Maximální rozvoj v 19. století (průmyslová revoluce).
Skládá se z přírodních věd (fyzika, chemie, geografie, biologie) a technických disciplín.
Výzkum neživého (abiotického) subsystému přírodního prostředí: látkové složení, stavba a vývoj Země.
Význam pro světovou ekonomiku.
Význam geologie:
Poskytuje informace o vzniku půd (zemědělství, lesnictví).
Vytváří podklady pro územní plánování a obranu státu.
Objasňuje příčiny chorob vyvolaných přítomností nebo absencí určitých látek ve vodách, půdách a horninách (lékařské vědy).
Připravuje podklady pro syntetickou výrobu minerálů a hornin.
Dílčí disciplíny geologie
Mineralogie:
Zákonitosti vzniku, vývoje a výskytu minerálů.
Petrologie:
Vznik, složení, stavba a následné přeměny hornin.
Dynamická (všeobecná) geologie:
Studium endogenních a exogenních procesů a změn, které vyvolávají v zemské kůře.
Historická geologie:
Studium vývoje zemské kůry a života na Zemi v závislosti na čase (nedílný vývoj neživé i živé přírody).
Regionální geologie:
Výzkum geologické stavby a složení různě velkých území, států nebo kontinentů (geologické mapování + výsledky ostatních geologických disciplín).
Užitá (aplikovaná) geologie:
Využití výsledků geologických disciplín k praktickým účelům.
Hlavní odvětví: ložisková, hornická, hydrogeologie, inženýrská, zemědělská, lesnická, vojenská, životního prostředí
Interdisciplinární obory:
Geofyzika: studium fyzikálních procesů probíhajících v zemském tělese na jeho povrchu a v nejbližším okolí.
Geochemie: studium zákonitostí výskytu prvků a chemických sloučenin a jejich migrace v zemském tělese.
Paleontologie (paleobiologie): vznik a vývoj organismů v geologické minulosti.
Geologie – geografie.
Geologie – matematika.
Geologie a čas
Stáří Země: 4,57 Ga (giga annum) = jeden rok.
Každý den roku = 12,5 milionu let.
Každá hodina = 500 000 let.
Každá minuta = 8 694 let.
Každá sekunda = 145 let.
Vznik a stavba Země
První vědecká představa o vzniku Země a planet:
2. polovina 18. století: Kant-Laplaceova nebulární hypotéza (1755/1796).
Vznik Slunce a planet z rotující mlhoviny („elementární pralátka“ – prach, pára?).
Srážení, ztráta rychlosti, pokles ke gravitačnímu centru.
Vliv gravitačních sil: smršťování různost otáčivé rychlosti odstředivé síly prstence základ budoucích planet.
Původně žhavá hmota, která se postupně ochlazuje: smršťování a zrychlování rotace prstenců – odlučování hmoty v jejich rovníkové oblasti.
Problém: vznik rotace v původně klidné mlhovině, rozdělení momentu hybnosti mezi Sluncem a ostatními planetami (Slunce: 99,86% hmoty, ale pouze 1% hybnosti celé soustavy).
První vědecká hypotéza v protikladu k tradičním náboženským představám.
Současné kosmogonické hypotézy
Stáří vesmíru
Odhad: 12 až 20.109 let
Aktuálně: 13,82.109 let (registrace nejstaršího světla z oblasti mikrovlnného záření
Stáří sluneční soustavy: 4,7.109 let
Základ planet:
Mračno plynů a prachových částic (supernova) oddělené od prvotního Slunce v důsledku jeho smršťování a rotace.
Diskovitý tvar.
Průměr: 1012 km.
Hustota: 10−22g.cm3.
Složení: H, He > 98 %, zmrzlé látky (amoniak, metan, voda) 1,5 %, prachová částice (chondry) 0,5 %, silikáty (olivín, pyroxen, sklo), oxidy (Fe, Mg, Ca, K, Na).
Nové poznatky:
Vznik planet z materiálu různorodého složení – viz asteroidy mezi Marsem a Jupiterem (Ceres, Pallas, Vesta, Juno a Chiron).
a) Pramlhovina
Smršťování obrovského kosmického oblaku plynu a prachu vlivem magnetických a elektrostatických sil
b) Přitahování látek do centra (gravitace), vznik Praslunce, zplošťování zbývajícího materiálu do tvaru disku (100 000 let)
c) Srážení a spojování drobných těles (planetesimály) v prostoru disku zrychlování rotace růst hustoty nárazy atomů přeměna kinetické energie v tepelnou
d) Vznik protoplanet a jejich měsíců
Zahřívání Země:
V důsledku kinetické energie dopadajících těles.
Postupně růst vlivu vlastní vnitřní energie, zvl. Gravitační
Vliv gravitační energie
Gravitační diferenciace látek o rozdílné objemové hmotnosti zmenšování potenciální energie Země doprovázené uvolňováním tepla v jejím nitru
Důsledek gravitační diferenciace: rozvrstvení látek podle klesající objemové hmotnosti
Energie související s gravitační diferenciací:
Tepelná energie: procesy tavení hornin Pásmové tavení hornin – zvl. Silikáty Zemská kůra Maximum radioaktivního tepla (tavenin) ve vnějším obalu zemského tělesa: podpora gravitační diferenciace uvnitř Země
Stavba a složení zemského tělesa
Přímé pozorování:
Nejsvrchnější části zemského tělesa
Nejhlubší důlní díla: 3 500 m
Nejhlubší vrt: SG3 – 12 261 m (1970-1994) – 12 000 nových geologických objevů 180-300 stupňů
Přerušeno: 1983, Konec: 2005
6 378 km = 0,001 průměrů Země
Maximum realizovaných vrtů: ložiskové oblasti USA a Ruska, nerovnoměrné rozložení (v USA jen na 5 % území)
Rozložení hlubších a hlubokých vrtů (500-6 500 m) v ČR
Povrchové studium hornin = interpretace stavby a složení Země do hloubky 1-5 km
Hlubší části Země:
Nepřímé metody (geofyzikální) studium rychlosti šíření seizmických vln
Druhy seizmických vln
Podélné vlny (primární, P – vlny)
Na seizmických záznamech registrovány první
Největší rychlost
Podélné vlnění, částice okolního prostředí jsou rozkmitávány ve směru šíření vlny
Prostředím se šíří oblast periodického zhušťování a zřeďování hmoty
Procházejí pevným i kapalným prostředím – minimální škody (zvuková rezonance)
Příčné vlny (sekundární, S – vlny)
Na seizmických záznamech registrovány později
Pomalejší (0,5-0,6 rychlosti P-vln)
Částice okolního prostředí rozkmitávají kolmo na směr svého šíření (v horizontální nebo vertikální rovině)
Nejsou schopny procházet kapalným prostředím
Silné destruktivní účinky
Význam seizmických vln pro interpretaci hlubinné stavby zemského tělesa
Rychlost seizmických vln stoupá v závislosti na rostoucí hustotě okolního prostředí.
V určitých hloubkách se rychlost vln:
Náhle mění (stoupá nebo klesá) nebo se vlny dále nešíří