Что такое геология?
В самом широком смысле геология - это изучение Земли - ее внутренней и внешней поверхности, окружающих нас пород и других материалов, процессов, приведших к образованию этих материалов, воды, которая течет по поверхности и лежит под землей, изменений, произошедших на просторах геологического времени, и изменений, которые мы можем предвидеть в ближайшем будущем.
Геология - это наука, означающая, что мы используем дедуктивное мышление и научные методы для понимания геологических проблем. Это, пожалуй, наиболее интегрированная из всех наук, поскольку она включает в себя понимание и применение всех других наук: физики, химии, биологии, математики, астрономии и других.
Но, в отличие от большинства других наук, геология имеет дополнительное измерение, время - глубинное время - миллиарды лет. Геологи изучают свидетельства того, что они видят вокруг себя, но в большинстве случаев наблюдают за результатами процессов, которые происходили тысячи, миллионы, а то и миллиарды лет назад. Это были процессы, которые шли невероятно медленно - от миллиметров в год до сантиметров в год, - но благодаря большому времени, отведенному на это, они принесли огромные результаты.
Геология проявляется в больших масштабах в горных районах, возможно, нигде не лучше, чем в Скалистых горах Канады. Река, вытекающая из ледника Робсона, впадает в озеро Берг в правом нижнем углу. Здесь изображено много геологических особенностей. Осадочные породы, из которых эти горы образовались в океанской воде более 500 миллионов лет назад.
Несколько сотен миллионов лет спустя эти дна отодвинулись на восток на десятки- сотни километров в результате слияния тектонических плит, а также поднялись на тысячи метров над уровнем моря. За последние два миллиона лет эта область, как и большая часть остальной Канады, неоднократно подвергалась оледенению, и эрозионные последствия этих оледенений очевидны.
Ледник Робсона в настоящее время является лишь небольшим остатком своего размера во время Маленького ледникового периода 15-18 веков, как показано на отличительной линии слева на склоне. Как и почти все другие ледники в мире, в настоящее время ледники отступают еще быстрее из-за изменения климата, вызванного деятельностью человека.
Геология также предполагает понимание эволюции жизни на Земле; обнаружение таких ресурсов, как металлы и энергия; признание и минимизацию экологических последствий нашего использования этих ресурсов; и изучение того, как смягчить опасности, связанные с землетрясениями, извержениями вулканов и обвалами склонов. Все эти и многие другие аспекты геологии рассматриваются в данном учебном пособии.
Зачем изучать Землю?
Простой ответ на этот вопрос заключается в том, что Земля является нашим домом - нашим единственным домом на обозримое будущее, - и для того, чтобы она оставалась прекрасным местом для жизни, нам необходимо понять, как она работает. Другой ответ заключается в том, что некоторые из нас не могут не изучать его, потому что он увлекателен. Но дело не только в этом:
- Мы полагаемся на Землю в поисках ценных ресурсов, таких как почва, вода, металлы, промышленные минералы и энергия, и нам необходимо знать, как найти эти ресурсы и эксплуатировать их на устойчивой основе.
- Мы можем изучать породы и окаменелости, которые они содержат, чтобы понять эволюцию нашей окружающей среды и жизни в ней.
- Мы можем научиться минимизировать риски землетрясений, извержений вулканов, обрушений склонов и разрушительных штормов.
- Мы можем узнать, как и почему климат Земли изменился в прошлом, и использовать эти знания для понимания как природного, так и антропогенного изменения климата.
- Мы можем понять, как наша деятельность во многом изменила окружающую среду и климат во все более серьезных отношениях, и как избежать более серьезных изменений в будущем.
- Мы можем использовать наши знания о Земле для понимания других планет в нашей солнечной системе, а также планет вокруг далеких звезд.
Пример важности геологических исследований для минимизации рисков для населения. Разрушение склона произошло в январе 2005 года в районе Риверсайд Драйв в Северном Ванкувере. Крутой берег под домом, изображенным на рисунке, уступил место, и вниз стекала грязь и песок, разрушив другой дом внизу и убив одного человека. Это произошло после сильных дождей, которые выпадали зимой на юго-западе Британской Колумбии и являются обычным явлением.
Ирония разрушения склонов в 2005 году заключается в том, что в 1980 году в геологическом отчете округ Северный Ванкувер был предупрежден о том, что этот район подвержен разрушению склонов и что необходимо принять меры для сведения к минимуму риска для жителей. За прошедшие 25 лет было сделано очень мало, и результаты оказались смертоносными.