1. Инженерная геология как наука.

Геология- наука о Земле, которая изучает строение состав и историю Земли, закономерности и процессы формирования земной коры, а также этапы развития органической жизни на Земле.

Разделы геологии:

• минералогия-наука о минералах

• кристаллография

• петрография и литология- об горных породах, слагающих земную кору

• геохимия

• геофизика- о протекающих физических процессах в различных оболочках Земли

• геоморфология – об образовании и развитии форм земной поверхности

• гидрогеология- о подземных водах

• геология четвертичных отложений – новейшие геологические образования возникли недавно и залегают в поверхностном слое Земли

Инженерная геология- отрасль геологии, изучает верхние горизонты земной коры и ее динамику в связи с инженерно-строительной деятельностью человека. Рассматривает: состав, структуру, текстуру и свойства горных пород и грунтов, разрабатывает прогнозы тех явлений и процессов, которые возникают при взаимодействии сооружений с природной обстановкой, а также пути решении устранения вредного влияния возможных последствий.

2. Происхождение, форма и строение Земли.

Согласно современным космологическим представлениям 3емля образовалась вместе с другими планетами около 4,5 млрд. лет назад из кусков и обломков, вращавшихся вокруг молодого Солнца.

Гипотеза Канта — Лапласа, согласно которой Солнечна система образовалась из огром­ной раскаленной газоподобной туманН0СТИ_; вращавшейся вокруг оси, а Земля вначале была в жидком состоянии, а потом стала твердым телом.

Гипотеза Шмидта - Земля первоначально была холодной. Разогрев ее недр начался, когда она достигла больших размеров. Это произошло за счет выделения теплоты в результате распада имеющихся в ней радиоак­тивных веществ. Недра Земли приобрели пластическое состояние, более плотные вещества сосредоточились ближе к центру планеты, более легкие у ее периферии. Произошло расслоение Земли на отдель­ные оболочки. По гипотезе Шмидта расслоение продолжается до настоящего времени. По мнению ряда ученых, именно это является основной причиной движения в земной коре, т. е. причиной тектони­ческих процессов.

Гипотеза- Биффона- Земля и планеты образовались за счет столкновения Солнца с планетой.

• Диаметр (в экваторе): 6.378.160км

• Диаметр (полярный): 6.356.777 км

• Диаметр коры: 6983 км Толщина мантии: 2900 км

• Температура внутреннего ядра: 4000-5000С

• Масса: 5976 · 10²¹

• Средняя плотность: 5518 кг/м куб

• Площадь суши: 149,1 млн. кв. км

• Площадь Мирового Океана: 361,1 млн. кн. км

• Объем воды: 1370 млн. км'

• Возраст: 4,6 млрд. лет

• Атмосфера: 78% азот, 21% кислород, аргон 1%

• Период обращения вокруг собственной оси: 23 часа 56 минут:

• Период обращения вокруг Солнца: ок. 365 дней 6 часов

Форма Земли именуется Земным шаром. Форма Земли близка к трехосному эллипсоиду вращения с полярным сжатием. Длина земного меридиана составляет 40008,548 км, длина экватора 40075,704 км. Полярное сжатие (или «сплюснутость») обусловлена вращением Земли вокруг полярной оси и величина этого сжатия связана со скоростью вращения Земли. Иногда форму Земли именуют сфероидом, но для Земли есть и собственное наименование формы, а именно геоид. Дело в том, что земная повер­хность изменчива и значительна по высоте (есть высочайшие горные системы более чем в 8000 м, например гора Эверест — 8842 м и глубокие океанические впадины более чем в 11 000 м, Марианская впадина — 11 521 м). Геоид вне континентов совпадает с невозмущен­ной поверхностью Мирового океана, на континентах поверхность геоида рассчитана по гравиметрическим исследованиям и с помощью наблюдений из космоса.

Земля обладает сложноорганизованным магнитным полем, которое можно описать полем, создаваемым намагниченным шаром или маг­нитным диполем.

Строение Земли

В общем виде Земля сложена несколькими концентрическими оболочками: внешними—атмосфера (газовая оболочка), гидросфера (водная обо­лочка), биосфера (область распространения живого вещества, по |!.И. Вернадскому) и внутренними, которые называют собственно геосферами (ядро, мантия и литосфера) .

Непосредственному наблюдению доступны атмосфера, гидросфе­ра, биосфера и самая верхняя часть земной коры. С помощью буровых скважин человеку удается изучать глубины в основном до 8 км. Основной целью сверхглубокого бурения является достижение глубинных слоев земной коры — границ «гранитного» и «базальтового» слоев или верхних границ мантии. Строение более глубоких недр Земли изучается геофизическими методами, из которых наибольшее значение имеют сейсмические и гравиметрические. Изучение вещества, подня­того с границ мантии, должно внести ясность в проблему строения Земли. Особый интерес представляет собой мантия, так как земная кора со всеми полезными ископаемыми образовалась в конечном счете из ее вещества.

Земля имеет 6 оболочек: атмосферу, гидросферу, биосферу, литосферу, пиросферу и центросферу.

Выделяют три главные внутренние области Земли:

1. Земная кора (слой А) -верхняя оболочка Земли, мощность которой изменяется от 6-7 км под глубокими частями океанов до 35-40 км под равнинными платформенными территориями континентов, до 50-70(75) км под горными сооружениями (наибольшие под Гималаями и Андами).

2. Мантия Земли, распространяющаяся до глубин 2900 км. В ее пределах по сейсмическим данным выделяются: верхняя мантия - слой В глубиной до 400 км и С - до 800-1000 км (некоторые исследователи слой С называют средней мантией); нижняя мантия - слой D до глубины 2700 с переходным слоем D¹ - от 2700 до 2900 км.

3. Ядро Земли, подразделяемое: на внешнее ядро - слой Е в пределах глубин 2900-4980 км; переходную оболочку - слой F - от 4980 до 5120 км и внутреннее ядро - слой G до 6971 км.

Оболочки Земли (геосферы):

• Атмосфера

• Гидросфера

• Биосфера

• Литосфера

• Пиросфера

• Центросфера

Атмосфера — внешняя газовая оболочка Земли. Ее нижняя граница проходит по литосфере и гидросфере, а верхняя—на высоте 1000 км. В атмосфере различают тропосферу (двигающийся слой), стратосферу (слой над тропосферой) и ионосферу (верхний слой).

Средняя высота тропосферы—10 км. Ее масса составляет 75% всей массы атмосферы. Воздух тропосферы перемещается как в горизонтальном, так и в вертикальном направлениях.

Над тропосферой на 80 км поднимается стратосфера. Ее воздух, перемещающийся лишь в горизонтальном направлении, образует слои.

Еще выше простирается ионосфера, получившая свое название в связи с тем, что ее воздух постоянно ионизируется под воздействием ультрафиолетовых и космических лучей.

Экзосфера простирается до высоты 1800 км.

Гидросфера занимает 71% поверхности Земли. Ее средняя соленость составляет 35 г/л. Температура океанической поверхности — от 3 до 32 °С, плотность — около 1. Солнечный свет проникает на глубину 200 м, а ультрафиолетовые лучи — на глубину до 800 м.

Биосфера, или сфера жизни, сливается с атмосферой, гидросферой и литосферой. Ее верхняя граница достигает верхних слоев тропосферы, нижняя — проходит по дну океанских впадин. Биосфера подразделяется на сферу растений (свыше 500 000 видов) и сферу животных (свыше 1 000 000 видов).

Земля состоит из нескольких слоев. В центре находится ядро из твердого и расплавленного металла. Оно окружено гигантским слоем расплавленных кристаллических пород под названием мантия. Внешняя оболочка Земли представляет собой относительно тонкую твердую кору. 

Литосфера—каменная оболочка Земли—толщиной от 40 до 100 км. Она включает материки, острова и дно океанов. Средняя высота материков над уровнем океана: Антарктиды—2200 м, Азии—960 м, Африки—750 м, Северной Америки — 720 м, Южной Америки — 590 м, Европы — 340 м, Австралии — 340 м.

Под литосферой расположена пиросфера — огненная оболочка Земли. Ее температура повышается примерно на 1°С на каждые 33 м глубины. Породы на значительных глубинах вследствие высоких температур и большого давления, вероятно, находятся в расплавленном состоянии.

Центросфера, или ядро Земли, расположена на глуби не 1800 км. По мнению большинства ученых, она состоит из железа и никеля. Давление здесь достигает 300000000000 Па (3000000 атмосфер), температура— нескольких тысяч градусов, В каком состоянии находится ядро, пока неизвестно.

Огненная сфера Земли продолжает охлаждаться. Твердая оболочка утолщается, огненная—сгущается. В свое время это привело к формированию твердых каменных глыб — материков. Однако влияние огненной сферы на жизнь планеты Земля все еще очень' велико. Неоднократно менялись очертания материков и океанов, климат, состав атмосферы.

Экзогенные и эндогенные процессы беспрерывно изменяют твердую поверхность нашей планеты, что, в свою очередь, активно влияет на биосферу Земли.