G??ologie
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M??thodes de datation La datation relative ?? La datation absolue La datation radiom??trique ?? G??ochronologie |
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G??ologie (du grec γῆ, GE, "terre" et λόγος, logos, ????tude??) est le scientifique comprenant l'??tude des solides de la Terre , les roches qui la composent, et les processus par lesquels ils changent. G??ologie peut ??galement se r??f??rer g??n??ralement ?? l'??tude des caract??ristiques solides de tout corps c??leste (comme le g??ologie de la Lune ou Mars).
G??ologie donne un aper??u de l' histoire de la Terre , car il fournit la preuve principale de la tectonique des plaques , le histoire de l'??volution de la vie, et les climats pass??s. Dans les temps modernes, la g??ologie est commercialement important pour min??rale et l'exploration des hydrocarbures et l'exploitation et pour ??valuer les ressources en eau . Il est important publiquement pour la pr??diction et la compr??hension des risques naturels, l'assainissement des probl??mes environnementaux, et de fournir un aper??u sur le pass?? du changement climatique . G??ologie joue un r??le dans g??otechnique et est un important discipline acad??mique.
Histoire
L'??tude de la mati??re physique de la Terre remonte au moins ?? la Gr??ce antique o?? Th??ophraste (372-287 BCE) a ??crit le travail Peri Lithon (Pierres). Dans le Roman p??riode, Pline l'Ancien ??crivait en d??tail de nombreux min??raux et des m??taux alors en usage pratique et correctement not?? l'origine de l'ambre .
Certains savants modernes, tels que Fielding H. Garrison, sont d'avis que la g??ologie moderne a commenc?? dans le monde islamique m??di??val. Abu al-Rayhan al-Biruni (973-1048 CE) ??tait l'un des premiers G??ologues musulmans, dont les travaux inclus les premiers ??crits sur le g??ologie de l'Inde, l'hypoth??se que la Sous-continent indien ??tait une fois une mer. Islamique Scholar Ibn Sina (Avicenne, 981-1037) propose des explications d??taill??es sur la formation des montagnes, l'origine des tremblements de terre, et d'autres sujets centraux ?? la g??ologie moderne, qui a fourni une base essentielle pour le d??veloppement ult??rieur de la science. En Chine, le esprit universel Shen Kuo (1031-1095) a formul?? une hypoth??se pour le processus de formation des sols: bas?? sur son observation des coquilles d'animaux fossiles dans une g??ologique strate dans une montagne des centaines de miles de l'oc??an, il en a d??duit que la terre a ??t?? form?? par l'??rosion des montagnes et en d??p??t de limon.
Nicolas Steno (1638-1686) est cr??dit?? de la la loi de superposition, le principe de l'horizontalit?? initiale, et la principe de continuit?? lat??rale: trois principes d??finissant de stratigraphie.
Le mot de la g??ologie a ??t?? d'abord utilis?? par Ulisse Aldrovandi en 1603, puis par Jean-Andr?? Deluc en 1778 et pr??sent?? comme un terme fixe en Horace-B??n??dict de Saussure en 1779. Le mot est d??riv?? du grec γῆ, GE, qui signifie ??terre?? et λόγος, logos, qui signifie ??parole??. Mais selon une autre source, le mot ??G??ologie?? vient du norv??gien, Mikkel Pederson Escholt (1600-1699), qui ??tait un pr??tre et ??rudit. Escholt d'abord utilis?? la d??finition dans son livre intitul??, Geologica Norvegica (1657).
William Smith (1769-1839) a attir?? certains des premi??res cartes g??ologiques et a commenc?? le processus de commande strates rocheuses (couches) en examinant les fossiles qu'ils contiennent.
James Hutton est souvent consid??r?? comme le premier moderne g??ologue. En 1785, il a pr??sent?? un document intitul?? Th??orie de la Terre ?? la Royal Society of Edinburgh. Dans son article, il a expliqu?? sa th??orie que la Terre doit ??tre beaucoup plus que ce qui avait ??t?? suppos?? dans le but de laisser suffisamment de temps pour les montagnes soient ??rod??es et les s??diments pour former de nouvelles roches au fond de la mer, qui ?? son tour ont ??t?? soulev??es jusqu'?? devenir la terre ferme. Hutton a publi?? une version en deux volumes de ses id??es en 1795 ( Vol. 1, Vol. 2).
Les adeptes de Hutton ??taient connus comme Plutonistes parce qu'ils croyaient que certaines roches ont ??t?? form??es par le volcanisme, qui est le d??p??t de lave des volcans, par opposition ?? la Neptunistes, dirig?? par Abraham Werner, qui croyait que toutes les roches se ??taient install??s sur un vaste oc??an dont le niveau progressivement diminu?? au fil du temps.
Sir Charles Lyell d'abord publi?? son fameux livre, Principes de g??ologie, en 1830. Le livre, qui a influenc?? la pens??e de Charles Darwin , ont r??ussi ?? promouvoir la doctrine de uniformitarianisme. Cette th??orie affirme que lents processus g??ologiques ont eu lieu tout au long de l' histoire de la Terre et sont survenant encore aujourd'hui. En revanche, catastrophisme est la th??orie que les caract??ristiques de la Terre form??s dans, les ??v??nements catastrophiques simples et sont rest??s inchang??s par la suite. Bien Hutton croyait en uniformitarianisme, l'id??e n'a pas ??t?? largement accept??e ?? l'??poque.
Une grande partie de la g??ologie du 19??me si??cle tournait autour de la question de la ??ge exact de la Terre. Les estimations se ??chelonnaient de quelques 100 000 ?? des milliards d'ann??es. Au d??but du 20??me si??cle, datation radiom??trique a permis l'??ge de la Terre ?? ??tre estim?? ?? 2000000000 ann??es. La conscience de cette grande quantit?? de temps a ouvert la porte ?? de nouvelles th??ories sur les processus qui ont fa??onn?? la plan??te.
Les avanc??es les plus significatives dans 20 g??ologie si??cle ont ??t?? le d??veloppement de la th??orie de la tectonique des plaques dans les ann??es 1960, et le raffinement des estimations de l'??ge de la plan??te. Plate th??orie de la tectonique est n??e de deux observations g??ologiques distinctes: expansion des fonds oc??aniques et la d??rive des continents. La th??orie a r??volutionn?? le sciences de la Terre. Aujourd'hui la Terre est connu pour ??tre vieille d'environ 4,5 milliards d'ann??es.
Temps g??ologique
L'??chelle de temps g??ologique englobe l'histoire de la Terre. Il est entre crochets ?? l'ancien fin par les dates de la premi??re syst??me solaire mat??riel ?? 4,567 Ga, (gigaannum: il ya des milliards d'ann??es) et l'??ge de la Terre ?? 4,54 Ga au d??but de la officieusement reconnue Had??en. Au jeune extr??mit?? de l'??chelle, il est encadr?? par le pr??sent jour dans le Holoc??ne.
Des ??tapes importantes
- 4,567 Ga: Formation du syst??me solaire
- 4,54 Ga: Accroissement de la Terre
- c. 4 Ga: Fin de Late lourd bombardement, premi??re vie
- c. 3,5 Ga: D??but de la photosynth??se
- c. 2,3 Ga: oxyg??n??e atmosph??re, la premi??re de la Terre boule de neige
- 730-635 Ma (megaannum: il ya des millions d'ann??es): deux Terres boule de neige
- 542 ?? 0,3 Ma: explosion cambrienne - grande multiplication de vie corps dur; premi??res abondantes fossiles ; d??but de la Pal??ozo??que
- c. 380 Ma: Premi??res vert??br??s animaux terrestres
- 250 Ma: Permien-Trias extinction - 90% de toutes les terres animaux meurent. Fin du Pal??ozo??que et du d??but de M??sozo??que
- 65 Ma: Cr??tac??-Pal??og??ne extinction - Dinosaures meurent; fin de M??sozo??que et au d??but de C??nozo??que
- c. 7 - Ma actuelles: Hominin??s
- c. Ma 7: Premi??re hominid??s apparaissent
- 3,9 Ma: Premi??re Australopithecus, anc??tre direct de modernes Homo sapiens , semble
- 200 ka (kiloannum: il ya mille ans): Premi??res Homo sapiens modernes apparaissent en Afrique orientale
??chelle de temps bref
Les quatre ??ch??ances suivantes montrent l'??chelle des temps g??ologiques. La premi??re montre tout le temps de la formation de la Terre ?? la pr??sente, mais cette comprime le eon plus r??cente. Par cons??quent, la seconde ??chelle montre l'??on plus r??cente avec une ??chelle ??largie. Enfin, la seconde ??chelle compresse ?? nouveau l'??poque la plus r??cente, de sorte que la derni??re ??re est ??largi dans la troisi??me dimension. Depuis la Quaternaire est un tr??s court laps de temps courts ??poques, il est d??tendu dans la quatri??me dimension. Les deuxi??me, troisi??me et quatri??me d??lais sont donc chacun paragraphes de leur calendrier pr??c??dant comme indiqu?? par des ast??risques. Le Holoc??ne (la derni??re ??poque) est trop petit pour ??tre montr?? clairement sur la troisi??me ligne de temps, une autre raison pour ??tendre la quatri??me ??chelle.
La datation relative et absolue
??v??nements g??ologiques peuvent ??tre donn??s une date pr??cise ?? un point dans le temps, ou ils peuvent ??tre li??s ?? d'autres ??v??nements qui sont venus avant et apr??s eux. Les g??ologues utilisent une vari??t?? de m??thodes pour donner des dates relatives et absolues ?? des ??v??nements g??ologiques. Ils utilisent ensuite ces dates de trouver les taux auxquels les processus se produisent.
La datation relative
M??thodes pour datation relative ont ??t?? d??velopp??s quand la g??ologie est apparue comme un science formelle. Les g??ologues utilisent encore les principes suivants aujourd'hui comme un moyen de fournir des informations sur l'histoire g??ologique et le calendrier des ??v??nements g??ologiques.
Le principe de Uniformitarianisme indique que les processus g??ologiques observ??es en fonctionnement qui modifient la cro??te de la Terre ?? l'heure actuelle ont travaill?? dans la m??me mani??re au cours des temps g??ologiques. Un principe fondamental de la g??ologie avanc?? par le m??decin ??cossais du 18??me si??cle et g??ologue James Hutton, est que ??le pr??sent est la cl?? du pass??." Dans les mots de Hutton: "le pass?? de notre globe doit ??tre expliqu?? par ce qui peut ??tre vu pour ??tre passe maintenant."
Le principe des relations intrusives concerne intrusions transversales. En g??ologie, quand un ign??es coupures d'intrusion ?? travers une formation de roche s??dimentaire , il peut ??tre d??termin?? que l'intrusion magmatique est plus jeune que la roche s??dimentaire. Il ya un certain nombre de diff??rents types d'intrusions, y compris les actions, laccolites, batholites , seuils et digues.
Le principe de relations transversales se rapporte ?? la formation de d??fauts et l'??ge des s??quences par lesquelles ils coupent. D??fauts sont plus jeunes que les roches qu'ils coupent; en cons??quence, si un d??faut est constat?? que p??n??tre certaines formations, mais pas ceux sur le dessus de celui-ci, puis les formations qui ont ??t?? coup??es sont plus ??g??s que la faute, et ceux qui ne sont pas coup??s doivent ??tre plus jeunes que la faute. Trouver le lit cl?? dans ces situations peut aider ?? d??terminer si la faute est une faille normale ou d'un faille de chevauchement.
Le principe d'inclusions et composants indique que, avec des roches s??dimentaires, si inclusions (ou clastes) sont trouv??s dans une formation, puis les inclusions doivent ??tre ??g??s de plus de la formation qui les contient. Par exemple, dans les roches s??dimentaires, il est courant pour le gravier d'une formation plus ??tre d??chir?? et inclus dans une couche plus r??cente. Une situation similaire avec des roches ign??es se produit lorsque enclaves se trouvent. Ces corps ??trangers sont ramass??s comme magma flux ou de lave, et sont int??gr??s, plus tard pour refroidir dans la matrice. En cons??quence, les enclaves sont plus ??g??s que la roche qui les contient.
Le principe de l'horizontalit?? initiale indique que le d??p??t de s??diments se produit essentiellement comme couches horizontales. Observation des s??diments marins et non-marins modernes dans une grande vari??t?? d'environnements soutient cette g??n??ralisation (bien croix-literie est inclin??e, l'orientation g??n??rale d'unit??s transversales lits est horizontale).
Le principe de superposition stipule que une couche de roche s??dimentaire dans une s??quence intacte tectonique est plus jeune que celle en dessous et plus vieux que celui du dessus. Logiquement une couche plus jeune ne peut pas glisser sous une couche pr??c??demment d??pos??e. Ce principe permet de couches s??dimentaires ?? ??tre consid??r??s comme une forme de ligne de temps vertical, un record partielle ou compl??te du temps ??coul?? depuis le d??p??t de la couche la plus basse au d??p??t du lit le plus ??lev??.
Le principe de la succession de la faune est bas?? sur l'apparence de fossiles dans les roches s??dimentaires. Comme les organismes existent ?? la m??me p??riode de temps dans le monde entier, la pr??sence ou (parfois) absence peuvent ??tre utilis??s pour fournir un ??ge relatif des formations dans lesquelles ils se trouvent. Bas?? sur les principes ??nonc??s par William Smith presque cent ans avant la publication de Charles Darwin de la th??orie de l'??volution , les principes de la succession ont ??t?? d??velopp??s ind??pendamment de la pens??e ??volutionniste. Le principe devient assez complexe, cependant, ??tant donn?? les incertitudes de la fossilisation, la localisation de types fossiles en raison de changements dans l'habitat lat??rales ( faci??s changent en couches s??dimentaires), et que tous les moules se trouvent globalement dans le m??me temps.
La datation absolue
Les g??ologues peuvent ??galement donner des dates pr??cises absolues ?? des ??v??nements g??ologiques. Ces dates sont utiles sur leur propre, et peuvent ??galement ??tre utilis??s en conjonction avec relatifs m??thodes de datation ou d'??talonner par rapport m??thodes de datation.
Une grande avance en g??ologie ?? l'av??nement du 20??me si??cle a ??t?? la capacit?? de donner des dates absolues pr??cises ?? des ??v??nements g??ologiques gr??ce ?? des isotopes radioactifs et d'autres m??thodes. L'av??nement de la datation radiom??trique a chang?? la compr??hension du temps g??ologique. Avant, les g??ologues ne pouvaient utiliser fossiles aux sections de date de roche rapport ?? l'autre. Avec dates isotopiques, datation absolue est devenu possible, et ces dates absolues pourrait ??tre appliqu??e s??quences de fossiles o?? il y avait du mat??riel datable, la conversion des vieux ??ges relatifs ?? de nouveaux ??ges absolus.
Pour de nombreuses applications g??ologiques, isotopiques ratios sont mesur??s en min??raux qui donnent la quantit?? de temps qui se est ??coul?? depuis un rocher pass?? ?? travers son particulier la temp??rature de fermeture, le point o?? diff??rents isotopes radiom??triques arr??ter diffuser dans et hors de la r??seau cristallin. Ils sont utilis??s dans g??ochronologique et thermochronologic ??tudes. Les m??thodes courantes comprennent l'uranium-plomb datant, potassium-argon datation et argon-argon dating, et l'uranium-thorium datation. Ces m??thodes sont utilis??es pour une vari??t?? d'applications. Rencontres de laves et des couches de cendres peut aider ?? la date stratigraphie et calibrer techniques relatifs de rencontres. Ces m??thodes peuvent ??galement ??tre utilis??es pour d??terminer l'??ge des mise en place pluton. Techniques thermochimiques peuvent ??tre utilis??s pour d??terminer les profils de temp??rature dans la cro??te, le soul??vement des cha??nes de montagnes, et pal??otopographie.
Fractionnement de la s??rie des lanthanides des ??l??ments est utilis?? pour calculer l'??ge des roches depuis ont ??t?? retir??s de l'enveloppe.
D'autres m??thodes sont utilis??es pour des ??v??nements plus r??cents. Luminescence stimul??e optiquement et radionucl??ide cosmog??nique rencontres sont utilis?? pour les surfaces de date et / ou les taux d'??rosion. La dendrochronologie peut ??galement ??tre utilis?? pour la datation des paysages. La datation au radiocarbone est utilis??e pour les jeunes mati??re organique.
Mat??riaux g??ologiques
La majorit?? des donn??es g??ologiques proviennent de la recherche sur les mat??riaux de la Terre solides. Ces tombent g??n??ralement dans l'une des deux cat??gories: rock et mat??riaux non consolid??s.
Rock
Il existe trois grands types de roches: ign??es , s??dimentaires et m??tamorphiques . Le cycle des roches est un concept important en g??ologie qui illustre les relations entre ces trois types de roches, et le magma. Lorsque un rocher cristallise dans l'??tat fondu ( magma et / ou de lave ), ce est une roche ign??e. Cette roche peut ??tre alt??r??s et ??rod?? , puis red??pos?? et lithifi??s dans une roche s??dimentaire, ou d'??tre transform?? en une roche m??tamorphique due ?? la chaleur et de la pression qui modifient la min??rale contenu de la roche et de lui donner une caract??ristique tissu. La roche s??dimentaire peut alors ??tre ensuite transform?? en une roche m??tamorphique due ?? la chaleur et la pression, et la roche m??tamorphique peut ??tre surmont??, ??rod??, d??pos?? et lithifi??s, devenir une roche s??dimentaire. Roche s??dimentaire peut ??galement ??tre ?? nouveau ??rod?? et red??pos?? et roche m??tamorphique peut ??galement subir m??tamorphisme suppl??mentaire. Les trois types de roches peuvent ??tre refondus; lorsque cela se produit, un nouveau magma est form??, ?? partir de laquelle une roche ign??e peut une fois de plus cristalliser.
La majorit?? des recherches en g??ologie est associ?? ?? l'??tude de la roche, que la roche fournit le dossier principal de la majorit?? de l'histoire g??ologique de la Terre.
Mat??riaux non consolid??s
Les g??ologues ??tudient ??galement mat??riau unlithified, qui provient g??n??ralement de d??p??ts plus r??cents. Pour cette raison, l'??tude de ces mati??res est souvent appel??e La g??ologie du Quaternaire, apr??s la r??cente Quaternaire. Cela comprend l'??tude des s??diments et des sols , et est important pour certains (ou plusieurs) des ??tudes en g??omorphologie, s??dimentologie et la pal??oclimatologie.
Toute la structure de la Terre
La tectonique des plaques
Dans les ann??es 1960, une s??rie de d??couvertes, le plus important de ce qui a ??t?? expansion des fonds oc??aniques, a montr?? que la Terre lithosph??re, qui comprend la cro??te et la partie sup??rieure rigide de la manteau sup??rieur, est s??par?? en un certain nombre de plaques tectoniques qui se d??placent ?? travers la d??formation plastique, solide, manteau sup??rieur, qui est appel?? le asth??nosph??re. Il existe un couplage ??troit entre le mouvement des plaques ?? la surface et la convection du manteau: les motions et le manteau de la plaque oc??anique courants de convection se d??placent toujours dans le m??me sens, parce que la lithosph??re oc??anique est la sup??rieure rigide thermique la couche limite de l'enveloppe de convecting. Ce couplage entre des plaques rigides qui se d??placent sur la surface de la Terre et la convecting manteau se appelle la tectonique des plaques.
Le d??veloppement de la tectonique des plaques a fourni une base physique pour de nombreuses observations de la Terre solide. R??gions lin??aires longues de caract??ristiques g??ologiques pourraient ??tre expliqu??s comme fronti??res de plaques. Dorsales m??dio-oc??aniques, r??gions ??lev??es sur le fond marin o?? chemin??es hydrothermales et les volcans existent, ont ??t?? expliqu??s comme limites divergentes, o?? deux plaques se ??cartent. Arcs de volcans et les tremblements de terre ont ??t?? expliqu??s comme fronti??res convergentes, o?? une plaque subducte sous une autre. Transformer les limites, telles que la San Andreas syst??me de failles, a donn?? lieu ?? des tremblements de terre puissants r??pandues. La tectonique des plaques ont ??galement fourni un m??canisme pour La th??orie de Wegener de Alfred la d??rive des continents, o?? les continents se d??placent ?? travers la surface de la Terre au cours des temps g??ologiques. Ils ont ??galement fourni une force motrice pour la d??formation de la cro??te, et un nouveau r??glage pour les observations de la g??ologie structurale. La puissance de la th??orie de la tectonique des plaques r??side dans sa capacit?? ?? combiner l'ensemble de ces observations en une seule th??orie de la fa??on dont la lithosph??re se d??place sur le manteau de convection.
Structure de sol
Les progr??s de la sismologie, la mod??lisation informatique, et min??ralogie et cristallographie ?? des temp??ratures et des pressions ??lev??es donnent un aper??u de la composition et de la structure interne de la Terre.
Les sismologues peuvent utiliser les temps d'arriv??e des des ondes sismiques dans le sens inverse ?? l'image de l'int??rieur de la terre. Les premi??res avanc??es dans ce domaine ont montr?? l'existence d'un liquide noyau externe (o?? des ondes de cisaillement ne ont pas pu se propager) et d'un solide dense noyau interne. Ces avanc??es ont conduit au d??veloppement d'un mod??le en couches de la Terre, avec une cro??te et lithosph??re sur le dessus, le manteau sous (s??par??s ?? l'int??rieur de lui-m??me en discontinuit??s sismiques ?? 410 et 660 km), et le noyau externe et le noyau interne en dessous. Plus r??cemment, les sismologues ont pu cr??er des images d??taill??es des vitesses d'onde ?? l'int??rieur de la terre de la m??me mani??re les images d'un m??decin d'un corps dans un scanner. Ces images ont conduit ?? une vision beaucoup plus d??taill??e de l'int??rieur de la Terre, et ont remplac?? le mod??le en couches simplifi??e avec un mod??le beaucoup plus dynamique.
Min??ralogistes ont pu utiliser les donn??es de pression et de temp??rature ?? partir des ??tudes sismiques et de mod??lisation aux c??t??s de la connaissance de la composition ??l??mentaire de la Terre en profondeur de reproduire ces conditions en milieu exp??rimental et mesurer les changements dans la structure cristalline. Ces ??tudes expliquent les changements chimiques associ??s avec les principaux discontinuit??s sismiques dans le manteau, et montrent les structures cristallographiques attendus dans le noyau interne de la Terre.
D??veloppement g??ologique d'une zone
La g??ologie d'une r??gion change ?? travers le temps comme des unit??s rocheuses sont d??pos??s et ins??r??s et les processus de d??formation changent leurs formes et leurs emplacements.
Les unit??s lithologiques sont d'abord mises en place soit par d??p??t sur la surface ou d'intrusion dans le roche sus-jacente. Le d??p??t peut se produire lorsque les s??diments se d??posent sur la surface de la terre et par la suite lithify dans la roche s??dimentaire, ou lorsque que comme mat??riau volcanique cendres volcaniques ou les flux de lave recouvrent la surface. Intrusions ign??es telles que batholites , laccolites, digues, et Sills, pousser vers le haut dans la roche sus-jacente, et cristalliser car ils empi??tent.
Apr??s la s??quence initiale de roches a ??t?? d??pos??, les unit??s de roche peut ??tre d??form?? et / ou m??tamorphos??. La d??formation se produit g??n??ralement ?? la suite du raccourcissement horizontal, extension horizontale, ou (d'un c??t?? ??-c??t?? d??crochante ) mouvement. Ces r??gimes structurelles se rapportent g??n??ralement ?? fronti??res convergentes, limites divergentes, et transforment respectivement les fronti??res, entre les plaques tectoniques.
Lorsque les unit??s de roches sont plac??s sous horizontale compression, ils raccourcissent et se ??paississent. Parce unit??s rocheuses, autres que les boues, ne changent pas de mani??re significative en volume, cela se fait de deux fa??ons principales: par le biais de failles et pliage. Dans la cro??te peu profonde, o?? d??formation cassante peut se produire, les failles de chevauchement forme, qui provoquent la roche profonde de se d??placer au-dessus de la roche profonde. Parce que la roche profonde est souvent plus ??g??s, comme indiqu?? par le principe de superposition, ce qui peut entra??ner des roches plus anciennes se d??pla??ant au-dessus des plus jeunes. Mouvement le long de failles peut entra??ner pliage, soit parce que les d??fauts ne sont pas plane, ou parce que les couches de roche sont tra??n??s, formant glisser plis, comme glissement se produit sont long de la faille. Plus profond??ment dans la Terre, les roches se comportent plastiquement, et pliez lieu de failles. Ces plis peuvent ??tre soit ceux o?? le mat??riau dans le centre du pli boucles vers le haut, cr??ant " antiformes ", ou se il boucles vers le bas, cr??ant" synformes ". Si les parties sup??rieures des unit??s de roches dans les plis restent pointant vers le haut, ils sont appel??s anticlinaux et synclinaux, respectivement. Si certaines des unit??s dans le pli sont confront??s ?? la baisse, la structure est appel?? un anticlinal ou synclinal renvers??, et si toutes les unit??s rocheuses sont renvers??es ou le haut-direction correcte est inconnue, ils sont tout simplement appel?? par les termes les plus g??n??raux, antiformes et synformes.
M??me pressions et temp??ratures plus ??lev??es pendant le raccourcissement horizontale peuvent provoquer ?? la fois pliage et m??tamorphisme des roches. Ceci provoque des changements dans metamorphism la composition min??rale des roches; cr??e un foliation ou surface plane, qui est li?? ?? la croissance min??rale sous contrainte; et peut retirer signes des textures originales des roches, comme le la literie dans les roches s??dimentaires, les caract??ristiques d'??coulement des laves , et motifs de cristaux dans les roches cristallines .
Extension provoque les unit??s de roches dans son ensemble ?? devenir plus long et plus mince. Ceci est principalement accompli par des failles normales et ?? travers le ductile ??tirement et amincissement. Des failles normales baisse unit??s rocheuses qui sont plus ??lev??s en dessous de ceux qui sont plus faibles. Il en r??sulte g??n??ralement en unit??s plus jeunes ??tant plac?? au-dessous des unit??s plus anciennes. Stretching d'unit??s peuvent entra??ner dans leur amincissement; en fait, il se agit d'un emplacement ?? l'int??rieur de la Maria plissement et de chevauchement de ceinture dans laquelle la s??quence s??dimentaire ensemble du Grand Canyon peuvent ??tre vus sur une longueur de moins d'un m??tre. Rochers ?? la profondeur d'??tre ??tir?? ductilely sont souvent aussi m??tamorphos??. Ces roches peuvent ??galement tendus pincer en verres, connu sous le nom boudins, apr??s le mot fran??ais pour "saucisse", en raison de leur similitude visuelle.
Lorsque les unit??s de roche glissent les uns des autres, d??crochements d??velopper dans les r??gions peu profondes, et deviennent zones de cisaillement ?? des profondeurs plus profondes o?? les roches se d??forment ductilely.
L'ajout de nouvelles unit??s rocheuses, tant depositionally et intrusive, se produit souvent lors de la d??formation. D??faillante et d'autres processus de d??formation se traduisent par la cr??ation de gradients topographiques, provoquant mat??riel sur l'unit?? de roche qui augmente en ??l??vation d'??tre ??rod?? par les versants et les canaux. Ces s??diments sont d??pos??s sur l'unit?? de rock qui va vers le bas. Mouvement continuel long de la faille maintient le gradient topographique en d??pit du mouvement de s??diments, et continue ?? cr??er espace de logement pour le mat??riau ?? d??p??t. ??v??nements de d??formation sont ??galement souvent associ??s au volcanisme et l'activit?? ign??e. Cendres et laves volcaniques se accumulent sur la surface, et des intrusions ign??es entrer par le bas. Digues, longues, intrusions ign??es planaires, entrez le long des fissures, et donc forment souvent en grand nombre dans les zones qui sont d??form??s activement. Ceci peut conduire ?? la mise en place de essaims de dykes, tels que ceux qui sont observables ?? travers le Bouclier canadien, ou des anneaux de digues autour de la tube de lave d'un volcan.
Tous ces processus ne se produisent pas n??cessairement dans un environnement unique, et ne se produisent pas n??cessairement en une seule commande. Le ??les hawa??ennes, par exemple, sont presque enti??rement constitu??es de couches basaltiques coul??es de lave. Les s??quences s??dimentaires de la mi-continentale des ??tats-Unis et le Grand Canyon dans le sud-ouest des ??tats-Unis contiennent des piles presque non d??form??s de roches s??dimentaires qui sont rest??s en place depuis Cambrian temps. D'autres domaines sont beaucoup plus g??ologiquement complexe. Dans le sud-ouest des ??tats-Unis, s??dimentaires, volcaniques et roches intrusives ont ??t?? m??tamorphos??, en d??faut, feuillet??, et pli??. Roches encore plus anciennes, comme le Gneiss Acasta de la Craton des Esclaves, dans le nord-ouest du Canada , le plus vieille roche connue dans le monde ont ??t?? m??tamorphos?? au point o?? leur origine est undiscernable sans analyse de laboratoire. En outre, ces processus peuvent se produire en plusieurs ??tapes. Dans de nombreux endroits, le Grand Canyon dans le sud-ouest des ??tats-Unis ??tant un exemple tr??s visible, les unit??s rocheuses inf??rieures ont ??t?? m??tamorphos??s et d??form??s, puis d??formation clos et les unit??s non d??form??es, sup??rieures ont ??t?? d??pos??s. Bien que ne importe quelle quantit?? de mise en place de la roche et la d??formation des roches peut se produire, et ils peuvent se produire ne importe quel nombre de fois, ces concepts fournissent un guide pour comprendre la histoire g??ologique d'une r??gion.
M??thodes de la g??ologie
Les g??ologues utilisent un certain nombre de terrain, en laboratoire, et les m??thodes de mod??lisation num??rique de d??chiffrer l'histoire de la Terre et de comprendre les processus qui se produisent sur et dans la terre. Dans les enqu??tes g??ologiques typiques, les g??ologues utilisent l'information primaire li??e ?? p??trologie (l'??tude des roches), la stratigraphie (l'??tude des couches s??dimentaires) et g??ologie structurale (l'??tude des positions des unit??s de roches et leur d??formation). Dans de nombreux cas, les g??ologues ??tudient ??galement les sols modernes, rivi??res , paysages , et les glaciers ; enqu??ter sur le pass?? et la vie actuelle et voies biog??ochimiques et l'utilisation m??thodes g??ophysiques pour ??tudier le sous-sol.
Les m??thodes de terrain
G??ologique travail sur le terrain varie en fonction de la t??che ?? accomplir. Terrain typique pourrait consister en:
- Cartographie g??ologique
- La cartographie structurale: les emplacements des principales unit??s de roches et les fautes et les plis qui ont conduit ?? leur placement il.
- Cartographie stratigraphique: les lieux de faci??s s??dimentaires ( lithofaci??s et biofaci??s) ou la cartographie de isopaches d'??gale ??paisseur de roche s??dimentaire
- Cartographie de la surface: les emplacements des sols et des d??p??ts de surface
- Relev?? des caract??ristiques topographiques
- Cr??ation de cartes topographiques
- Travailler pour comprendre le changement ?? travers des paysages, y compris:
- Les mod??les de l'??rosion et d??position
- Changement de canal rivi??re ?? travers la migration et avulsion
- Ces ??coulements
- cartographie souterraine travers m??thodes g??ophysiques
- Ces proc??d??s comprennent:
- Peu profond lev??s sismiques
- Radar ?? p??n??tration de sol
- Tomographie de r??sistivit?? ??lectrique
- Ils sont utilis??s pour:
- l'exploration des hydrocarbures
- Trouver eaux souterraines
- Localisation artefacts arch??ologiques enfouis
- Ces proc??d??s comprennent:
- Haute r??solution stratigraphie
- Mesurer et d??crire les coupes stratigraphiques sur la surface
- Le forage de puits et enregistrement
- Biog??ochimie et g??omicrobiologie
- Pr??l??vement d'??chantillons ??:
- D??terminer voies biochimiques
- Identifier de nouvelles esp??ces d'organismes
- Identifier de nouveaux compos??s chimiques
- Et d'utiliser ces d??couvertes ??
- Comprendre d??but de la vie sur Terre et comment il fonctionnait et m??tabolis??
- Trouver des compos??s importants pour une utilisation dans les produits pharmaceutiques.
- Pr??l??vement d'??chantillons ??:
- Pal??ontologie : excavation de fossiles mat??riau
- Pour la recherche sur la vie pass?? et l'??volution
- Pour mus??es et l'??ducation
- Pr??l??vement d'??chantillons ?? g??ochronologie et thermochronologie
- Glaciologie : mesure des caract??ristiques de glaciers et leur mouvement
Les m??thodes de laboratoire
P??trologie
En plus de l'identification de trame de roches, p??trologues identifier des ??chantillons de roche dans le laboratoire. Deux des principales m??thodes d'identification des roches en laboratoire sont par microscopie optique et par l'utilisation d'un microsonde ??lectronique. Dans un analyse de la min??ralogie optique, sections minces d'??chantillons de roche sont analys??s ?? travers un microscope p??trographique, o?? les min??raux peuvent ??tre identifi??s par leurs propri??t??s diff??rentes ?? la lumi??re polaris??e et polaris??e crois??e, y compris leur bir??fringence, pl??ochro??sme, jumelage, et d'interf??rence propri??t??s avec un lentille conoscopique. Dans la microsonde ??lectronique, les emplacements individuels sont analys??s pour leurs compositions chimiques exactes et les variations dans la composition au sein de cristaux individuels. Stable et ??tudes isotopiques radioactifs donnent un aper??u de la évolution géochimique des unités rocheuses.
Pétrologues utilisent des données d'inclusions fluides et d'effectuer des expériences de physique de haute température et de pression de comprendre les températures et les pressions auxquelles différentes phases minérales apparaissent, et leur évolution dans le processus ignées et métamorphiques. Cette recherche peut être extrapolé sur le terrain pour comprendre les processus métamorphiques et les conditions de cristallisation des roches ignées. Ce travail peut aussi aider à expliquer les processus qui se produisent au sein de la Terre, comme subduction et l'évolution de la chambre magmatique.
Géologie structurale
Géologues structurels utilisent l'analyse microscopique de sections minces orientées des échantillons géologiques pour observer le tissu dans les roches qui donne des informations sur les contraintes au sein de la structure cristalline des roches. Ils tracent aussi et combinent des mesures de structures géologiques afin de mieux comprendre les orientations de failles et des plis dans le but de reconstituer l'histoire de la déformation des roches dans la région. En outre, ils effectuent analogique et expériences numériques de déformation des roches dans les grandes et petites paramètres.
L'analyse des structures est souvent accompli en traçant les orientations des différents éléments sur stéréographiques. Un stéréographique est une projection stéréographique d'une sphère sur un plan, dans lequel les avions sont projetés comme des lignes et des lignes sont projetées comme des points. Ceux-ci peuvent être utilisées pour trouver les emplacements des axes de plis, les relations entre plusieurs défauts, et les relations entre d'autres structures géologiques.
Parmi les expériences les plus connus en géologie structurale sont ceux impliquant coins orogéniques, qui sont des zones dans lesquelles les montagnes sont construits le long des frontières des plaques tectoniques convergentes. Dans les versions analogiques de ces expériences, des couches horizontales de sable sont tirés le long d'une surface inférieure dans un arrêt en arrière, ce qui se traduit dans les modèles réalistes prospectifs de failles et la croissance d'une critique conique (tous les angles restent les mêmes) prisme orogénique. Les modèles numériques fonctionnent de la même manière que ces modèles analogiques, mais ils sont souvent plus complexes et peuvent inclure des modèles d'érosion et de soulèvement dans la ceinture de montagne. Cela permet de montrer la relation entre l'érosion et la forme de la chaîne de montagnes. Ces études peuvent aussi donner des informations utiles sur les voies pour métamorphisme par pression, la température, l'espace et le temps.
Stratigraphie
Dans le laboratoire, stratigraphes analyser des échantillons de coupes stratigraphiques qui peuvent être renvoyés sur le terrain, tels que ceux de carottes de forage. Stratigraphes analysent également les données de levés géophysiques qui montrent les emplacements des unités stratigraphiques dans le sous-sol. Données et géophysiques ainsi journaux peuvent être combinées pour produire une meilleure vue du sous-sol, et stratigraphes utilisent souvent des programmes informatiques pour le faire en trois dimensions. Stratigraphes peuvent ensuite utiliser ces données pour reconstruire les processus anciens qui se produisent sur ??????la surface de la Terre, interpréter environnements passés, et de localiser les zones de l'eau, le charbon et l'extraction d'hydrocarbures.
Dans le laboratoire, biostratigraphes analyser des échantillons de roche provenant d'affleurements et de forage des noyaux pour les fossiles trouvés en eux. Ces fossiles aident les scientifiques à ce jour le noyau et à comprendre l' environnement de dépôt dans lequel les unités de roches formées. Géochronologistes datent précisément roches dans la section stratigraphique afin de fournir une meilleure limites absolues sur le moment et le taux de dépôt. Stratigraphes magnétiques recherchent des signes de inversions magnétiques dans les unités de roches ignées dans les carottes de forage. D'autres scientifiques de réaliser des études d'isotopes stables sur les rochers pour obtenir des informations sur le climat passé.
Géologie appliquée
Géologie économique
Géologues économiques aider à localiser et à gérer de la Terreressources naturelles, comme le pétrole et le charbon, ainsi que des ressources minérales, qui comprennent les métaux tels que le fer, le cuivre et l'uranium.
Géologie minière
Géologie minière se compose des extractions de ressources minérales de la Terre. Certaines ressources comprennent des intérêts économiques pierres précieuses, des métaux , et de nombreux minéraux tels que amiante, la perlite, du mica, des phosphates, les zéolites, l'argile , la pierre ponce, du quartz et de silice , ainsi que des éléments tels que le soufre , le chlore , et de l'hélium .
géologie pétrolière
géologues pétroliers étudient les emplacements de la subsurface de la Terre qui peuvent contenir des hydrocarbures extractibles, en particulier le pétrole et le gaz naturel . Parce que beaucoup de ces réservoirs se trouvent dans les bassins sédimentaires, ils étudient la formation de ces bassins, ainsi que leur évolution sédimentaire et tectonique et les positions actuelles des unités de roches.
Géologie de génie
Géologie de génie est l'application des principes géologiques à la pratique de l'ingénierie dans le but d'assurer que les facteurs géologiques qui affectent l'emplacement, la conception, la construction, l'exploitation et l'entretien d'ouvrages de génie sont correctement traitées.
Dans le domaine de l'ingénierie civile , des principes et des analyses géologiques sont utilisés afin de déterminer les principes mécaniques du matériau sur lequel les structures sont construites. Cela permet tunnels à construire sans effondrer, des ponts et des gratte-ciel à être construits avec des fondations solides, et les bâtiments à construire qui ne sera pas installer dans l'argile et de la boue.
les questions de l'hydrologie et de l'environnement
Géologie et principes géologiques peuvent être appliqués à divers problèmes environnementaux, tels que la restauration des ruisseaux, la restauration de sites contaminés, et la compréhension des interactions entre l'habitat naturel et l'environnement géologique. l'hydrologie des eaux souterraines, ou de l'hydrogéologie, est utilisé pour localiser les eaux souterraines, qui peuvent souvent fournir un approvisionnement de l'eau non contaminée et est particulièrement important dans les régions arides, et de surveiller la propagation de contaminants dans les puits d'eau souterraine.
Les géologues obtiennent également des données à travers la stratigraphie, des forages, des carottes et des carottes de glace . Les carottes de glace et des carottes de sédiments sont utilisées pour les reconstructions paléoclimatiques pour qui racontent géologues sur le passé et le présent la température, les précipitations et le niveau de la mer à travers le monde. Ces données sont notre principale source d'information sur le changement climatique mondial en dehors des données instrumentales.
Risques naturels
Les géologues et les géophysiciens étudient les risques naturels dans le but d'adopter sûrs codes du bâtiment et des systèmes d'alerte qui sont utilisés pour prévenir la perte de la propriété et de la vie. Des exemples de risques naturels importants qui sont pertinents à la géologie (par opposition ceux qui sont principalement ou uniquement pertinente à la météorologie) sont:
- Avalanches
- Tremblements de terre
- Inondations
- Glissements de terrain etles coulées de débris
- Migration du chenal de la rivière et avulsion
- Liquéfaction
- Dolines
- Affaissement
- Tsunamis
- Volcans
- sciences de la Terre
- Géologie économique
- Géologie minière
- g??ologie p??troli??re
- Géologie de génie
- Géologie environnementale
- Géoarchéologie
- Géochimie
- Biogéochimie
- Géochimie isotopique
- G??ochronologie
- Géodésie
- G??ographie
- Modélisation géologique
- Géométallurgie
- Géomicrobiologie
- G??omorphologie
- Geomythology
- G??ophysique
- Glaciologie
- Géologie historique
- Hydrog??ologie
- M??t??orologie
- Min??ralogie
- Oc??anographie
- La géologie marine
- Pal??oclimatologie
- Pal??ontologie
- Micropaleontology
- Palynologie
- P??trologie
- P??trophysique
- La tectonique des plaques
- Sédimentologie
- Sismologie
- La science du sol
- Spéléologie
- Stratigraphie
- Biostratigraphie
- Chronostratigraphie
- Lithostratigraphie
- Géologie structurale
- Volcanologie
