovém složení, stavbě, původu a vývoji geologických těles a distribuci nerostů.
Předměty studia geologie jsou tedy:
- složení a stavba přírodních těles a Země jako celku;
- procesy na povrchu a v hlubinách Země;
- historie vývoje planety;
- umístění minerálů.
Můžeme rozlišit několik úrovní organizace minerální („geologické“) hmoty (ve které jsou tělesa každé následující úrovně organizace hmoty tvořena přirozenou kombinací těles předchozí řady): minerál – hornina – geologický útvar – geosféra – planeta jako celek. „Minimálním“ objektem studovaným v geologii je minerál (elementární částice a chemické prvky, které tvoří minerály, jsou uvažovány v odpovídajících částech fyziky a chemie).
Minerály – přírodní chemické sloučeniny s Krystalická struktura, vzniklé při geologických procesech na Zemi nebo mimozemských tělesech. Každý minerál má své specifikum ústava – kombinace krystalové struktury a chemického složení. Studiu minerálů se věnuje jedno z odvětví geologie – mineralogie. Mineralogie je nauka o složení, vlastnostech, struktuře a podmínkách vzniku nerostů. Jedná se o jednu z nejstarších geologických věd a jak se vyvíjela, oddělovaly se od ní samostatné obory geologických věd.
Skály – přírodní minerální agregáty vznikající v hlubinách Země nebo na jejím povrchu při různých geologických procesech. Podle způsobu vzniku (geneticky) se horniny dělí na následující typy:
- ohnivý, vznikající z hluboké látky, která byla v roztaveném stavu; jinými slovy, vzniklý jako výsledek krystalizace ohnivě tekuté přírodní taveniny zvané magma a láva;
- sedimentárnívznikající na povrchu Země v důsledku fyzické a chemické destrukce existujících hornin, srážení minerálů z vodných roztoků nebo v důsledku životně důležité činnosti živých organismů;
- metamorfický, které vznikly přeměnou vyvřelých, sedimentárních nebo jiných hornin pod vlivem vysokých teplot a tlaků a během přeměny si zachovaly pevné skupenství a své chemické složení;
- metasomatické, které vznikly přeměnou vyvřelých, sedimentárních nebo jiných hornin, které si při přeměně zachovaly pevné skupenství, ale částečně nebo úplně ztratily své původní minerální a chemické složení;
- migmatitkteré vznikly přeměnou vyvřelých, sedimentárních nebo jiných hornin za podmínek vysokých teplot a tlaků, doprovázené jejich částečným roztavením; tyto horniny jsou produkty progresivně řízených procesů metamorfózy a metasomatismu;
- dopad (nebo koptogenní), vznikající v důsledku impaktních událostí – pádů kosmických těles; Vznik impaktních hornin může být spojen s vysokým tlakem při dopadu, částečném nebo úplném roztavení látky.
Obecně lze všechny horniny rozdělit na horniny vzniklé v povrchových podmínkách s kombinací teplot, aktivity kyslíku, vody, organických látek a dalších faktorů charakteristických pro tyto podmínky – jedná se o sedimentární horniny a horniny vzniklé vlivem hlubinných procesů. , s charakteristikou těchto podmínek zvýšená teplota a tlak, odlišné chemické složení prostředí – magmatické, metamorfní, metasomatické, migmatitové; impaktní horniny, vzniklé při přeměně stávajících hornin za podmínek vysokých tlaků a teplot vznikajících při výbuchu, se obecně blíží druhé jmenované skupině. Toto rozdělení určilo vývoj dvou vědeckých směrů studujících horniny. Nauka litologie se věnuje studiu usazených hornin a moderních sedimentů, jejich složení, struktuře, původu a zákonitostem uložení. Petrografie se věnuje studiu, popisu a klasifikaci vyvřelých, metamorfovaných, metasomatických, migmatitových a impaktních hornin a jimi tvořených geologických těles. V průběhu vývoje petrografie se z ní vyprofilovala petrologie jako samostatná, ale úzce související disciplína – věda, která studuje podmínky vzniku hornin a experimentální reprodukci těchto podmínek.
Geologické útvary – přirozená kombinace určitých genetických typů hornin souvisejících s běžnými podmínkami vzniku.
O geologických formacích se uvažuje v mnoha oborech geologie (petrografie, litologie, geotektonika atd., existuje dokonce i speciální směr – studium formací). Vzhledem k tomu, že identifikace útvarů jako vysoce postavených objektů je možná pouze studiem velkých oblastí zemské kůry, hraje při jejich studiu důležitou roli regionální geologie. Regionální geologie – obor geologie studující geologickou stavbu a vývoj určitých oblastí zemské kůry.
Geosféry – soustředné vrstvy (skořápky) tvořené hmotou Země. Ve směru od periferie do středu Země jsou atmosféra, hydrosféra (tvoří vnější geosféry), zemská kůra, plášť a jádro Země (vnitřní geosféry). Stanoviště organismů, včetně spodní části atmosféry, celé hydrosféry a horní části zemské kůry, se nazývá biosféra.
Nejdůležitější roli při studiu geosfér, jejich složení, procesů v nich probíhajících a jejich vztahů má geofyzika a geochemie. Geofyzika – komplex věd, které studují fyzikální vlastnosti Země jako celku a fyzikální procesy probíhající v jejích pevných sférách, jakož i v kapalných (hydrosférických) a plynných (atmosférických) obalech. Geochemie – věda, která studuje historii chemických prvků, zákonitosti jejich šíření a migrace v útrobách Země a na jejím povrchu. Nazývá se věda, která studuje hluboké procesy, které mění složení a strukturu pevných obalů Země geodynamika. Další oblast geologie je věnována studiu geologických procesů probíhajících v zemské kůře a na jejím povrchu – dynamická geologie.
Minerály a horniny se vyskytují ve formě určitých geologických těles. Důležitou oblastí geologie je věda, která studuje výskyt hornin, mechanismus a důvody vzniku těchto forem. Věda, která studuje formy výskytu hornin v zemské kůře a mechanismus vzniku těchto forem, je tzv. strukturní geologie (obvykle považován za odvětví tektoniky). Tektonika – nauka o stavbě, pohybech a deformacích litosféry a jejím vývoji v souvislosti s vývojem Země jako celku.
Geologové se musí vypořádat s vrstvami hornin, které se nahromadily za miliardy let. Další důležitou oblastí jsou proto vědy, které ze stop zachovaných v horninových vrstvách obnovují události geologické historie a jejich sled. Geochronologie – nauka o posloupnosti vzniku a stáří hornin. Stratigrafie – obor geologie studující posloupnost vzniku a dělení sedimentárních, vulkanogenně-sedimentárních a metamorfovaných hornin tvořících zemskou kůru. Obecná disciplína tohoto směru je historická geologie – věda, která studuje geologický vývoj planety, jednotlivých geosfér a vývoj organického světa. Všechny tyto geologické vědy úzce souvisí s paleontologií, která vznikla a rozvíjela se na průsečíku geologie a biologie. Paleontologie – věda, která s využitím fosilních pozůstatků organismů a stop jejich životní činnosti studuje historii vývoje flóry a fauny minulých geologických epoch.
Jedním z nejdůležitějších úkolů geologie je objevování nových ložisek. minerální — minerální útvary zemské kůry, jejichž chemické složení a fyzikální vlastnosti umožňují jejich efektivní využití v oblasti výroby materiálů. Vznikají akumulace minerálů Místo narození. Nauka o zákonitostech vzniku a distribuce nerostných ložisek se nazývá metalogeneze. Podzemní voda také patří k nerostným zdrojům a je studována hydrogeologie. Důležitý aplikační úkol souvisí se studiem geologických podmínek pro stavbu různých staveb, což vedlo k formování dalšího směru v geologii – inženýrská geologie.
Všestrannost objektů, které geologie studuje, z ní dělá komplex vzájemně propojených vědních disciplín . Navíc ve většině případů každá jednotlivá disciplína zahrnuje tři aspekty: deskriptivní (studium vlastností objektu, jeho klasifikace atd.), dynamický (s ohledem na procesy jejich vzniku a změny) a historický (s ohledem na vývoj objektů v čase). ).
Podle oblasti využití výsledků se vědecký výzkum dělí na základní a aplikovaný. Cílem základního výzkumu je objevování nových základních přírodních zákonů nebo způsobů a prostředků poznání. Účelem aplikace je vytváření nových technologií, technických prostředků a spotřebního zboží. Ve vztahu ke geologii je třeba poznamenat následující praktické úkoly:
- objevování nových ložisek nerostných surovin a nových metod jejich rozvoje;
- studium zdrojů podzemní vody (také nerost);
- inženýrsko-geologické úkoly související se studiem geologických podmínek pro výstavbu různých staveb;
- ochrana a racionální využití podloží.
Geologie má úzký vztah k mnoha vědám. Níže uvedený obrázek ukazuje vědní obory, které vznikly v důsledku interakce geologie s příbuznými obory.
Na závěr se krátce dotkněme rysů metod geologického výzkumu. V tomto ohledu je třeba především poznamenat, že v geologii spolu teoretické a empirické metody velmi úzce souvisí. Nejdůležitější metodou geologického výzkumu je geologický průzkum – soubor terénních geologických studií prováděných za účelem vypracování geologických map a zjišťování perspektiv území ve vztahu k výskytu nerostů. Geologický průzkum spočívá ve studiu přirozených a umělých výchozů (odkryvů) hornin (určení jejich složení, původu, stáří, vzorců výskytu); poté jsou do topografické mapy zakresleny hranice rozšíření těchto hornin s vyznačením charakteru jejich výskytu. Analýza výsledné geologické mapy umožňuje vytvořit model struktury území a údaje o poloze různých nerostů na něm.
