Che cos'è la geologia?
La geologia è scienze naturali che studiano la Terra, i materiali di cui è costituita, le strutture di questi materiali e i processi che agiscono su di essi. Una parte importante della geologia è lo studio di come i materiali, le strutture, i processi e gli organismi terrestri sono cambiati nel tempo.
Cosa fanno i geologi?
Per riassumere, i geologi risolvono i seguenti problemi:
- prevedere il comportamento dei sistemi terrestri e dell'universo;
- ricerca di scorte di risorse naturali quali acque sotterranee, petrolio e metalli;
- conservazione del suolo e produttività agricola;
- sviluppo delle risorse naturali in modi che non danneggiano l'ambiente;
- mantenere la qualità dell'approvvigionamento idrico;
- riduzione delle perdite e delle perdite di proprietà dovute a catastrofi naturali come eruzioni vulcaniche, terremoti, alluvioni, frane, uragani e tsunami;
- creare un sistema di controllo geologico sull'ambiente naturale e prevedere l'impatto delle attività umane su di esso;
- determinazione dell'equilibrio tra la necessità della società di risorse naturali e la necessità di mantenere ecosistemi sani;
- comprensione dei modelli climatici globali.
Cosa studia la geologia?
La geologia è una scienza che studia la Terra solida, i fossili e le rocce di cui è composta, nonché tutti i processi che influenzano la sua formazione e i suoi cambiamenti nel tempo. Ma la geologia non si limita solo alla Terra: anche l'analisi delle rocce di altri pianeti, satelliti o altri corpi celesti rientra nelle sue competenze.
Allo stato attuale dello sviluppo, la geologia copre molte scienze geografiche - idrologia, meteorologia, climatologia e altre - pertanto è considerata una delle principali discipline che studiano il pianeta.
La geologia sta cercando di sapere cosa c'è sulla superficie della Terra, ma anche cosa è nascosto sotto di essa, così come tutti i processi che influenzano questo sistema complesso. La scienza sta sviluppando metodi con i quali è possibile determinare l'età delle rocce trovate e la loro storia. Combinando questi strumenti, i geologi possono mantenere una cronologia della storia geologica della Terra nel suo insieme e anche determinare l'età del nostro pianeta e tutti i cambiamenti globali che hanno avuto luogo in esso.
Grazie alla geologia, siamo a conoscenza dei principali movimenti di placche tettoniche che si sono verificati durante l'evoluzione del pianeta, le principali fasi di sviluppo della vita e le zone climatiche passate che hanno regnato sulla Terra.
I geologi utilizzano una vasta gamma di metodi per comprendere la struttura e l'evoluzione del pianeta, tra cui:
- lavoro sul campo;
- descrizione della razza;
- metodi geofisici;
- analisi chimica;
- esperimenti fisici;
- modellistica matematica.
Da un punto di vista pratico, la geologia è importante per l'esplorazione e lo sfruttamento delle risorse di minerali e idrocarburi, la valutazione delle risorse idriche, la comprensione dei pericoli naturali, l'eliminazione dei problemi ambientali e la fornitura di informazioni sui cambiamenti climatici passati. La geologia è la principale disciplina accademica.
Mineralogia
Cosa sono i minerali
Il minerale è un composto chimico solido che può essere trovato in natura nella sua forma più pura. I minerali sono spesso associati alle persone con rocce, poiché i secondi sono costituiti dai primi. Le rocce, a loro volta, possono essere costituite da uno o più minerali. I composti che si trovano solo negli organismi viventi non appartengono ai minerali, sebbene esistano alcune eccezioni. Quindi, se parliamo, ad esempio, di minerali che sono biogenici (calcite) o organici (mellito), allora appartengono ai minerali. Vale anche la pena considerare che gli organismi viventi spesso producono essi stessi materiali inorganici che sono spesso presenti nelle rocce.
Il minerale deve soddisfare cinque requisiti:
- deve essere trovato in natura;
- essere inorganici;
- essere solido;
- avere una certa composizione chimica;
- Hanno una struttura interna ordinata.
In geologia e mineralogia, il termine "minerale" è di solito usato per riferirsi a particelle minerali: composti cristallini con una composizione chimica abbastanza ben definita e una specifica struttura cristallina.
I minerali senza una specifica struttura cristallina, come opale o ossidiana, sono correttamente chiamati mineraloidi, cioè sostanze simili ai minerali. Se un composto chimico può verificarsi in natura con diverse strutture cristalline, ogni struttura è considerata una diversa specie minerale. Quindi, ad esempio, quarzo e stishovite sono due minerali diversi costituiti dallo stesso composto: il biossido di silicio.
Rocce
Le rocce sono una combinazione naturale di minerali e sostanze simili ai minerali chiamati mineraloidi. Quando un materiale si solidifica o cristallizza da lava o magma, è roccia ignea. Inoltre, gli ignei possono diventare sedimentari a causa dell'azione del vento e della distruzione. Nell'ultima fase, la roccia sotto l'influenza del calore e della pressione cambia il suo contenuto minerale e diventa metamorfica. Ma il cerchio dal terzo gradino può ricominciare se la pietra inizia a sciogliersi di nuovo.
La maggior parte della ricerca in geologia è legata allo studio delle rocce, perché sono loro che portano l'intera storia della Terra.
Tipi di roccia
Esistono tre tipi principali:
- ignea;
- sedimentaria;
- metamorfico.
Ogni razza, a sua volta, ha alcuni minerali nella sua struttura. Ogni minerale ha determinate proprietà fisiche e ci sono molti test per determinare ciascuno di essi.
I campioni possono essere controllati per:
- radianza: la qualità della luce riflessa dalla superficie di un minerale;
- colore: fondamentalmente, ogni minerale ha un colore caratteristico, che è orientato durante la diagnostica, ma le impurità possono cambiare l'aspetto della sostanza;
- strisce: eseguite graffiando il campione su un piatto di porcellana. Il colore della striscia può aiutare a nominare il minerale;
- durezza: resistenza ai graffi del minerale;
- modello di frattura: un minerale può presentare una fenditura o una scissione, la prima opzione è una lacuna su superfici irregolari e la seconda una lacuna su piani paralleli ravvicinati;
- gravità specifica: il peso di un determinato volume di minerale;
- sibilo: l'acido cloridrico deve essere instillato nel minerale per verificare il sibilo;
- magnetismo: l'uso di un magnete per testare il magnetismo;
- sapore: i minerali possono avere un sapore caratteristico, ad esempio, sa di sale da cucina;
- Odore: i minerali possono avere un odore caratteristico. Ad esempio, lo zolfo profuma di uova marce;
Fossili
Il fossile è il risultato del processo di fossilizzazione di materiale organico. Questa pietrificazione è causata dal processo di permineralizzazione e diagenesi. Di conseguenza, il materiale organico viene sostituito con minerali nel tempo. Un buon esempio di pietrificazione è l'albero pietrificato. Con la permineralizzazione, la struttura cellulare originale viene fossilizzata; con la diagenesi, la struttura cellulare del corpo viene persa.
Qualsiasi organismo, dai batteri ai vertebrati, può diventare un fossile. Grazie a questo fenomeno, i geologi possono ottenere prove vivide di una vita passata sul nostro pianeta. Basandosi su scavi e minerali scoperti, gli scienziati sono stati in grado di studiare la formazione della vita milioni di anni fa.
Sollievo
Il sollievo è una caratteristica della superficie terrestre, che fa parte del terreno. Montagne, colline, altipiani e pianure sono le quattro principali forme di rilievo. I tipi minori includono vallate, canyon, vallate e bacini.
Il movimento delle placche tettoniche sotto la Terra può influenzare e creare nuove forme di terra, sollevando montagne e creando colline.L'erosione causata da acqua e vento può logorare la terra e creare rilievi come valli e canyon. Entrambi i processi si verificano per un lungo periodo di tempo, a volte tali fenomeni possono richiedere milioni di anni.
In effetti, il fiume Colorado ha impiegato 6 milioni di anni per creare il Grand Canyon nello stato americano dell'Arizona. La lunghezza del Grand Canyon è di 446 chilometri.
Il più alto rilievo sulla Terra è la montagna: l'Everest, che si trova in Nepal. Ha un'altezza di 8.850 metri sul livello del mare. Questo fa parte dell'Himalaya, che si trova in diversi paesi asiatici.
Il rilievo appare anche sott'acqua sotto forma di catene montuose e pozze sul fondo del mare. La Fossa delle Marianne, la forma più profonda di rilievo sulla Terra, si trova nel Pacifico meridionale.
Processi geologici
I processi geologici sono processi dinamici che influenzano il terreno e in generale la superficie della Terra. I principali processi geologici sono:
- agenti atmosferici;
- erosione;
- tettonica a zolle.
Questi processi possono essere distruttivi in alcuni casi e costruttivi in altri.
Erosione
L'erosione è un processo naturale che si verifica più spesso a causa del fatto che in un punto le rocce e il suolo esfoliano e si spostano in un altro. Un tale fenomeno può logorare e distruggere le montagne, riempire le pianure, creare e cancellare il fiume dalla faccia della Terra. Ma tali processi sono in corso da molte migliaia di anni. Anche se vale la pena notare che l'erosione può essere accelerata dall'attività di una persona che, attraverso le sue azioni - l'agricoltura o l'estrazione - influenza negativamente l'ambiente.
Weathering
L'erosione è un processo che distrugge il terreno esistente della terra a causa dell'influenza del vento e dell'acqua. Gli effetti degli agenti atmosferici portano alla distruzione degli strati superiori delle rocce. Alcuni di questi processi sono meccanici, ad esempio l'espansione e la contrazione causate da improvvisi grandi cambiamenti di temperatura, la forza di trazione del congelamento dell'acqua nelle fessure, la scissione causata dalle radici delle piante e l'esposizione all'acqua corrente. Quindi, le strade richiedono riparazioni costanti in autunno e in primavera, poiché l'acqua che entra può semplicemente distruggere l'asfalto - la stessa cosa accade con le montagne.
Tettonica a zolle
La tettonica a zolle è una delle teorie degli scienziati riguardo alla forma del rilievo terrestre. Gli esperti suggeriscono che la superficie terrestre è composta da 12 piastre mobili. Alcune di queste placche non corrispondono ai confini continentali e alcune comprendono sia i territori dei continenti che gli oceani. Tutti hanno forme e dimensioni diverse e sono in costante movimento e si spostano da 1,3 a 10 centimetri all'anno. L'attività tettonica si verifica ai confini delle placche in cui si scontrano tra loro, provocando così terremoti o creando montagne e colline.
Esistono vari processi geologici estremamente pericolosi per la popolazione mondiale:
- eruzioni vulcaniche;
- tsunami;
- cambiamento climatico;
- inondazioni;
- effetti spaziali, ecc.
Se studi tali fenomeni e comprendi la loro natura, allora puoi proteggere molte persone.
Storia geologica della terra
La storia geologica della Terra è l'evoluzione di continenti, oceani, atmosfera e biosfera. Strati di rocce sulla superficie della Terra contengono prove di processi evolutivi che subiscono questi componenti dell'ambiente terrestre. E gli echi di ogni processo geologico rimangono memorizzati in un immenso archivio di informazioni: le rocce, che, come un libro di testo, sono aperte alla lettura e daranno conoscenza a qualcuno che le può leggere. Grazie allo zelo dei geologi, abbiamo un'idea abbastanza dettagliata della storia del nostro pianeta natale milioni di anni fa.
Il ruolo della geologia
Come ogni altra scienza, la geologia è stata creata per fare nuove scoperte e imparare molto di più sul mondo che ci circonda.Questa disciplina considera i problemi più importanti dell'umanità moderna, compresa la ricerca di nuove fonti di energia, il suo uso razionale, i cambiamenti climatici, i pericoli naturali, l'influenza umana sull'ambiente, i cambiamenti ambientali sull'uomo, la gestione delle risorse idriche e minerali.
Studiando questi problemi, i geologi, insieme ad altri scienziati, possono prevedere il futuro della Terra e studiare eventuali cambiamenti che possono verificarsi. Un esempio chiave è l'analisi dei cambiamenti climatici e di come la società deve cambiare per migliorare il futuro della Terra. Passando dai combustibili fossili all'energia geotermica e ad altre fonti rinnovabili, possiamo ridurre le emissioni di carbonio e ridurre notevolmente gli effetti del riscaldamento globale.