Геология

Геологията (на старогръцки: γῆ-, „земя“, и λόγος, „наука, учение“) е природна наука, изучаваща състава, строежа, произхода и развитието на Земята и процесите, които формират скалите и минералите. Геологията осигурява доказателства за тектониката на плочите, еволюцията и промяната на климата. В наши дни геологията има и голямо стопанско значение с проучванията на подземните залежи на полезни изкопаеми и вода, дава основата на геотехническото инженерство и играе важна роля за разбирането на някои природни бедствия.

Boyabat
Базалтови шестоъгълни колони в Турция

История

Geological map Britain William Smith 1815
Картата на Англия, Уелс и Южна Шотландия на Уилям Смит от 1815 година е първата геоложка карта в мащаба на цяла страна, както и най-прецизната подобна карта за това време[1]

Систематичният интерес към геоложките явления, възниква не по-късно от 6 век пр.н.е., когато древногръцкият философ Питагор се опитва да обясни отделянето на остров Сицилия от Апенинския полуостров с разрушителното действие на морските вълни. Според него наличието на морски вкаменелости в скалите на сушата се дължи на това, че морето се е преместило и оставило върху сегашната суша своите следи. През 4 век пр.н.е. философът Теофраст пише своя труд „За камъните“, систематизиращ тогавашните познания за скалите. През Римската епоха Плиний Стари описва подробно много от използваните по това време минерали и метали, като отбелязва правилно и особеното образуване на кехлибара.

Някои съвременни изследователи отнасят началото на съвременната геология към Златния век на исляма.[2] Един от най-ранните мюсюлмански геолози е Ал-Бируни (973 – 1048), в чиито трудове се намират едни от първите описания на геологията на Индия и хипотезата, че Индийския субконтинент в миналото е бил дъно на море.[3] Неговият съвременник Авицена (981 – 1037) изгражда подробни теории за образуването на планините, причината за земетресенията и други важни за съвременната геология въпроси.[4] В Китай ученият Шън Куо (1031 – 1095) формулира хипотеза за процеса на образуване на сушата.

В Европа датчанинът Нилс Стенсен (1638 – 1686) формулира трите основни принципа на стратиграфията: принципът на суперпозицията, на първоначалната хоризонталност и на хоризонталния континуитет. Самото наименование „геология“ е използвано за пръв път през 1778 година от швейцареца Жан-Андре Дьолюк. Преди това зараждащата се наука е наричана земезнание, геогнозия, физическа география, наука за земните пластове и други.

Шотландецът Джеймс Хътън (1726 – 1797) често е определян като първия съвременен геолог.[5] През 1785 година той представя пред Кралското дружество на Единбург своя труд „Теория на Земята“ („Theory of the Earth“), в който излага своята теория, че Земята би трябвало да е много по-стара, отколкото се смята, за да има достатъчно време за ерозиране на планините, отлагане на седиментите на морското дъно и издигането им над водата. Хътън е привърженик на теорията на плутонизма, според която някои скали са образувани от вулканични процеси, докато теорията на нептунизма твърди, че всички са резултат от утаяването на дъното на огромен океан, нивото на водата в който постепенно е спаднало.

В началото на 19 век англичанинът Уилям Смит създава първите геоложки карти и започва систематичното подреждане на скалните слоеве, чрез изучаване на съдържащите се в тях фосили.[1] През 1830 година излиза книгата на шотландеца Чарлз Лайъл (1797 – 1875) „Принципи на геологията“ („Principles of Geology“),[6] която оказва значително влияние върху възгледите на Чарлз Дарвин, застъпвайки се за доктрината на униформизма. Според тази теория през цялата история на Земята протичат бавни геоложки процеси, които продължават и в наши дни. За разлика от нея, теорията на катастрофизма твърди, че земните форми са образувани при единично катастрофично събитие, след което остават неизменни.

През по-голямата част от 19 век в центъра на геоложките дискусии е въпросът за точната възраст на Земята, като оценките варират от няколкостотин хиляди до милиарди години.[7] Едва в началото на 20 век радиоактивното датиране дава възможност възрастта на Земята да бъде убедително оценена на около 2 милиарда години, което става основа за създаването на нови теории за процесите, оформили планетата.

Най-значимият напредък в геологията през 20 век е разработването на теорията за тектоника на плочите през 60-те години и прецизирането на оценките за възрастта на планетата. Теорията за тектоника на плочите, което предизвиква революция в науките за Земята, произтича от две отделни геоложки наблюдения – океанския спрединг и континенталния дрейф. Съвременните оценки за възрастта на Земята са за приблизително 4,5 милиарда години.[8]

В България

Първите геоложки карти в България са изработени от Ами Буе (1840) и Фердинанд фон Хохщетер (1870). За основател на българската геоложка наука се счита Георги Златарски, който в периода 1905 – 1911 г. публикува поредица от цветни карти с мащаб 1:300 000, имащи изключително важно научно значение. Същото ниво на детайл се поддържа от Стефан Бончев през 1930-те години. По-късните карти се съставят не толкова от отделни хора, а от екипи и геоложки организации.[9]

Геоложка хронология

Geologic Clock with events and periods
Кръгова схема, показваща относителната дължина на геоложките еони

Геоложката хронология обхваща цялата история на Земята от нейното възникване до наши дни. В нейното начало са образуването на материала на Слънчевата система в 4,567 Ga (преди 4,567 милиарда години)[10] и формирането на самата планета в 4,54 Ga.[11][12]

Важни дати

Относително датиране

Униформизъм

Принципът на униформизма твърди, че геоложките процеси, които променят земната кора в момента, са действали по същия начин както и през геоложката история. Този основен принцип, предложен от шотландския физик и геолог Джеймс Хутън, твърди, че „настоящето е ключът към миналото.“ Както Хутън сам казва:"Изминалата история на нашата планета трябва да може да се обясни с това, което се случва днес."

Абсолютно датиране

Бележки

  1. а б Winchester, Simon. The map that changed the world: William Smith and the birth of modern geology. New York, NY, Perennial, 2002. ISBN 0060931809. (на английски)
  2. Garrison, Fielding Hudson. An introduction to the history of medicine: with medical chronology, suggestions for study and bibliographic data. Saunders, 1922. p. 126. The Saracens themselves were the originators not only of algebra, chemistry, and geology, but of many of the so-called improvements or refinements of civilization, such as street lamps, window-panes, fireworks, stringed instruments, cultivated fruits, perfumes, spices, etc. (на английски)
  3. Salam, Abdus. Islam and Science. // Lai, C. H. Ideals and Realities: Selected Essays of Abdus Salam, 2nd ed.. Singapore, World Scientific, 1987. p. 179 – 213. (на английски)
  4. Toulmin, S. et al. The Ancestry of science: The Discovery of Time. London, Hutchinson & Co., 1965. p. 64. (на английски)
  5. Mathez, Edmond A. Earth: inside and out. New York, New Press, 2001. ISBN 9781565845954. (на английски)
  6. Lyell, Charles. Principles of geology. Chicago, University of Chicago Press, 1991. ISBN 9780226497976. (на английски)
  7. England, Philip et al. John Perry's neglected critique of Kelvin's age for the Earth: A missed opportunity in geodynamics. // GSA Today 17. 2007. DOI:10.1130/GSAT01701A.1. p. 4. (на английски)
  8. Dalrymple, G.B. The Age of the Earth. California, Stanford University Press, 1991. ISBN 0-8047-1569-6.
  9. М. Антонов, Ж. Иванов, Н. Кацков, Ст. Московски, К. Сапунджиев, Ил. Стоянов. Геоложките карти на България. // Списание на Българското геологическо дружество (48). 1987. с. 73.
  10. а б Amelin, Y et al. Lead isotopic ages of chondrules and calcium-aluminum-rich inclusions. // Science 297 (5587). Sep 2002. DOI:10.1126/science.1073950. p. 1678 – 1683. (на английски)
  11. а б Patterson, C =. Age of Meteorites and the Earth. // Geochimica et Cosmochimica Acta 10. 1956. p. 230 – 237. (на английски)
  12. а б Dalrymple, G. Brent. The age of the earth. Stanford, Calif., Stanford Univ. Press, 1994. ISBN 0804723311. (на английски)

Външни препратки

Базалт

Базалтът спада към ефузивните вулканични скали. Обикновено има от сив до черен цвят, който се дължи на мафичния му състав, а повърхността му е зърнеста заради бързото охлаждане на лавата. Може да бъде порфирен със съдържание на големи кристали в добре оформен матрикс, везикулярен или на пенеста сгурия.

На Земята повечето базалтови магмени скали са се формирали при декомпресионно стопяване на мантията. Базалтови скали са се формирали също и на Луната, Марс, Венера и на астероида 4 Веста. Така наречените Лунни морета, кои се намират на Луната, са всъщност огромни базалтови равнини.

Химичен състав по компонентно съдържание:

- SiO2 – 52,9%

- Al2O3 – 17,9%

- Fe2O3 – 9,1%

- CaO – 8,5%

- MgO – 5,3%

- K2O + Na2O – 5,1%

- в малки количества TiO2 и SO3

Физико-механични и химични показатели:

Отнсително тегло – 2,8 – 2,9 kg/dm3

Киселиноустойчивост в конц. Н2SO4 – 99,5%

Алкалоустойчивост: в 35%-тна NaOH – 91,8%

Абразивно износване по DIN52108 – 4….6 cm 3/50 cm2

Водопоглъщаемост – 0,0 %

Твърдост по Моос – 8

Якост на натиск – 450 N/mm2 по DIN / EN / 1926

Якост на огъване – 40,8 N/mm2 по DIN /EN / 100

Термична устойчивост – над 300 °С по DIN/ EN / 28062

Топлопроводност при 25 °С ± 5 °С – 1,25 W/m K

Варовик

Варовикът е бяла седиментна скала, съставена предимно от калциев карбонат. По своя произход варовиците могат да бъдат хемогенни (утаени по химичен път) такива варовици има в североизточна България, биогенни (изградени предимно от останки на организми – фито- и зоопланктон, черупки, скелетни частици и др.) находището в град Балчик и кластични (изградени от преотложени парчета варовик).

Има няколко вида варовици: обикновен, черупчест и креда. Варовикът се използва като строителен материал а също и за получаване на гасена вар и цимент. Черупчестият варовик се нарича така, защото в него още личат черупките на различни животни. Той е много красив и се използва за облицовка на сгради, чешми и други. Кредата е много мека (мек варовик). Кредата се използва като хранителна добавка във фуражите за животни, като пълнител за сухи строителни смеси, бои, каучукови изделия и други. От нея се прави тебеширът.

Варовикът е една от най-широко използваните в строителството скали. Освен в естествен вид, варовикът се използва за промишлено производство на негасена вар, въглероден диоксид, калцинирана сода. Добавя се при производството на чугун от кисели руди.

Водите с високо съдържание на варовик (като тази в Североизточна България) се наричат твърди. При загряването на такава вода до температури над 50 °C, варовикът се отлага по водоносещите части. Тези отлагания са известни като „котлен камък“ или „накип“.

Това води до износване, стесняване на пропускащите течения и запушването им.

Вкаменелост

Вкаменелостите са всички органични останки, следи или отпечатъци на растение или животно, които са били запазени в земната кора от отминали геоложки и праисторически времена.

Това са разнообразни фрагменти от черупки и скелети от безгръбначни и гръбначни животни, фрагменти от тях, отпечатъци от телата на животни и растения. Вкаменелостите се срещат в утаените скали и много рядко в метаморфни скали с утаечен произход. Разпределението на вкаменелостите е неравномерно. Различават се 2 крайности по отношение на разпределението – „неми“ или още стерилни пластове (в тях няма вкаменелости), и органогенни скали (почти 100% изградени от останки на вкаменелости).

Вкаменелостите имат голямо значение за палеонтолозите. Чрез тях се определя относителната възраст на скалите, в които се срещат. Някои вкаменелости са показателни за палеообстановката.

Геласий

Геласий (или Джеласий) е геоложки период обхващащ времето между 2,588 и 1,806 ± 0,005 млн. години. Той е част от плейстоцена, следва геоложкия период пиаченций (част от плиоцена) и е последван от калабрий. Кръстен е на сицилианския град Джела, разположен в южната част на острова. Периодът беше въведен в геоложката скала (в плиоцен епохата) през 1998 г. През 2009 г. джеласий е преместен от плиоцена в плейстоцена.

Гранит

Гранитът е една от най-разпространените магмени скали в природата. Той съставлява около 95% от обема на всички интрузивни скали в континенталния тип земна кора. Съдържа кварц, ортоклаз, биотит и други минерали. Гранитът е от твърдите скали поради високото си съдържание на кварц (твърдост 7 по скалата на Моос) и фелдшпат (6 по Моос), но има относително по-малка плътност (2.75 g/cm3) в сравнение с другите интрузивни скали. Освен това има ниско водопоглъщане и висока устойчивост на студ. Ето защо е подходящ за вътрешно и външно обзавеждане, за направа и облицовки на стени, подове, стълби, колони и други.

Девон

Девонът е геоложки период от системата на палеозоя, продължаващ от края на периода силур, преди около 416 ± 2,8 милион години, до началото на периода карбон, 359,2 ± 2,5 млн. години. Той е кръстен на Девън, Англия, където скалите от този период са проучени за първи път.

През периода девон се осъществява първата голяма адаптивна радиация на земния живот. Тъй като големи гръбначни сухоземни тревопасни животни все още не са се появили, свободните висши васкуларни растения започват да се разпространяват из сушата, образувайки обширни гори, които покриват континента. До средата на девон няколко групи от растения са еволюирали и развили листа и истински корени, а до края на периода се появяват първите семенни растения. Различни земни членестоноги също са представени. Рибите достигнат значително разнообразие през този период, като девон често се нарича "Ерата на Рибите". Появяват се първите ръкоперки и лъчеперки от костните риби. Повяват се предците на всички четириноги, като техните силни гръдни и тазови перки, постепенно се превръщат в крака и те се адаптират към ходене по земята. В океаните, примитивните акули стават все по-многобройни, отколкото в силур и късния ордовик. Появяват се първите мекотели амонити. Трилобити, мекотело-подобни брахиоподи и най-големите коралови рифове са все още често явление. В края на периода при девонското измиране морския живот е силно засегнат.

Сушата тогава се състои главно от суперконтинента Гондвана на юг, континента Сибир на север, и началото на формирането на малкия континент Евроамерика между тях.

Еоцен

Еоцен е епоха, продължила от около 56 допреди 34 млн. години. Тя е втората епоха на периода Палеоген на Ценозойската ера. Еоцен обхваща времето от края епохата Палеоцен до началото на епохата Олигоцен. Началото на Еоцен е белязано от появата на първите съвременни бозайници. В краят на Еоцен е едно от най-големите измирания, наречено Grande Coupure ("Великото прекъсване" в приемствеността). Както и с други геоложки периоди, слоевете, които определят началото и края на епохата са добре идентифицирани, въпреки че точните им датировки са малко несигурни.

Името Еоцен идва от гръцки ἠώς (eos зора) и καινός (kainos ново) и се отнася за "зората" на съвременните ("нови") бозайници, които се появяват по време на епохата.

Земна кора

Земната кора е най-горния слой на Земята, разположен между земната повърхност и Граница на Мохоровичич (наричана границата Мохо). Няма хомогенен строеж, като в нея се разпределят 3 слоя изградени от скали с различни особености.

Най-горният е утаечен (седиментен). Изграден от слабо споени седиментни скали. Дебелината му се движи от 0 до 15 – 20 km. На места този слой липсва, при което се открива вторият гранитен слой, който състои предимно от кисели по състав магмени и метаморфни скали, като преобладават гранитите. Дебелината му може да бъде между 20 – 40 km. Той също не е непрекъснат и на места липсва, а изобщо не съществува под океанското дъно. Най-дълбоко е разположен базалтов пласт, който е изграден от плътни магмени скали с базичен състав. Дебелината му достига до 40 km.

Калабрий

Калабрий е геоложки период обхващащ времето между 1,806 и 0.781 ± 0,005 млн. години. Той е част от плейстоцена, следва геоложкия период геласий и е последван от йоний. Краят на периода се определя от последната смяна на магнитното поле (781 ± 5 хил. години).

Кватернер

Кватернерът (на латински: Quartarius), известен още като четвъртъчен период, е геоложки период, започнал преди 2.588 ± 0.005 млн. години, който продължава и понастоящем. Кватернерът обхваща плейстоцена и холоцена.

Креда

Тази статия е за геоложкия период. За минерала вижте креда.Кредата (на латински: creda означаващо креда, тебешир) е третият и последен период от мезозойската ера. С продължителност от около 70 млн. г. тя е най-дългият период от мезозоя.

Миоцен

Миоцен е първата геоложка епоха от периода неоген и се простира от около 23,03 млн. г. допреди 5,332 милиона години. Автор на термина миоцен е Сър Чарлз Лайъл. Името идва от гръцките думи μείων (meiōn, „по-малко“), и καινός (kainos, „нови“) и означава „по-малко последните“, защото тя има с 18% по-малко съвременни морски безгръбначни от плиоцена. Миоцен следва епохата Олигоцен и предшества епохата Плиоцен. Миоцен е първата епоха от периода Неоген.

Земята преминава от Олигоцен към Миоцен и Плиоцен през няколко ледникови периода. Границите на миоцена не са определени от глобално събитие, а се състоят по-скоро от регионални граници между по-топлия Олигоцен и по-хладния Плиоцен.

Растенията и животните през миоцена са доста близки до съвременните. Бозайниците и птиците са широко разпространени. Китовете, тюлените, а също и водораслите се множат. В края на тази епоха, започват да се нагъват Хималаите.

Мрамор

Мраморът е метаморфна скала, изградена от калцит или доломит (последните се наричат доломитни мрамори). Оцветяването варира от чисто бяло до всевъзможни нюанси на цветовете. Мраморните скали се образуват при метаморфизъм на варовици и доломити.

Големи европейски находища: Италия, Гърция, Франция и Норвегия.

В България мрамор се добива в планините Рила, Родопи, Странджа, Пирин и Берковска.

Приложение: в бита – за облицовка, мозайки, производство на цимент и вар. В скулптурата, в огнеупорната, стъкларската и металургичната промишленост.

Олигоцен

Олигоцен е последната геоложка епоха на периода палеоген и се простира от преди около 34 млн. допреди 23 млн. години. Както и при други по-стари геоложки периоди, скалните пластове, които определят периода, са добре идентифицирани, но точните дати на началото и края на периода са малко несигурни. Името Олигоцен идва от гръцкото ὀλίγος (oligos няколко) и καινός (kainos ново), и се отнася до малкия брой нови съвременни бозайници след еволюционния взрив по време на еоцен. Олигоцен се прешества от епохата еоцен, a е последван от миоценската епоха. Олигоцен е третата и последна епоха на периода палеоген.

Олигоцен често се смята за важен момент на преход, връзката между архаичния свят на тропическия еоцен и по-модерно изглеждащите екосистеми на Миоцен. Основни промени по време на олигоцен включват глобалната експанзия на степите и регресията на широколистните тропически гори към екваториалния пояс.

Началото на олигоцен е белязано от голямо измиране, замяна на европейската с азиатскиата фауна, с изключение на ендемичните гризачи. Границата олигоцен-миоцен не е лесно да бъде идентифицирана като събитие по целия свят, а по-скоро на регионално ниво като граница между топлия късен олигоцен и относително по-хладния миоцен.

Палеоцен

Палеоцен "ранното скорощно", е геоложка епоха, която е продължила от около 65,5 до 56 милиона години преди днешното време. Това е първата епоха на периодът Палеоген от Неозойската ера. Както и при повечето други по-стари геоложки периоди, слоевете, които определят началото и края на епохата са добре идентифицирани, но точният край на епохата не е сигурен.

Епохата Палеоцен започва веднага след масовото измиране в края на Креда, известно като Кредо-палеогенска граница, което включва изчезването на динозаврите, гигантските морски влечуги и много други представители на флората и фауната.

Плиоцен

Плиоцен (на английски: Pliocene) е геоложка епоха, започнала преди 5,332 милиона години и завършила преди 2,588 милиона години. Това е втората и най-скорошна епоха от периода Неоген на Ценозойската ера. Епохата на Плиоцена се предшества от тази на Миоценa и е последван от Плейстоцена. Преди преразглеждането през 2009 г. на геоложката скала на времето, големите заледявания бяха поставяни изцяло в рамките на Плейстоцена, Сега се приема че Плиоцен също има ледников (Геласийски) период, който е продължил от преди 2,588 милиона години допреди 1,805 милиона години.

Автор на термина Плиоцен е шотландският учен Чарлз Лайъл. Името идва от гръцките думи πλεῖον (pleion, "повече") и καινός (kainos "нови") и означава приблизително "продължение на последните", позовавайки се по същество на съвременните морски мекотели.

Както и с други по-стари геоложки периоди, геоложките пластове, които определят началото и края са добре идентифицирани, но точните дати на началото и края на епохата са малко несигурни. Границите, определящи началото на Плиоцена, не са определени и не могат лесно да бъдат идентифицирани по целия свят, а по-скоро се определят като регионални граници между топлия Миоцен и относително по-хладния Плиоцен. За горна граница се приема началото на плейстоценските заледявания.

Релеф (геоморфология)

Релеф (на френски: relief, от на латински: relevo – вдигам, повдигам) е географски термин, с който се означава съвкупността до всички форми на горната граница на земната кора, които са много разнообразни по външен вид, размери, възраст, начин на образуване. Представлява географска особеност на даден регион. Определя се от вида и разположението на геоморфоложките форми като планини, долини, каньони, клисури и други. Характеризира наклона на терена, геоложкия строеж, климата и много други. Релефът се сформира под въздействието на вътрешни (ендогенни) и външни (екзогенни) процеси, характерезираийки се с изпъкнали и вдлъбнати земни форми.

Релефът оказва влияние върху годишните сезони, водите, почвите, растенията и животните. Формите му улесняват или затрудняват живота и трудовата дейност на хората.

Силур

Силур е период в геологията от ерата палеозой, който се простира от края на периода ордовик, преди 443,7±1,5 милиона години (Mya), до началото на периода девон, преди около 416,0±2,8 милиона години . Началото на силур се определя от събитие на голямо изчезване, когато са били унищожени 60% от морските видове. Вижте масово измиране Ордовик-Силур.

Значителено еволюционно събитие по време на силур е появата на челюстни и костните риби. Животът започнал да завладява и земната повърхност (сушата) под формата на малки, подобни на мъх, висши растения, които се разпростират около езера, потоци и по бреговата ивица. Сухоземния живот, обаче, няма значително разнообразие и не успява да повлияе на пейзажа, както се случва през девон.

Триас

Триас (на старогръцки: τριάς, τριάδος; „Triade“) е геоложки период от земната история, който обхваща първата третина на Мезозоя. Започва преди около 250 милиона години и завършва преди около 200 милиона години, продължителност – 50 милиона години. Характеризира се с изчезването на растителни и животински видове. Климатът е сух и горещ, формират се специфичните червени пясъчници. Много от моретата пресъхват, а тези които остават, повишават солеността си.

На други езици

This page is based on a Wikipedia article written by authors (here).
Text is available under the CC BY-SA 3.0 license; additional terms may apply.
Images, videos and audio are available under their respective licenses.