Основы и строение земного шара

  Содержание

Введение …………………………………………………………………… 2

1. Форма, размеры и строение Земного Шара ……………………………   3-5
2. Минералы и их классификация …………………………………………  6-7
3. Тектонические движения земной коры ………………………………….    8
4. Интрузивный магматизм (плутонизм)……………………………………    9
5. Экзогенные процессы……………………………………………………...   10

Заключение………………………………………………………………….  11

Список использованной литературы………………………………………  12

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

   Современная геология, опирающаяся на многовековой опыт познания Земли, является сложной комплексной наукой. Одна из основных её задач – предоставление человечеству минеральных ресурсов, имеющих неоценимое значение в жизнеобеспечении общества. Крупной задачей прикладной геологии является изучение геологических условий площадок, предназначенных для возведения различного рода сооружений, в целях обеспечения их устойчивости. Ещё одной задачей является заблаговременное предупреждение о грозных геологических явлениях – вулканических извержениях, землетрясениях, предотвращение обвалов, оползней и т.д.

     Правильное решение этих задач немыслимо без знания общих закономерностей строения и развития земной коры. В свою очередь раскрытие этих закономерностей и познание лежащих в их основе причин невозможно без изучения всей Земли, представляющей собой единую природную систему.

    Геология имеет огромный теоретический и практический интерес для общества. Поэтому можно с полным правом утверждать, что известная сумма геологических знаний необходима для каждого образованного человека, а, тем более, для строителя.

    Специфика геологии состоит в том, что её нельзя загнать в рамки нескольких постулатов и довести до совершенства посредством решения задач. Освоить геологию можно лишь на конкретных примерах и образцах, исключительно под руководством специалиста. Кроме того, геология является первой и крайне важной ступенью к изучению таких дисциплин как «Механика грунтов», «Основания и фундаменты», «Инженерно-геологическое обеспечение строительных работ», «Мерзлотоведение» и др.

 

 

 

 

 

1. Форма, размеры и строение Земного Шара.

     Вряд ли нужно много писать о форме Земли. Земля представляет собой шар, слегка сплюснутый у полюсов, т. е. так называемый эллипсоид. Однако правильное, современное представление о форме и размерах Земли было достигнуто далеко не сразу и достигалось порою в тяжелой борьбе науки с религией.

    Греческий поэт Гомер (IX–VIII в. до н. э.) изображал Землю в виде круга, схваченного со всех сторон рекой Океаном, «которая катит свои могучие воды по ободу богатого щита»; такое изображение Земли было выгравировано, якобы, на щите мифического героя Ахиллеса. Философ Фалес (VI в. до н. э.) полагал, что Земля — шар, а его ученик Анаксимандр изображал Землю в виде цилиндра. Другие философы и ученые Древней Греции представляли Землю то в виде куба, то в виде лодки и т. д.; ученики Ксенофонта и Анаксимена считали, что Земля — очень высокая гора. Греческая мифология содержит легенду о том, как Зевс, желая определить размеры Земли, выпустил одновременно двух орлов, одного на запад, другого на восток: они встретились в городе Дельфах; это называлось «обнаружение Земли путем слета двух орлов».

На протяжении ряда веков, через дебри схоластики и религии средневековья, пробивала себе путь истина.

Еще совсем недавно, в 1862 г., немецкий ученый П. Иоселиани, определяя «глубину толстоты земного шара», получил 4536,8 км, что в 11/2 раза меньше действительной величины. Трудно поверить, но еще в 1876 г. в Петербурге была издана брошюра под названием: «Земля неподвижна, популярная лекция, доказывающая, что земной шар не вращается ни около оси, ни около Солнца. Читана в Берлине, доктором Шепфером. Перевод с немецкого Н. Соловьева. Издание 2-е, исправленное». Мы не будем останавливаться на подобных заблуждениях, и не будем касаться истории вопроса. Рассмотрим сведения, более существенные для нас в данном случае.

В 1841 г. немецкий астроном Ф. Бессель, используя градусные измерения, вычислил радиус Земли и ее сжатие у полюсов, т. е. получил цифры, характеризующие основные элементы земного эллипсоида. Результат был настолько точным, что эти цифры использовались при различных геодезических исследованиях, в картографии и т. п. в течение 100 лет.

Однако за последние десятилетия накопился огромный материал; появилась возможность уточнить прежние данные о форме и размерах Земли. К тридцатым годам была выполнена работа по пересмотру всех новых данных, и в 1936 г. советский ученый Ф. Н. Красовский опубликовал новые цифры, характеризующие размеры земного эллипсоида еще точнее.

Эллипсоид Ф. Н. Красовского имеет следующие размеры (рис. 3): большая полуось, т. е. расстояние от центра Земли до экватора, равна 6 378 254 метрам; малая полуось, т. е расстояние от центра Земли до одного из полюсов равна 6 356 863 метрам. Таким образом полярный радиус (от центра к полюсу) короче экваториального радиуса (от центра к экватору) приблизительно на 21 км. Отсюда следует, что Земля действительно эллипсоид вращения, т. е. шар, сплюснутый, хотя и очень незначительно, у полюсов. Величина сжатия, вызванного вращением Земли вокруг своей оси, равна 1 : 298,3. На школьном глобусе разница в длине экваториального и полярного диаметров равна всего лишь 0,5 мм, т. е. практически незаметна.

Итак, в первом, и достаточно хорошем, приближении Земля должна быть принята за эллипсоид вращения, элементы которого опубликованы в 1936 г. и которые приняты в Советском Союзе в качестве официальных, т. е. обязательных для использования во всех специальных работах.

Рис. 3. Земля — эллипсоид вращения;

а — большая полуось; с — малая полуось.

      Однако геодезисты нередко нуждаются в измерениях еще большей точности, и тогда для изображения формы Земли они пользуются не эллипсоидом, а другой фигурой, так называемым геоидом. Геоид несколько ближе к истинной фигуре Земли, со всеми ее возвышенностями и впадинами, чем эллипсоид, и представляет фигуру, весьма сложную по виду. Наконец, теперь выяснено, что и экватор Земли не является окружностью; скорее это эллипс, т. е. окружность, слегка сжатая. Приходится считать также, что северное и южное полушария, как показал русский ученый А. А. Иванов, не вполне симметричны относительно плоскости экватора.

     В заключение приведем некоторые цифры, характеризующие размеры земного шара:

Экваториальный диаметр = 12 756,5 километра

Полярный диаметр = 12 713,7 километра

Длина окружности меридиана = 40 008,6 километра

Длина окружности экватора = 40 075,7 километра

Поверхность Земли = 510 миллионам квадратных километров

Объем Земли = 1080 миллиардам кубических километров

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Минералы и их классификация.

     Твердая оболочка Земли — земная кора — составляет лишь 1,5% от общего объема земного шара. Но, несмотря на это, именно земная кора, а точнее ее верхний слой, представляет для нас наибольший интерес, так как он является источником минерального сырья.

     Минералы — это относительно однородные природные тела, имеющие определенные химический состав и физические свойства. Название «минерал» происходит от латинского слова «минера», что в буквальном переводе означает — руда, рудный. Наука, изучающая состав, структуру и свойства минералов, их происхождение и условия залегания, называется минералогией.

    Минералы образуются в результате физико-химических процессов, совершающихся в земной коре. Как и вся окружающая нас природа, они состоят из химических элементов. Образно говоря, минерал — это своего рода здание из кирпичиков — химических элементов, построенное по определенным законам природы. И подобно тому, как из примерно одинакового количества кирпичей человеком возведено на Земле множество различных зданий, из сравнительно небольшого числа химических элементов природой создано в земной коре более 3 тыс. разнообразных минералов.

    Всего с учетом многочисленных разновидностей насчитывается более 7 тыс. их наименований, которые даются каждому минералу по какому-либо признаку.

   В земной коре минералы чаще встречаются не самостоятельно, а в составе горных пород. Они во многом определяют физико-механические свойства горных пород и с этой точки зрения представляют наибольший интерес для технологии обработки камня.

    Большинство минералов встречается в природе в твердом состоянии. Твердые минералы могут быть кристаллическими или аморфными, различаясь внешне геометрической формой — правильной у кристаллических и неопределенной у аморфных.

   Форма минералов зависит от расположения в них атомов. В кристаллических минералах атомы располагаются в строго определенном порядке, образуя

пространственную решетку, благодаря которой многие минералы (например, кристалл кварца) имеют вид правильных многогранников. Кристаллические минералы анизотропны, т. е. физические свойства их различны по разным направлениям. В аморфных минералах (обычно они имеют форму натеков) атомы расположены беспорядочно. Такие минералы изотропны, т. е. физические свойства их одинаковы по всем направлениям.

Классификация минералов

   В соответствии с общепривятой в настоящее время химической классификацией все минералы могут быть разделены на девять классов:

I. Силикаты — соли  кремневых кислот, среди которых  выделяют подгруппы минералов, имеющих  некоторую общность состава и  строения: полевые шпаты, разделяющиеся  по химическому составу на  плагиоклазы и ортоклазы, пироксены, амфиболы, слюды, оливин, тальк, хлориты  и глинистые минералы. Это самый  многочисленный класс, насчитывающий  до 800 минералов.

II. Карбонаты — соли  угольной кислоты, включающие до 80 минералов и в их числе  наиболее распространенные кальцит, магнезит н доломит.

III. Окислы и гидроокислы  — объединяют около 200 минералов, среди которых наиболее распространены  кварц, опал, лимонит, гаматит.

IV. Сульфиды — соединения  элементов с серой, насчитывающие  до 200 минералов. Типичный представитель  — пирит.

V. Сульфаты — соли  серной кислоты, включающие около 260 минералов,

 среди которых наибольшее  распространение получили гипс  и ангидрит.

VI. Галоиды — соли галоидных  кислот, насчитывающие около 100 минералов. Типичные представители галоидов — галит (поваренная соль) и

 флюорит.

VII. Фосфаты — соли  фосфорной кислоты. Типичный представитель  —

 апатит.

VIII. Вольфраматы — вольфрамокислые соединения.

IX. Самородные элементы  — алмаз и сера.

 

3. Тектонические движения земной коры.

      Тектонические движения, в конечном счете создают наблюдаемую структуру земной коры, т. е. они являются созидательными движениями («тектонос» по-гречески—созидательный). В результате этих движений возникают и основные неровности рельефа поверхности Земли.

     Тектонические  движения можно разделить на  два типа: радиальные – колебательные, или эпейрогенические движения, и тангенциальные, орогенические. В  первом типе движении напряжения  передаются в направлении, близком  к радиусу Земли, во втором  — по касательной к поверхности  оболочек земной коры. Очень часто  эти движения бывают, взаимосвязаны, или один тип движений порождает  другой. В результате этих типов  движений создаются три вида  тектонических деформаций :1) деформации  крупных прогибов и поднятий; 2) складчатые; 3) разрывные. 

     Первый тип  тектонических деформаций, вызванный  радиальными движениями в чистом  виде, выражается в пологих поднятиях  и прогибах земной коры, чаще  всего большого радиуса. Колебания, вызывающие образование подобных  форм, в отличие от сейсмических  колебаний совершаются относительно  медленно, ощутимых разрушений не  приносят и непосредственным  наблюдениям человека не поддаются.

     Складчатые  деформации вызываются тангенциальными  движениями и выражаются в  виде складок, образующих длинные  или широкие пучки, иногда короткие, быстро затухающие моршины.

     Третий тип  тектонических деформаций характеризуется  образованием разрывов в земной  коре и перемещением отдельных  участков ее вдоль трещин этих  разрывов. Разрывные нарушения очень  часто являются производными  от первых двух типов, но в  большей мере от складчатых. Установить  причину той или иной деформации  не всегда удается, так как, кроме  вышеуказанных типов движений, деформации  могут образоваться в связи  с внедрением магмы и т. и. Поэтому  нарушения в земной коре классифицируют  не по типу вызвавших их  движении, а по форме или каким-либо  другим особенностям самих нарушений.

4. Интрузивный магматизм (плутонизм).

   Магматизмом (от греч. magma – тесто, густая мазь) называется процесс образования, движения и застывания магмы, происходящий в глуби земной коры или на ее поверхности.