Слайд 1Новейший период развития геологии (60-е – 90-е годы 20 века)
Автор: Павлова
Вероника Юрьевна
Старший преподаватель, ФГБОУ ВО «Камчатский государственный университет имени Витуса Беринга»
Слайд 2Техническое перевооружение геологии:
Электронный микроскоп
Микрозонд
Масс-спектрометр
ЭВМ
Глубоководное и сверхглубокое бурение
Исследование Земли из космоса и
др.
Слайд 3Применение микрозонда углубило возможность анализа химического состава горных пород и отдельных
минералов, вплоть до их мелких зерен. Это позволило включить в орбиту исследований практически все элементы периодической системы, вплоть до редких земель, а не только главные породообразующие компоненты. Стало возможным использовать вариации состава некоторых семейств минералов в качестве геотермометров и геобарометров.
Слайд 4Все более совершенные масс-спектрометры создали основу для быстрого развития геохимии изотопов
и применения полученных данных как в геохронометрии, так и для решения разнообразных генетических вопросов, касающихся кардинальных сторон истории земной коры, океанов, атмосферы и др.
Слайд 8Для познания состава и состояния вещества в глубоких недрах Земли большое
значение приобрели данные экспериментальной минералогии, после того как с помощью алмазных наковален удалось добиться получения давлений, отвечающих предполагаемым, на различных глубинах в мантии, вплоть до ее границы с ядром.
Слайд 9В области геофизики – сейсмометрия. Затронула весь разрез Земли, от границы
ядро-мантия до ее поверхности.
С началом применения мощных компьютеров появилась возможность резкого ускорения и уточнения получаемой геофизической информации, ее регистрации, обработки и интерпретации с применением цифрового кодирования. Цифровая революция ! – повысила эффективность применения геофизических методов исследования земной коры и более глубоких недр.
Слайд 10Быстрыми темпами развивается радиогеохронометрия, используя все новые и новые изотопные соотношения,
повышая достоверность и точность получаемых датировок, а с помощью комбинации данных различных методов не только устанавливая возраст, но и раскрывая историю формирования и преобразования изучаемых объектов.
Слайд 11Стратиграфия – переживает существенное обновление. Относительная геохронология заменяется все более точной
абсолютной. Важную вспомогательную роль играет магнитостратиграфия, в особенности для континентальных отложений. Применение сейсмостратиграфии выявило выдержанность перерывов и несогласий и обусловило переход к “событийной” стратиграфии.
Слайд 12Литология
1960-1961 гг. – фундаментальный труд Н.М.Страхова по теории литогенеза: определяющая роль
в литогенезе влиянию климатических условий, подробно охарактеризовав особенности осадков аридной, гумидной, ледовой зон.
Слайд 13Возникла седиментология – учение о физико-географических обстановках осадконакопления, основывающееся на актуалистическом
подходе.
Слайд 14Глубоководное и сверхглубокое бурение
Буровая коронка (а) и шарошечная головка (б), которые
применялись при бурении сверхглубокой скважины КТБ-Оберпфальц в Германии (по Э.Лаушу, 1996)
а
б
Слайд 17Космическая геология
Съемки Земли из космоса выявили новые черты структуры земной коры
и прежде всего крупные линейные неоднородности – линеаменты (термин был предложен еще в 1911 г. американцем У.Хоббсом), а также кольцевые структуры разного масштаба и происхождения, подтвердили существование закономерно ориентированной относительно оси вращения Земли системы разломов и трещин.
Слайд 18Картирование из космоса и с самолетов (радарная съемка) позволило обнаружить черты
рельефа, свидетельствующие о былом распространении крупных речных систем в современных пустынях (Сахара) и др.
Таким образом, дистанционные методы стали важным дополнением к стандартным методам геологического картирования и геофизического изучения земной поверхности и недр.
Слайд 19Глобальное радиотепловое поле Земли – пространственно-временная динамика
Пример анимационных фильмов – динамика
процессов в системе океан-атмосфера: Глобальное радиотепловое поле в мае 2001 года
Слайд 20Спутниковый мониторинг нефтяного загрязнения в Мексиканском заливе
Слайд 22Для развития геологии нефти и газа – появление органической геохимии, подтвердившей
на молекулярном уровне органическое происхождение нефти и углубление учения о нефтегазовых осадочных бассейнах.
В учении о рудных месторождениях – принципы тектоники плит к металлогеническому анализу, а открытие подводных металлоносных гидротерм пролило свет на условия образования колчеданных месторождений в древних толщах континентов.
Слайд 24Современное состояние и ближайшие перспективы геологических наук
Слайд 25Несмотря на все успехи тектоники плит в объяснении многих черт строения
и развития твердой Земли, нельзя считать, что данная теория решила все вопросы, стоящие перед этими науками. В настоящее время основное внимание исследователей приковывает обсуждение двух проблем.
Слайд 261. Глубинная геодинамика – процессы, протекающие в переходной зоне от
верхней к нижней мантии, на их границе, а также на границе мантии и ядра и даже внешнего и внутреннего ядра. Соответствующие исследования направлены на решение вопроса, является ли конвекция в мантии общемантийной или протекает раздельно в верхней и нижней мантии, или один тип конвекции периодически сменяет другой во времени.
Слайд 27В подлинной роли мантийных струй – плюмов – и положении их
корней.
Концепция мантийных струй и горячих точек была предложена Дж. Т. Вилсоном в 1963-1965 гг. и Дж. В. Морганом в 1971 г.
Слайд 28В основе ее лежит идея о том, что мантийные струи –
плюмы, зарождающиеся глубоко в мантии, как бы “прожигают” движущиеся на более высоком уровне литосферные плиты, создавая линейные цепи вулканов (в океане – вулканических островов, при погружении превращающихся в гайоты) с закономерным удревнением их возраста в направлении движения плиты.
Слайд 29Эта гипотеза была обоснована на примере Гавайского архипелага и продолжающего его
к северо-западу подводного Императорского хребта в Тихом океане
Слайд 302. Касается ранней истории Земли. Исходным моментом здесь служит само становление
Земли как планеты 4,6 млрд.л.н.
Слайд 31Существует и значительно число и других достаточно важных и не вполне
решенных проблем
Одной из них является образование пра-Тихого океана – Панталассы – и возникновения фундаментальной диссиметрии Земли, ее разделения на океанское и преимущественно континентальное полушария.
Слайд 32Достоверно известно лишь, что гидросфера появилась в начале архея, что уже
в архее и тем более протерозое существовали глубоководные бассейны (все это доказывается по текстуре осадков соответствуюшего времени) и что Тихий океан должен возникнуть не позднее конца протерозоя. Признаки почти всеобщего осуществления площади современных континентов в конце раннего протерозоя, около 1,7 млрд.л.н., подсказывают как будто, что с того времени, когда в одном полушарии Земли образовался суперконтинент – ранняя Пангея, на другом полушарии должна была обособиться Панталасса – Мировой океан.
Слайд 33Проблема – причина периодического проявления на Земле великих покровных оледенений –
от позднеархейского – раннепротерозойского до позднекайнозойского
Трудно объяснить крупнейшие оледенения конца протерозоя, охватившее, судя по палеомагнитным и литологическим данным, не только высокие, но и достаточно низкие широты.
Слайд 34Причины ледниковых эпох:
Гипотеза миграции полюсов.
Гипотеза диоксида углерода.
Гипотеза диастрофизма.
Гипотеза вулканической пыли.
Гипотеза дрейфа
материков.
Гипотеза Юинга-Донна.
Гипотеза циркуляции океанических вод.
Гипотеза изменений солнечной радиации.
Слайд 35Ряд очень серьезных проблем связан с возникновением и развитием жизни на
Земле.
Несмотря на все новейшие успехи молекулярной биологии, она еще далека от своего решения.
На долю геологии выпадает определение условий, при которых могла появиться жизнь и которые исчезли позднее.
Слайд 36Огромный интерес вызывает и загадочная вспышка органической жизни на рубеже докембрия
и палеозоя, протекавшая в две стадии – появление мягкотелой, но уже разнообразной фауны в позднем венде и скелетной фауны беспозвоночных в раннем кембрии.
Геологами активно обсуждаются условия проявления этой революции, степень ее обусловленности изменениями геологической среды.
Слайд 37Особую проблему представляет проблема великих вымираний и обновлений органического мира, прежде
всего на границе мела и палеогена.
Слайд 38Гипотеза Альваресов о связи этого события со столкновением с Землей астероида
или кометы породила целый поток исследований.
Слайд 39Высказываются предположения о том, что описанный в Библии Всемирный потоп также
мог быть вызван событием подобного рода (австрийские ученые А.Толльман и Э. Кристан-Толльман).
Слайд 40Возникло новое направление – событийная стратиграфия , основанная на том, что
такие события (катастрофические) служат естественными стратиграфическими реперами.
Слайд 41Проблема цикличности в истории Земли
Была поднята на самый высокий уровень
установлением крупнейших циклов в истории Земди длительностью 500-600 млн.лет, выражающихся в становлении и распаде суперконтинентов – Пангей, из которых первая образовалась еще в конце архея.
Слайд 42Проблемы в практической геологии
Прогноз времени землетрясений.
Мониторинг других природных катастроф – вулканических
извержений, крупных оползней и обвалов.
Слайд 43Разработка прямых методов поисков залежей нефти, и повышение отдачи нефтяных пластов.
Рациональные
добычи рудных залежей на дне океанов.
Изыскание способов надежного и безопасного захоронения радиоактивных отходов.
Слайд 45Основные положения концепции глобальной геодинамики:
Тектоника плит господствует в коре и верхней
мантии; в нижней мантии основным процессом является плюм-тектоника в ядре – процесс роста внутреннего ядра за счет внешнего – “тектоника роста”.
Слайд 462. Все эти процессы взаимосвязаны; исходным является погружение холодной литосферы до
границ ядра в процессе субдукции, стимулирующее рост внутреннего ядра и подъем горячих плюмов с границы мантия/ядро; в свою очередь этот подъем провоцирует тектонику плит в верхней мантии и коре.
Слайд 473. В ходе развития Земли тектоника роста сменилась господством плюм-тектоники, а
последняя начиная с архея стала вытесняться тектоникой плит.
Слайд 484. Аналогичная эволюция была свойственна и другим планетам земной группы; все
они прошли через тектонику роста.
Слайд 49Несомненно, что эта концепция является предметом оживленного обсуждения, но очевидно также,
что перед нами попытка создания подлинно глобальной геодинамической модели.
Слайд 50Международное сотрудничество ученых геологов
Слайд 51Ассоциация геологических организаций