01 Wykladid 2678 Nieznany

WYKŁAD 1

Geologia bada głównie zewnętrzne sfery Ziemi – przede wszystkim litosferę (skorupa

ziemska i górny płaszcz). Przedmiotem badań geologii jest budowa, historia oraz

wszelkie zjawiska i procesy zachodzące w litosferze

Geologia jako samodzielna nauka istnieje od XVIII wieku. Wcześniejsze pierwsze

próby wyjaśnienia procesów przyrodniczych podejmowali filozofowie greccy.

Heraklit z Efezu (ok. 540

– 480 p.n.e.) - za przyczynę wszechrzeczy uważał ogień;

prawdopodobnie dał początek plutonizmowi

plutonizm (od rzymskiego boga podziemia Plutona) koncepcaja opracowana przez

Jamesa Huttona w XVIII w -

główną rolę w powstaniu skał odegrały wulkanizm i

wewnętrzne ciepło ziemi.

neptunizm

(od rzymskiego boga mórz Neptuna) -wszystkie skały powstały w morzu

przedstawiciele: A. Werner , J-B Lamarck).

Te kierunki w geologii ścierały się w

XVIII/XIX w.

Artstoteles (384-

322 p.n.e.) uważał, że lądy musiały być dawniej wielokrotnie zalewane

przez morze.

Eratostenes z Cyreny (ok. 275-194 p.n.e.) w dziele Geographica

położył podwaliny

nauk geograficznych.

Pierwszy dokonał pomiaru promienia i południka Ziemi; wyliczył

obwód Ziemi: 252 000 stadiów ~ 39 800 km.

Pliniusz Starszy (23-

79) napisał 37 ksiąg Historii naturalnej, która aż do czasów

odrodzenia

była głównym źródłem wiedzy w naukach o Ziemi, zwłaszcza mineralogii.

ginął podczas obserwacji wybuchu Wezuwiusza w 79 roku n.e.

Wieki średnie były okresem zastoju na naukach przyrodniczych. Dopiero rozwój

górnictwa przyniósł wiele nowych obserwacji z dziedziny geologii. Wielki wkład w

poznanie praw rządzących rozwojem skorupy ziemskiej wnieśli Leonardo de Vinci

(1452-1519) i Georgius Agricola (1494-1555) Leonardo da Vinci (1452- 1519)

badał skamieniałości, pionowe ruchy skorupy ziemskiej; erozyjna działalność rzek; czas

geologiczny.

Georgius Agricola (Georg Bauer) (1494

– 1555) ojciec mineralogii.

Leonardo de Vinci i Georgius Agricola jako pierwsi wprowadzili do Nauk o Ziemi

pogląd, że procesy, które zachodzą dzisiaj w skorupie ziemskiej i na jej powierzchni,

mogły zachodzić i w przeszłości. Byli oni zatem prekursorami ważnej w geologii zasady

aktualizmu geologicznego.

Aktualizm geologiczny (uniformitaryzm) - c

zynniki fizyczne i chemiczne oddziałujące

na skorupę ziemską były w przeszłości podobne do obecnych i prowadziły do

podobnych skutków. Umożliwia to odtwarzanie dawnych zdarzeń geologicznych na

podstawie obserwacji

zjawisk współczesnych.

Przełom XVIII i XIX w. Był okresem ostrych starć między zwolennikami dwóch kierunków

w geologii

– neptunizmu i plutonizmu. Przedstawiciele neptunizmu (Abraham Werner i

Jean Baptiste Lamarck uważali, że wszystkie skały postały w morzu. Plutoniści (James

Hutton) byli zdania, że główną rolę w powstawaniu skał odegrały wulkanizm i

wewnętrzne ciepło Ziemi.

James Hutton (1726

–1797) Sformułował hipotezę aktualizmu geologicznego w dziele

„Teoria Ziemi” (Znany też jako przedstawiciel plutonizmu).

Charles Lyell (1797

–1875) rozwinął i uzasadnił tezy Huttona w dziele„Zasady geologii”

Ch.Lyell obalił w ten sposób twierdzenia katastrofistów.

George Cuvier (1769-

1832) na podstawie badania skamieniałości sformułował teorię

katastrofizmu. Według niego w dziejach Ziemi następowały wielokrotnie okresy

wymierania wszystkich organizmów żywych w jednej ogólnoświatowej katastrofie i po

niej powstawały nowe gatunki. Teoria ta została zakwestionowana przez teorię ewolucji.

Cuvier zasłynął jako twórca paleontologii.

William Smith (1769-

1839) na podstawie skamieniałości wydzielił wiele jednostek

stratygraficznych.

Wprowadził pojęcie skamieniałości przewodniej – skamieniałość

organizmu, który żył w krótkim okresie czasu i był szeroko rozprzestrzeniony. Opracował

pierwszą mapę geologiczną Wielkiej Brytanii. Twórca stratygrafii i paleontologii

stratygraficznej.

Za twórcę polskiej geologii uważany jest Stanisław Staszic (1755-1826). Założył w

Kielcach szkołę górniczą i wydał dzieło „O ziemiorodztwie Karpatów i innych gor i

rownin Polsk

i” zawierające mapę geologiczną Polski - pierwsze opracowanie w języku

polskim.

Wraz z rozwojem

geologii wyodrębniły się z niej dyscypliny naukowe o

zróżnicowanych celach i metodach badań.



Geologia dynamiczna

, zajmująca się badaniami procesów kształtujących

skorupę ziemską oraz sił, które te zmiany powodują.



Geologia historyczna -

badająca przeszłość Ziemi.



Paleontologia

– nauka o organizmach żyjących w przeszłości

geologicznej i ich ewolucji.



Mineralogia

– nauka o minerałach.



Petrografia

– nauka o skałach.



Geologia regionalna

– badająca historię i budowę geologiczną

wyodrębnionych części skorupy ziemskiej.



Geologia surowcowo-

złożowa – zajmująca się poszukiwaniem i

rozpoznawaniem złóż surowców mineralnych.



Geologia inżynierska - zajmująca się badaniem przydatności skał do

posadowienia obiektów inżynierskich i ich zagrożenia.



Hydrogeologia

– zajmująca się wodami podziemnymi występującymi w

skałach, ich pochodzeniem, ruchem, zasobami i ochroną.



Geologia środowiskowa – obejmująca geologiczne aspekty ochrony

środowiska.

4 ostatnie dyscypliny zaliczamy do geologii stosowanej.

Znaczenie geol

ogii w budownictwie i inżynierii środowiska

1. Powierzchnia Ziemi- skorupy ziemskiej -

stanowi podłoże wszystkich budowli, a

niektóre wykonywane są pod jej powierzchnią.

Skorupa ziemska jest źródłem materiałów budowlanych, stosowanych bądź w

stanie pierwotny

m, bądź przetworzonym.

Ukształtowanie powierzchni terenu stanowi istotny czynnik w planowaniu

przestrzennym, urbanistyce i architekturze.

Procesy

geologiczne

stanowią

najistotniejsze

zagrożenie

budowli,

powierzchniowe ruchy masowe, przemieszczanie podłoża spowodowane

trzęsieniami ziemi, wybuchy wulkanów.

Wody podziemne są powszechnie wykorzystywane do zaopatrzenia, utrudniają

również wykonanie głębokich wykopów i stanowią zagrożenie dla podziemnych

części budowli.

Ocenia się, że około 70% poważnych katastrof budowlanych miało przyczynę w nie

właściwie ocenionej budowie geologicznej i ryzyku wynikającego z procesów

geologicznych.

Procesy geologiczne

Proces geologiczny

– zjawisko lub zespół zjawisk wywołujący na powierzchni skorupy

ziemskiej lub w

jej wnętrzu przeobrażenia fizyczne lub chemiczne.

Geologia ustala przyczyny procesu, bada jego przebieg i stwierdza skutki.

Czynniki geologiczne zewnętrzne – oddziaływujące z zewnątrz – energia dociera z

zewnątrz. To przede wszystkim energia promieniowania słonecznego i światło, które

oddziaływuje na skorupę ziemską przez wpływ:



atmosfery: powietrze, wilgoć, deszcze, wiatr, insolacja, zmiany temperatur



hydrosfery: wody płynące po powierzchni, wody podziemne, morza i lodowce



życia organicznego

Czynniki te

działają z zewnątrz osobno lub razem i prowadzą do przeobrażenia

powierzchni Ziemi w wyniku

procesów zewnętrznych – egzogenicznych, które są

niszczące lub twórcze.

Procesy niszczące prowadzą do zmian fizycznych i chemicznych w efekcie, których

skały ulegają rozkruszeniu lub rozdrobnieniu a następnie są usuwane i przenoszone na

inne miejsce. Procesy te to wietrzenie, erozja i powierzchniowe ruchy masowe.



wietrzenie

– rozpad mechaniczny i rozkład chemiczny skał pod wpływem

nasłonecznienia, oddziaływania na skały wód gruntowych i działania organizmów,

zachodzący na powierzchni ziemi i w strefie przypowierzchniowej



erozja

– mechaniczne niszczenie skał przez wody, lodowce i wiatr



powierzchniowe

ruchy

masowe

– przemieszczanie się po stoku

przypowierzchniowych

partii skal i zwietrzeliny w wyniku działania siły ciężkości

Są to procesy degradujące – prowadzą one do denudacji polegającej na rozcinaniu,

zdzieraniu i obniżaniu wyniesionych partii skorupy ziemskiej.

Jednocześnie z nimi przebiegają procesy twórcze – agradacyjne. Produkty denudacji

są transportowane z miejsc wyżej położonych do obniżeń. Gromadzą się na lądzie, w

morzach i jeziorach. W procesie odkładania bierze również udział życie organiczne.

Procesy odkładania – gromadzenia materiału to sedymentacja.



Sedymentacja

– gromadzenie się osadów w wyniku osadzania materiału

okruchowego, działalności organizmów lub wytrącania z wód. Powstają skały

osadowe. Działa odwrotnie od denudacji.

Denudacja i sedymentacja to wielki proces zrównania powierzchni Ziemi – gradacja.

Skutkom działania procesów zewnętrznych przeciwstawiają się procesy wewnętrzne –

endogeniczne.

Do procesów tych zaliczamy:



diastrofizm

– zespół procesów prowadzących do ruchów i deformacji skorupy

ziemskiej



magmatyzm

– procesy prowadzące do powstawania skał magmowych wewnątrz

i na powierzchni skorupy ziemskiej



metamorfizm

– zespół procesów powodujących przeobrażenia skał pod

wpływem działania wysokiej temperatury i ciśnienia.

Wszystkie procesy wywołują przemieszczanie materii w obrębie skorupy ziemskiej i

górnego płaszcza. Procesy wewnętrzne wymuszają ruch materii z głębszych partii

skorupy ziemskiej i płaszcza ku powierzchni. Na powierzchni skały poddawane są

działaniu procesów zewnętrznych. Woda, lodowce i wiatr przenoszą produkty niszczenia

skał, które osadzają się w różnych miejscach, tak w morzu jaki i na lądzie. Tworzą nowe,

całkiem inne skały od tych, które zostały zniszczone. Skały te mogą być potem

sfałdowane, wciągnięte w głębsze partie skorupy ziemskiej czy w górny płaszcz,

przeobrażone (powstają skały metamorficzne), a w końcu przetopione. Produkty tego

przeobrażenia i przetopienia później są znów wynoszone na powierzchnię dzięki

działalności magmowej czy górotwórczej i krążenie materii w przypowierzchniowych

warstwach Ziemi rozpoczyn

a się od nowa. Zjawisko to nazywa się cyklem skalnym

http://www.fas.org/irp/imint/docs/rst/Sect2/rock_cycle_800x609.jpg

-WULKANIZM
-PLUTONIZM
-METAMORFIZM
-DIASTROFIZM

SEDYMENTACJA

WIETRZENIE

-EROZJA
-POWIERZCHNIOWE

RUCHY MASOWE

NISZCZĄCE
(degradacja)

TWÓRCZE
(agradacja)

ZEWNĘTRZNE

WEWNĘTRZNE

PROCESY GEOLOGICZNE