Geologi (fra det
greske γῆ / guê /, 'Jorden', og -λογία / -loguía /, 'avhandling') [ 1 ] [ 2 ] er naturvitenskapen som studerer sammensetningen og strukturen, både indre og overfladiske, av planeten Jorden , og prosessene som den har utviklet seg gjennom gjennom geologisk tid . [ 3 ]
Den består av et sett med geovitenskaper , velkjent i dag fra synspunktet dets pedagogikk , utvikling og profesjonelle anvendelse. Det gir viktige vitnesbyrd for å forstå platetektonikk , livets historie gjennom paleontologi , og hvordan det utviklet seg, så vel som fortidens klima . I dag er geologi av fundamental betydning i utforskning av mineralforekomster ( gruvedrift ) og hydrokarboner ( olje og naturgass ), og evaluering av underjordiske vannressurser ( hydrogeologi ). Det er også av grunnleggende betydning for forebygging og forståelse av naturfenomener som massefjerning , generelt jordskjelv , tsunamier , vulkanutbrudd , blant andre. Den gir nøkkelkunnskap i løsning av miljøforurensningsproblemer, og gir informasjon om tidligere klimaendringer . Det spiller også en viktig rolle innen geoteknikk og anleggsteknikk .
Geologi inkluderer grener som geofysikk , tektonikk , strukturell geologi , stratigrafi , historisk geologi , hydrogeologi , geomorfologi , petrologi og jordvitenskap .
Selv om gruvedrift og edelstener har vært gjenstand for menneskelig interesse gjennom sivilisasjonens historie, skjedde ikke deres vitenskapelige utvikling innen geologivitenskapen før på det attende århundre . Studiet av jorden , spesielt paleontologi , blomstret på 1800 -tallet , og veksten av andre disipliner, som geofysikk med teorien om platetektonikk på 1960-tallet, hadde en lignende innvirkning på jordvitenskapen teorien om evolusjon fremfor biologi .
I forlengelsen gjelder det studiet av resten av kroppene og stoffet i solsystemet ( astrogeologi eller planetgeologi ).
Geologiens historie studerer utviklingen gjennom historien til geologien som en vitenskap — som i dag omhandler sammensetningen, strukturen, historien og utviklingen av de indre og ytre lagene av jorden og prosessene som utgjør den. Geologi, som en vitenskap om jorden, deler en felles stamme med mange disipliner som har brutt fra den, eller delt et felt, for eksempel paleontologi , vulkanologi , seismologi eller geomorfologi , og derfor er en del av historien felles med disse disiplinene. og noen andre grener av vitenskapen.
Noen av de mest synlige geologiske fenomenene - jordskjelv , vulkaner og erosjon - så vel som noen av emnene deres - bergarter, mineraler, malm og metaller, edelstener, fossiler - har alltid interessert menneskeheten. Det tidligste sporet av slik interesse er et veggmaleri som viser et neolittisk vulkanutbrudd ved Çatal Hüyük ( Tyrkia ) fra det 6. årtusen f.Kr. C. . Antikken brydde seg lite om geologi, og når den gjorde det, hadde skriftene liten direkte innflytelse på grunnlaget for moderne geologi. Studiet av jordens fysiske materie går tilbake til de gamle grekerne , som visste om erosjon og fluvial transport av sedimenter, og hvis kunnskap ble oppsummert av Theophrastus (372-287 f.Kr. ) i verket Perilithon [On the rocks]. ] . I romertiden skrev Plinius den eldre i detalj om de mange mineralene og metallene som ble brukt i praksis, og pekte riktig på opprinnelsen til rav .
Noen nåværende forskere, som Fielding H. Garrison , er av den oppfatning at moderne geologi begynte i middelalderens islamske verden, da begrepet lag dukker opp eksplisitt under den klassiske arabiske perioden og tydeligere i Kina, selv om disse bidragene ikke påvirket fødselen av moderne geologi. Abu al-Rayhan al-Biruni (973-1048) var en av de tidligste muslimske geologene, hvis arbeider omfatter de tidligste skriftene om Indias geologi, og antok at det indiske subkontinentet en gang var et hav. Den islamske lærde Avicenna (981-1037) foreslo en detaljert forklaring på dannelsen av fjell, opprinnelsen til jordskjelv og andre sentrale temaer i moderne geologi, som ga et vesentlig grunnlag for den senere utviklingen av denne vitenskapen. I Kina formulerte lærde Shen Kuo (1031-1095) en hypotese for jordens dannelsesprosess, og basert på sin observasjon av fossile dyreskjell i et geologisk lag på et fjell hundrevis av kilometer fra havet, klarte han å slutte at jorden ville blitt dannet ved erosjon av fjellene og ved avsetning av sedimenter.
Den samme situasjonen fortsatte i Europa under middelalderen og renessansen, uten at noe paradigme dukket opp, og forskere var delt i det viktige spørsmålet om fossilenes opprinnelse . I løpet av de første århundrene med europeisk utforskning [ 4 ] begynte et stadium med mye mer detaljert kunnskap om kontinentene og havene. De spanske og portugisiske oppdagelsesreisende samlet for eksempel en detaljert kunnskap om jordens magnetfelt, og i 1596 skimtet Abraham Ortelius allerede hypotesen om kontinentaldrift , forløperen til teorien om platetektonikk , ved å sammenligne profilene til kysten av Sør-Amerika. og fra Afrika. [ 5 ]
Richard de Bury (1287-1345), i en bok med tittelen Philobiblon eller Philobiblion [The Love of Books], brukte først begrepet geologi , eller jordisk vitenskap . Det ser imidlertid ikke ut til at begrepet ble brukt for å definere en vitenskap hvis studieobjekt var Jorden, men begrepet jordisk vitenskap opptrer i motsetning til begrepet teologi eller andre termer med åndelige konnotasjoner. Den italienske naturforskeren Ulisse Aldrovandi (1522-1605) brukte først ordet geologi med en betydning nær den det har i dag, i et manuskript funnet etter hans død. Han betraktet geologi som vitenskapen som omhandlet studiet av fossiler , men det må tas i betraktning at begrepet fossil også omfattet mineraler og bergarter på den tiden. Senere, i 1657, dukket det opp et verk av Mickel Pederson Eschilt , skrevet på dansk, med tittelen Geologia Norwegica , der han studerte et jordskjelv som rammet den sørlige delen av Norge. I 1661 skrev Robert Lovell (1630-1690) en Universal History of Minerals , hvorav en del han kalte det latiniserte navnet Geology . Dette ordet ble senere brukt av Fabrizio Sessa i 1687, i hans arbeid med tittelen Geologia -nella quale se spiega che la Terre e non le Stelle influisca né suaoi corpiterrestrial , og uttalte at "geologi er virkelig den som snakker om jorden og dens påvirkninger" . Erasmus Warren ga i 1690 ut en bok med tittelen Geologia or a Discourse concerning the Earth before the Deluge ; uttrykket "geologi" vises imidlertid bare i tittelen på verket, og finnes ikke senere i teksten. Ordet geologi ble definitivt etablert som et begrep for generell bruk i 1778 av Jean-André Deluc (1727-1817) og i 1779 av Horace-Bénédict de Saussure (1740-1799).
Fødselen til moderne vestlig geologi er vanskelig å datere: Descartes var den første som publiserte en "teori om jorden" i 1644; Nicolás Steno (1638-1686) publiserte i 1669 en 76-siders bok som beskrev de grunnleggende prinsippene for stratigrafi , prinsippet om overlagring av lag , prinsippet om original horisontalitet og prinsippet om lateral kontinuitet; I 1721 publiserte Henri Gautier , inspektør for veier og broer, Nouvelles conjectures sur le globe de la terre, où l'on fait voir de quelle manière la terre se détruit journellement, pour pouvoir changer à l'avenir de figure... [ Nye formodninger om jordkloden, hvor det vises hvordan jorden daglig blir ødelagt, for å endre sin figur i fremtiden...].
James Hutton , ofte sett på som den første moderne geologen, presenterte i 1785 en artikkel med tittelen Theory of the Earth, med bevis og illustrasjoner for Royal Society of Edinburgh . I sin artikkel forklarte han sin teori om at jorden må være mye eldre enn tidligere antatt, for å ha nok tid til at fjell er erodert bort og at sedimenter kan danne nye bergarter i bunnen av havet, og disse igjen. dukket opp til overflaten for å bli tørt land. Hutton publiserte en tobindsversjon av ideene hans i 1795. Huttons tilhengere ble kjent som plutonister fordi de trodde at noen bergarter ble dannet av vulkanisme , som er avsetningen av lava fra vulkaner, i motsetning til neptunistene , som trodde at alle bergartene hadde dannet i et stort hav hvis nivå gradvis ville ha sunket over tid. William Smith (1769-1839) tegnet noen av de første geologiske kartene og begynte prosessen med kronologisk rekkefølge av bergartene ved å studere fossilene som finnes i dem, og grunnla, sammen med Georges Cuvier og Alexandre Brongniart , biostratigrafi på 1800 -tallet .
Charles Lyell publiserte sin berømte bok Principles of Geology i 1830. Boken påvirket tenkningen til Charles Darwin og fremmet doktrinen om uniformitarisme . Denne teorien sier at de geologiske prosessene som har skjedd gjennom jordens historie , fortsatt skjer i dag. Derimot er katastrofe teorien om at trekk ved jorden ble dannet i forskjellige enkeltstående, katastrofale hendelser, og at jorden forble uendret deretter. Selv om Hutton trodde på uniformitarisme, ble ideen ikke allment akseptert på den tiden. På 1750-tallet ble geologi ennå ikke grunnlagt som en vitenskap, men på 1830-tallet var den definitivt etablert og hadde sine egne lærde samfunn og vitenskapelige tidsskrifter .
Mye av 1800 -tallets geologi dreide seg om spørsmålet om jordens eksakte alder . Estimater varierte voldsomt fra noen hundre tusen til milliarder av år. På 1900 -tallet tillot radiometrisk datering at jordens alder ble estimert til omtrent 2 millioner år. Bevisstheten om denne enorme tiden åpnet døren for nye teorier om prosessene som formet planeten. I dag er jorden kjent for å være omtrent 4,5 milliarder år gammel.
De viktigste fremskrittene i det 20. århundres geologi har vært utviklingen av platetektonikkteori på 1960-tallet, og foredlingen av estimater av planetens alder. Teorien om platetektonikk - som vokste ut av to separate geologiske observasjoner, havbunnsspredning og kontinentaldrift - revolusjonerte jordvitenskapen fullstendig .Det meste av de geologiske dataene kommer fra undersøkelsen av jordens faste materialer. Meteoritter og andre naturlige utenomjordiske materialer studeres også med geologiske metoder.
Mineraler er naturlige grunnstoffer og forbindelser med en bestemt homogen kjemisk sammensetning og en ordnet atomsammensetning.
Hvert mineral har forskjellige fysiske egenskaper, og det er mange tester for å bestemme hver av dem. Prøver kan gjennomgå følgende tester: [ 6 ]
En bergart er enhver naturlig forekommende fast masse eller tilslag av mineraler eller mineraloid . Det meste av forskningen i geologi er assosiert med studiet av bergarter, siden de gir den primære oversikten over det meste av jordens geologiske historie. Det er tre hovedtyper av bergarter: magmatisk , sedimentær og metamorfe . Bergartens syklus illustrerer sammenhengene mellom bergartene (se diagram).
Når en bergart størkner eller krystalliserer fra en smelte ( magma eller lava ), er det en magmatisk bergart. Denne bergarten kan bli forvitret og erodert , deretter gjenavsatt og lithifisert til en sedimentær bergart. Den kan deretter omdannes til en metamorf bergart ved at varme og trykk endrer mineralinnholdet , noe som gir opphav til en karakteristisk form. Alle tre typene kan smelte på nytt, og når dette skjer, dannes det nytt magma som en magmatisk bergart kan stivne på nytt. Organisk materiale, som kull, bitumen, olje og naturgass, er først og fremst bundet i organisk-rike sedimentære bergarter.
For å studere de tre typene bergarter, evaluerer geologer mineralene som utgjør dem og deres andre fysiske egenskaper, som tekstur og vev .
Geologer studerer også de ulitifiserte materialene (kalt overflateavsetninger ) som ligger over berggrunnen . [ 7 ] Denne studien er ofte kjent som kvartærgeologi , etter den kvartære perioden i geologisk historie, som er den siste perioden i geologisk tid.
MagmaMagma er den opprinnelige, ubelyste kilden til alle magmatiske bergarter . Den aktive strømmen av smeltet bergart er studert mye i vulkanologi , og magmatisk petrologi har som mål å bestemme historien til magmatiske bergarter fra deres opprinnelige smeltede kilde til deres endelige krystallisering.
Den geologiske tidsskalaen omfatter hele jordens historie. Den geologiske tiden til planeten er delt og fordelt i tidsintervaller preget av viktige hendelser i jordens og livets historie . Den er innrammet over omtrent 4,567 millioner år, [ 8 ] der de tidligste akkrediterte materialene i solsystemet ble datert, noe som gir jordens alder til 4,54 Ga , begynnelsen på den (uoffisielt anerkjente) Hadean Eon På slutten av skalaen er nåtiden tatt for å være inkludert i Holocene kvartær .
Når man snakker om geologisk tid, uttrykkes den nesten alltid i millioner av år og refereres alltid til «før i dag». Enhetene som brukes til å dele geologisk tid er av to typer: de som refererer til relativ tid ( geokronologiske enheter ), som ordner geologiske hendelser kronologisk, og de som refererer til absolutt tid ( geokronometriske enheter ), uttrykt i absolutte verdier, i millioner av år. .Se også: Jordens historie , historisk geologi og geologisk tidsskala .Metoder for relativ datering ble utviklet da geologi først dukket opp som en naturvitenskap. Geologer bruker fortsatt følgende prinsipper i dag som et middel til å gi informasjon om geologisk historie og tidspunktet for geologiske hendelser.
Geologer bruker også metoder for å bestemme den absolutte alderen til bergprøver og geologiske hendelser. Disse datoene er nyttige alene og kan også brukes sammen med relative dateringsmetoder eller for å kalibrere relative metoder. [ 22 ]
På begynnelsen av 1900- tallet ble fremskrittet for geologisk vitenskap lettet av muligheten til å oppnå nøyaktige absolutte datoer for geologiske hendelser ved bruk av radioaktive isotoper og andre metoder. Dette endret forståelsen av geologisk tid. Tidligere kunne geologer bare bruke fossiler og stratigrafisk korrelasjon for å datere deler av bergarten med hverandre. Med isotopdateringer var det mulig å tilordne absolutte aldre til bergartenheter, og disse absolutte dateringene kunne brukes på fossilsekvenser der det fantes daterbart materiale, og konverterte gamle relative aldre til nye absolutte aldre.
For mange geologiske anvendelser måles isotopforhold for radioaktive grunnstoffer i mineraler som gir hvor lang tid som har gått siden en bergart passerte gjennom sin spesielle lukketemperatur, punktet der de forskjellige radiometriske isotopene slutter å diffundere inn i og utenfor krystallgitteret. [ 23 ] [ 24 ] Disse brukes i geokronologiske og termokronologiske studier. Vanlige metoder inkluderer uran - bly - datering, kalium - argon -datering, argon-argon-datering og uran- thorium -datering . Disse metodene brukes til en rekke bruksområder. Datering av lava- og vulkanske askelag funnet i en stratigrafisk sekvens kan gi absolutte aldersdata for sedimentære bergarter som ikke inneholder radioaktive isotoper og kalibrere relative dateringsteknikker. Disse metodene kan også brukes til å bestemme plasseringsalderen til plutoner. Termokjemiske teknikker kan brukes til å bestemme temperaturprofiler i jordskorpen, høyden av fjellkjeder og paleo-topografi.
Fraksjoneringen av elementene i lantanidserien brukes til å beregne alderen siden bergartene ble fjernet fra mantelen.
Andre metoder brukes for nyere hendelser. Optisk stimulert luminescens og kosmogen radionukliddatering brukes til å datere overflater og/eller erosjonshastigheter. Dendrokronologi kan også brukes til datering av landskap. Radiokarbondatering brukes for geologisk unge materialer som inneholder organisk karbon.
På 1960-tallet ble det oppdaget at jordens litosfære , som inkluderer skorpen og den stive øvre delen av den øvre mantelen , er delt inn i tektoniske plater som beveger seg gjennom den deformerbare plastiske faste øvre mantelen , som kalles astenosfæren . Denne teorien støttes av ulike typer observasjoner, som spredning av havbunnen [ 25 ] [ 26 ] og den globale fordelingen av fjellterreng og seismisitet.
Det er en intim kobling mellom bevegelsen av plater ved overflaten og mantelkonveksjon (dvs. varmeoverføring forårsaket av den langsomme bevegelsen til duktilt mantelbergart). Dermed beveger oseaniske plater og tilstøtende mantelkonveksjonsstrømmer seg alltid i samme retning, fordi den oseaniske litosfæren faktisk er det stive øvre termiske grenselaget til den konvektive mantelen. Denne koblingen mellom de stive platene som beveger seg på jordoverflaten og den konvektive mantelen kalles platetektonikk.
Utviklingen av platetektonikk har gitt et fysisk grunnlag for mange solid-jordobservasjoner. De lange lineære områdene med geologiske trekk er forklart som plategrenser. [ 27 ]
For eksempel:
Transformeringskanter , for eksempel San Andreas Fault - systemet , ga opphav til kraftige utbredte jordskjelv. Platetektonikk har også gitt en mekanisme for Alfred Wegeners teori om kontinentaldrift , [ 28 ] der kontinenter beveger seg over jordens overflate over geologisk tid. De ga også en drivkraft for skorpedeformasjon, og en ny ramme for strukturelle geologiske observasjoner. Kraften til platetektonikkteorien ligger i dens evne til å kombinere alle disse observasjonene til en enkelt teori om hvordan litosfæren beveger seg over den konvektive mantelen.
Fremskritt innen seismologi , numerisk modellering og mineralogi og krystallografi ved høye temperaturer og trykk gir innsikt i jordens indre sammensetning og struktur.
Seismologer kan bruke ankomsttidene til seismiske bølger for å få bilder av jordens indre. De første fremskrittene på dette feltet viste eksistensen av en flytende ytre kjerne (der skjærbølger ikke kunne forplante seg) og en solid og tett indre kjerne . Disse fremskrittene førte til utviklingen av en lagdelt modell av jorden, med en skorpe og litosfære på toppen, mantelen under (atskilt i sitt indre av seismiske diskontinuiteter på 410 og 660 kilometer), og den ytre kjernen og den indre kjernen. indre under. . Nylig har seismologer vært i stand til å lage detaljerte bilder av bølgehastighetene i jordens indre, på samme måte som en lege får bilder av en kropp i en CT-skanning. Disse bildene har tillatt oss å få en mye mer detaljert oversikt over jordens indre og har erstattet den forenklede modellen av lag med en mye mer dynamisk modell.
Mineraloger har vært i stand til å bruke trykk- og temperaturdata fra seismikk- og modelleringsstudier sammen med kunnskap om jordens grunnstoffsammensetning for å reprodusere disse forholdene i eksperimentelle omgivelser og måle endringer i krystallstrukturen. Disse studiene forklarer de kjemiske endringene forbundet med store seismiske diskontinuiteter i mantelen og viser krystallstrukturene som forventes i den indre kjernen av jorden.
Krystallografi er vitenskapen som studerer krystaller . De fleste mineraler , organiske forbindelser og mange materialer vedtar krystallinske strukturer når gunstige forhold har oppstått. Opprinnelig inkluderte studiet av krystallografi studiet av veksten og ytre geometrien til disse krystallene, og gikk senere videre til studiet av deres indre struktur og kjemiske sammensetning . [ 29 ] Studier av indre strukturer er sterkt avhengige av analyse av diffraksjonsmønstre som oppstår fra en krystallinsk prøve når den bestråles med en stråle av røntgenstråler , nøytroner eller elektroner . Krystallstrukturen kan også studeres ved hjelp av elektronmikroskopi . Et av målene er å kjenne den relative posisjonen til atomene , ionene og molekylene som utgjør dem og deres mønstre for repetisjon eller pakking, det vil si deres tredimensjonale struktur.
Arrangementet av atomer i en krystall kan være kjent ved røntgen- , nøytron- eller elektrondiffraksjon . Krystallografisk kjemi studerer forholdet mellom den kjemiske sammensetningen, arrangementet av atomer og bindingskreftene mellom dem. Dette forholdet bestemmer fysiske og kjemiske egenskaper til mineraler.
Når forholdene er gunstige, har hvert kjemisk element eller forbindelse en tendens til å krystallisere i en bestemt og karakteristisk form. Således har vanlig salt en tendens til å danne kubiske krystaller , mens granat , som noen ganger også danner terninger, oftere finnes i dodekaeder eller triakisoktaeder . Til tross for deres forskjellige former for krystallisering, krystalliserer salt og granat alltid i samme klasse og system.
Trettito krystallinske klasser er teoretisk mulige, men bare et dusin inkluderer praktisk talt alle vanlige mineraler, og noen klasser har aldri blitt observert. Disse trettito klassene er gruppert i seks krystallsystemer, preget av lengden og posisjonen til deres akser. Mineralene i hvert system deler noen kjennetegn ved symmetri og krystallform, samt mange viktige optiske egenskaper.
Krystallografi er en viktig teknikk i flere vitenskapelige disipliner, som kjemi , fysikk og biologi , og har en rekke praktiske anvendelser innen medisin , mineralogi og utvikling av nye materialer. For sin rolle i å "takle utfordringer som sykdom og miljøproblemer", erklærte UNESCO 2014 som det internasjonale året for krystallografi . [ 30 ]Speleologi (fra gresk σπηλαιου spelaiou som betyr hule og -logy , traktat) er praksisen med å utforske og/eller studere de naturlige hulrommene i undergrunnen. Fra sine greske røtter ble speleologi betraktet som en vitenskap som, støttet av geologi, studerer utvikling, evolusjon og geologiske formasjoner av naturlige hulrom ( speleothems eller speleoliths). Den undersøker, kartlegger og katalogiserer alle slags funn i huler. Fra et geologisk synspunkt er det en del av geomorfologien og støtter hydrogeologi .
Det kan skilles mellom flere typer speleologi, og den er ikke nødvendigvis knyttet til forskning eller studier slik dens greske røtter indikerer. Det finnes ulike typer grotting som turistturer ( Speleotourism ), teknisk-sportsgrotting, grotting (eller grotting), vitenskapelig grotting, blant andre. I tillegg kan speleologi også klassifiseres etter hvilken type hulrom de utvikler seg i. Geologi med dens underavdelinger ( geomorfologi , hydrogeologi , etc.) regnes som en av de viktigste karstvitenskapene . [ 31 ]
Caving tilbyr et mangfold av attraksjoner, både rekreasjons- og vitenskapelige på ulike nivåer, noe som gjør det til en veldig komplett aktivitet. Speleologene griper også inn i redningen i hulrom, kalt caving . Det regnes ofte som en sport , som Noel Llopis Lladó kunngjorde i 1954, at autentisk grotting var i fare, siden det var en "forvirring" mellom sport ( grotting ) og vitenskap (grotting).
Det har blitt foreslått at de anledninger der dens utøvelse er mer som en sport , ville det være mer passende å kalle det grotting ; selv om den ikke slutter å ha sin opprinnelse i en vitenskap som studerer morfologien til de naturlige hulrommene i undergrunnen. Alle typer underjordiske funn blir undersøkt, kartlagt og katalogisert. Dessuten er speleologi en vitenskap der flere andre er involvert: dannelsen og egenskapene til hulrom er av interesse for geografer og geologer ; underjordiske vassdrag til hydrologer ; faunaen (mer variert og tallrik enn man tror) for biospeleologene ; restene av det forhistoriske mennesket til antropologer og arkeologer og dyrefossiler til paleontologer , etc.
Speleologi er knyttet til geologi, biologi, antropologi, topografi, paleoklimatologi og andre, av denne grunn bør det betraktes som en anvendelse av flere vitenskaper og ikke som en vitenskap i seg selv, i tillegg kan speleologi også gjøres uten intensjoner verken vitenskapelige eller akademisk, slik som speleologi, teknisk-sports speleologi, grotting, blant andre. For alt dette overskrider den nåværende definisjonen den greske opprinnelsen som ble gitt "studie av huler".
Édouard Alfred Martel regnes som faren til moderne speleologi, han satte i gang de første vitenskapelige undersøkelsene og i 1895 grunnla han Speleological Society of France .Petroleumsgeologi er grenen av geologien som studerer alle aspekter knyttet til dannelsen av oljefelt og deres prospektering. Dens mål inkluderer å lokalisere mulige forekomster, karakterisere deres romlige geometri og estimere deres potensielle reserver.
I petroleumsgeologi kombineres ulike letemetoder eller teknikker for å velge de beste mulighetene eller lekene for å finne hydrokarboner ( olje og naturgass ).
Utviklingen av petroleumsgeologi skjedde hovedsakelig på 1970- og 1980-tallet, da oljeselskaper opprettet store geologiske avdelinger og brukte betydelige ressurser på leting. Geologer i denne industrien brakte på sin side nye fremskritt til geologi, og utviklet for eksempel nye typer stratigrafisk analyse (sekvensiell stratigrafi, mikrofacies , kjemostratigrafi , etc.) og geofysikk .Økonomisk geologi er grenen av geologien som studerer bergarter for å finne mineralforekomster som kan utnyttes til praktisk eller økonomisk fordel . Den økonomiske geologen har ansvaret for å gjøre alle nødvendige studier for å kunne finne bergarter eller mineraler som potensielt kan utnyttes. Utnyttelsen av disse ressursene er kjent som gruvedrift .
Jakten på disse materialene har gitt opphav til oppdagelsesreiser og kolonisering av nye land; deres eiendom har bestemt kommersiell eller politisk overherredømme, og har vært årsaken til kamper og kriger. I jakten på disse mineralstoffene har det gradvis blitt akkumulert et vell av kunnskap om deres utbredelse, karakter og plassering, samt om deres bruk, og denne kunnskapsrikdommen har ført til dannelsen av teorier om deres opprinnelse.
Mineralressurser er av stor betydning i det daglige livet til dagens menneske, siden de gir mange grunnleggende elementer som bidrar til å gjøre det moderne livet enklere og som lar oss ha oppvarming , elektrisitet , fylle drivstofftanken på kjøretøyene våre, lage gjødsel for å gjødsle landet vårt . , skaffe materialer til å bygge hus og bygninger, produsere medisiner , tilbehør, etc.
Økonomiske eller prospekterende geologistudier utføres gjennom geologisk evaluering av interesseområdet og suppleres med tilhørende studier fra andre grener av geologi som geokjemi , strukturell geologi , geofysikk , sedimentologi , som lar oss lære mer om det mineralogiske potensial og foreta avgrensningen og kvantifiseringen av materialkilden.
For at en forekomst skal anses som økonomisk, må det være tilstrekkelig tilgjengelig materiale i den til å gjøre utnyttelsen lønnsom eller forsvarlig, siden investeringene som kreves for gruveutvikling generelt er betydelige.
"Klassen" til en metallisk forekomst er forholdet mellom mengden stein som kreves for å produsere en enhet av malmen; For eksempel krever en gullgruve med en karakter på 1 g / t utvinning av ett tonn malm for å oppnå 1 gram gull . Lønnsomheten til mineralforekomsten er sterkt avhengig av prisen på mineralet eller elementet som utvinnes og produksjonskostnadene. I dag, med høye priser på de fleste metaller, er mange tidligere ulønnsomme gruver eller prosjekter satt i produksjon igjen.
Selv om det normalt legges vekt på forekomster av metalliske mineraler (gull, kobber , aluminium , etc.), er ikke-metalliske mineralforekomster av stor betydning i utviklingen av land. Elementer som olje , kalkstein , grus og andre byggematerialer er av stor betydning, spesielt i utviklingsland .
Mineralforekomster er ikke uendelige og derfor må utnyttelsen av dem gjøres rasjonelt innenfor en bærekraftsplan slik at de ikke blir uttømt før tiden og hindrer fremtidige generasjoner fra å bli fratatt disse ressursene. Dette aspektet er svært viktig for drikkevannsreservoarer , siden dette er en viktig ressurs som blir stadig knappere på grunn av overutnyttelse , forurensning og andre eksterne årsaker som brenning og avskoging .
Oljeleting kan også vurderes innenfor økonomisk geologi, men dette diskuteres videre i kapittel petroleumsgeologi .Gemologi er grenen av mineralogi og geologi som er dedikert til studiet, identifikasjon, analyse og evaluering av edelstener eller edelstener . [ 33 ] En sentral oppgave for gemologi er å gi strenge metoder og prosedyrer som gjør at naturperler kan skilles fra deres imitasjoner og syntetiske versjoner. Disse prosedyrene inkluderer målinger gjort med forskjellige instrumenter og apparater (f.eks . krystallografiske og fotometriske målinger , mikroskopi , spektroskopi , røntgendiffraksjonsanalyse , etc.). [ 34 ] Det er derfor en vitenskapelig disiplin som ikke har noe forhold til esoteriske praksiser som tildeler edelstener betydninger eller antatte terapeutiske egenskaper.
På grunn av verdien av de studerte bitene, dispenserer den fra de mineralogiske metodene som krever utvinning av prøver og bruker bare de prosedyrene som bevarer dem intakte.
Gemologen må kunne flere disipliner som: krystallografi, optikk , matematikk , krystallokjemi , analytisk kjemi , edelstenssyntese og imitasjon , blant annet.
Sammensetningen, fysiske egenskaper, opprinnelse og forekomster, behandlinger av en mangfoldig natur, typer utskjæringer som forsterker skjønnheten til edelstener, syntetiske mineraler og egenskaper, samt egenskapene til disse materialene som imiterer naturlige edelstener, studeres. Noen av de hyppige søknadene er vurdering og ekspertuttalelser.Historisk geologi er grenen av geologien som studerer transformasjonene som Jorden har opplevd siden den ble dannet, for rundt 4,57 milliarder år siden, [ 35 ] frem til i dag.
For å etablere et relativt tidsmessig rammeverk, har geologer arrangert bergartene i en kontinuerlig sekvens av kronostratigrafiske enheter på en planetarisk skala, delt inn i eotemes , erathemes , systemer , serier og gulv , basert på stratigrafi , det vil si på studiet og tolkningen av lagene , støttet av store biologiske og geologiske hendelser. For eksempel er overgangen mellom perm og trias satt basert på en masseutryddelseshendelse . De ovennevnte inndelingene har sine tidsmessige ekvivalenter, én etter én, på en skala av geokronologiske enheter : henholdsvis eoner , epoker , perioder , epoker og aldre . Radioisotopdatering har tillatt den absolutte dateringen (år) av de fleste av de etablerte divisjonene, og definerer tilsvarende geokronometriske enheter. Stadiene av jorden før Phanerozoic , som det ikke er tilstrekkelig fossilregistrering for, er definert kronometrisk, det vil si ved å sette en absolutt tidsverdi.Astrogeologi , også kalt planetarisk geologi eller eksogeologi, er vitenskapen som studerer geologien til himmellegemer - planeter og deres måner , asteroider , kometer og meteoritter .
Astrogeologiske forskere har laget begrepet planetarisk kropp for å betegne alle kropper som oppfyller følgende kriterier:
Pluto oppfyller bare to av disse tre kriteriene og regnes derfor som en " dvergplanet ". [ 36 ] [ 37 ] Denne definisjonen omfatter både planeter og satellitter, som er geologisk de samme.
Eugene Shoemaker , som introduserte grenen astrogeologi til United States Geological Survey , ga betydelige bidrag til feltet og til studiet av nedslagskratere , månevitenskap, asteroider og kometer.
Sendingen av romsonder til de forskjellige planetlegemene i vårt solsystem siden 1960-tallet gir verdifulle data, analysen av disse fører til en revolusjon i den geologiske kunnskapen om vår egen planet, om hvordan den ble dannet og hva som vil være dens fremtid fremtiden som venter på deg. Derfor er formålet med astrogeologi å kjenne utviklingen til planetene.
Regional geologi er grenen av geologi som studerer den geologiske konfigurasjonen til hvert kontinent , land , region eller spesifikke områder av jorden .
Geomorfologi er en gren av geografi [ 38 ] og geologi [ 39 ] som har som mål å studere formene til jordoverflaten med fokus på å beskrive dem, forstå deres opphav og deres nåværende oppførsel.
På grunn av studieretningen har geomorfologi forbindelser med andre vitenskaper . En av de mest populære geomorfologiske modellene forklarer at formene på jordoverflaten er et resultat av en dynamisk balanse - som utvikler seg over tid - mellom konstruktive og destruktive prosesser, en dynamikk som generelt er kjent som den geografiske syklusen .
Geomorfologi fokuserer på studiet av relieffformer, men siden disse er et resultat av litosfærisk dynamikk, integrerer den generelt, som input , kunnskap fra andre grener av fysisk geografi , som klimatologi , hydrografi , pedologi , glasiologi , og også fra andre vitenskaper, å dekke forekomsten av biologiske fenomener ,
geologisk og antropisk , i relieff. Geomorfologi er en vitenskap knyttet både til menneskelig geografi (på grunn av naturfarer og menneskets forhold til miljøet) og til matematisk geografi (på grunn av topografi).Geokjemi er vitenskapen - en spesialitet innen jordvitenskapen - som bruker verktøyene og prinsippene for kjemi og geologi for å forklare mekanismene bak store geologiske systemer som jordskorpen og dens hav . [ 40 ] : 1 Geokjemiens rike har strukket seg utover Jorden , og omfatter hele solsystemet [ 41 ] og har gitt viktige bidrag til forståelsen av en rekke prosesser inkludert mantelkonveksjon , planetdannelse og opprinnelsen til granitt og basalt . [ 40 ] : 1
Den studerer sammensetningen og dynamikken til kjemiske elementer på jorden, og bestemmer deres absolutte og relative overflod og distribusjon. Den studerer også migrasjonen av disse elementene mellom de forskjellige geosfærene - litosfæren , hydrosfæren , atmosfæren og biosfæren - ved å bruke som hovedbevis transformasjonene av bergartene og mineralene som utgjør jordskorpen, med det formål å etablere lover som den er basert på. dens distribusjon.
De viktigste kjemiske elementene i henhold til deres overflod, også kalt "hovedelementer" på en skala fra høyeste til laveste, er: oksygen, silisium, aluminium, jern, kalsium, natrium, kalium og magnesium.Geofysikk er vitenskapen som studerer jorden fra et fysikksynspunkt . Studieobjektet dekker alle fenomenene knyttet til jordens struktur, fysiske forhold og evolusjonshistorie. Som en hovedsakelig eksperimentell disiplin, bruker den fysiske kvantitative metoder som fysikk for refleksjon og brytning av mekaniske bølger, og en rekke metoder basert på måling av gravitasjon , elektromagnetiske , magnetiske eller elektriske felt og radioaktive fenomener . I noen tilfeller drar disse metodene fordel av naturlige felt eller fenomener ( tyngdekraft , jordmagnetisme , tidevann , jordskjelv , tsunamier , etc.), og i andre induseres de av mennesker ( elektriske felt og seismiske fenomener ). [ 42 ]
Innen geofysikk er det to hovedgrener: intern geofysikk og ekstern geofysikk.Hydrogeologi er grenen av anvendt geologi, innenfor ytre geodynamikk , som studerer grunnvann i forhold til dets opprinnelse, dets sirkulasjon, dets geologiske forhold, dets interaksjon med jordsmonn, bergarter og våtmarker (freatogene) ; dens tilstand (flytende, fast og gassformig) og egenskaper (fysiske, kjemiske, bakteriologiske og radioaktive) og dens opptak. [ 43 ]
Hydrogeologiske studier er av spesiell interesse ikke bare for å gi vann til befolkningen, men også for å forstå livssyklusen til visse kjemiske elementer, samt for å evaluere syklusen av forurensende stoffer, deres mobilitet, spredning og måten de påvirker miljøet , så denne spesialiteten har blitt en grunnleggende vitenskap for evaluering av komplekse miljøsystemer.
Tilnærmingen til hydrogeologiske spørsmål inkluderer: evaluering av de klimatiske forholdene i en region, dens nedbørsregime, den kjemiske sammensetningen av vannet, egenskapene til bergartene som permeabilitet, porøsitet, sprekker, dens kjemiske sammensetning, geologiske og geotektoniske egenskaper, Hydrogeologisk forskning involverer således blant annet tre hovedtemaer:
Paleontologi (fra gresk « παλαιος» palaios = eldgammel, «οντο» til = væren, «-λογία» -logi = avhandling, studie, vitenskap) er naturvitenskapen som studerer og tolker livets fortid på jorden gjennom fossilene . [ 45 ] Den faller innenfor naturvitenskapen, har sin egen doktrine og deler grunnlag og metoder med geologi og biologi som den er tett integrert med. Den kan deles inn i paleobiologi , tafonomi og biokronologi , [ 46 ] og utveksler nødvendig informasjon med andre disipliner ( studie av utviklingen av levende vesener , biostratigrafi , paleogeografi eller paleoklimatologi , blant andre).
Blant målene er, i tillegg til rekonstruksjon av levende vesener som levde i fortiden, studiet av deres opprinnelse , av deres endringer over tid ( evolusjon og fylogeni ), av forholdet mellom dem og med deres miljø ( paleøkologi , evolusjon av biosfæren ), av deres romlige fordeling og migrasjoner ( paleobiogeografi ), av utryddelser , av fossiliseringsprosesser ( tafonomi ) eller av korrelasjonen og dateringen av bergartene som inneholder dem ( biostratigrafi ).
Paleontologi var (og er) svært viktig for å la oss forstå at Jorden og dens levende vesener er i konstant endring, som går tilbake mange milliarder år i fortiden [ 47 ] . Denne forståelsen, utviklet hånd i hånd med fremskritt i kunnskapen om geologiske prosesser , motiverte en endring i oppfatningen av tid, og ga opphav til konseptet " dyp tid ".
Paleontologi lar oss forstå dagens sammensetning ( biologisk mangfold ) og distribusjon av levende vesener på jorden ( biogeografi ) — før menneskelig inngripen —, den har gitt viktige bevis for løsningen av to av de største vitenskapelige kontroversene i forrige århundre, utviklingen av levende vesener og kontinentenes drift , og i møte med fremtiden vår tilbyr den verktøy for analyse av hvordan klimatiske endringer kan påvirke biosfæren som helhet [ 47 ] . I tillegg tillater paleontologi, ved å generere kunnskap om stadier i jordens historie hvor miljøene og levende vesener ofte var radikalt forskjellige fra de som observeres i dag, utvikling av hypoteser eller spekulasjoner om opprinnelsen og potensiell tilstedeværelse av liv i andre himmellegemer [ 48 ] .
"Paleontologi har svaret på ikke bare å rekonstruere og beskrive livets historie, men også å utforske de økologiske prosessene som finner sted i perioder med geologiske dimensjoner og derfor utilgjengelige for eksperimentelle tilnærminger." Lukas Hottinger , 1997 [ 49 ]Petrologi (fra gresk Πέτρος [ petros] 'stein'; og λόγος [logos] 'studie') eller litologi [ 50 ] (fra gresk λίθος [lithos] 'stein') er den grenen av geologien som omhandler studiet av bergarter , av deres fysiske, kjemiske, mineralogiske, romlige og kronologiske egenskaper, av bergartsassosiasjoner og av prosessene som er ansvarlige for deres dannelse. Det regnes som en av hovedgrenene innen geologi.
Studiet av petrologien til sedimenter og sedimentære bergarter er kjent som sedimentær petrologi. Petrografi , en beslektet disiplin, omhandler beskrivelsen og egenskapene til bergarter som bestemt ved mikroskopisk undersøkelse i polarisert lys .
Petrologi omhandler tre typer bergarter spesifikt. Den første og mest tallrike av alle er basert på studiet av magmatiske bergarter som stammer fra langsom avkjøling av magma inne i jorden ( påtrengende magmatiske bergarter ) eller fra lavaen som drives ut av vulkaner ( ekstrusive magmatiske bergarter ). Den andre typen er sedimentære bergarter som stammer fra erosjon , slitasje av bergarter av vind, vann eller is. Den tredje typen er metamorfe bergarter som dannes når de tidligere typene utsettes for høye trykk og temperaturer inne i jorden.Seismologi eller seismologi ( fra gresk σεισμός (seismos) som betyr "jordskjelv" og λογία (logi), "studie av") er en gren av geofysikk som omhandler studiet av jordskjelv og forplantningen av elastiske (seismiske) bølger. generert inne i og på jordens overflate , samt fra tektoniske plater . Å studere forplantningen av seismiske bølger inkluderer bestemmelse av hyposenteret (eller fokus), plasseringen av jordskjelvet og tiden det har vart. Et fenomen som også er av interesse er prosessen med å bryte steiner , siden dette er årsaken til utgivelsen av seismiske bølger.
Hovedmålene er:
Seismologi inkluderer, blant andre fenomener, studiet av tidevannsbølger og tilhørende tidevannsbølger ( tsunamier ) og vibrasjoner før vulkanutbrudd . Generelt oppstår jordskjelv i grensene til tektoniske plater og er et produkt av akkumulering av spenninger på grunn av interaksjoner mellom to eller flere plater. De tektoniske platene (litosfæriske plater) er en stiv strukturell enhet, med en tykkelse på omtrent 100 km, som utgjør det sfæriske overflatelaget av jorden, i henhold til teorien om platetektonikk [ 52 ] (denne teorien forklarer den helt spesielle fordelingen, i lange og smale områder, fra jordskjelv, vulkaner og fjellkjeder; likeledes årsaken til kontinentaldrift). [ 53 ]
Tolkningen av seismogrammene som registreres ved passasje av seismiske bølger tillater studiet av jordens indre. Det er 3 typer seismiske bølger. P- og L-bølgene (de er produsentene av tsunamier) forplanter seg over hele kloden, og de første, langsgående og kompresjon-dekompresjon, gjør det i alle medier. S-bølger, på tvers av retningen de forplanter seg i, blir bare overført i faste medier. [ 54 ]Tektonikk er grenen av geologien som studerer de geologiske strukturene som produseres ved deformasjon av jordskorpen , som bergarter tilegner seg etter å ha blitt dannet, samt prosessene som oppstår dem.
Analyserer mekanikken og dynamikken til litosfæren , for å forklare deformasjonene ( folder og forkastninger ) og strukturelle formasjoner som tektoniske plater . På samme måte forklarer den opprinnelsen og strukturen til de viktigste formene for relieff, for eksempel riftdaler eller fjellkjeder . Han studerer megastammer på jordskorpenivåer i kontinentale og oseaniske miljøer for å forstå dannelsen av jorden og hvordan den hele tiden utvikler seg. Studiet av tektonikk er supplert med andre vitenskapsområder som paleomagnetisme , seismologi eller jordens indre termodynamikk.Vulkanologi (fra det latinske ordet Vulcānus , Vulcan , den romerske ildguden ) er grenen av geologien som studerer vulkanisme og alle dens manifestasjoner, som vulkaner , geysirer , fumaroler , vulkanutbrudd , magmaer , lavaer , tefraer osv. Vulkanologer geologer spesialiserte seg på denne grenen, relatert til geodynamikk og geomorfologi - besøker ofte terrestriske vulkaner, spesielt aktive, for å observere utbrudd og samle vulkanske rester som tefra ( aske eller pimpstein ), steiner og lavaprøver.
En viktig forskningsvei er forutsigelsen av utbrudd; Foreløpig er det ingen måte å gjøre slike spådommer på, men det som gjøres er å overvåke aktiviteten gjennom ulike teknikker og verktøy med instrumentering både på plass og fjernmåling. Noen eksempler er seismisk overvåking, infralydanalyse, utslipp av skyer, deformasjon av strukturen, analyse av diffuse utslipp og termiske manifestasjoner, blant annet, som tillater aktivering av sivilbeskyttelsesprotokoller, som spenner fra utstedelse av aktivitetsvarsler og tilgangsbegrensninger, til evakuering områdene med mulig påvirkning i henhold til farekartene.
Som et resultat av romutforskning ble det observert at det er lavtemperaturvulkanisme (kryovolkanisme) i iskalde kropper som Enceladus , for å nevne et eksempel. Denne typen vulkanisme presenterer det samme fysiske fenomenet som vi kjenner her på jorden, det vil si at det er et materiale som smelter på grunn av en temperaturforskjell og dette skytes ut til overflaten, på en slik måte at moderne vulkanologi refererer til vulkanisme-fenomenet som en prosess hvor det er nødvendig å ha en varmekilde og et materiale som er i stand til å smelte, på en slik måte at det fokuserer på studiet av det utstøttede materialet, strukturene som utgjør, prosessene og interaksjonene knyttet til dannelsen og utviklingen av smelten i sin oppstigning, samt opprinnelsen til varmekilden. [ 55 ]Geologi omfatter ulike vitenskaper eller disipliner, som utgjør universitets- eller profesjonelle utdanningsplaner. På grunn av det store mangfoldet av disipliner eller geologiske vitenskaper, er disse gruppert i ulike uavhengige undervisningsenheter, hvor en bedre modulær organisering av undervisningen og forskningen i geologi utføres på de ulike vitenskapene den omfatter. En av de generelle strukturene i hvordan disse avdelingene er sammensatt er:
En geolog er en spesialist og profesjonell i studiet, observasjonen eller eksperimenteringen knyttet til jorden, dens sammensetning, struktur, dynamikk, opprinnelse og evolusjon. I ditt faglige arbeid må du anvende geoetikkens prinsipper .
En geolog skiller seg ut for å ha følgende ferdigheter: