Địa chất học là một nhánh trong khoa học Trái Đất, là môn khoa học nghiên cứu về các vật chất rắn và lỏng cấu tạo nên Trái Đất, đúng ra là nghiên cứu thạch quyển bao gồm cả phần vỏ Trái Đất và phần cứng của manti trên. Địa chất học tập trung nghiên cứu: cấu trúc, đặc điểm vật lý, động lực, và lịch sử của các vật liệu trên Trái Đất, kể cả các quá trình hình thành, vận chuyển và biến đổi của các vật liệu này. Giải quyết các vấn đề của địa chất liên quan đến rất nhiều chuyên ngành khác nhau. Lĩnh vực này cũng rất quan trọng trong việc khai thác khoáng sản và dầu khí. Ngoài ra, nó cũng nghiên cứu giảm nhẹ các tai biến tự nhiên và cổ khí hậu cùng các lĩnh vực kỹ thuật khác.
Lịch sử và từ nguyên học
Từ nguyên học
Thuật ngữ “địa chất học” được Jean-André Deluc sử dụng lần đầu tiên vào năm 1778 và được Horace-Bénédict de Saussure sử dụng là thuật ngữ chính thức từ năm 1779. Là khoa học không có tên trong Encyclopædia Britannica xuất bản lần thứ 3 năm 1797, nhưng 10 năm sau nó đã được khẳng định trong tái bản thứ 4 vào năm 1809. Một nghĩa cổ hơn được Richard de Bury sử dụng lần đầu tiên để phân biệt giữa thuyết về thần học và về Trái Đất.
Bạn đang đọc: Địa chất học – Wikipedia tiếng ViệtCông trình Peri Lithon (bên trong hòn đá) của học giả người Hy Lạp cổ đại Theophrastus (372-287 BC), là một học trò của triết gia Hy Lạp cổ đại Aristotle, là công trình có giá trị trong khoảng 10 thế kỷ. Peri Lithon được dịch sang tiếng Latin và một số ngoại ngữ khác. Sự giải đoán về các hóa thạch của nó là học thuyết nổi trội nhất trong thời cổ đại và đầu thời Trung cổ, cho đến khi nó được thay thế bởi học thuyết về các dòng chảy hóa đá của Avicenna vào cuối thời Trung cổ. Trong thời đại La Mã, Pliny the Elder đưa ra rất nhiều các thảo luận mở rộng về một số các khoáng vật và kim loại sau đó được sử dụng rộng rãi trong thực tế. Ông là một trong số các người đầu tiên xác định một cách chính xác nguồn gốc của hổ phách, là một loại nhựa của các cây thông bị hóa thạch, từ việc quan sát các côn trùng bị giữ trong một số mẫu. Ông cũng đặt ra nền tảng của tinh thể học thông qua việc nhận biết dạng thù hình bát diện của kim cương.
Địa chất học – Wikipedia tiếng Việt
Một số học giả hiện đại như Fielding H. Garrison, đưa ra ý tưởng về địa chất học hiện đại bắt đầu trong thế giới đạo Hồi thời Trung cổ. Abu al-Rayhan al-Biruni (973-1048 SCN) là một trong các nhà địa chất đạo Hồi đầu tiên, với công trình bao gồm các bài viết đầu tiên về địa chất Ấn Độ, và cho rằng tiểu lục địa Ấn Độ trước kia là biển. Ibn Sina (Avicenna, 981-1037), thì có các đóng góp đặc biệt hơn cho địa chất học và các khoa học tự nhiên (ông được gọi là Attabieyat) cùng với các nhà triết học tự nhiên khác như Ikhwan AI-Safa và các người khác. Ông viết một công trình bách khoa toàn thư với tựa đề “Kitab al-Shifa” (sách về sự chữa bệnh từ sự thiếu hiểu biết), trong phần 2, mục 5 có bài viết về khoáng vật học và thiên thạch học, gồm sáu chương: Sự hình thành núi, Ưu điểm của núi trong việc hình thành các đám mây; Nguồn nước; Nguồn gốc động đất; Sự thành tao khoáng vật; Sự đa dạng địa hình trên Trái Đất. Các nguyên tắc này sau này được biết đến như luật xếp chồng trong địa tầng, gồm ý tưởng về thuyết tai biến, và hiện tại luận vào thời Phục Hưng của Châu u. Các khái niệm này cũng được nhắc đến trong các học thuyết về Trái Đất của James Hutton vào thế kỷ 18 C.E. Các học giả như Toulmin và Goodfield (1965), nhận xét về sự đóng góp của Avicenna như sau: “Khoảng 1000 Sau CN, Avicenna đã từng đề xuất học thuyết về nguồn gốc của các dãy núi, trong thế giới Công giáo vẫn được đề cập đến khá căn bản vào 800 năm sau “. Phương pháp khoa học của Avicenna về quan sát thực địa cũng là nguồn gốc của các khoa học về Trái Đất, và vẫn còn được giữ một phần trong các cuộc khảo sát thực địa hiện đại.
Bản đồ địa chất Anh Wales và miền nam Scotland. Được hoàn thành xong vào năm 1815, nó là map địa chất tiên phong ở tỷ suất vương quốc, và hầu hết được gật đầu là đúng mực vào thời gian đó .Ở Trung Quốc, học giả Shen Kua ( 1031 – 1095 ) đo lường và thống kê một học thuyết về các quy trình tạo ra đất liền : dựa trên sự quan sát của ông ta về các vỏ sò hóa thạch trong cột địa tầng địa chất Open ở một dãy núi cách biển hàng trăm dặm. Ông ta cho rằng đất liền được hình thành từ sự xói mòn của các dãy núi và sự tích tụ của bột .
Georg Agricola (1494-1555), một nhà vật lý, viết luận án đầu tiên một cách hệ thống hóa về các công trình khai thác mỏ và nung chảy, De re metallica libri XII, với phụ lục Buch von den Lebewesen unter Tage (sách về các loài vật bên trong Trái Đất). Ông cũng quan tâm đến năng lượng gió, thủy điện,các lò nung chảy, vận chuyển quặng, chiết tách soda, lưu huỳnh và nhôm, và các vấn đề quản trị. Quyển sách được xuất bản năm 1556.
Nicolas Steno ( 1638 – 1686 ) công nhận luật xếp chồng, nguyên tắc phân lớp ngang nguyên thủy, và nguyên tắc liên tục theo chiều ngang : là 3 nguyên tắc xác lập địa tầng .Vào thập niên 1700 Jean-Étienne Guettard và Nicolas Desmarest quan sát vùng TT nước Pháp và ghi nhận các quan sát của họ trên các map địa chất ; Guettard ghi nhận quan sát tiên phong của ông về các nguồn gốc núi lửa ở khu vực này của Pháp .William Smith ( 1769 – 1839 ) đã vẽ một số map địa chất tiên phong và mở màn quy trình xếp các lớp đá theo cột địa tầng bằng cách kiểm tra các hóa thạch được chứa trong chúng.
James Hutton thường được xem là nhà địa chất học hiện đại đầu tiên. Năm 1785 ông ta đăng một bài báo có tựa là Học thuyết về Trái Đất trên tạp chí Khoa học Hoàng gia Edinburgh. Trong bài báo này, ông đã giải thích học thuyết của ông rằng Trái Đất phải cổ hơn các nghiên cứu được đưa ra trước đây, nhằm có đủ thời gian để các dãy núi bị bào mòn và tạo ra các trầm tích để tạo thành đá mới dưới đáy biển, sau đó các đá này được nâng lên thành đất liền. Hutton xuất bản hai quyển sách về các ý tưởng của ông vào năm 1795 (quyển 1, quyển 2).
Nhà địa chất học thế kỷ 19 do thế kỷ 19 do Carl Spitzweg vẽ .
Các nhà nghiên cứu sau Hutton được biết đến là các nhà theo học thuyết hỏa thành bởi vì họ tin rằng một số đá được hình thành từ núi lửa, là một loại lắng đọng từ dụng nham của các núi lửa, ngược lại các nhà theo học thuyết thủy thành, tin rằng tất cả các đá lắng đọng trong bồn biển rộng lớn và sau đó bị lộ ra khi mực nước biển bị hạ thấp liên tục theo thời gian.
Năm 1811 Georges Cuvier và Alexandre Brongniart xuất bản các lý giải của họ về sự cổ xưa của Trái Đất, dựa trên các mày mò của Cuvier về xương voi hóa thạch ở Paris. Để chứng tỏ quan điểm này, họ đã thống kê giám sát theo nguyên tắc thừa kế trong địa tầng của các lớp đá trên Trái Đất. Họ thực thi trước một cách độc lập với William Smith về địa tầng ở Anh và Scotland .
Sir Charles Lyell lần đầu tiên xuất bản quyển sách nổi tiếng về các nguyên tắc trong địa chất, vào năm 1830. Lyell tiếp tục xuất bản các tái bản cho đến khi ông mất vào năm 1875. Quyển sách đã ảnh hưởng đến Charles Darwin, và đề cập đến lý thuyết hiện tại luận. Lý thuyết này đề cập đến các quá trình địa chất diễn ra trong suốt lịch sử Trái Đất và vẫn còn tiếp diễn cho đến ngày nay. Ngược lại, thuyết tai biến là học thuyết về tương lai của Trái Đất đề cập đến các sự kiện riêng lẻ, thảm họa và lưu truyền không đổi sau đó. Hutton tin vào hiện tại luận, là ý tưởng mà không được chấp nhận rộng rãi vào thời điểm đó.
Địa chất thế kỷ 19 tăng trưởng xung quanh câu hỏi về tuổi đúng mực của Trái Đất. Các phỏng đoán đưa ra vào khoảng chừng vài trăm ngàn triệu năm. Các văn minh về sự tăng trưởng của địa chất trong thế kỷ 20 được ghi nhận bởi thuyết thiết kế mảng vào thập niên 1960. Thuyết kiến thiết mảng xử lý được hai yếu tố chính đó là : tách giãn đáy đại dương và trôi dạt lục địa. Học thuyết này cách mạng hóa các khoa học Trái Đất .Thuyết trôi dạt lục địa được Frank Bursley Taylor đưa ra năm 1908, và được tăng trưởng bởi Alfred Wegener năm 1912 và bởi Arthur Holmes, nhưng nó không được gật đầu cho đến cuối thập kỷ 1960 khi thuyết kiến thiết mảng được tăng trưởng .
Các quan điểm quan trọng
Chu trình thạch học
Chu trình thạch học là một quan điểm quan trọng trong địa chất học, nó miêu tả mối quan hệ giữa đá mácma, đá trầm tích, đá biến chất và mác ma. Khi đá kết tinh từ dạng nóng chảy thì gọi là đá mác ma. Loại đá này sau đó hoặc bị bào mòn và tái và lắng đọng để tạo thành đá trầm tích hoặc bị đổi khác thành đá biến chất bởi nhiệt độ và áp suất. Đá trầm tích hoàn toàn có thể sau đó bị đổi khác thành đá biến chất bởi nhiệt độ và áp suất, và đá biến chất hoàn toàn có thể bị phong hóa, bào mòn, ngọt ngào và hóa đá để trở thành đá trầm tích. Tất cả các loại đá này hoàn toàn có thể bị tái nóng chảy và tạo thành mác ma mới, rồi mác ma này chúng hoàn toàn có thể kết tinh để tạo ra đá mác ma một lần nữa. Chu trình này được bộc lộ rõ nét bởi các yếu tố động lực tương quan đến học thuyết thiết kế mảng .
Kiến tạo mảng
Vào thập niên 1960, một phát hiện quan trọng nhất đó là sự tách giãn đáy đại dương [ 11 ] [ 12 ]. Theo đó, thạch quyển của Trái Đất gồm có vỏ và phần trên cùng của manti trên, bị chia tách thành các mảng thiết kế và vận động và di chuyển trên manti trên ở dạng rắn, dẻo, dễ biến dạng hay trên quyển astheno. Đây là sự hoạt động cặp đôi bạn trẻ giữa các mảng trên mặt và dòng đối lưu manti : sự chuyển dời mảng và các dùng đối lưu manti khi nào cũng cùng hướng. Sự di dời hai bạn trẻ của các mảng trên mặt phẳng của Trái Đất và dòng đối lưu manti được gọi là xây đắp mảng .Sự tăng trưởng của thiết kế địa tầng phân phối các kiến thức và kỹ năng vật lý cơ bản cho việc quan sát Trái Đất rắn. Các khu khực dạng tuyến lê dài trên Trái Đất hoàn toàn có thể được lý giải đó là ranh giới giữa các mảng. [ 13 ] Các sống núi giữa đại dương, là các khu vực cao trong đáy biển, tại đây sống sót các quy trình thủy nhiệt và hoạt động giải trí núi lửa cũng được lý giải đó là ranh giới tách giãn. Các vòng cung núi lửa và các trận động đất cũng được lý giải đó là ranh giới quy tụ, nơi mà một mảng bị hút chìm dưới một mảng. Ranh giới biến dạng, như mạng lưới hệ thống đứt gãy San Andreas, tạo ra các trận động đất mạnh và tiếp tục. Kiến tạo địa tầng cũng góp thêm phần làm sáng tỏ chính sách thuyết trôi dạt lục địa của Alfred Wegener [ 14 ], theo đó, các lục địa vận động và di chuyển trên mặt Trái Đất trong suốt thời hạn địa chất. Kiến tạo địa tầng cũng nêu ra các tự ảnh hưởng tác động làm biến dạng và trạng thái mới của vỏ Trái Đất trong việc điều tra và nghiên cứu địa chất cấu trúc. Điểm mạnh của thuyết thiết kế địa tầng là hợp thức hóa việc tích hợp các học thuyết riêng không liên quan gì đến nhau về phương pháp mà thạch quyển chuyển dời trên các dòng đối lưu của manti .Dựa trên học thuyết này, hiện tại, người ta đã làm rõ được lịch sử vẻ vang tăng trưởng địa chất Trái Đất nói chung và địa chất khu vực nói riêng .
Tiến hóa địa chất khu vực
Tiến hóa địa chất khu vực là sự hình thành các loại đá trong một khu vực tuân theo quy trình thạch học và các quy trình tác động ảnh hưởng lên chúng làm chúng bị biến dạng và đổi khác vị trí. Sự biến đổi đổi này được bộc lộ bởi các dấu vết được lưu lại trên các đơn vị chức năng địa chất .Các đơn vị chức năng đá tiên phong được hình thành hoặc bởi sự tích tụ trên mặt phẳng hoặc xâm nhập vào trong các lớp đá khác. Sự tích tụ hoàn toàn có thể xảy ra khi trầm tích và lắng đọng trên bề mặt Trái Đất và sau đó hóa đá tạo thành đá trầm tích, hoặc khi vật tư núi lửa như tro núi lửa hoặc các dòng dung nham phủ lên mặt phẳng. Đá xâm nhập như batholith, laccolith, đê, và sàng, xâm nhập vào các đá, và kết tinh tại đó .
Hình minh họa ba loại đứt gãy ( phay ). ( 1 ) Đứt gãy ngang ( bình đoạn tầng ), ( 2 ) Đứt gãy thuận ( phay thuận ) và ( 3 ) Đứt gãy nghịch ( phay nghịch ) .
Mặt cắt địa chất của Núi Kittatinny. Mặt cắt này hiển thị các đá biến chất, bị phủ bởi các đá trầm tích trẻ hơn sau khi biến chất xảy ra. Các đá này sau đó bị uốn nếp và đứt gãy trong quy trình nâng lên thành núi .Sau khi một chuỗi các đá bắt đầu được tạo ra, các đá này hoàn toàn có thể bị biến dạng và biến chất. Sự biến dạng tạo ra bởi sự căng giãn, sự nén ép, hoặc bình đoạn tầng ( phay ngang ). Các chính sách này tương quan đến các ranh giới quy tụ, ranh giới phân kỳ, và ranh giới chuyển dạng giữa các mảng xây đắp .Khi đá chịu tác động ảnh hưởng bởi lực nén ngang, chúng trở nên ngắn và dày hơn. Bởi vì các đá ít bị biến dạng về thể tích, và ứng xử theo hai cách là tạo thành đứt gãy và uốn nếp. Trong các phần nông của vỏ Trái Đất, thường xảy ra biến dạng giòn, hình thành các đứt gãy nghịch, đây là trường hợp các đá ở sâu vận động và di chuyển lên trên các đá ở trên. Các đá ở sâu thường cổ hơn, theo nguyên tắc chồng lớp, lại vận động và di chuyển lên nằm trên các đá trẻ hơn. Sự di dời dọc theo đứt gãy hoàn toàn có thể tạo ra nếp uốn, hoặc do các đứt gãy không có mặt phẳng, hoặc do các lớp đá trượt dọc theo nó, tạo thành các nếp uốn kéo, khi trượt Open dọc theo đứt gãy. Các đá nằm sâu hơn trong lòng đất thì có ứng xử như vật tư dẻo, và tạo ra nếp uốn thay vì đứt gãy. Các nếp uốn này hoàn toàn có thể hoặc là nếp uốn lồi nếu lõ của nếp uốn trồi lên hoặc nếp uốn lõm khi lõi bị hạ thấp. Nếu một số ít phần của nếp uốn bị sụt xuống, thì cấu trúc này được gọi là nếp lồi hòn đảo hoặc nếp lõm hòn đảo .Khi đá chịu nép ép ở nhiệt độ và áp suất cao hơn hoàn toàn có thể gây uốn nếp và biến chất đá. Sự biến chất hoàn toàn có thể làm biến hóa thành phần khoáng vật của đá ; sự phân phiến tương quan đến các khoáng vật được tăng trưởng khi chịu nén ; và vó thể làm mất đi cấu trúc khởi đầu của đá, như đá gốc trong đá trầm tích, dạng dòng chảy của dung nham, và cấu trúc kết tinh của đá kết tinh .Căng giãn làm cho các đá trở nên dài và mỏng mảnh hơn, và thường tạo ra các đứt gãy thuận. Sự căng giãn làm các đá mỏng dính hơn : như ở vùng nếp uốn và đai đứt gãy nghịch Maria, được cấu trúc hàng loạt là trầm tích của Grand Canyon hoàn toàn có thể quan sát được chiều dài nhỏ hơn 1 m. Các đá ở độ sâu dễ bị kéo giãn cũng thường bị biến chất. Các đá bị kéo giãn cũng hoàn toàn có thể tạo thành dạng thấu kính, được gọi là boudin, sau này tiếng Pháp gọi là ” xúc xích “, vì chúng nhìn giống nhau .Khi các đá bị di dời tương đối nhau theo mặt phẳng thì gọi là đứt gãy ngang, các đứt gãy này tăng trưởng trong các khu vực nông, và trong đới cắt ở sâu hơn khi đá bị biến dạng dẻo .Khi các đá mới hình thành, cả tích tụ và xâm nhập, thường tạo ra sự biến dạng. Khi đó sẽ thình thành các đứt gãy và gây ra các biến dạng khác làm cho địa hình phân dị, từ đó Open sự xâm thực, bào mòn dọc theo sườn và các dòng chảy. Quá trình này tạo ra các trầm tích, và sau đó chúng được và lắng đọng và nhấn chìm. Trong trường hợp sự di dời dọc theo đứt gãy diễn ra liên tục sẽ duy trì sự ngày càng tăng gradient địa hình một cách liên tục và liên tục tạo ra các khoảng chừng khoảng trống cho trầm tích ngọt ngào. Các sự kiện biến dạng thường tương quan đến các hoạt động giải trí xâm nhập và núi lửa. Tro núi lửa và dung nham và lắng đọng trên mặt phẳng, còn sự xâm nhập thì tạo thành các đá nằm bên dưới mặt đất. Ví dụ như xâm nhập kiểu đê là sự xâm nhập theo mặt phẳng thẳng đứng và lê dài, và thường gây ra các biến dạng trên quy mô to lớn. Loại này hoàn toàn có thể quan sát ở khiên Canada, hay vòng đê xung quanh ống dung nham núi lửa .Tất cả các quy trình này không nhất thiết phải xảy ra trong một môi trường tự nhiên, và không Open riêng không liên quan gì đến nhau. Quần đảo Hawaii, là một ví dụ gồm hầu hết là dung nham bazan. Các loạt trầm tích giữa lục địa ở Hoa Kỳ và vùng Grand Canyon ở tây nam Hoa Kỳ còn sót lại các ống khói bằng đá trầm tích phần đông không bị biến dạng có tuổi Cambri. Các khu vực khác có đặc thù địa chất phức tạp hơn : ở vùng tây nam Hoa Kỳ, các đá trầm tích, đá núi lửa và đá xâm nhập đều bị biến chất, đứt gãy, và uốn nếp. Thậm chí các đá có tuổi cổ hơn như đá gơnai Acasta thuộc nền cổ Slav ở tây-bắc Canada, đá cổ nhất trên quốc tế đã bị biến chất tại điểm mà nguồn gốc của nó không hề nhận ra được bằng các nghiên cứu và phân tích trong phòng thí nghiệm. Thêm vào đó, các quy trình này hoàn toàn có thể xảy ra trong nhiều quá trình. Ở một số nơi, Grand Canyon ở tây nam Hoa Kỳ là một ví dụ đơn thuần nhất, các đá nằm bên đưới bị biến chất và biến dạng, và sau đó sự biến dạng kết thúc ; còn phần trên, các đá không bị biến dạng thì được tích tụ. Mặc dù số lượng các đá được thay thế sửa chữa và biến dạng hoàn toàn có thể xảy ra và chúng hoàn toàn có thể Open nhiều lần, thì các khái niệm này vẫn cung ứng các hiểu biết về lịch sử vẻ vang của một khu vực …
Cấu tạo của Trái Đất và địa chất hành tinh
Cấu tạo của Trái Đất
Cấu tạo các lớp của Trái Đất. ( 1 ) nhân trong ; ( 2 ) nhân ngoài ; ( 3 ) manti dưới ; ( 4 ) manti trên ; ( 5 ) thạch quyển ; ( 6 ) vỏ
Cấu tạo các lớp của Trái Đất. Các đường đi của sóng đặc biệt quan trọng từ các trận động đất theo quan điểm của các nhà địa chấn học trước đây trong cấu trúc lớp của Trái ĐấtCác văn minh về địa chấn học, quy mô trên máy tính, và khoáng vật học – tinh thể học ở nhiệt độ và áp suất cao cũng đã cho bức tranh về thành phần và cấu trúc bên trong của Trái Đất .
Các nhà địa chấn học có thể sử dụng thời gian đến của các sóng địa chất phản hồi để hình dung cấu tạo bên trong của Trái Đất. Các khám phá trước đây trong lĩnh vực này cũng đã cho thấy nhân ngoài ở thể lỏng (tại đây sóng ngang (S) không thể truyền qua) và nhân trong ở thể rắn đặc sít. Các phát hiện này đã phát triển mô hình lớp của Trái Đất gồm lớp vỏ và thạch quyển ở trên cùng, manti ở dưới (được phân chia bởi sự gián
đoạn sóng địa chấn ở độ sâu 410 đến 660 km), và nhân ngoài và nhân trong ở bên dưới. Gần đây, các nhà địa chấn có thể tạo ra các bức ảnh chi tiết về tốc độ truyền sóng trong Trái Đất giống như các bức ảnh mà bác sĩ chụp cơ thể người bằng máy quét CT. Các bức ảnh này cho nhiều thông tin chi tiết về cấu tạo của Trái Đất và có thể thay thế mô hình lớp được đơn giản bằng mộ mô hình mang tính động lực hơn.
Các nhà khoáng vật học cũng hoàn toàn có thể sử dụng tài liệu áp suất và nhiệt độ từ các điều tra và nghiên cứu về địa chấn và quy mô cùng với sự hiểu biết về thành phần nguyên tố cấu trúc nên Trái Đất bằng cách tái tạo các điều kiện kèm theo này bằng thực nghiệm và đo đạc các biến hóa trong cấu trúc tinh thể. Các nghiên cứu và điều tra này lý giải các đổi khác hóa học tương quan đến sự gián đoạn địa chấn quan trọng trong manti, và cho thấy các cấu trúc tinh thể học Dự kiến trong nhân trong của Trái Đất .
Địa chất học hành tinh
Đầu ngữ geo (γῆ) theo tiếng gốc Hi Lạp hay địa (地) gốc tiếng Trung Quốc có nghĩa là Trái Đất, còn thuật ngữ “địa chất” (geology hay 地质) thường được sử dụng chung với tên của các hành tinh khác khi mô tả thành phần và các quá trình nội sinh của chúng như: “địa chất Sao Hỏa” và “địa chất Mặt Trăng”. Các thuật ngữ đặc biệt như selenology (nghiên cứu Mặt Trăng, tức là Nguyệt Học), areology (của Sao Hỏa, Hỏa Tinh Học) cũng được sử dụng.
Cùng với sự tân tiến về mày mò khoảng trống trong thế kỷ 20, các nhà địa chất đã khởi đầu nghiên cứu và điều tra đến các hành tinh khác có dạng giống như Trái Đất. Các điều tra và nghiên cứu này đã sinh ra nhánh địa chất học hành tinh, đôi lúc còn được gọi là địa chất học ngoài hành tinh, theo đó các nguyên tắc địa chất học được vận dụng để điều tra và nghiên cứu các hành tinh khác trong hệ mặt trời. Mặc dù các nhà địa chất học hành tinh cũng chăm sóc đến mặt phẳng của các hành tinh, nhưng chỉ quan tâm đến sự sống trong quá khức và hiện tại của các quốc tế khác. Điều này đã đặt ra một số ít trách nhiệm với tiềm năng ( một trong các tiềm năng ) là khám phá sự sống trên các hành tinh. Ví dụ như Tàu đáp xuống Phoenix đã nghiên cứu và phân tích đất ở bắc cực Sao Hỏa để tìm kiếm nước, các hợp chất hóa học và khoáng vật tương quan đến các quy trình sinh học .
Thời gian địa chất
Định tuổi tương đối
Một giải pháp truyền thống lịch sử và quan trọng trong việc định tuổi các yếu tố địa chất là sử dụng các nguyên tắc địa chất. Có nhiều nguyên tắc quan trọng được tăng trưởng từ khi sơ khai đến khi nó trở thành một ngành khoa học chính thức. Các nguyên tắc này vẫn được vận dụng cho đến thời nay theo cách mà nó phân phối thông tin về lịch sử dân tộc địa chất và thời hạn diễn ra các sự kiện địa chất .
Nguyên tắc quan hệ xâm nhập, khi đá mácma xâm nhập lên bề mặt đất nó xuyên cắt qua các tầng nằm bên trên nó, thường là các tầng đá trầm tích. Khi đó dựa trên quan hệ này có thể xác định được các đá mác ma trẻ hơn các đá trầm tích bị nó cắt qua. Có một số kiểu xâm nhập khác nhau như laccolith, batholith, sàng và đê.
Nguyên tắc quan hệ cắt theo mặt cắt, đề cập đến các đứt gãy và tuổi của đứt gãy. Đứt gãy trẻ hơn đá mà chúng cắt qua; nếu các đứt gãy này cắt qua hai hay nhiều loại đá theo thứ tự địa tầng, nếu chúng phát triển liên tục trên đá này mà không phát triển trên đá kia thì các đá bị cắt có tuổi cổ hơn đứt gãy, còn các đá không bị cắt có tuổi trẻ hơn đứt gãy. Tìm các dấu hiệu này trên đá có thể xác định được loại đứt gãy đó là đứt gãy thường hay đứt gãy sâu (trong toàn vỏ Trái Đất).
Nguyên tắc bắt tù hay chứa, thường dùng trong đá trầm tích, khi mà một loại đá ngoại lai có mặt trong đá trầm tích, thì nó có tuổi cổ hơn tuổi đá trầm tích. Tương tự, trong đá mácma, khi một loại đá bị bao bọc bởi một đá mácma khác thì đá bị bao bọc có tuổi cổ hơn tuổi đá mácma chứa nó.
Nguyên tắc tương tự đề cập đến các quá trình địa chất diễn ra trong hiện tại cũng giống với các quá trình diễn ra trong quá khứ. Nguyên tắc này được phát triển từ nguyên tắc của nhà vật lý và địa chất học James Hutton thế kỷ 18, là “hiện tại là chìa khóa mở cách cửa quá khứ” nguyên văn: “the past history of our globe must be explained by what can be seen to be happening now” (Lịch sử trong quá khứ có thể được giải thích giống như các gì xảy ra trong hiện tại).
Nguyên tắc lớp nằm ngang nguyên thủy đề cập đến các lớp trầm tích tồn tại trong môi trường ở dạng đá gốc nằm ngang. Quan sát các lớp trầm tích hiện đại (đặc biệt là trầm tích biển) ở nhiều môi trường khác nhau cũng chứng minh cho nguyên tắc này (mặc dù trong tự nhiên các lớp này hơi nghiêng, nhưng xu hướng chung là nó nằm ngang).
người đẹp trai trong tiếng Tiếng Anh – Tiếng Việt-Tiếng Anh
Nguyên tắc xếp chồng để chỉ các lớp đá trầm tích trẻ hơn nằm trên các lớp đá trầm tích cổ trong vùng yên tĩnh kiến tạo. Nguyên tắc này dùng để phân tích quan hệ của các lớp trầm tích trong cùng một mặt cắt đứng, theo đó có thể phân tích sự gián đoạn trầm tích trong toàn địa tầng.
Nguyên tắc động vật hóa thạch dựa trên sự xuất hiện của hóa thạch trong các đá trầm tích. Khi các loài xuất hiện cùng thời điểm trên toàn thế giới, sự có mặt hoặc không có mặt (thỉnh thoảng) của chúng có thể cung cấp tuổi tương đối của các hệ tầng chứa chúng. Dựa trên nguyên tắc của William Smith, đã ra đời trước thuyết tiến hóa của Charles Darwin gần 100 năm, nguyên tắc này phát triển độc lập với thuyết tiến hóa. Nguyên tắc trở nên khá phức tạp, tuy vậy đã đưa ra được sự hóa thạch của các loài dễ biến đổi và hóa thạch địa phương dựa trên sự thay đổi theo chiều đứng trong môi trường sống (các loài thay đổi trong tầng trầm tích), và không phải tất cả hóa thạch có thể được tìm thấy trên toàn thế giới trong cùng một thời điểm.
Định tuổi tuyệt đối
Một sự kiện lớn của ngành địa chất trong thế kỷ 20 là năng lực sử dụng tỷ suất đồng vị phóng xạ để xác lập khoảng chừng
thời hạn mà đá chịu tác động ảnh hưởng bởi một nhiệt độ đơn cử. Các chiêu thức này đo đạc thời hạn từ lúc một hạt khoáng vật đơn cử nguội đi ở nhiệt độ kết thúc của nó, tại điểm này các đồng vị phóng xạ khác nhau không còn khuếch tán trong các cấu trúc tinh thể. [ 15 ] [ 16 ]Việc sử dụng định tuổi đồng vị đã làm biến hóa các hiểu biết về thời hạn địa chất. Trước đây, các nhà địa chất chỉ hoàn toàn có thể sử dụng hóa thạch để định tuổi trong các mặt phẳng cắt của đá trong mối quan hệ với các mặt phẳng cắt khác. Trong khi đó, định tuổi đồng vị, hoàn toàn có thể định tuổi đúng mực, và tuổi đúng mực này hoàn toàn có thể được ứng dụng so với các chuỗi hóa thạch trong các vật tư đã được định tuổi, đổi từ tuổi tương đối thành tuổi tuyệt đối .Các nhà địa chất đã dùng phân rã phóng xạ để xác lập tuổi của Trái Đất vào khoảng chừng 4,54 tỉ năm ( 4,5 x109 ) [ 17 ] [ 18 ] và tuổi của các vật tư tạo thành hành tinh cổ nhất ( các thiên thạch Chondrit kỷ Cacbon ) là 4,567 tỉ năm. [ 19 ]
Các mốc quan trọng
Thời gian địa chất trong sơ đồ được gọi là đồng hồ đeo tay địa chất, bộc lộ các tiến trình tương đối của các kỷ trong lịch sử dân tộc Trái Đất .Đồng hồ thang thời hạn địa chất về lịch sử vẻ vang của Trái Đất từ lúc hình thành hệ Mặt Trời cách đây 4,567 Ga ( Ga : tỉ năm ) đến hiện tại. [ 20 ]
Tóm lược thang địa thời
Dòng thứ 2 và 3 là phần lan rộng ra của các phần được lưu lại sao .
Triệu năm
Holocen (thế cuối cùng) rất nhỏ nên thể hiện không rõ trên thang này.
Các giải pháp điều tra và nghiên cứu
Các nhà địa chất sử dụng các giải pháp thực địa, nghiên cứu và phân tích trong phòng thí nghiệm, và quy mô số để giải thuật lục sử Trái Đất và hiểu các quy trình xảy ra trên Trái Đất. Trong các cuộc khảo sát địa chất, các nhà địa chất thường dùng các thông tin nguyên thủy tương quan đến thạch học ( điều tra và nghiên cứu về các loại đá ), địa tầng học ( điều tra và nghiên cứu các lớp trầm tích ), và địa chất cấu trúc ( điều tra và nghiên cứu về thế nằm và sự biến dạng của đá ). Trong một số ít trường hợp, các nhà địa chất cũng điều tra và nghiên cứu đất, sông, địa hình, và băng hà ; khảo sát sự sống hiện tại và quá khứ và các con đường địa hóa, và sử dụng các giải pháp địa vật lý để khảo sát phần bên dưới mặt đất .
Các giải pháp thực địa
Cắm trại tại khu vực đo vẽ map của USGS thập niên 1950 .
Máy khoan loại 650 m đang hoạt động giải trí .Công việc khảo sát địa chất thực tiễn hay thực địa đổi khác tùy theo trách nhiệm được giao ( đặt ra ). Các việc làm thường thì gồm có :
Các giải pháp trong phòng thí nghiệm
Trong nghành nghề dịch vụ thạch học, các nhà thạch học xác lập các mẫu đá trong phòng thí nghiệm bằng hai chiêu thức là soi mẫu dưới kính hiển vi quang học và dưới kính hiển vi điện tử. Trong các nghiên cứu và phân tích khoáng vật quang học, mẫu lát mỏng mảnh được nghiên cứu và phân tích bằng kính hiển vi thạch học, nhờ đó các khoáng vật hoàn toàn có thể được xác lập qua các thuộc tính khác nhau của chúng bởi ánh sáng phân cực xuyên qua và mặt phẳng phân cực, gồm các đặc thù của nó như khúc xạ kép, đa sắc, tuy vậy tinh, và sự giao thoa bởi lăng kính lồi. [ 21 ] Khi dùng máy dò điện tử, các vị trí riêng không liên quan gì đến nhau được nghiên cứu và phân tích về thành phần hóa học đúng mực và sự thanh đổi về thành phần trong các tinh thể riêng không liên quan gì đến nhau. [ 22 ] Các điều tra và nghiên cứu về đồng vị bền [ 23 ] và phóng xạ [ 24 ] giúp con người hiểu hơn về thành phần vật chất bên trong, cũng như sự tăng trưởng của địa hóa học về các loại đá .Các nhà thạch học sử dụng tài liệu về các bao thể [ 25 ] và các thí nghiệm vật lý ở nhiệt độ và áp suất cao [ 26 ] để tìm hiểu và khám phá nhiệt độ và áp suất mà tại đó hình thành các pha tạo khoáng vật khác nhau, và bằng cách nào chúng đổi khác trong các quy trình mácma [ 27 ] và biến chất. Nghiên cứu này hoàn toàn có thể được ngoại suy từ trong thực tiễn để hiểu các quy trình biến chất và các điều kiện kèm theo kết tinh của các đá mácma. [ 28 ] Công trình này cũng giúp lý giải các quy trình Open trong lòng Trái Đất như sự hút chìm và sự tiến hóa của lò mácma .
Địa chất cấu trúc
Sơ đồ về nêm bồi kết ( lục ). Trong nêm tăng trưởng các đứt gãy dọc theo đứt gãy bazan chính. Nó tạo nên hình dạng của một cái nêm, các góc của các lớp đá trong nêm so với mặt phẳng nằm ngang là giống nhau chạy song song với đứt gãy chính. Nó giống như một xe ủi đất đẩy một đống đất, ở đây xe ủi đất là mảng hút vào .Các nhà địa chất cấu trúc sử dụng chiêu thức nghiên cứu và phân tích thạch học lát mỏng mảnh để quan sát cấu trúc thớ của đá vì chúng phân phối thông tin về ứng suất bên trong cấu trúc tinh thể của đá. Họ cũng vẽ và tích hợp các đo đạc về địa chất cấu trúc nhằm mục đích hiểu rõ hơn khuynh hướng của đứt gãy hoặc nếp uốn để phục sinh lại lịch sử dân tộc biến dạng đá của một khu vực hay rộng hơn là lịch sử vẻ vang tăng trưởng xây đắp của khu vực. Thêm vào đó, họ triển khai nghiên cứu và phân tích các thí nghiệm dạng mô phỏng trên máy tính về sự biến dạng của đá ở khoanh vùng phạm vi lớn trong thiên nhiên và môi trường nhỏ .Các nghiên cứu và phân tích về cấu trúc
thường được triển khai bằng cách vẽ đồ thị xu thế về các đặc thù biến hóa trên lưới chiếu nổi. Lưới chiếu nổi là một lưới chiếu hình cầu được bộc lộ trên mặt phẳng, trên lưới này các mặt phẳng được màn biểu diễn thành các đường thẳng và các đường thẳng được trình diễn thành các điểm. Lưới này hoàn toàn có thể được sử dụng để tìm vị trí của các trục nếp uốn, quan hệ giữa các đứt gãy, và quan hệ giữa các cấu trúc địa chất khác nhau .Mộ trong các thí nghiệm nổi tiếng nhất về địa chất cấu trúc là thí nghiệm tương quan đến các nêm bồi kết, nó là các khu vực tạo ra các dãy núi dọc theo các ranh giới mảng quy tụ. [ 29 ] Trong các lần thí nghiệm khác nhau, các lớp cát nằm ngang bị kéo dọc theo mặt phẳng bên dưới tạo ra các kiến trúc giống như với thực tiễn và sự tăng trưởng của đai tạo núi vuốt nhọn số lượng giới hạn ( tổng thể các góc giống nhau ). [ 30 ] Các quy mô số cũng triển khai bằng cách tương tự như, chúng thường phức tạp và hoàn toàn có thể gồm có các kiến trúc xói mòn và nâng trong đai tạo núi. [ 31 ] Thí nghiệm này giúp bộc lộ quan hệ giữa xói mòn và hình dạng của dãy núi. Các nghiên cứu và điều tra trên cũng phân phối thông tin có ích cho việc tìm hiểu và khám phá cách biến chất do áp lực đè nén, nhiệt độ, khoảng trống và thời hạn. [ 32 ]
Địa tầng học
Các nhà địa chất khảo sát một mẫu lõi khoan mới tích lũy còn tươi. Chile, 1994 .Trong phòng thí nghiệm, các nhà địa tầng học nghiên cứu và phân tích các mẫu trong các mặt phẳng cắt địa tầng được tích lũy từ thực địa, như các mẫu lõi khoan. [ 33 ] Các nhà địa tầng học cũng nghiên cứu và phân tích tài liệu tích lũy được ở các vị trí lộ ra các đơn vị chức năng địa tầng từ các cuộc khảo sát địa chất. [ 34 ] Dữ liệu địa vật lý và log lỗ khoan cũng được tích hợp để mô phỏng theo khoảng trống ba chiều trên máy tính để giúp hiểu rõ hơn về các đặc thù bên dưới mặt đất. [ 35 ] Sau đó, các tài liệu này được sử dụng để tái lập lại các quy trình trong quá khứ đã diễn ra trên mặt phẳng của Trái Đất, [ 36 ] giải đoán các thiên nhiên và môi trường trong quá khứ, và các khu vực dùng cho khai thác nước hoặc dầu khí .Trong phòng thí nghiệm, các nhà sinh địa tầng học nghiên cứu và phân tích các mẫu đá lộ ra trên mặt và các mẫu lõi khoan để tìm kiếm các hóa thạch. [ 33 ] Các hóa thạch này giúp các nhà khoa học định tuổi của đá chứa nó và biết được môi trường tự nhiên trầm tích của đá đó. Các nhà địa thời học xác lập đúng mực tuổi đá trong mặt phẳng cắt địa tầng nhằm mục đích cung ứng các ranh giới tuổi tuyệt đối đúng mực hơn về thời hạn và vận tốc trầm tích. [ 37 ] Các nhà từ địa tầng học cũng dùng tín hiệu hòn đảo cực từ trong lõi khoan của các đá mácma để định tuổi của đá. [ 33 ] Các nhà khoa học khác nghiên cứu và điều tra đồng vị không thay đổi trong các đá cũng nhằm mục đích phân phối thêm thông tin về khí hậu trong quá khứ. [ 33 ]
Địa chất ứng dụng
Kinh tế địa chất
Các nhà kinh tế tài chính địa chất giúp xác lập và quản trị tài nguyên vạn vật thiên nhiên trên Trái Đất như dầu khí, than cũng như tài nguyên tài nguyên sắt kẽm kim loại ( đồng, sắt, urani ) và phi kim loai ( vật tư kiến thiết xây dựng, vật tư gốm sứ ) .
Địa chất mỏ
Địa chất mỏ bao gồm các việc làm khai thác tài nguyên trên Trái Đất. Một số tài nguyên có giá trị kinh tế tài chính được quan tâm nhiều nhất như các loại đá quý, sắt kẽm kim loại, và 1 số ít khoáng vật như amiăng, perlit ( đá trân châu ), mica, phosphat, zeolit, sét, đá bọt, thạch anh, và silica, cũng như các nguyên tố như lưu huỳnh, clo, và heli .
Địa chất dầu khí
Các nhà địa chất dầu khí nghiên cứu và điều tra các vị trí trong lòng đất nơi mà hoàn toàn có thể khai thác hydrocarbon, đặc biệt quan trọng là dầu mỏ và khí vạn vật thiên nhiên. Bởi vì các bể chứa dầu này được tìm thấy trong các bồn trầm tích [ 38 ], họ cũng điều tra và nghiên cứu các thành hệ trong các bồn này cũng như sự trầm tích và tiến hóa thiết kế của chúng và thế nằm hiện tại của các lớp đá .
Cơ học đất và địa kỹ thuật
Trong nghành nghề dịch vụ kỹ thuật kiến thiết xây dựng, các nguyên tắc địa chất và các phép nghiên cứu và phân tích được sử dụng để xác lập chắc như đinh các nguyên tắc ứng xử cơ học của vật tư được sử dụng trong khu công trình. Điều náy giúp cho các đường hầm không bị sập, các cây cầu và các tòa nhà cao tầng liền kề được thiết kế xây dựng trên móng vững chãi, và các tòa nhà hoàn toàn có thể đứng vững trên nền đất bùn, sét. [ 39 ]
Các yếu tố về nước và môi trường tự nhiên
Địa chất và các nguyên tắc địa chất hoàn toàn có thể ứng dụng trong các yếu tố về môi trường tự nhiên như Phục hồi dòng chảy, hồi sinh các vùng đất bỏ phí, và hiểu các tương tác giữa thiên nhiên và môi trường sống tự nhiên và môi trường tự nhiên địa chất. Thủy văn học nước dưới đất hay địa chất thủy văn được sử dụng để tìm kiếm nước dưới đất, [ 40 ] nó chỉ ra các vị trí nước cấp không bị ô nhiễm và rất quan trọng trong các khu vực khô cằn, [ 41 ] và để theo dõi sự khuếch tán chất ô nhiễm trong các giếng nước. [ 40 ] [ 42 ]Các nhà địa chất thu được tài liệu trải qua cột địa tầng, lỗ khoan, mẫu lõi khoan và mẫu lõi băng. Các mẫu lõi băng [ 43 ] và lõi trầm tích [ 44 ] được sử dụng để tái lập các điều kiện kèm theo cổ khí hậu, vì chúng cho biết về nhiệt độ, lượng mưa và mực nước biển trên toàn thế giới trong quá khứ và hiện tại. Các tài liệu này là tài liệu gốc phân phối thông tin về biến hóa khí hậu toàn thế giới nằm ngoài các tài liệu lấy được từ các đo đạc hiện tại. [ 45 ]
Tai biến tự nhiên
Các nhà địa chất học và địa vật lý học nghiên cứu và điều tra các tai biến tự nhiên nhằm mục đích mục tiêu đưa ra các thông số bảo đảm an toàn trong thiết kế xây dựng các tòa nhà và mạng lưới hệ thống cảnh báo nhắc nhở nhằm mục đích giảm thiểu thiệt hại về tính mạng con người và gia tài. [ 46 ] Các ví dụ về các tai biến tự nhiên tương quan đến địa chất ( trái chiều với các gì tương quan
đa phần đến khí tượng ) :
Các nghành nghề dịch vụ tương quan
Địa chất khu vực
Theo dãy núi
Theo vương quốc
Theo hành tinh