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Geologia

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Os estudantes examinam a Wasatch Fault perto de Salt Lake City , Utah.

Geologia (do grego γῆ, GE, "terra" e λόγος, logotipos, "estudo") é a ciência que compreende o estudo de sólido da Terra , as rochas de que a compõem, e os processos pelos quais eles mudam. Geologia também pode referir-se genericamente para o estudo das características de sólidos de qualquer corpo celeste (tais como o geologia da Lua ou Marte).

Geologia dá uma visão sobre a história da Terra , uma vez que fornece a evidência primária para placas tectônicas , a história evolutiva da vida, e climas passados. Nos tempos modernos, a geologia é comercialmente importante para mineral e exploração de hidrocarbonetos e exploração e para a avaliação de recursos hídricos . É importante publicamente para a previsão e compreensão de riscos naturais, a reparação dos danos problemas ambientais, e para fornecer insights sobre passado a mudança climática . Geologia desempenha um papel na engenharia geotécnica e é um importante disciplina acadêmica.

História

William Smith mapa geológico da Inglaterra , País de Gales , e no sul da Escócia . Concluído em 1815, foi o primeiro mapa geológico em escala nacional, e de longe o mais preciso de seu tempo.

O estudo do material físico da Terra remonta, pelo menos, a Grécia antiga quando Teofrasto (372-287 aC) escreveu a obra Peri Lithon (On Stones). No Roman período, Plínio, o Velho escreveu em detalhe dos muitos minerais e metais, em seguida, em uso prático, e observou corretamente a origem do âmbar .

Alguns estudiosos modernos, tais como Fielding H. Garrison, são da opinião de que a geologia moderna começou no mundo islâmico medieval. Abu al-Rayhan al-Biruni (973-1048 dC) foi um dos primeiros Geólogos muçulmanos, cujas obras incluíam os primeiros escritos sobre a geologia da ?ndia, levantando a hipótese de que o Subcontinente indiano era uma vez um mar. Estudioso islâmico Ibn Sina (Avicena, 981-1037) propuseram explicações detalhadas para a formação de montanhas, a origem dos terremotos e outros tópicos centrais para Geologia moderna, que forneceu uma base essencial para o desenvolvimento posterior da ciência. Na China, o sábio Shen Kuo (1031-1095) formulou uma hipótese para o processo de formação da terra: com base em sua observação de conchas fósseis de animais em uma geológica estrato em uma montanha centenas de milhas do oceano, ele deduziu que a terra foi formada pela erosão das montanhas e por deposição de lodo.

Nicolas Steno (1638-1686) é creditado com a lei da superposição, o princípio da horizontalidade original, eo princípio da continuidade lateral: três princípios definidores de estratigrafia.

A palavra geologia foi usado pela primeira vez por Ulisse Aldrovandi em 1603, seguida por Jean-André Deluc em 1778 e introduzido como um período fixo por Horace-Bénédict de Saussure em 1779. A palavra é derivada do grego γῆ, a GE, que significa "terra" e λόγος, logos, que significa "discurso". Mas de acordo com outra fonte, a palavra "Geology" vem do norueguês, Mikkel Pederson Escholt (1600-1699), que era um padre e estudioso. Escholt primeiro usou a definição, no seu livro intitulado, Geológica Norvegica (1657).

William Smith (1769-1839) desenhou alguns dos primeiros mapas geológicos e começou o processo de ordenação estratos rochosos (camadas), examinando os fósseis nelas contidas.

James Hutton é visto frequentemente como o primeiro moderno geólogo. Em 1785 ele apresentou um documento intitulado Teoria da Terra para o Royal Society of Edinburgh. Em seu artigo, ele explicou sua teoria de que a Terra deve ser muito mais velho do que já tinha sido suposto, a fim de permitir tempo suficiente para as montanhas a ser corroída e de sedimentos para formar novas rochas no fundo do mar, que por sua vez foram levantadas para se tornar terra seca. Hutton publicou uma versão de dois volumes de suas idéias em 1795 ( Vol. 1, Vol. 2).

James Hutton, o pai da geologia moderna

Seguidores de Hutton eram conhecidos como Plutonists porque acreditavam que algumas rochas foram formadas por vulcanismo, que é a deposição de lava dos vulcões, ao contrário do Neptunists, liderada por Abraham Werner, que acreditava que todas as rochas haviam resolvido fora de um grande oceano cujo nível caiu gradualmente ao longo do tempo.

Sir Charles Lyell primeiro publicou seu famoso livro, Princípios de Geologia, em 1830. O livro, que influenciou o pensamento de Charles Darwin , promovido com sucesso a doutrina da uniformitarianism. Esta teoria afirma que lentos processos geológicos ocorreram ao longo da história da Terra e hoje ainda estão ocorrendo. Em contraste, catastrofismo é a teoria de que as características da Terra formada em, eventos catastróficos individuais e manteve-se inalterada em seguida. Embora Hutton acreditava em uniformitarianism, a idéia não foi aceita na época.

Grande parte da geologia do século 19 girou em torno da questão da Idade exata da Terra. As estimativas variavam de algumas 100,000 bilhões de anos. Até o início do século 20, datação radiométrica permitiu a idade da Terra a ser estimado em dois bilhões de anos. A consciência desta grande quantidade de tempo, abriu a porta para novas teorias sobre os processos que moldaram o planeta.

Os avanços mais significativos na geologia do século 20 tem sido o desenvolvimento da teoria da tectónica de placas na década de 1960, eo refinamento das estimativas de idade do planeta. Teoria da tectônica de placas surgiu de duas observações geológicas distintas: expansão dos fundos oceânicos e deriva continental. A teoria revolucionou o Ciências da terra. Hoje a Terra é conhecido por ser de aproximadamente 4,5 bilhões de anos.

Tempo geológico

Tempo geológico colocar em um diagrama chamado de relógio geológico , que mostra os comprimentos relativos das eras da história da Terra.

A escala de tempo geológico compreende a história da Terra. Ele está entre colchetes, o velho final pelas datas das primeiras sistema solar material a 4.567 Ga, (gigaannum: bilhão de anos atrás) ea idade da Terra em 4,54 Ga no início da informalmente reconhecido Eon Hadean. No novo extremo da escala, é suportado pelo presente no dia Holocene época.

Marcos importantes

  • 4.567 Ga: Formação do sistema solar
  • 4,54 Ga: Accretion da Terra
  • c. 4 Ga: Fim da Bombardeio Pesado Tardio, primeira vida
  • c. 3,5 Ga: Início da fotossíntese
  • c. 2.3 Ga: oxigenada atmosfera, primeiramente Terra bola de neve
  • 730-635 Ma (megaannum: milhões de anos atrás): duas Terras de bolas de neve
  • 542 ± 0,3 Ma: Explosão Cambriana - vasta multiplicação de vida hard-bodied; primeiros abundantes fósseis ; iniciar do Paleozóico
  • c. 380 Ma: Primeiros vertebrados animais terrestres
  • 250 Ma: Permiano-Triássica - 90% de todas as terras animais morrem. Fim do Paleozóico e início do Mesozóico
  • 65 Ma: Cretáceo-Paleogene extinção - Dinosaurs morrer; final do Mesozóico e início do Cenozóico
  • c. 7 mA - Presente: hominíneos
    • c. 7 Ma: Primeira hominins aparecer
    • 3,9 Ma: Primeira Australopithecus, antepassado direto aos modernos Homo sapiens , aparecem
    • 200 ka (kiloannum: mil anos atrás): Primeiras Homo sapiens modernos aparecem na ?frica Oriental

Escala de tempo breve

As quatro linhas de tempo a seguir mostram a escala de tempo geológico. O primeiro mostra todo o tempo da formação de terra ao presente, mas este comprime a eon mais recente. Portanto, a segunda escala mostra a mais recente eon com uma escala expandida. Finalmente, a segunda escala novamente comprime a época mais recente, de modo que o mais recente era é expandido na terceira escala. Uma vez que o Quaternário é um período muito curto com épocas curtas, ele é expandido na quarta escala. Os segundo, terceiro, quarto e cronogramas são, portanto, cada subseções da sua linha do tempo precedente, conforme indicado por asteriscos. O Holoceno (o mais recente época) é muito pequeno para ser mostrado claramente na terceira linha do tempo, uma outra razão para a expansão da quarta dimensão.

Precambrian

CambrianOrdovicianDevonianCarboniferousPermianTriassicJurassicCretaceous

PaleoceneEoceneOligoceneMiocene

Milhões de Anos

Datação relativa e absoluta

Eventos geológicos pode ser dada uma data precisa em um ponto no tempo, ou eles podem ser relacionados a outros eventos que vieram antes e depois deles. Os geólogos usam uma variedade de métodos para dar datas ambos relativos e absolutos para eventos geológicos. Eles, então, usar essas datas de encontrar as taxas em que ocorrem os processos.

Datação relativa

Relações transversais podem ser usados para determinar a idade relativa de estratos de rocha e outras estruturas geológicas. Explicações: A - dobrado estratos da rocha cortada por um falha de empurrão; B - grande intrusão (cortando A); C - erosional discordância angular (cortando A & B) em que estratos de rochas foram depositadas; D - dyke vulcânico (cortando A, B & C); E - ainda mais jovem estratos rochosos (que recobre C & D); F - falha normal (cortando A, B, C & E).

Os métodos para a datação relativa foram desenvolvidos quando geologia surgiu pela primeira vez como um ciência formal. Os geólogos ainda usam os seguintes princípios hoje como um meio para fornecer informações sobre a história geológica e do calendário de eventos geológicos.

O princípio da Uniformitarismo afirma que os processos geológicos observados na operação que modificam a crosta da Terra, actualmente, têm trabalhado da mesma forma ao longo do tempo geológico. Um princípio fundamental da geologia avançado pelo médico escocês do século 18 e geólogo James Hutton, é que "o presente é a chave para o passado." Nas palavras de Hutton: "a história do passado de nosso globo deve ser explicado pelo que pode ser visto para estar acontecendo agora."

O princípio das relações intrusivas diz respeito intrusões transversais. Em geologia, quando um ígneas cortes de intrusão através de uma formação de rocha sedimentar , pode ser determinado que a intrusão ígnea é mais jovem do que a rocha sedimentar. Há um número de diferentes tipos de intrusões, incluindo títulos, laccoliths, batólitos , soleiras e diques.

O princípio de relações transversais refere-se a formação de falhas e a idade das sequências através dos quais eles cortam. As falhas são mais jovens do que as rochas que cortaram; em conformidade, se for encontrada uma falha que penetra algumas formações, mas não aqueles em cima dela, em seguida, as formações que foram cortados são mais velhos do que a culpa, e os que não são cortadas deve ser mais jovem do que a falha. Encontrando a cama chave nestas situações pode ajudar a determinar se a falha é uma falha normal ou uma falha de empurrão.

O princípio de inclusões e componentes afirma que, com rochas sedimentares, se inclusões (ou clastos) são encontrados em uma formação, em seguida, as inclusões devem ser mais velhos do que a formação que os contém. Por exemplo, em rochas sedimentares, é comum para cascalho de uma formação mais velha a ser rasgado e incluído em uma camada mais recente. Uma situação semelhante com rochas ígneas ocorre quando xenólitos são encontrados. Estes corpos estranhos são apanhados como magma ou fluxos de lava, e são incorporados, posteriormente para esfriar na matriz. Como resultado, xenólitos são mais velhos do que a rocha que contém-los.

O Permian através de Jurassic estratigrafia do ?rea Colorado Plateau do sudeste Utah é um grande exemplo de tanto horizontalidade original ea Lei de Superposição. Esses estratos compõem grande parte das famosas formações rochosas proeminentes em áreas protegidas amplamente espaçados, como Parque Nacional Capitol Reef e Canyonlands National Park. De cima para baixo: tan cúpulas arredondadas do Navajo Sandstone, vermelho mergulhado Formação Kayenta, formando-penhasco, articulada verticalmente, vermelho Wingate arenito, formação de inclinação, arroxeada Formação Chinle, em camadas, mais leve-vermelho Formação Moenkopi e branco, em camadas Cutler arenito Formação. Foto de Glen Canyon National Recreation Area, Utah.

O princípio da horizontalidade original é afirma que a deposição de sedimentos ocorre como essencialmente camas horizontais. Observação de modernas sedimentos marinhos e não marinhos em uma ampla variedade de ambientes suporta essa generalização (embora estratificação cruzada é inclinado, a orientação global das unidades de cross-camas é horizontal).

O princípio da superposição afirma que uma camada de rocha sedimentar em uma seqüência tectonicamente imperturbável é mais jovem do que o abaixo dela e mais velho do que o que está acima dele. Logicamente uma camada mais jovem não pode escorregar abaixo de uma camada previamente depositado. Este princípio permite que as camadas sedimentares para ser visto como uma forma de linha de tempo vertical, uma ficha parcial ou completa do tempo decorrido desde a deposição da camada mais baixa para a mais elevada deposição de cama.

O princípio da sucessão faunística é baseado na aparência de fósseis em rochas sedimentares. Como organismos existem no mesmo período de tempo em todo o mundo, a sua presença ou (por vezes) ausência pode ser usado para fornecer uma idade relativa das formações em que eles se encontram. Com base em princípios estabelecidos por William Smith quase cem anos antes da publicação de Charles Darwin 's teoria da evolução , os princípios da sucessão foram desenvolvidos de forma independente do pensamento evolutivo. O princípio torna-se bastante complexo, no entanto, dadas as incertezas de fossilização, a localização de tipos de fósseis devido a mudanças laterais no habitat ( fácies mudar em estratos sedimentar), e que nem todos os fósseis podem ser encontrados em todo o mundo, ao mesmo tempo.

Datação absoluta

Geólogos também pode dar datas absolutas precisas para eventos geológicos. Estas datas são úteis por conta própria, e também pode ser usado em conjunto com métodos de datação relativa ou para calibrar métodos de datação relativa.

Um grande avanço em geologia no advento do século 20 foi a capacidade de dar datas absolutas precisas para eventos geológicos através de isótopos radioativos e outros métodos. O advento da datação radiométrica mudou a compreensão do tempo geológico. Antes, os geólogos só poderia usar os fósseis para as seções de data de rocha em relação ao outro. Com datas isotópicas, datação absoluta tornou-se possível, e estas datas absolutas poderia ser aplicada sequências de fósseis, na qual havia material datável, convertendo as velhas idades relativas a novos idades absolutas.

Para muitas aplicações geológicas, de isótopos rácios são medidos em minerais que dão a quantidade de tempo que passou desde que uma rocha passou por sua especial temperatura de fechamento, o ponto em que diferentes isótopos radiométricos parar a difusão para dentro e para fora do estrutura de cristal. Estes são utilizados em geocronológico e estudos thermochronologic. Métodos comuns incluem urânio-chumbo namoro, potássio-argônio e argônio-argônio, e urânio-tório namoro. Esses métodos são usados para uma variedade de aplicações. Datação de lavas e camadas de cinzas pode ajudar a data estratigrafia e calibrar técnicas de datação relativa. Estes métodos também podem ser utilizados para determinar as idades de colocação plutão. Técnicas termoquímicos pode ser usado para determinar perfis de temperatura no interior da crosta, a elevação de cordilheiras e paleotopography.

O fraccionamento das série dos lantanídeos elementos é utilizada para calcular as idades desde rochas foram removidos a partir do manto.

Outros métodos são usados para eventos mais recentes. Luminescência opticamente estimulada e cosmogênico por radionuclídeos namoro são usados para superfícies de data e / ou taxas de erosão. Dendrochronology também pode ser utilizado para o namoro de paisagens. A datação por radiocarbono é usado para jovens material orgânico.

Materiais geológicos

A maioria dos dados geológicos provenientes de pesquisas em materiais sólidos da Terra. Estes geralmente caem em uma das duas categorias: rocha e material inconsolidado.

Rocha

Este diagrama esquemático do ciclo das rochas mostra a relação entre magma e sedimentares, metamórficas e rochas ígneas

Existem três tipos principais de rocha: ígneas , sedimentares e metamórficas . O ciclo das rochas é um conceito importante em geologia que ilustra as relações entre esses três tipos de rochas e magma. Quando uma rocha cristaliza a partir de massa fundida ( magma e / ou lava ), que é uma rocha ígnea. Esta rocha pode ser desgastado e corroído , e, em seguida, redepositados e litificados em uma rocha sedimentar, ou ser transformado em uma rocha metamórfica devido ao calor e pressão que mudar o mineral conteúdo da rocha e dar-lhe uma característica tecido. A rocha sedimentar pode então ser posteriormente transformado em uma rocha metamórfica devido ao calor e pressão, ea rocha metamórfica pode ser resistido, corroído, depositado, e litificados, tornando-se uma rocha sedimentar. Rocha sedimentar também pode ser re-erodidas e depositados novamente, e rocha metamórfica também podem sofrer metamorfismo adicional. Todos os três tipos de rochas pode ser re-fundidos; quando isso acontece, um novo magma é formada, a partir da qual uma rocha ígnea mais uma vez pode cristalizar.

A maioria da pesquisa na geologia está associada ao estudo da rocha, rocha como fornece o registo primário da maioria da história geológica da Terra.

Material inconsolidado

Geólogos também estudar o material unlithified, que tipicamente vem de depósitos mais recentes. Devido a isso, o estudo deste tipo de material é geralmente conhecido como Geologia quaternária, após a recente Período Quaternário. Isso inclui o estudo de sedimentos e solos , e é importante para alguns (ou muitos) em estudos geomorfologia, sedimentologia, e paleoclimatology.

Estrutura de toda a Terra-

Convergência Oceanic-continental resultando em subducção e arcos vulcânicos ilustra um efeito de placas tectônicas .

Placas tectônicas

Nesta diagrama, subduzindo lajes estão em margens azuis e continentais e alguns limites das placas estão em vermelho. A gota azul na seção de corte é o sismicamente fotografada A placa de Farallon, que é subduzindo abaixo América do Norte. Os restos desta placa na superfície da Terra são o Juan de Fuca Placa e Placa Explorer, na Northwestern EUA / Canadá do sudoeste, ea Placa de Cocos na costa oeste do México.

Na década de 1960, uma série de descobertas, a mais importante das quais foi fundo marinho espalhamento, mostrou que a da Terra litosfera, que inclui a crosta e parte superior rígida do manto superior, é separada em várias placas tectônicas que se movem através da deformação plástica, sólida, manto superior, que é chamado a astenosfera. Existe um acoplamento íntimo entre o movimento das placas sobre a superfície e o convecção do manto: movimentos das placas oceânicas e manto correntes de convecção sempre se mover na mesma direção, porque a litosfera oceânica é o superior rígida térmica camada limite do manto convecting. Este acoplamento entre as placas rígidas que se deslocam na superfície da Terra e da convecting manto é chamado de placas tectônicas.

O desenvolvimento das placas tectônicas forneceu uma base física para muitas observações da Terra sólida. Regiões lineares longos de características geológicas poderia ser explicada como limites de placas. Cristas médio-oceânicas, regiões altas no fundo do mar, onde as fontes hidrotermais e vulcões existem, foram explicados como limites divergentes, onde duas placas se afastam. Arcos de vulcões e terremotos foram explicados como limites convergentes, onde uma placa subducts debaixo de outra. Limites de transformação, tais como a Sistema falha de San Andreas, resultou em terremotos poderosos generalizadas. As placas tectônicas também forneceu um mecanismo para Teoria de Alfred Wegener deriva continental, em que os continentes se movem através da superfície da Terra ao longo do tempo geológico. Eles também uma força motriz para a deformação crustal, e um novo cenário para as observações de geologia estrutural. O poder da teoria das placas tectônicas reside na sua capacidade de combinar todas essas observações em uma única teoria de como a litosfera se move sobre o manto convecting.

Estrutura Terra

A Terra estrutura em camadas 's. (1) do núcleo interior; (2) exterior do núcleo; (3) manto inferior; (4) manto superior; (5) litosfera; (6) crosta
Terra estrutura em camadas. Caminhos típicos onda de terremotos como estes deram sismólogos idéias iniciais para a estrutura em camadas da Terra

Advances in sismologia, modelagem por computador, e mineralogia e cristalografia em altas temperaturas e pressões dê insights sobre a composição e estrutura interna da Terra.

Os sismólogos pode usar os tempos de chegada dos ondas sísmicas na ordem inversa à imagem do interior da Terra. Recentes avanços neste campo mostrou a existência de um líquido núcleo exterior (onde ondas de cisalhamento não foram capazes de se propagar) e um sólido denso núcleo interior. Estes avanços levaram ao desenvolvimento de um modelo de camadas da Terra, com uma crosta e litosfera na parte superior, o do manto (separados dentro de si mesmo por descontinuidades sísmicas a 410 e 660 km), e o núcleo exterior e o núcleo interior que abaixo. Mais recentemente, os sismólogos têm sido capazes de criar imagens detalhadas de velocidades de onda dentro da terra da mesma forma como as imagens de um médico um corpo em uma tomografia computadorizada. Estas imagens levaram a uma visão muito mais detalhada do interior da Terra, e substituíram o modelo de camadas simplificado com um modelo muito mais dinâmico.

Mineralogistas ter sido capaz de utilizar os dados de temperatura e pressão a partir dos estudos sísmicos e modelagem ao lado de conhecimento da composição elementar da Terra em profundidade para reproduzir essas condições em situações experimentais e medir as mudanças na estrutura cristalina. Estes estudos explicar as alterações químicas associadas com os grandes descontinuidades sísmicas no manto, e mostram as estruturas cristalográficas esperados no núcleo interno da Terra.

Desenvolvimento geológico de uma área

Uma seqüência originalmente horizontal de rochas sedimentares (em tons de tan) são afetados por ígnea atividade. Bem abaixo da superfície são um magma câmara e grandes massas ígneas associados. A câmara de magma alimenta o vulcão , e envia off brotos de magma que mais tarde se cristalizam em diques e soleiras. Magma também avança para cima para formar corpos ígneos intrusivos. O diagrama ilustra um tanto cone de cinzas do vulcão, que libera cinzas, e uma vulcão composto, que libera tanto lava e cinzas.
Uma ilustração dos três tipos de falhas. Falhas transcorrente ocorrem quando as unidades de rocha deslizar passado uns aos outros, falhas normais ocorrem quando as rochas estão passando por extensão horizontal, e falhas de empurrão ocorrem quando as rochas estão a sofrer encurtamento horizontal.

A geologia de uma área muda ao longo do tempo como unidades de rocha são depositados e inserido e processos de deformação mudar suas formas e locais.

Unidades de rocha são primeiro colocadas, quer pela deposição sobre a superfície ou intrusão na rocha sobrejacente. A deposição pode ocorrer quando os sedimentos assentar sobre a superfície da Terra e depois lithify em rocha sedimentar, ou quando, material vulcânico como de cinzas vulcânicas ou fluxos de lava cobrem a superfície. Intrusões ígneas como batólitos , laccoliths, diques, e soleiras, empurre para cima na rocha sobrejacente, e cristalizar como eles intrometer.

Após a sequência inicial de rochas foi depositada, as unidades de rocha pode ser deformado e / ou metamorfoseado. Deformação tipicamente ocorre como resultado do encurtamento horizontal, extensão horizontal, ou lado-a-lado ( strike-slip ) movimento. Esses regimes estruturais referem-se amplamente limites convergentes, limites divergentes, e transformar as fronteiras, respectivamente, entre as placas tectônicas.

Quando as unidades de rock são colocados sob horizontal compressão, eles encurtam e se tornam mais espessas. Porque unidades de rocha, com excepção dos lamas, não mudam significativamente em termos de volume, isso é feito de duas maneiras principais: através da falha e dobrável. Na crosta superficial, onde deformação frágil pode ocorrer, empurrou falhas de formulário, que causam rocha mais profunda para se mover em cima da rasa rock. Porque rocha mais profunda é muitas vezes mais velhos, como observou o princípio da superposição, isso pode resultar em rochas mais antigas se movendo em cima de os mais jovens. Movimento ao longo de falhas pode resultar em dobrar, ou porque as falhas não são planas, ou porque as camadas de rochas são arrastados junto, formando dobras de arrasto, como deslizamento ocorre são ao longo da falha. Mais profunda na Terra, rochas comportar plasticamente, e dobrar em vez de falha. Estas pregas podem ser aquelas em que o material no centro da prega fivelas para cima, criando " antiformes ", ou onde ele fivelas para baixo, criando" synforms ". Se as partes superiores das unidades de rocha no interior das dobras continuam apontando para cima, eles são chamados anticlinais e sinclinais, respectivamente. Se algumas das unidades na dobra estão virados para baixo, a estrutura é chamado de um anticlinal ou syncline derrubados, e se todas as unidades de rocha são derrubados ou o up-direção correta é desconhecida, eles são chamados simplesmente por termos mais gerais, antiformes e synforms.

Um diagrama de pregas, o que indica uma anticlinal e um syncline.

Mesmo pressões e temperaturas mais elevadas durante o encurtamento horizontal pode causar tanto dobragem e metamorfismo das rochas. Este metamorfismo provoca mudanças na composição mineral das rochas; cria um folheação ou superfície plana, que está relacionada com o crescimento mineral sob stress; e pode remover sinais de as texturas originais das rochas, como roupa de cama em rochas sedimentares, características de fluxo de lavas e padrões de cristal em rochas cristalinas .

Extensão faz com que as unidades de rocha como um todo para se tornar mais longo e mais fino. Isso é realizado principalmente através de falhamentos normais e através da dúctil alongamento e desbaste. Falhas normais cair unidades de rocha que são mais elevados níveis inferiores aos que são mais baixos. Isto resulta tipicamente em unidades menores serem colocados abaixo unidades mais velhas. Alongamento de unidades pode resultar em seu desbaste; na verdade, não há um local dentro do Maria Fold Belt e Thrust em que toda a seqüência sedimentar do Grand Canyon pode ser visto ao longo de um período de menos de um metro. Rochas na profundidade para ser ductilely esticada muitas vezes são também metamorfoseado. Estas rochas estendiam também pode beliscar em lentes, conhecido como boudins, após a palavra francesa para "salsicha", por causa de sua semelhança visual.

Onde unidades de rocha deslizar passado uns aos outros, falhas greve-deslizamento desenvolver em regiões rasas, e tornar-se zonas de cisalhamento em profundidades mais profundas onde as rochas deformam ductilely.

Corte transversal geológico de Kittatinny Mountain. Este corte transversal mostra rochas metamórficas, recobertos por sedimentos depositados mais jovens após o evento metamórfico. Estas unidades de rocha foram posteriormente dobrado e criticado durante a elevação da montanha.

A adição de novas unidades de rocha, ambos depositionally e intrusiva, ocorre muitas vezes durante a deformação. Com falha e outros processos de deformação como resultado a criação de gradientes topográficos, fazendo com que o material na unidade de rocha que está a aumentar em altura a ser erodido por encostas e canais. Estes sedimentos são depositados na unidade de rocha que se está a descer. Movimento contínuo ao longo da falha mantém o gradiente topográfico, apesar do movimento de sedimentos, e continua a criar espaço de alojamento para o material a depositar. Eventos deformacionais são muitas vezes também relacionado com o vulcanismo e atividade ígnea. Cinzas vulcânicas e lavas se acumulam na superfície, e intrusões ígneas entrar a partir de baixo. Diques,, intrusões ígneas planos longos e entrar ao longo rachaduras, e, portanto, constituem muitas vezes em grandes números em áreas que estão sendo ativamente deformados. Isto pode resultar na colocação de enxames de diques, como aqueles que são observáveis através do escudo canadense, ou anéis de diques ao redor do tubo de lava de um vulcão.

Todos esses processos não ocorrem necessariamente em um único ambiente, e não ocorrem necessariamente em uma única ordem. O Ilhas havaianas, por exemplo, são constituídos quase inteiramente de camadas basálticas fluxos de lava. As sequências sedimentares do mid-continental dos Estados Unidos e do Grand Canyon no sudoeste dos Estados Unidos contêm pilhas quase não deformadas de rochas sedimentares que se mantiveram em vigor desde Cambrian tempo. Outras áreas são muito mais geologicamente complexa. No sudoeste dos Estados Unidos, sedimentar, vulcânico, e rochas intrusivas foram metamorfoseadas, criticado, foliated, e dobrado. Mesmo rochas mais antigas, como a Gnaisse Acasta do Slave craton no noroeste do Canadá , o rocha mais antiga conhecida no mundo foram metamorfoseadas ao ponto em que a sua origem é undiscernable sem análise laboratorial. Além disso, estes processos pode ocorrer em fases. Em muitos lugares, o Grand Canyon, no sudoeste dos Estados Unidos é um exemplo muito visível, as unidades de rocha inferiores foram metamorfoseadas e deformados, e depois deformação terminou e as unidades, não deformadas superiores foram depositados. Embora qualquer quantidade de colocação rock e deformação de rochas pode ocorrer, e podem ocorrer a qualquer número de vezes, esses conceitos fornecer um guia para a compreensão da história geológica de uma área.

Métodos de geologia

Os geólogos usam uma série de campo, laboratório e métodos de modelagem numérica para decifrar a história da Terra e compreender os processos que ocorrem em e na Terra. Em investigações geológicas típicas, os geólogos usam informações primárias relacionadas com petrologia (o estudo das rochas), estratigrafia (estudo das camadas sedimentares), e geologia estrutural (o estudo das posições de unidades de rocha e sua deformação). Em muitos casos, os geólogos também estudar solos modernos, rios , paisagens , e geleiras ; investigar o passado ea vida atual e vias biogeoquímicos e uso métodos geofísicos para investigar o subsolo.

Formas Washington State Terra

Métodos de campo

Um padrão Brunton bolso Transit, comumente usado por geólogos em cartografia e topografia
Um típico Campo de mapeamento de campo USGS na década de 1950
Hoje em dia, computadores portáteis com E GPS sistemas de informação geográfica software são frequentemente utilizados em trabalhos de campo geológico ( mapeamento geológico digital).

Geológico trabalho de campo varia dependendo da tarefa em questão. Trabalho de campo típica poderia consistir em:

  • Mapeamento geológico
    • Mapeamento estrutural: os locais das principais unidades de rocha e as falhas e dobras que levaram à sua colocação lá.
    • Mapeamento estratigráfico: os locais de fácies sedimentares ( litofácies e biofácies) ou o mapeamento de isopachs de igual espessura de rocha sedimentar
    • Mapeamento superficial: os locais de solos e depósitos superficiais
  • Topografia de características topográficas
    • Criação de mapas topográficos
    • Trabalhar para compreender a mudança através das paisagens, incluindo:
      • Padrões de erosão e deposição
      • Mudança de canal do rio através de migração e avulsão
      • Processos hillslope
  • Mapeamento de subsuperfície através métodos geofísicos
    • Estes métodos incluem:
      • Raso pesquisas sísmicas
      • Radar de penetração no solo
      • A tomografia de resistividade elétrica
    • Eles são utilizados para:
      • Exploração de hidrocarbonetos
      • Descoberta águas subterrâneas
      • Localizando artefatos arqueológicos enterrados
  • De alta resolução estratigrafia
    • Medir e descrever seções estratigráficas na superfície
    • Perfuração de poços e logging
  • Biogeoquímica e geomicrobiologia
    • Coleta de amostras para:
    • E usar essas descobertas para
      • Entenda o início da vida na Terra e como funcionava e metabolizado
      • Encontrar compostos importantes para utilização em produtos farmacêuticos.
  • Paleontologia : escavação de fósseis de material
    • Para a investigação sobre a vida passada e evolução
    • Para museus e educação
  • Coleta de amostras para geocronologia e termocronologia
  • Glaciologia : medição das características de geleiras e seu movimento

Os métodos de laboratório

A microscópio petrográfico, que é ummicroscópio ópticoequipado com transversaislentes polarizadas, umalente conoscópica, e compensadores (placas de materiais anisotrópicos, placas de gesso e cunhas de quartzo são comuns), para análise cristalográfica.

Petrologia

Para além da identificação de campo de rochas, petrologists identificar amostras de rocha no laboratório. Dois dos principais métodos para a identificação de rochas em laboratório são através de microscopia óptica e usando uma microssonda eletrônica. Numa análise mineralogia óptica, seções finas de amostras de rochas são analisados ​​através de um microscópio petrográfico, onde os minerais podem ser identificados por meio de suas propriedades diferentes em avião -polarized e luz cross-polarizado, incluindo a sua birrefringência, pleochroism, geminação, e propriedades de interferência com uma lente conoscópica. No microssonda eletrônica, locais individuais são analisadas para suas composições químicas exatas e variação na composição dentro de cristais individuais. estáveis ​​e estudos de isótopos radioativos dar uma ideia da evolução geoquímica de unidades de rock.

Petrologists usar dados de inclusões fluidas e executar alta temperatura e pressão experimentos físicos a compreender as temperaturas e pressões em que fases minerais diferentes aparecem, e como eles mudam através de processos ígneas e metamórficas. Esta pesquisa pode ser extrapolada para o campo para entender os processos metamórficos e as condições de cristalização de rochas ígneas. Este trabalho também pode ajudar a explicar os processos que ocorrem no interior da Terra, como a subducção e evolução câmara de magma.

Geologia estrutural

Um diagrama de uma cunha orogenic. A cunha cresce através falha no interior e ao longo da falha principal basal, o chamado basal móvel bastante. Ele constrói a sua forma em uma conicidade crítico, em que os ângulos dentro da cunha permanecem os mesmos como falhas no interior das falhas de balanço de materiais ao longo do basal móvel. É análogo a um trator que empurra uma pilha de sujeira, onde a escavadora é a placa de substituição.

Geólogos estruturais usar a análise microscópica de lâminas delgadas orientadas de amostras geológicas para observar o tecido dentro das rochas que dá informações sobre a tensão dentro da estrutura cristalina das rochas. Eles também traçar e combinar medições de estruturas geológicas, a fim de melhor compreender as orientações de falhas e dobras, a fim de reconstruir a história de deformação de rochas na área. Além disso, eles executam analógico e experimentos numéricos de deformação de rochas em ambientes grandes e pequenos.

A análise das estruturas é muitas vezes feito plotando as orientações de vários recursos para stereonets. A stereonet é uma projeção estereográfica de uma esfera sobre um plano, em que os aviões são projetados como linhas e linhas são projetados como pontos. Estes podem ser usados ​​para encontrar os locais dos eixos de dobras, as relações entre várias falhas, e as relações entre outras estruturas geológicas.

Entre as experiências mais bem conhecidas em geologia estrutural são os que envolvem cunhas orogenic, que são zonas em que as montanhas são construídas ao longo dos limites de placas tectônicas convergentes. Nas versões analógicas destas experiências, camadas horizontais de areia são puxadas ao longo de uma superfície inferior em um batente para trás, o que resulta em padrões de aparência realista de falha e o crescimento de uma afunilada criticamente (todos os ângulos permanecem os mesmos) orogênica cunha. Os modelos numéricos funcionam da mesma maneira como estes modelos analógicos, embora sejam frequentemente mais sofisticados e podem incluir padrões de erosão e de elevação na cadeia de montanhas. Isto ajuda a mostrar a relação entre a erosão e a forma da serra. Esses estudos também podem dar informações úteis sobre as vias para metamorfismo através de pressão, temperatura, espaço e tempo.

Estratigrafia

Geólogos de exploração examinando um núcleo da broca recém-recuperado.Chile, 1994

No laboratório, estratígrafos analisar amostras de seções estratigráficas que podem ser retornados a partir do campo, tais como os de núcleos de perfuração. Estratígrafos também analisar dados de levantamentos geofísicos que mostram as localizações das unidades estratigráficas na subsuperfície. Dados geofísicos e bem logs podem ser combinadas para produzir uma visão melhor do subsolo, e estratígrafos muitas vezes usam programas de computador para fazer isso em três dimensões. Estratígrafos pode então usar estes dados para reconstruir os processos antigos que ocorrem na superfície da Terra, interpretar ambientes passados, e para localizar áreas de água, o carvão, e a extracção de hidrocarbonetos.

No laboratório, biostratigraphers analisar amostras de rochas de afloramento e perfuração núcleos para os fósseis encontrados nelas. Estes fósseis ajudar os cientistas até agora o núcleo e para compreender o ambiente de deposição em que as unidades de rock formada. Geochronologists datar precisamente rochas dentro da seção estratigráfica, a fim de proporcionar melhor limites absolutos sobre o calendário e as taxas de deposição. Estratígrafos magnéticos procurar por sinais de reversões magnéticas em unidades de rochas ígneas dentro dos núcleos de perfuração. Outros cientistas realizar estudos de isótopos estáveis ​​nas rochas para obter informações sobre o clima passado.

Geologia Aplicada

Geologia econômica

Geólogos econômicos ajudar a localizar e gerenciar a da Terrarecursos naturais, como petróleo e carvão, bem como recursos minerais, que incluem metais como ferro, cobre e urânio.

Mineração geologia

Mineração geologia consiste nas extrações de recursos minerais da Terra. Alguns recursos de interesses económicos incluem pedras preciosas, metais , e diversos minerais, tais como amianto, perlite, mica, fosfatos, zeólitos, argila , pedra-pomes, quartzo , e silica , assim como elementos tais como enxofre , cloro , e hélio .

Geologia do petróleo

Log de ​​lama no processo, uma forma comum de estudar alitologia quando a perfuração de poços de petróleo.

Geólogos de petróleo estudar os locais de subsuperfície da Terra, que pode conter hidrocarbonetos extraíveis, especialmente petróleo e gás natural . Como muitos desses reservatórios são encontrados em bacias sedimentares, eles estudam a formação destas bacias, bem como a sua evolução sedimentar e tectônica e as posições atuais das unidades de rock.

Geologia de engenharia

Geologia de engenharia é a aplicação dos princípios geológicos à prática de engenharia com a finalidade de assegurar que os fatores geológicos que afetam a localização, concepção, construção, operação e manutenção de obras de engenharia são devidamente tratados.

No campo da engenharia civil , princípios e análises geológicas são utilizados a fim de determinar os princípios mecânicas do material em que as estruturas são construídas. Isso permite que túneis a ser construída sem entrar em colapso, pontes e arranha-céus a ser construído com bases sólidas, e os edifícios a serem construídos que não vai se contentar em barro e lama.

Questões ambientais e Hidrologia

Geologia e geológicas princípios podem ser aplicados a vários problemas ambientais, tais como o fluxo de restauração, a restauração de zonas industriais, e a compreensão das interacções entre o habitat natural e o ambiente geológico. Hidrologia subterrânea, ou hidrogeologia, é usado para localizar águas subterrâneas, o que muitas vezes pode fornecer um pronto fornecimento de água não contaminada e é especialmente importante em regiões áridas, e para monitorar a propagação de contaminantes em poços de águas subterrâneas.

Geólogos também obter dados através de estratigrafia, poços, amostras de núcleo, e núcleos de gelo . Os núcleos de gelo e sedimentos são usados ​​para para reconstruções paleoclimáticos, que contam geólogos sobre o passado eo presente de temperatura, precipitação e nível do mar em todo o globo. Estes dados são a nossa principal fonte de informação sobre a mudança climática global fora de dados instrumentais.

Perigos naturais

Geólogos e geofísicos estudam os riscos naturais, a fim de promulgar seguros códigos de construção e sistemas de alerta que são usados ​​para evitar a perda de propriedade e vida. Exemplos de importantes riscos naturais que são pertinentes a geologia (ao contrário daqueles que são principalmente ou somente pertinente à meteorologia) são:

Rockfall no Grand Canyon

Campos ou disciplinas afins

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