Сотворение

1.

Вместо Введения
Раздел «Введение в специальность» достаточно просторная
формулировка изучаемого направления, потому что все зависит
от того, что мы будем понимать под «специальностью». Все
дело в том, что научные направления в геологии являются
специальными направлениям, которые имеют самостоятельное
значение. Но все эти направления объединены общим название
«геология» и введение в специальность мы будем рассматривать
как введение в геологию. Это мы увидим, анализируя те
предметы, которые надо изучить, чтобы стать геологом.
В этом разделе мы будем говорить о предметах, составляющих
основу геологии, детально эти специальности вы будете изучать
на других курсах в течение нескольких лет.
В вашем случае есть особенность при изучении геологической
специальности– это «заочность» обучения, которая зависит от
объема полученной научной информации, лабораторных
занятий и практической реализации полученных знаний

2.

Хочу, чтобы вы не забыли слов замечательных ученых России, обращенные к
молодому поколению. Знайте их наизусть! В апреле 1936 года с трибуны X съезда
ВЛКСМ, обращаясь к молодежи, А.П.Карпинский говорит мудрые слова:
«Запасайтесь беспощадной самокритикой, скромностью, так свойственной
почти всем искателям истины, с благодарностью прислушивайтесь к
основательным возражениям на ваши доводы, ибо, по выражению
гениального современника великой эпохи Возрождения Леонардо да Винчи,
«противник, вскрывающий ваши ошибки, полезнее для вас, чем друг,
желающий их скрыть».

3.

Для нас, поколения 21века, немаловажно обращение Обручева
Владимира Афанасьевича к молодежи:
Вы только начинаете свое путешествие в мастерство, в творчество, в науку,
в жизнь. И мне, старику, который прошел много верст по
неисследованным землям, много искал в дебрях науки, хочется дать
вам, начинающим путешественникам, несколько напутственных
советов.
Любите трудиться. Самое большое наслаждение и удовлетворение
приносит человеку труд. Добывайте право сказать: я делаю нужное дело,
моей работы ждут, я приношу пользу. И если вы встретите трудности,
безвыходные, казалось бы, тупики, сопротивление старого, может быть,
даже равнодушие и непонимание, вас всегда поддержит мысль: я делаю
нужное дело.
Не отрекайтесь от мечты!

4.

продолжение
Но не рассчитывайте на легкую победу, на открытие с налета, на
осенившую вас идею. Все, что лежало под руками, давно уже подобрано и
проверено, то, что легко приходит в голову, давно пришло в голову и
обсуждалось. Только на новых фактах, на новых наблюдениях можно
строить новые достижения. Факты — это кирпичи, из которых слагается
человеческий опыт, это ваше оружие в творчестве...»
Неустанно ищите факты, собирайте их в природе и в книгах, читайте
хорошие учебники от доски до доски и, кроме того, книги, не входящие в
программу.
Счастливого пути вам, путешественники в третье тысячелетие!»
Ну, а теперь к нашей любимой ГЕОЛОГИИ
Начнем издалека
До того как ничего не было – ничего не было. Чтобы себе это представить,
посмотрите картину Малевича Черный квадрат (след.слайд)
Или моргните глазом - Вселенная создана. Это момент называется
сингулярностью.

5.

6.

• «Черный квадрат» Казимира Малевича – самая
загадочная картина прошлого столетия. Вокруг нее до
сих пор не умолкают споры. Высказываются самые
противоположные мнения, судя по которым картина
вызывает у зрителей весь спектр чувств – от
экзальтированного восторга до полного неприятия. Чем
же так будоражит любителей живописи «Черный
квадрат»?…
С одной стороны, совсем необязательно быть великим
художником, чтобы нарисовать черный квадрат на
белом фоне. Да любой так сможет! Но вот в чем
загадка: «Черный квадрат» — самая знаменитая
картина в мире. Уже почти 100 лет прошло с момента ее
написания, а споры и бурные дискуссии не
прекращаются. Почему это происходит? В чем
заключается истинный смысл и ценность «Черного
квадрата» Малевича?

7.

Вернемся к тому времени, когда ничего не было ничего не было. И поговорить-то
не с кем было.
Но вдруг, согласно теории Большого взрыва, 14 млрд.лет назад в этом «НИЧТО»
произошло событие, которое Человечество не может осмыслить до сих пор. В
течение 10-43-10-32 с образовалась Вселенная ,которая в момент образования была
чрезвычайно (бесконечно) плотном и горячем состоянии, называемом
космологической сингулярностью - состояние Вселенной в начальный момент
Большого взрыва, характеризующееся бесконечной плотностью и температурой
вещества.

8.

Шар – это расширяющаяся Вселенная. Внутри шара – это не звезды,
Галактики

9.

Туманность Андромеды
Наш Млечный путь
Расстояние до нашей Галактики 2,9 млн. световых лет. Туманность можно увидеть в 8кратный биноколь

10.

11.

Несколько слов об авторах «Большого взрыва»
1. Сэр А́льфред Па́трик Ко́лдуэлл-Мур
2. Брайан Га́рольд Мэй (англ. Brian Harold May; род. 19 июля 1947, Лондон) —
британский рок-музыкант, гитарист группы Queen, автор многих хитов группы.
Командор Ордена Британской империи (CBE), учёный-астрофизик
3 Крис Линтотт – информации нет

12.

Сэр А́льфред Па́трик Ко́лдуэлл-Мур (англ. Alfred Patrick Caldwell-Moore; 4 марта 1923,
Лондон — 9 декабря 2012, Западный Суссекс) — английский астроном, автор многочисленной
научно-популярной литературы и телеведущий, командор ордена Британской империи. На
протяжении многих лет Патрик был другом Брайана Мэя, в соавторстве с ним и Крисом Линтоттом
написали книги «Большой взрыв! Полная история Вселенной» и «Космический турист».
С шестилетнего возраста Патрик Мур вместе со своей семьёй жил в английском графстве Сассекс. В
детстве, между 7 и 12 годами, много болел, поэтому образование получил преимущественно не в
школе, а на дому. В это время Мур разрабатывал для своей матери задание на тему «Рассказ о
Солнечной системе», сделавшее астрономию его увлечением на всю жизнь.
Во время Второй мировой войны служил навигатором (наводчиком) в бомбардировочной авиации
Великобритании. Чтобы попасть в авиацию, Муру пришлось подделать заключение медицинской
комиссии и изменить свой возраст (на самом деле юноше на этот момент едва исполнилось 17 лет).
После окончания войны Патрик при помощи собственноручно сконструированного зеркального
телескопа начинает из своего сада наблюдения за Луной. Подробные описания замеченного,
составленные им карты лунной поверхности и снимки сделали Мура экспертом в области лунной
астрономии. Является также автором атласов Венеры, Нептуна, Солнечной системы и Вселенной.

13.

Патрик Мур — известный писатель и популяризатор науки. Он стал автором
более чем 70 книг по астрономии. С апреля 1957 года он был ведущим
ежемесячной программы на Би-би-си «Ночное небо». В связи с этим Мур
оказался включённым в Книгу рекордов Гиннесса как наиболее длительное
время работающий над программой телеведущий. Кроме научно-популярной
литературы, Мур был автором ряда научно-фантастических романов,
преимущественно для юношества, первый из которых (The Frozen Planet) был
напечатан в 1954 году.
Другой страстью Мура, после астрономии, была музыка. Он играл на
фортепиано и ксилофоне; рассказывают, что на одном из любительских
концертов Мур игрой на фортепиано сопровождал скрипичную игру Альберта
Эйнштейна.

14.

Брайан Га́рольд Мэй (англ. Brian Harold May; род. 19 июля 1947, Лондон) —
британский рок-музыкант, гитарист группы Queen, автор многих хитов группы.
Командор Ордена Британской империи (CBE), учёный-астрофизик, PhD. Основатель
фонда в защиту животных «Save me».
Мэй окончил школу Хэмптон-скул (англ. Hampton School) и престижный факультет физики и
математики лондонского Имперского колледжа. Брайан уже в основном подготовил
диссертацию на соискание степени доктора философии по астрономическим
исследованиям в инфракрасном диапазоне и имел две научных публикации по
астрономии: в журнале Nature и ежемесячном вестнике Королевского астрономического
общества, когда успех Queen заставил его прервать научную карьеру

15.

Конечно, это необыкновенные люди. Посмотрите какое разнообразие
жизненных интересов, увлечений и страстей.
Все учились в школе, высших учебных заведениях.
Но только интерес к профессии, жизни, любознательность и необыкновенная
работоспособность позволили им стать теми кем мы их видим сейчас.
Как мы надеемся, что вы в современных условиях станете победителями
обстоятельств.
Следите за временем, учитесь, читайте!
РАЗВЕ ВЫ ТАК НЕ СМОЖЕТЕ??
Не забывайте А.П.Карпинского, В.А.Обручева.,Е.А.Козловского
(Из «Истории отечественной геологии»
Ну, а мы пойдем дальше по курсу!!

16.

Из бесчисленного множества элементарных части, атомов, молекул,
соединений, звездных скоплений, планет и т.д мы рассмотрим небольшое
количество созданной материи, которая нам необходима для понимание
нашей дисциплины – геологии.

17.

Итак, Вселенная насыщена элементарными частицами. На рисунке, как мы
помним, показаны звездные скопления. Элементарные частиц присутствуют в
всем космическом пространстве.
Элемента́рная части́ца — собирательный термин, относящийся к
микрообъектам в субъядерном масштабе, которые на практике невозможно
расщепить на составные части.
Для наших дальнейших рассуждений важны элементарные частицы:
протон, электрон, нейтрон, которые принимают участие в строении атома.

18.

Прото́н (от др.-греч. πρῶτος — первый[7]) — одна из трёх (вместе с нейтроном и
электроном) элементарных частиц, из которых построено обычное вещество.
Протоны входят в состав атомных ядер; порядковый номер химического
элемента в таблице Менделеева равен количеству протонов в его ядре. Масса
протона составляет 1,6726⋅10−27 кг что примерно в 1836 раз больше массы
электрона
Электро́н (от др.-греч. ἤλεκτρον «янтарь»[5]) — стабильная отрицательно
заряженная элементарная частица
Электроны образуют электронные оболочки атомов,
Нейтро́н (от лат. neuter — ни тот, ни другой) — тяжёлая элементарная частица,
не имеющая электрического заряда
Масса (примерно на 0,1378 % больше, чем масса протона
А́том (от др.-греч. ἄτομος «неделимый[1], не разрезаемый[2]») — частица
вещества микроскопических размеров и массы, наименьшая часть химического
элемента, являющаяся носителем его свойств[1][3].
Атомы состоят из ядра и электронов (точнее, электронного «облака»).
Ядро атома состоит из протонов и нейтронов.

19.

Элементарные частицы в атоме

20.

21.

Таким образом,
1 Создана Вселенная
2.Созданы галактики
Создана солнечная система

22.

4. Создана Земля
5. Создана на Земле Жизнь. Об органическом веществе и нефти будем говорить на3 курсе
6. Созданы цивилизации. Человечество пытается понять устройство Вселенной астрофизики,
геологи,химики

23.

• Гений Д.И.Менделеева проник в тайны Вселенной и
выявил закономерность построения атомов, что
реализовано в известной всему миру его таблице

24.

• И только 6 элементов лежат в основе создания жизни и
исследуются при изучении захороненного в породах
органического вещества

25.

• Рассмотрим еще некоторые свойства химических
элементов, которые используется при решении
геологических задач:
• - изотопы
• - радиоактивный распад
• - абсолютный возраст Земли

26.

• Изотопы- это химические элементы , которые
обладают одним и тем же зарядом, но имеют
различную массу. Все зависит от того, сколько
нейтронов находится в ядре элемента.
• Схемы строения ядер атомов: 1 - гелий, 2 - углерод, 3 кислород

27.

На сколько это возможно - несколько слов о методе исследования вещества на
предмет присутствия изотопов того или иного химического элемента.
Для этого существует масс-спектроскопия – метод исследования вещества по
спектру масс атомов и молекул, входящих в его состав. Для этого:
в специальном устройстве превращают вещество в ионы,
затем разделяют ионы по массам,
с помощью электрических и магнитных полей разделяют пучки заряженных
частиц (ионов) с разным отношением массы частицы к её заряду,
идентифицируют изотопный состав вещества
Водород имеет три изотопа:
- протий 11Н
-дейтерий 12Н
-тритий 13Н (Распространенность чрезвычайно мала – один атом трития
приходится на 10 18 атомов обычного водорода)
Распределение изотопов в природе не одинаковое.
Так соотношение изотопов
- кислорода О16 :О18 : О17 = 2670: 5:1
Азота N14 : N15 =270:1
Углерода С12 : С13 = 90:1
Водорода Н1 : Н2 =5000 : 1

28.

Напомним, что изотопы –результат присутствия в ядре атома
нейтронов

29.

• Углерод имеет два стабильных изотопа — 12C и 13C.
• Известны также 13 радиоактивных изотопов углерода
(от 8C до 22C), из которых один — 14C — встречается в
природе (его содержание в атмосферном углероде около
10−12). Об этом поговорим позже.

30.

• Изотоп 13С присутствует в отложениях любого
геологического возраста
• различия в массе между 13С и 12С приводят к их
фракционированию как в биологических, так и в
физических процессах.
• Отношение 13С/12С определяется на специальном массспектрометре
• Расчет градиента отношения , выраженного в частях на
тысячу (промилле, или %о), производится относительно
стандарта по следующему уравнению:

31.

• Расчет градиента отношения , выраженного в частях
на тысячу –промилле‰
• Ррm – 10 -6

32.

• В качестве стандарта уже многие годы, судя по частоте
упоминания в литературе, используется отношение 13С/12С
в белемните из формации Пиди (PDB) Южной Каролины.

33.

• Для описания изотопного состава углерода применяется стандарт
PDB, название которого происходит от белемнитов из формации
Peedee в Южной Каролине (США). Эти белемниты были выбраны в
качестве стандарта по причине очень однородного изотопного
состава.
• Белемни́ты[ белемнон) — метательный снаряд —
отряд вымерших головоногих моллюсков

34.

35.

• Отношение 13С/12С в стандарте равно 1123,72-10—5;
• 13С со знаком «плюс» соответствует избытку 13С по сравнению
со стандартом,
• а со знаком «минус» — его дефициту.
• Для морских известняков характерны значения от +4,5 до —5,1
%о. Обычный изотопный состав углерода (513С) ЖВ доходит до
—12 %о. Максимального развития процесс «облегчения»
углерода достигает в горючих ископаемых.
• Так, для углей 513С = 22—27 %о,
• для нефтей, образовавшихся из ОВ морского генезиса, 25 %о,
континентального генезиса 5|3С = 30—35 %о, природного газа
613С = = 40—75 %о, главным образом за счет углерода
присутствующего в нем метана СН4.
• Причиной облегчения изотопного состава углерода в метане
является микробиологическое фракционирование.

36.

• Фоссилизированное ( «окаменение»)органическое
вещество характеризуется величинами 13С,
выстраивающимися в один ряд со значениями 13С
морского планктона и наземных растений.
• 13С метана микробиального происхождения изменяется в
пределах от примерно —55°/оо до —85 %0,
• в то время как значения 13С для метана, возникшего в
недрах варьируют в пределах от —25% до -60 %0.
Стандарт нефти Национального Бюро стандартов США
характеризуется 13С, равной —29,4%0
• Так как ни c одним из известных неорганических
процессов в геологических условиях не связано подобное
широкое фракционирование, дефицит изотопа 13С
служит доказательством биологического
происхождения (участия фотосинтеза) любого частного
образца

37.

• Например, углерод,. находящийся в рассеянном
состоянии в докембрийских сланцах возрастом 2,5-109 лет,
является биогенным, так как 13С для него составляло —28
%0 по шкале PDB.

38.

О радиоактивности
• Еще одна загадка Вселенной:
• Существование атомных ядер, которые могут распадаться. Это
называется радиоактивным распадом.
• Виды распада:
• -α
• -β
• Υ - излучение –электромагнитное излучение, которое возникает при
• при спонтанном переходе ядра с более высокого энергетического
уровня на один из нижележащий. Гамма-излучение не является
самостоятельным видом радиоактивности. Причиной возбуждения
ядра чаще всего являются предшествующие α- и β-распады.

39.

40.

Из выше изложенного вытекает естественный вопрос о применимости
достижений в области изотопии для решения геологических задач.
В первую очередь для геологии важна информация об абсолютном
возрасте горных пород, палеонтологических находок, захороненного
органического вещества.
Геохронология (от гр. γε - земля; χρονος - время; λογος - учение) геологическое летосчисление, учение о хронологической
последовательности формирования и возрасте горных пород, слагающих
земную кору.
Различают относительную и абсолютную (или ядерную) геохронологию.
Относительная геохронология заключается в определении
относительного возраста горных пород, который даёт представление о
том, какие отложения в земной коре являются более молодыми и какие
более древними, без оценки длительности времени, протекшего с
момента их образования.
Абсолютная геохронология устанавливает так называемый абсолютный
возраст горных пород, т. е. возраст, выраженный в единицах времени,
обычно в миллионах лет. (В последнее время термин «абсолютный
возраст» часто заменяют названием изотопный, или радиологический,
возраст.)

41.

• Согласно современным общепринятым представлениям возраст
Земли оценивается в 4,5—5 млрд лет.
• В современной геологии наиболее часто встречается оценка возраста
в 4,55—4,56 млрд. лет, с оценкой погрешности в несколько процентов.
Подобные оценки основаны на данных определения возраста пород
методами радиоизотопной датировки.
• Абсолютная геохронология
• В начале XX в. П. Кюри во Франции и Э. Резерфорд в Великобритании
предложили использовать радиоактивный распад химических
элементов для определения абсолютного возраста горных пород и
минералов. Принцип, положенный этими учёными в основу
определений абсолютного возраста, используется до сих пор.
Измерение возраста производится по содержанию продуктов
радиоактивного распада в минералах.
• Процесс распада радиоактивных элементов происходит с постоянной
скоростью. В результате радиоактивного распада появляются атомы
устойчивых, уже нераспадающихся элементов, количество которых
увеличивается пропорционально возрасту минерала.

42.

При этом принимается как достаточно обоснованное положение, что скорость
радиоактивного распада в истории Земли всё время оставалась постоянной. Разные
элементы распадаются с различной скоростью. Распад таких элементов, как уран, торий,
калий и некоторых других, происходит очень медленно, на протяжении нескольких
млрд. лет. Например, любое количество урана (238U) распадается наполовину за время,
равное 4,51*109 лет, тория (232Th) за 1,41*1010 лет. Эти долгоживущие элементы обычно
и используются для определения абсолютного возраста горных пород и минералов.
В 1907 по инициативе Э. Резерфорда Б. Болтвуд в Канаде определил возраст ряда
радиоактивных минералов по накоплению в них свинца.
В СССР инициатором радиологических исследований был В. И. Вернадский.
Методы определения абсолютного возраста
В зависимости от конечных продуктов распада выделяют следующие методы ядерной
геохронологии:
свинцовый (уран-торий-свинцовый),
гелиевый,
аргоновый (аргон-калиевый),
кальциевый,
стронциевый (стронциево-рубидиевый) и
осмиевый.
Наиболее широкое применение из них получили свинцовый, аргоновый и стронциевый.

43.

Для оценки возраста геологических объектов в пределах 60000 лет огромное
значение приобрёл радиоуглеродный метод, основанный на том, что в
атмосфере Земли под воздействием космических лучей за счёт обильного
азота идёт ядерная реакция 14N+n=14С+Р; вместе с тем 14С радиоактивен и
имеет период полураспада более 5700 лет.
Посмотрите на табл.Менделеева: космическая частица в атоме азота выбила
протон → а это стал углерод с массой 14 и зарядом 6, который радиоактивен
В атмосфере установилось равновесие между синтезом и распадом этого
изотопа, вследствие чего содержание 14С в воздухе постоянно.
Растения и животные при их жизни всё время обмениваются углеродом с
атмосферой, поэтому концентрация в них 14С поддерживается на постоянном
уровне; в мёртвых организмах обмен с атмосферой прекращается и
концентрация в них 14С начинает падать по закону радиоактивного распада.
Измеряя содержание 14С с помощью высокочувствительной радиометрической
аппаратуры, можно установить возраст органических остатков.
Рассмотрите рисунки

44.

45.

46.

Абсолютная и относительная геохронология играют большую ролб в предмете, который
называется историческая геология.
Самое время пришло хотя бы перечислить те направления в геологии, которые лежат в основе
науки о Земле, с которыми вы будете знакомиться в течение долгих, но быстро проходящих
лет обучения на геологическом факультете.
Смею вас уверить, что это только начало вашего профессионального пути.
Итак о направлениях
Необходимые предметы при изучении курса
специальность»
1 Литология.
2 Минералогия.
3 Стратиграфия.
4 Палеонтология.
5 Историческая геология.
6 Тектоника.
7 Неотектоника.
8 Нефтяная геология.
«Введение в