Слайд 1Министерство образования и науки РФ
ГОУ ВПО ТюмГАСУ
Кафедра СПОФ
ГЕОЛОГИЯ
70 тематических слайдов
Автор:
ИГАШЕВА С.П., ст.преп. каф. СПОФ
Слайд 3 Земля даёт нам больше знаний,
чем все книги.
Антуан де Сент-Экзюпери
1. ЗЕМЛЯ
-
КОСМИЧЕСКОЕ ТЕЛО
Земля является одной из планет
(от греч. planetes –
блуждáющий)
Солнечной системы.
Слайд 4 В неё входят Солнце,
9 больших планет
со своими спутниками,
более 1500 малых планет,
около 100 комет,
большое количество метеоров
и космической пыли (рисунок 1):
Слайд 5Рисунок 1 Планеты Солнечной системы
Слайд 6При знакомстве
с основами любой религии,
или собранием мифов любого народа
не
остаётся сомнений в том,
что всё человечество
с самых древних
времён
интересовал вопрос
происхождения нашей планеты.
Слайд 7Существует множество версий возникновения планетных систем.
Одна из наиболее
обоснованных
–
гипотеза
российского учёного
Óтто Юльевича
Шмидта.
Слайд 8Согласно его предположениям,
планеты образовались
из облака межзвёздной материи,
захваченной Солнцем
при его движении
в мировом пространстве.
Слайд 9Мелкие частицы
околосолнечного облака
постепенно сосредоточились
в экваториальной части,
и
оно превратилось в плоский диск.
Слайд 10 В ходе быстрого вращения
в диске образовались
многочисленные сгущения,
«зародыши» будущих
планет.
Слайд 11 За счёт увеличения
взаимного притяжения частиц
эти сгущения вычерпывали
рассеянное
вещество диска.
В результате образовалась
серия космических тел,
различных по
составу и массе.
Слайд 12Предполагается,
что Земля и другие планеты
первоначально были
холодными космическими
телами.
Разогрев произошёл позднее
за счёт энергии
радиоактивного распада
и
гравитационной энергии.
Слайд 13Более легкоплавкие вещества
поднялись к поверхности Земли,
а тугоплавкие
сконцентрировались
в центре.
На разогретой Земле
появились вулканы,
стали происходить землетрясения,
появились вода и воздух...
Слайд 142. ФОРМА
И РАЗМЕРЫ ЗЕМЛИ
Форма Земли во все
времена
была предметом научных споров.
Слайд 15Ещё Пифагор (VI в. до н. э.)
и Аристотель (IV
в. до н. э.) доказывали,
что Земля имеет форму шара.
А Архимед (III в. до н. э.) считал,
что этот шар не идеальный.
Слайд 16После открытия И. Ньютоном
закона всемирного тяготения,
а так же
после проведения
ряда экспериментов
выяснилось, что земной шар
сплюснут как
у полюсов,
так и по экватору:
Слайд 17
Rэкв 6378 км – Rполяр 6357 км = 21,4 км;
R1 экв – R2 экв = 213 м.
Разница радиусов
свидетельствует
о некоторой податливости
земного вещества
деформациям.
Слайд 18В научных кругах
постепенно понятие «шар» менялось на «сферóид»,
«трёхосный эллипсóид»…
В действительности
форма Земли очень сложна
и
не соответствует ни одной
правильной геометрической фигуре.
Слайд 19Поэтому за форму планеты Земля
принято тело,
ограниченное поверхностью Мирового
океана
в состоянии полного покоя
при воображаемом
отсутствии материков –
ГЕÓИД (греч. - землеподобный)
(рисунок 2):
Слайд 21Объём Земли составляет 1• 1012 км3.
Масса Земли - 6 •
1024 т.
Средняя плотность земного вещества
полученная вычислением,
составила около 5,5 г/см3.
Слайд 22Однако, вещества,
расположенные у поверхности Земли
имеют среднюю плотность
около
2,5 г/см3.
Это позволяет предположить,
что в центральной части планеты
должны быть сосредоточены
более тяжёлые вещества -
с плотностью 9-11 г/см3.
Слайд 23
Такие факты свидетельствуют
о неоднородности земного вещества,
сложности её внутреннего строения
и необходимости
их тщательного изучения.
Слайд 243. СТРОЕНИЕ ЗЕМЛИ
Вследствие вращения Земли,
её неоднородное вещество
распределилось по
радиусу
с обособлением целого ряда
оболочек – ГЕОСФЕР
(от греч.
ge – земля, sphaira – шар).
Слайд 25
МАГНИТОСФЕРА
(до 80-90 км от поверхности земли) –
область
околоземного пространства,
где напряжённость
магнитного поля Земли
превышает напряжённость
внешних
электромагнитных полей;
Слайд 26 АТМОСФЕРА (от греч. átmos – пар)
(до ~ 1300
км от поверхности земли) –
воздушная оболочка Земли,
разделяемая
по составу
и температуре газов:
Слайд 27 экзосфера (от греч. exo – снаружи),
термосфера (от греч.therme
- тепло, жар),
стратосфера (от греч. stratum – слой),
тропосфера (от греч. trope - поворот, изменение);
Слайд 28 ГИДРОСФЕРА (от греч. gydor - вода) –
водная оболочка
Земли,
занимающая около 70%
площади её поверхности;
Слайд 29 БИОСФЕРА (от греч. bios – жизнь) –
область распространения
жизни
в атмосфере, гидросфере и на суше.
В состав биосферы
входят
более 500 000 видов растений
и более 1 000 000 видов животных;
Слайд 30
Внешние геосферы изучать достаточно легко:
их можно видеть, ощущать,
измерять, фотографировать,
брать
пробы вещества и т.д.
А недра Земли
долго оставались загадкой
(рисунок 3):
Слайд 32 ЗЕМНАЯ КОРА –
внешняя каменная оболочка Земли, сложенная минералами
и горными породами.
Мощность её различна:
под океанами от 3
до 18 км,
в равнинных областях от 25 до 30 км,
в горных областях от 50 до 84 км;
Слайд 33земная кора вместе
с прилегающей к ней областью
до глубины около
150 км
составляет ЛИТОСФЕРУ
(от греч. lithos – камень) –
область образования
минералов и горных пород;
Слайд 34 МÁНТИЯ
(от греч. mantion – покрывало, плащ)
внутренняя геосфера,
составляющая
около 83% объёма Земли
и 2/3 её массы.
Слайд 35Температура вещества мантии
около 2500° С,
плотность 3,5-6,0 т/м3,
оно
находится в твёрдом состоянии.
Внешней стороной мантия
контактирует с земной
корой,
а вглубь планеты проникает
приблизительно до 2900 км;
Слайд 36 ЯДРО –
центральная часть Земли.
Радиус ядра около 3470
км,
плотность вещества
от 10-12 до 20 т/м3.
Слайд 37 Ядро разогрето
до температуры 5000-6000° С,
внешняя его часть
находится
в жидком состоянии,
а внутренняя часть – твёрдая.
Слайд 38
4. МЕТОДЫ ИЗУЧЕНИЯ ЗЕМЛИ
Земля – весьма сложный объект
для изучения:
непосредственному
наблюдению
доступны
лишь самые верхние горизонты.
Слайд 39Для изучения состава
и внутреннего строения Земли
применяют горные выработки
(скважины, шахты и др.).
Но прямыми методами (фото 1, 2)
пока
можно воспользоваться лишь
до сравнительно небольшой глубины
(чуть более 12 км):
Слайд 41Фото 2 Кольская сверхглубокая скважина
Слайд 42Поэтому большое распространение
получили косвенные методы:
доступные объекты
изучают прямыми методами,
результаты исследования
фиксируют
в справочной
литературе,
а затем находят подобные
свойства у недоступных объектов.
Слайд 43
Множество великих открытий
в геологической науке
совершено, благодаря
геофизическим методам,
основанным на изучении
различных физических свойств
земного вещества.
Слайд 44Особое значение имеет
сейсмический метод,
анализирующий
скорости упругих волн, зарегистрированных
в теле Земли.
Их распространение зависит
от состояния земного вещества
и условий его залегания.
Слайд 45
Если в недрах планеты
происходит
землетрясение или взрыв,
то возникают упругие
колебания, распространяющиеся,
подобно волнам по воде (рисунок 4):
Слайд 46Рисунок 4 Представление о сейсмическом
методе изучения земных
недр
Слайд 47По характеру
и скорости прохождения
сейсмических волн
от места их
появления
(очага землетрясения или взрыва)
до фиксирующего их прибора
можно
судить о плотности вещества.
Слайд 48Различают два основных вида
упругих волн:
продольные (Р), вызываемые
периодическим
сжатием
и растяжением
твёрдых, жидких и газообразных сред;
Слайд 49VР в гранитах, гнейсах и аналогичных по плотности породах
5000-7000 м/с,
VР в известняках 2000-5000 м/с,
VР в
глинах 1400-2000 м/с,
VР в песках 500-1100 м/с,
VР в воде 1500 м/с,
VР в воздухе 330 м/с.
Слайд 50 поперечные (S),
вызываемые
периодическими сдвигами
или кручением вещества,
которые
распространяются
только в твёрдых средах.
Слайд 51Причём скорость поперечных волн приблизительно в 1,7 раза меньше
скорости
продольных волн
в той же среде.
Слайд 52Так можно выяснить особенности
внутреннего строения Земли,
предсказать землетрясения,
установить
границы
между геологическими объектами,
вести поиски и разведку
полезных ископаемых,
решать
инженерно-геологические задачи.
Слайд 53
Именно знания
о свойствах сейсмических волн
позволили
австралийскому геофизику
К.
Буллену
разделить недра Земли на семь слоёв
(рисунок 5):
Слайд 55А – земная кора распространяется
от самой поверхности Земли
до
глубины около 54 км,
где скорости упругих волн
скачкообразно меняется.
Слайд 56Эта граница, названная
поверхностью Мохорóвичича
или просто Мóхо
(в честь первооткрывателя
-
югославского геофизика
А. Мохорóвичича),
отделяет земную кору
от нижележащей
оболочки.
Слайд 57В – верхняя мантия
на глубинах 300-400 км
подстилает земную
кору.
В пределах верхней мантии
в интервале глубин 70-150 км
отмечается слой размягчения
или астеносфера
(от греч. asthenes – слабый).
Слайд 58С астеносферой связано положение
очагов многих землетрясений,
что говорит о
её активной роли
в развитии геологических процессов.
Слайд 59С – промежуточный слой
или переходная зона
размещается на глубинах
700-950 км.
Состав его тот же,
что и верхней мантии,
но возрастает плотность вещества.
Слайд 60D – нижняя мантия
находится на глубинах 950-2900 км.
Высокая
плотность её вещества,
очевидно, связана с сильным сжатием
и появлением
плотных модификаций кремнезёма, окислов железа и магния
при относительно высоких температурах.
Слайд 61Е – внешнее ядро
на глубинах 2900 - 4980 км
состоит, предположительно,
из сжатого жидкого железа
с примесью кремнезёма (SiO2)
и
никеля.
Слайд 62F – промежуточный слой
на глубинах 4980 - 5120 км
выделяется
по физическим свойствам.
Слайд 63G – внутреннее ядро Земли,
по видимому, имеет состав
как
у внешнего ядра,
но в результате действия
сверхвысокого давления
находится в
твёрдом состоянии.
Слайд 64С древнейших времён
люди изучали планету Земля.
Знания, накопленные
за
многие тысячелетия, оформились
в многочисленные науки о Земле:
ГЕОМЕТРИЮ, ГЕОДЕЗИЮ
ГЕОГРАФИЮ
и др.
5. НАУКИ О ЗЕМЛЕ
Слайд 65Одной из наук о Земле является
ГЕОЛОГИЯ,
изучающая её состав,
строение, происхождение и развитие.
Это очень сложная
многоотраслевая наука, объединяющая
несколько групп
специальных дисциплин:
Слайд 66науки, изучающие вещественный состав Земли – МИНЕРАЛОГИЯ, ПЕТРОГРАФИЯ,
ЛИТОЛОГИЯ;
науки о строении Земли – ГЕОТЕКТОНИКА,
СТРУКТУРНАЯ ГЕОЛОГИЯ,
РЕГИОНАЛЬНАЯ ГЕОЛОГИЯ;
Слайд 67науки о геологических процессах – ГЕОДИНАМИКА, ГЕОТЕКТОНИКА, СЕЙСМОЛОГИЯ,
ВУЛКАНОЛОГИЯ;
науки, изучающие историю развития Земли – СТРАТИГРАФИЯ,
ПАЛЕОНТОЛОГИЯ,
ИСТОРИЧЕСКАЯ
ГЕОЛОГИЯ;
Слайд 68прикладные науки – ГИДРОГЕОЛОГИЯ,
ГЕОЛОГИЯ НЕФТИ И
ГАЗА,
МЕТАЛЛОГЕНИЯ,
ГОРНОЕ ДЕЛО,
ЭКОНОМИКА
МИНЕРАЛЬНОГО СЫРЬЯ,
ИНЖЕНЕРНАЯ ГЕОЛОГИЯ.
Слайд 69В профессии геолога
выделяют около сотни
различных специализаций.