Державний вищий навчальний заклад „донецький транспортно-економічний коледж” циклова комісія гірничо-екологічних дисциплін конспек т



Сторінка1/3
Дата конвертації22.04.2017
Розмір0.74 Mb.
  1   2   3


ДЕРЖАВНИЙ ВИЩИЙ НАВЧАЛЬНИЙ ЗАКЛАД

ДОНЕЦЬКИЙ ТРАНСПОРТНО-ЕКОНОМІЧНИЙ КОЛЕДЖ”



ЦИКЛОВА КОМІСІЯ ГІРНИЧО-ЕКОЛОГІЧНИХ ДИСЦИПЛІН


К О Н С П Е К Т


лекцій дисципліни „Геологія з основами геоморфології”

за спеціальністю 5.04010602 „Прикладна екологія”

галузі знань 0401 „Природничі науки”


2014
ЗМІСТ

ВСТУП 3

РОЗДІЛ 1 СКЛАД І БУДОВА ЗЕМЛІ І ЗЕМНОЇ КОРИ 5


    1. Земля у світовому просторі. 5

    2. Фізичні властивості Землі. 18

    3. Поняття про геосфери, їх склад.

    4. Хімічний та мінеральний склад земної кори. 23

    5. Гірські породи. 40

РОЗДІЛ 2. ГЕОЛОГІЧНЕ ЛІТОЧИСЛЕННЯ 49

2.1 Методи відносної та абсолютної геохронології. 49

2.2 Геохронологічна шкала. Стратиграфічна шкала. Особливості

розвитку земної кори в четвертичний період.



РОЗДІЛ 3. ГЕОЛОГІЧНІ ПРОЦЕСИ 55

3.1 Ендогенні процеси 55

3.2 Екзогенні процеси 74

РОЗДІЛ 4. ОСНОВИ ГЕОМОРФОЛОГІЇ 107

4.1 Основні закономірності розвитку рельєфу та формування

континентальних відкладів. 107

4.2 Форми рельєфу та відклади ендогенних процесів 115

4.3 Форми рельєфу та відклади екзогенних процесів 120

4.4 Геоморфологічні ландшафти гірських та рівнинних країн. 127

4.5 Рельєф океанічних ділянок

4.6 Геоморфологічні карти. 137

Рекомендована література 143
ВСТУП

Предметом вивчення навчальної дисципліни є система наукових знань і методів досліджень в галузі геології та геоморфології, викладено наукові концепції та проблеми геології та геоморфології, розглянуто напрями застосування знань про мінерали і гірські породи, а також процеси зовнішньої і внутрішньої геодинаміки, форми рельєфу та відклади ендогенних та екзогенних процесів, геоморфологічні ландшафти і геохронологічне літочислення, геологічну будову, характеристики рельєфу, його генезису, сучасних геоморфологічних процесів, форм рельєфоутворення та їх конкретних прояв на місцевості, риси техногенного впливу гірничодобувної промисловості на навколишнє середовище.

Наша планета є рівноважною системою, здатною до саморегуляції.
Коли щось змінюється в будь-якій сфері природного середовища, починають діяти ланцюжки взаємодій з іншими сферами, щоб зберегти рівновагу системи. У більшості випадків це відбувається на регіональному рівні, але деякі ланцюжки взаємодій виходять на глобальний рівень. На
регіональному рівні (Україна) у випадку коли накопичуються значні обсяги відходів, включаються ланцюжки взаємодій складових навколишнього середовища, внаслідок чого змінюються параметри довкілля - природні умови етносу. Чим більше використовується природних ресурсів, тим більше і швидше відхиляються ці параметри від природних. Це і є результатом антропогенного, у більшості випадків техногенного впливу на довкілля, з перетворенням природних або формуванням техногенних потоків енергії, хімічних елементів і сполук.

При розробці родовищ корисних копалин в Україні формуються зони


техногенних ландшафтно-геохімічних систем, в межах яких суттєво порушуються біогеохімічні кругообіги і формуються нові біогеоценози, які
являють собою відносно стійки довготривалі сукупності видів флори і
фауни, зміна ландшафтів і пов’язаних з ними фізико-географічних умов. На таких територіях змінюється топографія рельєфу, його енергетика, балансовий розподіл опадів на поверхневий і підземний стік, випаровування і, загалом, кругообіг енергії, речовин та інформації. Сутністю таких ландшафтів є втрата природного різноманіття, а отже спрощення структури, різке з наближенням до первинного хаосу збільшення ентропії, погіршення умов існування людини. В кінцевому наслідку відбувається консервація дії факторів техногенезу, внаслідок само відтворення стає неможливим. Дисципліна охоплює взаємозв’язок природних і соціально-економічних факторів в глобальній екологічній кризі і її окремих проявах.

Дисципліна розглядає основні положення геології: загальні відомості про будову Землі, геологічні процеси формування і історії розвитку нашої планети; викладені особливості будови і складу земної кори, дана коротка характеристика мінералів і гірських порід, що складають земну кору. Приведені відомості по геоморфології: загальне тлумачення про рельєф, розглянуто ендогенні та екзогенні процеси формування рельєфу та утворені ними форми рельєфу, структура, функціонування та основні принципи класифікації ландшафтів.



РОЗДІЛ 1 СКЛАД І БУДОВА ЗЕМЛІ І ЗЕМНОЇ КОРИ

Лекція № 1

Тема 1.1 Земля у світовому просторі

План лекції

1.Вступ. Зміст і задачі предмету.

2. Положення Землі і Сонячної системи у світовому просторі.

3. Будова Сонячної системи, Всесвіту.

4. Уявлення про походження Землі.

Зміст лекції

1. Вступ. Зміст і задачі предмету.



Предмет „Геологія з основами геоморфології” - система наукових знань і методів досліджень в галузі геології та геоморфології, викладено наукові концепції та проблеми геології та геоморфології, розглянуто напрями застосування знань про мінерали і гірські породи, а також процеси зовнішньої і внутрішньої геодинаміки, форми рельєфу та відклади ендогенних та екзогенних процесів, геоморфологічні ландшафти і геохронологічне літочислення, геологічну будову, характеристики рельєфу, його генезису, сучасних геоморфологічних процесів, форм рельєфоутворення та їх конкретних прояв на місцевості, риси техногенного впливу гірничодобувної промисловості на навколишнє середовище.

Мета - надання теоретичних та професійних знань з питань геології і геоморфології на сучасному рівні геологічних та геоморфологічних знань, ефективно використовувати ландшафтні умови територій та природні води Землі, характеризувати екологічні і техногенні проблеми в перетворювальній діяльності людини, проводити моніторинг поверхневих та підземних вод, характеризувати чинники формування рельєфу, ендо- й екзогенних та антропогенних геоморфологічних процесів і їх впливу на формування нерівностей земної поверхні, проводити дослідницько-пошукову діяльність з визначення мінералів, гірських порід, горючих утворень, планувати власну діяльність для досягнення поставлених завдань.

Особлива увага приділяється питанням діалектичних закономірностей розвитку природи, представлень про матеріальність світу.



Основними завданнями дисципліни – є вивчення геологічних та геоморфлогічних процесів та їх внесок в створення обліку Землі, речовиного складу та будови земної кори і розміщення в ній родовищ корисних копалин та характерних особливостей Землі як складної системи: взаємозв’язок природних і соціально-економічних факторів в глобальній екологічній кризі і її окремих проявах, спираючись на базу даних з геології та геоморфології, охорони навколишнього середовища і раціонального природокористування, використовуючи знання та навички з природничої дисципліни, що забезпечують можливість освоєння дисципліни, бути спроможним засвоювати матеріал і виконувати певну сукупність завдань загально-професійної дисципліни. Оволодіння вміннями практичного використання нових інформаційно-комунікаційних технологій, інтернет технологій. Формування системи компетентностей про перетворюючу діяльність людини, як основи для навчання впродовж життя. Виховання свідомої та активної життєвої позиції, готовності до співпраці в групі, відповідальності, вміння обґрунтовано відстоювати власну позицію, що є передумовою підготовки майбутнього громадянина до життя в демократичному суспільстві.

Геологія - це наука, яка вивчає склад та будову земної кори, процеси, які змінюють їх, історію Землі, а також історію розвитку фауни і флори на планеті.

Земля складається із кілька шарів:

- газового, або атмосфери (метеорологія, кліматологія);

- водного, або гідросфери (гідрологія, океанологія, гідрографія);

- кам'яного, або земної кори, або літосфери ( геологія).

Геологія має тісний зв'язок з фізикою та хімією, які займаються вивченням складу, будови та зміни речовини земної кори.

Геологія зв'язана з геодезією, яка вивчає форму та розміри Землі; з фізичною географією, т. я. розглядається фізико- географічний стан в земній корі; з біологією, т.я. розглядається питання про походження та розвиток життя на Землі.

Курс питаннь, якими займається геологія, різноманітний, тому вона підрозділяється на кілька научних дисциплін:

1 Мінералогія- наука, яка вивчає хімічний склад, властивості, походження мінералів, тобто природних хімічних з'єднань, із яких складається гірська порода.


  1. Петрографія- наука про будову, склад, походження та закономірності розподілення гірських порід.

  2. Історична геологія- вивчає історію розвитку земної кори та органічного світу.

  3. Палеонтологія- вивчає вимертвих тварин та рослин.

  4. Стратиграфія- науко про послідовність напластування слоїв, які складають земну кору.

  5. Геотектоніка- займається виявленням умов залягання гірських порід, рухи земної кори.

  6. Гідрогеологія- вивчає підземні води, їх походхення, умови залягання, властивості і закони руху.

  7. Інженерна геологія- наука про властивості грунтів і умовах побудови споруд в даному геологічному стані.

  8. Вчення про корисні копалини виявляє умови утворення та закономірності розповсюдження в земній корі родовищ корисних копалин.

  9. Руднична, або шахтна геологія розробляє методи геологічного обслуговування копалин і шахт.

  10. Динамічна геологія- вивчає геологічні процеси, тобто процеси, які змінюють склад і будову земної кори.

Геоморфологія (від грецьких слів: "гео"-земля; "морфе"- форма;"логос"-наука) - це наука про будову, походження, історію розвитку і сучасну динаміку земної поверхні. Отже, головним об"єктом, який вивчає геоморфологія, виступає рельєф, тобто сукупність нерівностей земної поверхні різного масштабу. Ці нерівності за орієнтуванням у просторі мо­жуть бути позитивними чи додатними (горб, гора, хребет тощо) або негативними чи від´ємними (западина, проваля, ущелина тощо).

Рельєф не слід розглядати як механічне сполучення якихось абстрактних геометричних поверхонь. Він характеризується цілим комплексом ознак і особливостей, серед яких виділимо:

1. Рельєф значною мірою залежить від особливостей геологічної будови, в зв´язку з чим його вивчення неможливе без знайомства із складом та властивостями гірських порід, а також без розуміння процесів, що протікають у надрах Землі.

2. Особливості рельєфу визначаються також процесами, які домінують у зовнішніх

оболон­ках Землі (атмосфері, гідросфері,

біосфері), що вимагає спеціального рельєфу.

3.Утворюючись на контакті різних середовищ географічної оболонки, які безперервно змі­нюються у часі і в просторі, рельєф являє собою продукт динамічної системи. Аналізували рельєф можна лише в історичному аспекті, тобто з урахуванням його мінливості у часі, яку часто називають динамікою рельєфи. 4.Нарешті, сам рельєф, який являє со­бою безперервну ком­бінацію різноманітних поверхонь (від гори­зонтальних до верти­кальних), впливає на активність геоморфо­логічних процесів, тоб­то, однією з ознак рельєфу виступає його саморозвиток. Вирішальне значення у са­морозвитку рельєфу належить гіпсометрії, тобто,висотному поло­женню даної ділянки земної поверхні від­носно рівня моря (ціл­ком зрозуміло, що гео­морфологічні процеси по-різному протіказоть на низовинах, височи­нах чи у горах). За­гальну уяву про спів­відношення гіпсомет­ричних рівнів на Землі дає гіпсографічна крива (рис.1). Рельєф одночасно виступає як продукт геологічного розвитку і як складова частина географічйого ландшафту. Звідси витікає і своєрідне становище геоморфології у комплексі на­ук про Землю: з одного боку вона виступає як наука геологічна, з іншого - є частиною фізичної географії. Таким чином, геоморфологія вивчає будову, походження, історію розвитку і динаміку ре­льєфу земної поверхні. Мета цього вивчення - пізнання законів розвитку рельєфу і використан­ня виявлених закономірностей у практичній діяльності людського суспільства. У цьому розумінні геоморфологія тісно контактує з прикладними напрямками інших природничих наук, зокрема, математики, фізики, хімії, геології, біологи.

2 Положення Землі і Сонячної системи у світовому просторі

Земля як небесне тіло не є предметом вивчення геології. Проте щоб зрозуміти курс геології, потрібно мати загальне уявлення про її положення у світовому просторі, оскільки на більшість процесів, які відбуваються на Землі та в її надрах, впливае зовнішнє середовище, що оточуе нашу планету.

Досить образний опис небесних тіл, які нас оточують, навів академік В.Г. Фесенков у книзі «Космогонія Сонячної системи». Він запропонував уявити в просторі квадрат зі стороною 15· 103 км (рис. 1.1). На його думку, в такий квадрат можна помістити нашу Землю, яка має середній діаметр 12756 км. Далі слід поступово збільшити сторону квадрата у 100 разів. У другому квадраті зі стороною 15 * 105 км мають поміститися Земля та її природний супутник Місяць, оскільки відстань від Землі до Місяця дорівнює 384 400 км.

Місяць має порівняно невеликі розміри: його діаметр вчетверо менший за діаметр Землі. Об'єм Місяця менший за об'єм Землі майже в 50 разів. Щільність речовини Місяця дорівнюе 3,3 г/см3, а маса — 1/82 маси Землі. Сила місячного притягання вшестеро менша за силу земного, тому Місяць нездатний утримувати швидкі газові молекули і тому на ньому немає атмосфери. У третьому квадраті зі стороною 15*107 км розмістяться Сонце і три найближчі до нього планети: Меркурій, Венера і Земля, відстані яких від Сонця дорівнюють відповідно 57,94; 108,26 і 149,509 млн. км. Четвертий квадрат зі стороною 15*109 км вмістить майже всю Сонячну систему: Сонце, Меркурій, Венеру, Землю, Марс, астероїди, Юпітер, Сатурн, Уран, Нептун, Плутон та деякі орбіти комет. Відстань від Сонця до Плутона становить 5,917*109 км.



Сонце — це величезна розпечена газова куля діаметром 1 341 тис. км, що в 109 разів перевищує діаметр Землі. Температура його поверхні дорівнює 6000 °С, а надр, за розрахунками астрофізиків, сягає 20 000 000 °С.

За результатами спектрального аналізу, в атмосфері Сонця міститься більшість відомих на Землі хімічних елементів. З них за об'ємом на частку водню припадає понад 80 %, на частку гелію ~ 18 %, а на решту 64 елементи — 2 %. Сонце випромінює у світовий простір величезну кількість енергії — (1,4 — 1,6) * 1021 Дж/с. Внаслідок випромінювання воно щосекунди втрачае 4 млн т своєї маси. За 2 млрд років Сонце втратило всього 1/7500 частину своєї маси. З усієї кількості випроміненої Сонцем енергії Земля одержуе - 1/2 200 000 000 частку.

Такий незначний відсоток енергії створює сприятливі для життя на нашій планеті кліматичні умови. За фізико-




хімічними властивостями всі планети Сонячної системи ділять на дві групи: внутрішні, близькі до Сонця і відомі як планети земного типу (Меркурій, Венера, Земля і Марс) і зовнішні, віддалені від Сонця (Юпітер, Сатурн, Уран, Нептун і Плутон).

Характерні особливості планет земного типу — незначні розміри, відносно повільне обертання і велика щільність, а зовнішніх — великі розміри, що в десятки разів перевищують розміри земного типу планет (рис. 1.2), швидке обертання навколо власної осі (наприклад, період обертання Юпітера 9 год 50 хв) і ма­ла щільність.

У пятому квадраті зі стороною 15* 1011 км (див. рис. 1.1) у межах його величезного про­стору крім Сонячної системи більше нічого немає: на відстані, яка в 10 тис. разів перевищує розміри Сонячної системи, не знайдено жодної зірки.

По вагі, щільності та іншим параметрам планети ділять на дві групи:



  1. внутрішні — Меркурій, Венера, Земля і Марс (планети групи Землі);

  2. зовнішні — Юпітер, Сатурн, Уран, Нептун та Плутон (планети- гіганты).


3. Будова Сонячної системи, Всесвіту.

Рис. 1.3 - Будова Сонячної системи

Всесвіт створений скученностю великої кількості різновеликих гарячих зірок, подібно Сонцю, планет, астероїдів, метеоритів, комет, скученності пилу та газу, які утворюють газо- пилові туманності, а також потоків розряженного газу- плазми.

Все космічне тіло Всесвіту групується в великі системи, які зв'язані між собою силами взаємного притяжіння. Одною з таких систем являється Сонячна система.

В склад Сонячної системи входять:

1. Сонце – гаряче воднево-гелієве газове середовище. В ньому зосереджено 99.86% всієї маси Сонячної системи. Маса Сонця в 333000 раз більше маси Землі. Сонце має велику силу притяжіння і керує рухами всіх членів Сонячної системи.

Температура на поверхні Сонця складає 6000º С, а в надрах- 20000000ºС. Джерелом енергії Сонця являється постійно діючі ядерні реакції. Кількість енергії, яку вилучає Сонце складає 5,43·1027 кал/хв., Земля отримує менше одної двухміліардної частки сонячної енергії.

Біля Сонця по еліптичним орбітам, бизьким до кола, обертаються дев ять планет. Внутрішні (тверді ) або малі планети: Меркурій, Венера, Земля, Марс для них характерні невеликі розміри, маса та велика щільність і повільне обертання та зовнішні(газоподібні) або великі планети: Юпітер, Сатурн, Уран, Плутон для них характерна низька щільність. Планети Сонячної системи не мають здібності світитись через невеликі температути.

Багато планет, за виключенням Меркурія, Венери, Плутона, мають природні супутники, їх 32. Всі планети обертаються навколо Сонця та одночасно навколо своєї осі. Супутники обертаються навколо своєї осі, навколо планет і разом з планетами – навколо Сонця.

2. Астероїди ( або малі малі планети) мають невеликі розміри і неправільну форму, обертаються між орбітами Марса та Юпітера, створюючи потяг астероїдів. В цей час спостерігається понад 1700 астероїдів. Сумарна маса їх складає всього 0,1 маси Землі. Самий великий астероїд Церера має діаметр 770 км, більшість – всього кілька кілометрів.

3. Метеорити- тіла космічного походження, знадходять з міжпланетного простору в нижні шари атмосфери. Відрізняють три види метеоритів:

а) кам´яні ( хондріти, складаються із зерен розміром 1мм і менше та ахондріти, які подібні земним виверженним породам); б) залізні; в) залізно- кам´яні.

Метеорити складаються із хімічних елементів відомих на Землі.

4. Комети (або хвостаті зірки) рухаються навколо Сонця по дуже витягнутим орбітам, тому спостерігати їх можливо тільки інколи. Комети складаються із ядра,коми та хвоста. Ядро складається із протоплазмової речовини, замерзлих газів (аміак, метан), пилу. Ядро і кома створюють головку комети.

Сонце, з його планетами, входять в систему зірок- Тутешню зіркову систему, яка об єднюється з інщими в більшу зіркову систему –Галактику. В склад нашої Галактики входять всі зіркові скучення Чумацького шляху, а також найближчі сузірря. В неї понад 150 млрд. зірок. Від Сонця до центру Галактики понад 30 000 світових років.

Галактика має форму лінзи з діаметром в 80000 світових років, а товщиною- 10000 світових років. Повний обіг Галактика здійснює за 185-200 млн. років. В середині лінзи скучення зірок створює спіральні гілки, тому наша Галактика відноситься до спіралевидних. Найбільша Галактика –Діва, вона має понад 1000 скучень.

Сонячна система рухається навколо центру Тутешьої зіркової системи і рухається разом з нею навколо центру Галактики, розташованого в сузіррі Стрільця.

Найближча до нашої Галактики- Спіраль Андромеди, яка розташована на відстані 2,2 млн. світових років та видно її без приладдя.

Одиницями вимірювання між зірками являються:

- світовий рік тобто та відстань, яку світло проходить за один земний рік;

- парсек, рівний 3,26 світових років.

Сонячних систем подібних нащої в Галактиці понад 40 млрд. З Землі можливо спостерігати приблизно мілліон галактик. Галактики об´єднюється в більшу систему галактик, яку називають Метагалактикою, кордони якої невідомі та рухаються Галактики відносно одна одної.

Зірки- це тіла, які складаються з газів. Кількість їх в Галактиці- понад 100 млрд зірок. Зірки находяться на відстані дрг від друга 7-10 світових років. Розміри, щільність речовин, швидкість руху зірок різна. Можливо, деякі з них мають планети.

Разом з зірками, планетами в Галактиці розташовані скучення газів та пилу, які утворюють газово-пилові туманності, щільність котрих складає 10-19 – 10-20 г/см3. Такі туманності зустрічаються і за межами галактик і носять назву міжгалактичні туманності.

Самі яскраві джерела світла в Всесвіті – квазізіркові (зірковоподібні) або квазари, вони в 100 разів яскравіші нашого Сонця. Вони нестійкі сверхзірки, які охоплені шаром газів. Відстань до них долає 8 млрд. світових років. Відповідно теоріі відносності Енштейна Всесвіт розширюється.

Методи вивчення Всесвіту

1.Вивчення метеоритів дозволяє судити про речовину космічного тіла, а також і самої Землі.

2.За допомогою телескопів і радіотелескопів визначають температуру, рельєф поверхні космічних тіл, а також характер спектру дозволяє судоти про рух космічних тіл їх хімічний склад та типи хімічних реакцій в них.

3. Супутники, космічні станції, кораблі.



Характеристика Сонця. Сонце –це зірка, яка має гаряче воднево-гелієве газове середовище. На водень приходиться-54%, на гелій—45%. В ньому зосереджено 99.86% всієї маси Сонячної системи. Маса Сонця в 333000 раз більше маси Землі. Сонце має велику силу притяжіння і керує рухами всіх членів Сонячної системи.

Температура на поверхні Сонця складає 6000º С, а в надрах- 20000000ºС. Джерелом енергії Сонця являється постійно діючі ядерні реакції. Кількість енергії, яку вилучає Сонце складає 5, 43·1027 кал/хв., Земля отримує менше одної двухміліардної частки сонячної енергії.

Середня щільність речовини Сонця складає 1,41г/см3.

Діаметр Сонця 1400000 км, тобто в 109 разів більше земного. Від Землі Сонце знаходиться на відстані 150 млн.км.

Біля Сонця по еліптичним орбітам, бизьким до кола, обертаються дев´ять планет:

- внутрішні (тверді ) або малі планети: Меркурій, Венера, Земля, Марс для них характерні невеликі розміри, маса та велика щільність і повільне обертання;

- зовнішні(газоподібні) або великі планети: Юпітер, Сатурн, Уран, Плутон для них характерна низька щільність.

Планети Сонячної системи не мають здібності світитись через невеликі температути.

Багато планет, за виключенням Меркурія, Венери, Плутона, мають природні супутники, їх 32. Всі планети обертаються навколо Сонця та одночасно навколо своєї осі. Супутники обертаються навколо своєї осі, навколо планет і разом з планетами – навколо Сонця.

Найближча до нас зірка- Проксіма Центавра її світло доходить до Землі за 4,5 роки. Ми можемо спостерігати 88 сузірь. Деякі розташовані на півночі-Північний Хрест, на півдні- Мала Медведиця.



4. Уявлення про походження Землі.

Космогонія – наука про походження і розвиток небесних тіл.

Головна мета вчених понад 200 років знайти наукове тлумачення походженню та розвитку зірок, планет, Сонця та Сонячної Системи.



Перві космогонічні гіпотези німецького філософа І. Канта (1755) та французького математика П.С. Лапласа (1797) показали, що Всесвіт виник із хаосу, частинки якого були твердими і нерухомими. Потім, в наслідок закону всесвітнього тяготіння, хаос отримав рух і частки стали об єднуватися в великі космічні тіла, створюючи такі небесні тіла, як Сонце, планети з їх супутниками. По їх висновкам, Сонячна Система має розпеченний стан і постійно холоне, тобто Сонце з часом погасне.

Катастрофічні космогонічні гіпотези були пропоновані на початку ХХ століття Чемберліном, Мультоном, Дж. Джинсом, які виступили з „ планетезімальною гіпотезою”. По їх ствердженю, якась зірка, що проходила біля Сонця, здійснила на нього приливну дію і створила гіганський протуберанц, який піднявся до надзвичайних висот та згустився в невеликі тіла –„планетезімалі” з агрегатів яких і утворились планети. Вони стверджують, що спочатку Земля була холодною і її маса була значно меншою, але в наслідок падіння на неї метеоритів, вона більшала та щільність її становила більші величини.


Сучасні космогонічні гіпотези О.Ю.Шмідта та В.Г.Фесенкова. По їх ствердженю Земля і інші планети Сонячної Системи утворились з хмар міжзіркової матерії, яку захопило Сонце під час руху в світовому просторі.

Під час руху дрібні частки навколосонячної хмари зосереджувались в екваторіальній частині і хмара перетворилась в плоский щільний диск. В цьому дискі утворились багаточисленні згущення, тому що взаємне притяжіння часток виросло. Рухаючись навколо Сонця, згущення утворювало тіла різних форм та розмірів, котрі росли за рахунок дрібних часток, які приєднувались до них.

По їх ствердженню головним чинником еволюції навколосоняшної хмари були: дія сили тяготіння; закон зберігання енергії; закон зберігання моменту кількості руху.

Насамперед, для утворення планет велике значення має перехід механічної енергії дрібних часток в теплову.




Лекція № 2

Тема 1.2 Фізичні властивості Землі. Форми і параметри Землі. Фізичні властивості Землі: тиск, прискорення сили ваги, магнетизм, магнітне поле Землі, тепловий режим Землі., температура в надрах Землі.

План лекції
1.Форми і параметри Землі.

2 Фізичні властивості Землі: тиск, прискорення сили ваги, магнетизм, магнітне поле Землі

3 Тепловий режим Землі, температура в надрах Землі.

4. Поняття про геосфери, їх склад. Оболонки Землі. Зовнішні сфери Землі. Внутрішні сфери Землі. Будова літосфери. Речовинний склад ядра, мантії, земної кори. (Питання, що виносяться на самостійне вивчення).

Зміст лекції
1.Форми і параметри Землі

Форми Землі:

Про шароподібну форму Землі писали:

- греческий вчений Піфагор в 530 році до н. е.;

- Аристотель в ІV віці до н.е .

Про сфероїдальну форму Землі заявив на рубіжі ХVІІ- ХVІІІ столітті французський вчений Н´ютон та Гюйгенс, пояснювали це тим, що Земля, в разі обертання навколо своєї осі, під впливом зцентрованих сил прийняла форму елипсоїда обертання, зжатого на полюсах.

Сучасна геометрична форма Землі – геоїд. Це така форма, якщо розумно продовжимо рівень Світового океану над материками. Поверхня геоїда всюди перпендикулярна направленню сили ваги. Якби дійсна форма Землі точно відповідала геоїду, на її поверхні не могло б відбуватися переміщення тіл під дією сили тяжкості, оскільки поверхня Землі скрізь би була горизонтальна. Співвідношення між поверхнями геоїда, еліпсоїда обертання (сфероїда) і дійсною поверхнею Землі можна уявити собі з рис. 2.1.



Рис. 2.1 – Співвідношення між фактичними поверхнями літосфери і еліпсоїда

Параметри Землі:

-середній радіус Землі - 6371км.;

-площа поверхні Землі - 5,10 ·108км2;

- обсяг - 1,083·1012км3;

- маса Землі -6,98·1027г;

- середня щільність речовини Землі - 5,517 г/см3;

- температура в надрах Землі - 4000ºС

- середня соленість води в Світовому океані - 35‰; ( проміле )

- амплітуда нерівностей на поверхні Землі досягає 20 км. ;

- найбільша висота – вершина Гімалаїв гора Джомолунгма має висоту 8848м. Над рівнем моря;

- найглибша – Маріанська впадина – 11022м;

- різниця між великою (екваторіальної) і малою (полярної) напівосями – 21 км.

- загальне представлення про рел єф Землі дає гіпсометрична крива -співвідношення площин, зайнятих на поверхні Землі різними абсолютними висотами та глибинами. Для побудови гіпсометричної кривої на осі ординат відкладуємо висоти і глибини, а на осі абсцис- площини, які зайняли ці висоти та глибини в міліонах квадратних кілометрів або в відсотках від загальної площі земної поверхні.Тобто, гіпсометрична крива відтворює загальний профіль земної поверхні.Із неї видно, що на суші найбільше висот менше 1000м. ( 75% площі), а в океані- 3000- 6000м. Із 5,10 ·108км2 земної поверхні на долю океана приходиться 361 млн. км2 (70,8%), а суші всього 149 млн. км2 ( 29,2%).

2 Фізичні властивості Землі: тиск, прискорення сили ваги, магнетизм, магнітне поле Землі



Щільність і тиск Землі змінюєтся з глибиною. Середня щільність Землі складає 5,52 г/куб. см. Щільність порід земної кори знаходиться в межах от 2,4 до 3,0 г/куб. см (в средньому - 2,8 г/куб. см). Щільність верхньої мантії нижче границі Мохо приближаєтся до 3,4 г/куб. см, на глибині 2 900 км вона досягає 5,8 г/куб. см, а в внутрішньому ядрі до 13 г/куб. см. Відповідно тиск на глибині 40 км дорівнює 103 МПа, на границі Гутенберга 137 * 103 МПа, в центрі Землі 361* 103 МПа.

Земля володіє властивостю притяжіння, тобто притягує до себе предмети за допомогою сили ваги, дія якої проходить по вертикальній лінії до центру нашої планети. Прискорення сили ваги (вимірювання абсолютної величини сили ваги здійснюється за допомогою гравиметрів) поверхні планети складає 982 см/с2, досягає максимума в 1037 см/с2 на глибині 2900 км та мінімума (ноль) в центрі Землі.

Магнетизм Землі. Земля подібно величезному магніту має магнітне поле. Положення магнітних і географічних полюсів не співпадає.

Лінії, сполучаючі магнітні полюси, називаються магнітними меридіанами. Магнітна стрілка встановлюється по напряму магнітного меридіана, тому між магнітною стрілкою і географічним меридіаном утворюється деякий кут, званий магнітною відміною. Магнітна відміна може бути східною, якщо стрілка відхиляється на схід від географічного меридіана, і західним, якщо вона відхиляється на захід (рис. 2.3).

Якщо магнітну стрілку помістити на горизонтальну вісь, то вона, прагнучи розташуватися паралельно магнітному меридіану, відхилиться від горизонтального положення. Горизонтальне положення вона займатиме в області екватора, а на магнітних полюсах вона займе вертикальне положення.

Кут, на який стрілка відхиляється від горизонтального положення, називається магнітним нахилом.

В районах значного скупчення мінералів, що володіють магнітними властивостями, а також через деякі інші причини, магнітна стрілка може відхилятися від магнітного меридіана. Ці явища носять назву магнітних аномалій. Вивчення магнітного поля дозволяє знаходити родовища деяких корисних копалин.



Сг, Юггеографічні полюси

См, Юм – магнітні полюси

Рис. 2.3 – Магнітне поле Землі

3 Тепловий режим Землі, температура в надрах Землі

Теплота Землі. Земля одержує тепло з двох джерел: від Сонця і з власних надр. Сонячне тепло залежно від кліматичних умов і теплопровідності порід розповсюджується на глибину від декількох метрів до 30 м. Температура Землі змінюється під впливом температури Сонця та надр. На глибині, де перестає позначатися вплив сонячного тепла, залягає пояс постійної температури. Тут температура круглий рік одна і та ж. На Екваторі це 1-2м., біля Москви 20м., біля Архангильська 10м. Інтенсивність теплового потоку залежить від будови земної кори і від ступені активності ендогенних процесів. Середня планетарна величина теплового потоку складає 1,5 мккал/см2 * с, на щитах майже 0,6 - 1,0 мккал/см2 * с, в горах до 4,0 мккал/см2 * с, а в срединно-океанських рифтах до 8,0 мккал/см2 *с.

Якщо поглибитися нижче за цей пояс, температура підвищуватиметься за рахунок внутрішньої теплоти Землі. Відстань, на яку потрібно поглибитися, щоб температура підвищилася на 1°, називається геотермічним ступенем. Підвищення температури при поглибленні на 100 м називається геотермічним градієнтом.

Геотермічний ступінь в різних місцях має різне значення. Якнайменша зміряна величина геотермічного ступеня складає 6,7 м (США), найбільша 434,3 м (Ю. Африка). Середня величина геотермічного ступеня складає 30 м.

Головним джерелом внутрішньої теплоти Землі є розклад радіоактивних речовин. Передбачається, що головна маса їх зосереджена в земній корі, тому, починаючи з деякою глибиною, величина геотермічного ступеня зростає, отже, наростання температури стає більш повільним і в центрі Землі температура, мабуть, не перевищує 4000°.

Лекція №3

Тема 1.4 Хімічний та мінеральний склад земної кори. Мінерали. Фізичні властивості мінералів. Форми існування мінералів в природі. Процеси утворення мінералів

План лекції

1.Мінерали

2. Фізичні властивості мінералів

3. Форми існування мінералів в природі

4. Процеси утворення мінералів

5. Хімічний та мінеральний склад земної кори

6. Класифікація мінералів та їх опис: сульфідів, галоїдів, окислів, силікатів, карбонатів.(Питання, що виновиться на самостійне вивчення).

Зміст лекції

1.Мінерали



Поняття про мінерали. Мінерали є природними хімічними з'єднаннями або простими речовинами, що є природними продуктами різних фізико-хімічних процесів, що скоюються в земній корі.

Більшість мінералів — це тверді речовини, але зустрічаються також рідкі і газоподібні мінерали (вода, ртуть, природні гази).

Мінерали є складовими частинами гірських порід. Кожний мінерал утворюється в певних фізико-хімічних умовах, при зміні яких змінюються і мінерали. В даний час відомо понад 2500 мінералів. Вивченням мінералів, їх складу, кристалічної будови, властивостей, умов освіти і практичного значення займається мінералогія.

2. Фізичні властивості мінералів

Для визначення мінералів по зовнішніх ознаках (макроскопічно) необхідно знати властиві їм форми кристалів, характер утворюваних ними агрегатів, а також основні фізичні властивості (твердість, колір, блиск, щільність, прозорість і ін.).

Твердість мінералів — це їх здатність протистояти шкрябанню яким-небудь твердим, гострим предметом.

Для оцінки твердості мінералів застосовується шкала Мооса (німецький мінералог Фрідрих Моос (1773–1839):

Таблица 1 – Шкала твердості по Моосу


Шкала

твердості по Моосу


Еталоний мінерал

Абсолютна твердість, МПа

Візуальні ознаки

твердості



Твердість по групам мінералів

1

2


Тальк

Гіпс


24

360


Скоблиться нігтем

Царапається нігтем



М´який

3

4


Кальцит

Флюорит


1 090

1 890


Царапається мідною монетою

Легко царапається сталевим ножем



Средньої твердості


5

6


Апатит

Ортоклаз


5 360

7 967


З трудом царапається ножем

Царапается напильником



Твердий


7

8

9



10

Кварц

Топаз


Корунд

Алмаз


11 200

14 270


20 600

100 600


Царапає віконе скло

Легко царапає кварц

Легко царапає топаз

Не царапається нічим



Дуже

твердий

  1   2   3


База даних захищена авторським правом ©lecture.in.ua 2016
звернутися до адміністрації

    Головна сторінка