Geologia on tiede , jonka pääasiallisena tutkimuskohde on Maan , erityisesti maankuoren . Merkittävä kurinalaisuutta Earth Sciences , se perustuu ensinnäkin havaintoihin, sitten luodaan hypoteeseja selittämään järjestelyn kiviä ja rakenteita niihin vaikuttavista rekonstruoimaan niiden historiaa ja taustalla olevien prosessien. Termi "geologia" myös tarkoittaa kaikkia kallioperän ominaisuuksien alueen ja ulottuu tutkimuksen ja tähdet .
Moderni geologia muotoutuu päässä XVII nnen vuosisadan, halu ymmärtää rakenteen Maan ja useita mekanismeja luonnonilmiöitä. Kehittyminen teorioita geologian liittyy läheisesti kehitystä teorioita kosmologian ja biologian , mutta myös alati etenevä tekniikoita ja välineitä käytetty loppuun XIX : nnen vuosisadan. XX : nnen vuosisadan vuosisadan perustamisen suuret teoriat ohjaavat modernin geologia, jossa kehitetään malli laattatektoniikasta vuonna 1960 , mutta myös parantunut havainto tekniikoita, joiden avulla monet edistysaskeleet, ja kehittämällä soveltamisen geologialle talouden ja teollisuuden aloilla .
Geologia on tiede, joka sisältää monia erikoisuuksia ja pyytää tietoa eri tieteenaloilta, kuten biologian , fysiikan (virtausmekaniikka, petrokemia jne) , kemia , materiaalitieteen , kosmologia , ilmasto , hydrologian ... Tutkimus menetelmät ja geologisen tiedon sovelletaan vuonna monet yhteiskunnalliset, taloudelliset ja teolliset alat, kuten raaka-aineiden hyödyntäminen , maa- ja vesirakentaminen , vesivarojen hallinta, vesihuolto . ” Ympäristö tai luonnonuhkien ehkäisy .
Termi geologia peräisin antiikin Kreikan : γῆ (Ge, "maa") ja λογία (Logia, "tutkimus").
Petrografia viittaa kivien kuvaavaan tutkimukseen. Tutkittavan kalliotyypin mukaan puhumme " magmaattisesta petrografiasta ", " sedimenttitrografiasta " tai " metamorfisesta petrografiasta ". Petrografinen tutkimus koostuu kiven eri ominaisuuksien (tekstuuri, mineraloginen kokoonpano, huokoisuus jne.) Kuvaamisesta suorien havaintojen, makroskooppisten, mikroskooppisten ja tiedonkeruun avulla näytteitä käyttämällä erilaisia analyysimenetelmiä. ( Röntgendiffraktometria , mikrotunnistin …).
Jos petrografia pyrkii kuvaamaan vain kiviä, petrologia on tieteenala, jonka tavoitteena on määrittää kiven muodostumisen ja evoluution mekanismit. Petrologinen tutkimus on kokeellinen, ja sen tarkoituksena on mallintaa kiven muodostumisen ja evoluution olosuhteet historiansa aikana useiden (petrografisten, kemiallisten jne.) Analyysien perusteella. Erona on eksogeeninen petrologia, joka koskee sedimenttikivien muodostumisprosesseja maapallolla, ja endogeeninen petrologia, joka keskittyy magmaattisten kivien muodostumisprosesseihin ja litosfäärin metamorfisiin prosesseihin .
MineralogiaSekä kemiaan että geologiaan, mineralogiaan liittyvä haara viittaa mineraalien , kiinteiden ja homogeenisten, yleensä epäorgaanisten aineiden tutkimiseen ja karakterisointiin , joiden kokoonpano muodostaa kiviä. Mineraalien monien ominaisuuksien, kemiallisten ja fysikaalisten ominaisuuksien sekä niiden suuren monimuotoisuuden seurauksena mineralogia perustuu moniin osa-alueisiin, kuten kristallografiaan (rakenne), fysiikkaan (optiset ominaisuudet, radioaktiivisuus jne.) Tai jopa kemia (kemiallinen kaava jne.). Koska mineraalien paikka on välttämätön geologiassa, mineralogia on melkein välttämätön tieteenala kaikissa geologisissa tutkimuksissa ja tarjoaa tietoa monista eri mineraalivaiheiden parametreista (kovuus, pilkkoutuminen, murtuminen, kemia jne.) Ja niiden vuorovaikutuksesta.
StratigrafiaStratigrafia, jota joskus kutsutaan historialliseksi geologiaksi, on monialainen haara, joka tutkii eri geologisten kerrosten järjestelyä ajallisen tiedon saamiseksi. Se perustuu useita erilaisia tutkimuksia, kuten litostratigrafia (tutkimus kallioperä), biostratigraphy (tutkimus fossiileja ja biofacies) tai magnetostratigraphy (magneettiset tutkimuksia), joiden korrelaatio tietojen avulla on mahdollista päivämäärää geologisia kerrostumia. Toisiinsa ja sijoittaa ne tarkalleen geologiseen asteikkoon . Nämä tutkimukset perustuvat tiettyyn määrään periaatteita, joiden avulla voidaan selittää geologisten kerrosten järjestyksen logiikka: päällekkäisyyden periaate, jatkuvuuden periaate, paleontologisen identiteetin periaate, yhtenäisyyden periaate….
Stratigrafialla on monia sovelluksia, sekä tieteellisiä että teollisia. Geologisen aikaskaalan kehitys tapahtuu ympäri maailmaa hankittujen eri stratigrafisten tietojen avulla; tätä kutsutaan kronostratigrafiaksi . Seismisten menetelmien käyttö mahdollistaa myös sedimenttialtaiden reunojen kerrostumien tutkimisen, joissa sekvenssien peräkkäisyyksiä hallitaan merenpinnan vaihteluilla ja tektonisilla variaatioilla; sitten puhumme peräkkäisestä stratigrafiasta . Näiden kerrostettujen järjestelyjen tutkimukset ovat lisäksi hyödyllisiä etsimällä hiilivetyjä.
PaleontologiaPaleontologia on yhteinen tieteenala geologian ja biologian kanssa , jonka tutkimusalue keskittyy sukupuuttoon joutuneisiin olentoihin fossiilien analyysin perusteella johtopäätösten tekemiseksi niiden evoluutiosta geologisen ajan kuluessa. mikroskooppisten fossiilien tutkimuksen tapauksessa puhumme mikro-paleontologiasta. Paleontologian tavoitteena on kuvata fossiilisia lajeja fylogeenisten johtopäätösten tekemiseksi ja määrittää sukupuuttoon kuolleiden ja nykyisten elävien olentojen välinen suhde heijastamaan niiden evoluutiota.
Paleontologia liittyy geologiaan sillä, että tyypillisten fossiilien, nimeltään stratigrafiset fossiilit , käyttö mahdollistaa geologisen kerroksen tarkan päivämäärän. Näissä kerroksissa esiintyvät lajityypit mahdollistavat myös tutkitun kerroksen kerrostumisaikaa vastaavan paleoympäristön palauttamisen. Tutkimalla fossiilisten lajien evoluutiota tutkijat voivat myös saada tietoa ympäristön ja ilmaston vaihteluista geologisen ajan kuluessa.
Geodynamiikka ei ole tieteellinen ala, vaan lähestymistapa, jonka tavoitteena on luonnehtia maajärjestelmän yleiseen evoluutioon ja niiden keskinäiseen vuorovaikutukseen liittyviä voimia ja ilmiöitä.
TektoninenTektoniikka on haara, joka käsittelee maankuoren muodonmuutoksia ; se keskittyy lähinnä geologisten rakenteiden ja niiden muodostumisen taustalla olevien liikkeiden ja voimien väliseen suhteeseen. Tektoniikka koskee muodonmuutoksia kaikissa avaruus- ja avaruusasteissa maapallolla. Tutkittavan kohteen mittakaavasta riippuen puhumme mikrotektoniikasta, mikroskooppisista rakenteista tai globaalista tektoniikasta useiden tuhansien kilometrien rakenteista.
Tämä tieteenala kehottaa käyttämään monia materiaalien fysiikan ja jatkuvan väliaineen mekaniikan käsitteitä, joiden avulla on mahdollista tutkia kallioon tai kiviryhmään kohdistuvien rasitusten luonnetta ja tutkia jälkimmäisten reaktioita niihin kohdistuviin rasituksiin. . Nämä tutkimukset mahdollistavat niiden aiheuttamien jännitysten ja muodonmuutosten paikallistamisen alueellisesti ja ajallisesti; Lisäksi ne tarjoavat tietoa kallion muodostumisen olosuhteista, jotka usein ovat tektonisen kontekstin ehtoja.
SedimentologiaRakennusgeologiaa käytetään joskus synonyyminä "tektoniikalle" ranskalaisessa kirjallisuudessa, mikä eroaa vastineestaan geometrisemmällä lähestymistavalla muodonmuutoksiin. Vaikka tektoniikan tutkimuskohteet ovat yhteisiä rakennegeologian kohteiden kanssa, jälkimmäinen pysyy puhtaasti geologisten rakenteiden kuvauksessa. Kentällä hankittujen tietojen perusteella tehdyt rakennetutkimukset mahdollistavat erityyppisten muodonmuutosten geometrian määrittämisen (vian pudotus, taittuvan akselin pudotus jne.). Nämä tulokset antavat mahdollisuuden määrittää pääjännitysten suunta ja tarjota hyödyllistä tietoa tektonisen tutkimuksen puitteissa.
Vulkanologia GlaciologyTämä maapallotiede näyttää tietävän alkunsa noin vuonna 1660 pohjoismaissa tanskalaisen geologin Niels Stensenin ensimmäisten teosten kanssa , joka tunnetaan ranskaksi Nicolas Sténonin nimellä, jota seuraa välittömästi Englanti ja Ison-Britannian alueet, sitten myöhemmin Ranskassa noin vuonna 1700. Ranskalainen Bernard Palissy (1510? -1590) esiintyy kuitenkin kirjailijoiden ja tutkijoiden usein unohtamana nykyaikaisen geologian edeltäjänä muun muassa tutkimustensa kanssa Lutétienin tai Charenten suoluolien fossiileista. Vuonna 1750 se on Länsi-Eurooppaan perustettu tiede. Nykyisessä merkityksessään termiä geologia käyttää ensimmäistä kertaa ranskaksi vuonna 1751 Diderot , Aldrovandin vuonna 1603 luomasta italialaisesta sanasta . Sana geologi käytetään yleisesti hänen 1797 essee Uusia periaatteita geologia mukaan Philippe Bertrand ja vuonna 1799 vuoteen Jean André Deluc ; sen asetti seuraavana vuonna Horace-Bénédict de Saussure . Alussa XIX th vuosisadan , geologiset tieteen riisuu ja on sen perustan, ajassa ja kasvu kaavioita tarkempi, kenttähavaintojen, geofysikaalisia osat ja Petrologiset analysointi käynnissä.
Geologinen aikataulu on ajallinen luokitus, jota käytetään pääasiassa geologiassa, mutta myös muissa tieteissä, paikantamaan maapallon historian tapahtumia sen muodostumisesta (4,54 Ga ) nykypäivään saakka. Tämä asteikko on jaettu neljään aioneita ( Hadeinen eoni , Archean , proterotsooinen ja fanerotsooinen aioni ), itse jaettu eras , keskimääräinen kesto, joka on pari sataa miljoonaa vuotta niiden rajat vastaavat suuria mullistuksia biosfäärissä ja / tai litosfäärissä ja ilmakehässä . Aikakausien sisällä on osa-alueita ( jaksoja , aikakausia ja vaiheita ), jotka vastaavat globaalia sedimentaatiomuotoa valtamerissä ja jotka määritellään stratotyyppien avulla . Asteikko jakautuu yksityiskohtaisesti viimeiseen eoniin, phanerozoiciin, joka vastaa viimeistä 542 miljoonaa vuotta. Aikaisempaa ajanjaksoa, joka vastaa kolmea muuta aeonia, kutsutaan myös prekambriksi .
Maan historiaa merkittäviä tärkeimpiä tapahtumia käytetään usein rajana asteikon kahden alajaon välillä:
Suhteellista treffausta käytetään priorisoimaan naapurikerrosten ikät suhteessa toisiinsa. Sen avulla voidaan nopeasti luoda tutkitun maan kronologia. Se voidaan tiivistää muutamaan periaatteeseen:
Absoluuttinen dating antaa mahdollisuuden määrittää enemmän tai vähemmän tarkalleen kiven ikä. Se on erittäin hyödyllinen kronostratigrafian yhteydessä ja geologisen aikaskaalan kehittämisessä , mutta myös kivien historian ja evoluution tutkimuksessa.
Yksi yleisimmistä tavoista on käyttää isotooppigeologiaa . Pieni osa atomien läsnä kivet ovat käytettäessä epävakaa isotooppinen muodossa . Tämä isotooppi on tuomittu muuttumaan radioaktiivisen päästön kautta toiseen elementtiin, joka voi itse olla epävakaa tai radioaktiivinen isotooppi. Nämä radioaktiiviset päästöt tapahtuvat satunnaisella taajuudella, joka voidaan tilastollisesti määrittää. Ajatuksena on sitten mitata ensimmäisen elementin (isäelementin) ja sitten toisen elementin (lapsielementin) osuus: isäelementin osuus laskee ajan myötä ja lapsielementin kasvu kasvaa. Näin ollen kallio, jossa vanhempi elementti on hyvin läsnä, on uusi kallio, ja päinvastoin kallio, jossa lapsielementti on hyvin läsnä, on vanha kallio. Laskemalla ja vertaamalla laboratoriossa vahvistettuihin malleihin voimme sitten arvioida kiven iän miljoonan vuoden tarkkuudella.
Klassiset tutkitut isä / poika -elementit ovat rubidium / strontium ( rubidiumia on läsnä pieninä määrinä muskoviitissa , biotiitissa , maasälpä jne.) Ja kalium / argon tai tarkemmin sanottuna uraani / lyijy ja uraani / torium .
Sisäinen maapallo koostuu peräkkäisistä verhoista, joilla on erilaisia petrografisia ja fysikaalisia ominaisuuksia, jotka on rajattu niiden välille epäjatkuvuuksilla. Nämä kirjekuoret voidaan ryhmitellä kolmeen pääryhmään, maapallon keskiosasta, nimeltään: kuori , vaippa ja ydin . Syrjäisimmässä 670 km : ssä litosfääri ja astenosfääri muodostavat kaksi olennaisesti mekaanisten ominaisuuksien määrittelemää joukkoa, joissa litosfääri muodostaa jäykän joukon "kelluvan" astenosfäärin muodostavalla muovikokonaisuudella. Tämä jäsentely tapahtui Hadean tyyliin, pian sen jälkeen, kun alkukartan alkupuolella tapahtunut kasvutapahtuma tapahtui, jolloin hyvin nuoren planeetan (sitten täydellisen fuusion tilassa) muodostavat kemialliset alkuaineet erotetaan toisistaan muodostamaan ensin kaksi kemiallista kerrosta: ferro - nickeliferous ydin ja alumiinisili- - silikaatti vaipan .
Sisäisten kirjekuorien pääominaisuudetSeismisten aaltojen analyysistä päätettiin niiden kirjekuorien ominaisuudet, joihin ei pääse suoraan ihmisille (pääasiassa vaipalle ja ytimelle). Viimeksi mainitut ylittävät maapallon samalla kun liikkuvat nopeuksilla, jotka vaihtelevat niiden kerrosten mukaan, joille tapahtuu taitto- ja heijastusilmiöitä epäjatkuvuuksien tasolla. Maapallon ympäri sijaitsevien mittausasemien saamien tietojen korrelaatio on pääsääntöisesti mahdollistanut vaipan ja ytimen paksuuden, fysikaalisten ominaisuuksien ja yleisen rakenteen määrittämisen. Muut geofysikaaliset menetelmät ovat sittemmin syventäneet tietoa maapallon sisäisestä rakenteesta ja mekanismeista, kuten seisminen tomografia tai gravimetria .
Kirjekuori | Syvyys km |
Tiheys g / cm 3 |
Hallitseva petrografia | Kemialliset alkuaineet |
---|---|---|---|---|
Mannermainen valtameren kuori |
0-35 0-10 |
2,7 - 3,0 2,9 - 3,2 |
Graniitti ja gneissi Basaltti, gabro ja peridotiitti |
Si ja Al Si, Al ja Mg |
Ylempi litosfäärinen vaippa ja astenosfäärin siirtymävyöhyke |
35/10 - 670 35/10 - 400 400 - 670 |
3,4 - 4,4 |
Oliviini , pyrokseeni ja Garnet Wadsleyite → Ringwoodite ja Garnet |
Si, Mg ja Ca |
Alempi vaippa | 670 - 2890 | 4,4 - 5,6 | Perovskiitti ja ferroperiklaasi | Si, Mg, Fe ja Ca |
Ulompi ydin | 2890 - 5100 | 9.9 - 12.2 | - | Fe, Ni ja S (nestemäinen tila) |
Sisempi ydin | 5100 - 6378 | 12.8 - 13.1 | - | Fe, Ni ja S (kiinteä tila) |
Maan kuori (jota kutsutaan joskus myös "maankuoreksi") on maapallon uloin vaippa, joka on suorassa kosketuksessa pinnan ilmakehän ja hydrosfäärin kanssa, mutta myös ohuempi ja vähemmän tiheä. Se erotellaan kahteen luonteeltaan erilaiseen kokonaisuuteen: mannermainen kuori, happaman koostumuksen ja valtameren kuori, peruskoostumus.
Manner kuori on tunnusomaista monimutkainen rakenne ja vahva kivilajien heterogeenisyys. Se koostuu kuitenkin pääasiassa happamista magmaattisista ja muodonmuutoskivistä, jotka muodostuvat pääasiassa subduktio- jaksojen ja mantereen törmäysten aikana . Sen pintaosa koostuu epäsäännöllisesti sedimenttikivistä ja maaperästä . Tämän kuoren syvät osat voidaan tuoda paljaaksi perustamisen, sitten vuorijonon purkamisen ansiosta . Mannerkuori on myös jaettu kolmeen kokonaisuuteen, jotka määritetään niiden mekaanisten ominaisuuksien perusteella: ylempi kuori (0-10 km ), keskikuori (10-20 km ) ja alempi kuori (20-35 km ).
Oceanic kuori on muodostettu tasolla valtamerten harjanteiden, osittain fuusio peridotiitti alla olevan vaipan; magma nousee pintaan ja kiteytyy antaen peruskiviä (lähinnä basaltteja ja gabbroita). Kun se siirtyy harjanteelta, valtameren kuori sakeutuu, jäähtyy ja tiheytyy; kun valtameren litosfäärin (johon osa meren kuori on osa) yleinen tiheys ylittää astenosfäärisen vaipan tiheyden, alkaa subduktioprosessi ja litosfääri tulee vaippaan, jossa se vähitellen kierrätetään. Valtameren kuori voidaan paljastaa tukkeutumalla , missä se menee päällekkäin mantereen kuoren kanssa, tai mantereen törmäyksellä , jossa valtameren kuoren tähteet voidaan säilyttää ja paljastua.
TakkiMaan vaippa on maapallon tärkein vaippa, joka edustaa 82% maapallon tilavuudesta ja 65% massasta. Se koostuu ultrabasaista kivestä, jonka tyyppi muuttuu syvyydessä, pääasiassa paineen ja lämpötilan nousun vuoksi, joka järjestää uudelleen mineraalien kidejärjestelmän. Vaippaa tutkitaan osittain "suoralla" tavalla tiettyjen magmaattisten kompleksien läsnä olevien säilyvien mantelikivien sulkeumien ansiosta, jotka nyt paljastuvat pinnalle ( kimberliittiset putket jne.). Yhdenkään näytteen lähtöpaikka ei kuitenkaan ole yli 400 km syvä; Tämän arvon ulkopuolella vaipan tutkimus suoritetaan yksinomaan geofysikaalisin tekniikoin ja mallinnuksin.
YdinYdin koostuu ylivoimaisesti raudasta, joka erottaa sen kemiallisesti muista verhokäyristä (kuori ja vaippa), jotka on joskus ryhmitelty nimellä "silikaattimaa" nimellä korostamaan viimeisen ja ytimen välistä kemiallista kontrastia. Ulompi ydin ja sisempi ydin (kutsutaan myös siemeniksi) ovat kemiallisesti hyvin samanlaisia ja erottuvat pääasiassa aineen tilasta, joka on nestemäinen ulko- ja kiinteä sisäosassa. Sisempi ydin on muodostettu vahingoittamaan ulkosydämää, jossa sula materiaali kiteytyy; tämä reaktio tuottaa lämpöä, joka aiheuttaa konvektioliikkeitä ulkosydämessä, jotka ovat maan magneettikentän alkupäässä .
Voyage to the Center of the Earth ,ranskalaisen kirjailijan Jules Vernen vuonna 1864 julkaisemassa tieteiskirjallisuusromaanissa , päähenkilöinä saksalainen geologi, professori Lidenbrock ja hänen veljenpoikansa Axel. Heidän matkansa maan syvyyteen on kirjoittajalle mahdollisuus keskustella ajan tieteellisistä teorioista, erityisesti maapallon sisätilojen koostumuksesta ja lämpötilasta, mutta myös lajien evoluutiosta ja hominidien ulkonäöstä, fossiilien (sitten elävien fossiilisten eläinten)löytämisen kautta.
Suurimmassa osassa maailman maita on julkinen vertailuelin. Ranskassa geologisen ja kaivostutkimuksen toimisto (BRGM) on useiden ministeriöiden valvonnassa.
Euroopan mittakaavassa EuroGeoSurveys (EGS, The Geological Surveys of Europe ) on Belgian lain mukainen yhdistys, joka yhdistää 37 eurooppalaista geologista tutkimusta.
: tämän artikkelin lähteenä käytetty asiakirja.