Тақырып Геологияға кіріспе. Жердің пайда болуы және құрылысы.

Дә ріс мә тіндері

Мақ саты: Геологияның міндеттері мен негізгі салаларын оқ ып білу, Жердің пішіні, қ ұ рылысы жә не физикалық қ асиеттерімен танысу.

Дә ріс сұ рақ тары:

1 Геология пә ні, оның міндеттері жә не негізгі салалары

2 Геологияның ғ ылым ретінде қ алыптасуы, даму сатылары

3 Жердің пайда болуы жайындағ ы тү сініктер. Жердің қ ысқ аша даму тарихы

4 Жердің пішіні, қ ұ рылысы, физикалық қ асиеттері

1 Геология («geo»- грекше жер; «logos»-ілім, ғ ылым - бұ л Жердің қ ұ рылысын, қ ұ рамын, пайда болуын, даму тарихын жә не оның ү сті мен қ ойнауында ө тіп жатқ ан тү рлі қ ұ былыстарды зерттейтін ғ ылым.

Жалпы геология Жердің асты-ү стінде болып жатқ ан процестерді зерттейді. Геологияның зерттеу заты: тарихы, қ асиеттері, қ ұ рылысы жә не Жердің «қ атты» қ ұ рамы – жер қ абығ ы жә не мантия.

Геологияны оның ә ртү рлі міндеттеріне қ арай бірқ атар пә ндерге бө леді: минералогия, петрография, геохимия, қ азба байлық тар туралы ілім, тарихи геология, палеонтология, геоморфология, геофизика жә не т.б.

Минералогия, петрография жә не геохимия Жердің минералогиялық қ ұ рамын зерттейді.

Қ азба байлық тар туралы ілім – жер қ ыртысындағ ы қ азба байлық тардың пайда болу ерекшелігін, таралуын зерттейтін геология саласы.

Тарихи геология – жер қ ыртысының уақ ыт аралығ ында жә не кең істіктегі ө згерістерін зерттеп, органикалық ә лемнің жер қ ыртысының дамуымен байланысын анық тайды.

Палеонтология - ө ткен геологиялық кезең дерде жерде болғ ан жә не қ азба қ алдық тар ретінде сақ талғ ан жануарлар жә не ө сімдіктер ә лемін зерттейтін ғ ылым.

Геоморфология – жер бедерін (рельеф), тү рлерін, пайда болуын жә не даму заң дылық тарын зерттейтін ғ ылым.

Геотектоника – жер қ ыртысының жылжуы жә не демормациясын, жердің даму ү рдесінде тау жыныстарымен қ арым-қ атынасын зерттейтін ғ ылым.

Гидрогеология – жер астындағ ы суларды, олардың пайда болуын, қ ұ рамы мен қ ұ былысын, таралуын, олардың жер қ ыртысындағ ы механикалық жә не химиялық ә серін зерттейтін ғ ылым.

Геофизика – Жер шарын зерттеуге физикалық ә дістер қ олданатын ғ ылым.

Сонымен, геология жаратылыстанудың кү рделі сұ рақ тары – Жердің пайда болуы жә не материктер мен мұ хиттар, таулар мен кең істік, минералдар, тау жыныстары жә не ә ртү рлі пайдалы қ азбалардың жаралуын қ арастырады жә не Жердің ә лпетін тү бегейлі ө згертетін процестердің ө згеше іс-ә рекетін кө рсетеді.

2 Геологияның ғ ылым ретінде аяғ ына тұ руы 18 ғ асыр мен 19 ғ асырдың басына жатады. Геологиялық ғ ылымның негізін қ ұ раушылардың бірі болып М.В.Ломоносов саналады.

Жаратыстануда прогрессивті ілімдердің дамуына ат салысқ ан И.Кант (1755) болды. Ол Жер мен Кү н жү йесінің ө зінің даму тарихы бар екенін айтқ ан болатын. Кейіннен бұ л кө зқ арасты Англия ғ алымы Д. Геттон (1795) дамытты, ол Жердің ішкі кү штеріне кө п кө ң іл аударғ ан (плутонизм, Плутон кө не римдіктердің жер астының қ ұ дайы болып саналатын).

Бұ л кө зқ арастарғ а қ арсы неміс ғ алымы А.Г.Вернер (1750-1817) жердің барлық қ ұ рамындағ ы заттар су ерітіндісінен пайда болды, олай болса Жердің ө згеруінде су негізгі фактор (нептунизм, Нептун – тең із қ ұ дайы). А. Вегнердің айтуынша Жерді су басқ ан, сол судан біртіндеп гнейстер, граниттер пайда болды деген, осығ ан байланысты оны минералогияның негізін қ алаушы деп санайды.

19 ғ асындың басында Ж. Кювьенің апаттар ілімінің орнына геологияда Ж. Б. Ламарк, Ч. Лайель, Ч. Дарвиннің эволюциялық ілімдері пайда болы.

Эволюциялық кө зқ арастардың дамуына біраз атсалысқ ан ғ алымдар Э.Зюсс жә не орыс ғ алымдары - А.П.Карпинский, В.А.Обручев, И.В.Мушкетов, А.П.Павлов, сонымен қ атар А.Е.Ферсман, А.Д.Архангельский, И.М.Губкин.

Қ азақ станда 20 ғ асырда геология ғ ылымының дамуына, еліміздің жер қ ойнауындағ ы табиғ и қ азбаларды барлап, аса бағ алы кен орындарын тауып, ө ндіріс орындарын ашу жұ мыстарының қ арқ ынды жү руіне қ азақ тың тұ нғ ыш инженер – геолог ғ алымы, академик Қ. И. Сатпаев орасан зор ең бек сің ірді.

3 Жердің пайда болу проблемасы кө не заманнан-ақ талайларды толғ антқ ан. Кө не гректерде біздің эрағ а дейін екі-ү ш жү зжылдық та бұ л проблемағ а байланысты біріне-бірі қ арама қ арсы екі кө зқ арас болғ ан болатын. Солардың бірінде Кү н жү йесі геоцентрлі қ ұ рылғ ан, ә лемді жаратушы ортасында қ озғ алмайтын Жер, ал Кү н жү йесінің қ алғ ан планеталары, кү ннің ө зі жә не басқ а да жұ лдыздар Жерді айналып жү реді. Екінші кө зқ арас бойынша ә лемді жаратушы ортасы - Кү н.

16 ғ асырдың ортасында поляктың ұ лы астрономы Н. Коперник (1473-1543 г.г.) гелиоцентрлік теорияны математикалық тұ рғ ыдан дамытты. Коперниктің ізбасарлары болып Дж. Бруно, Г.Галилей, И. Кеплер, И.Ньютон саналады. Кү н жү йесінің пайда болуын тү сіндіру ү шін И. Кеплердің (1571-1630 ж.ж.) планеталардың қ озғ алысы туралы жә не И. Ньютонның (1643-1727 ж.ж.) бү кілә лемдік тартылыс заң дарының маң ыздылығ ы ө те зор болды. Жердің пайда болуы жайында кө птеген ғ ылыми тұ жырымдар ұ сынылғ ан болатын.

18 ғ асырдың ортасында М.В.Ломоносов Жердің дамуының геологиялық процестерін ашты, ол Жердегі барлық қ ұ былыстар тұ рақ сыз, уақ ытқ а байланысты дами отырады деп қ арастырды. Ол кү нді – балқ ығ ан дене, ал Жерге бұ л ө ткен саты деп санады. Жердің пайда болуы жайындағ ы проблеманы шешуде М.В.Ломоносовтың Жердің қ ысылуы оның салқ ындауы немесе сууына байланысты жә не сұ йық ядроның болуы кү мә нді деген идеясы маң ызды.

Кү н жү йесінің пайда болуы жайындағ ы бірінші ғ ылыми тұ жырымды айтқ ан неміс философы И. Кант (1724-1804 г.г.) болатын. Бұ л тұ жырым 1755 ж жаратылыстану ғ ылымдарында метафизикалық кө зқ арастар ү стем болғ ан кезде айтылғ ан болатын.

И. Кант теориясының немесе ғ ылыми тұ жырымының (гипотеза) негізіне ақ иқ атты физикалық кү штер – тартылыс немесе ө зіне тарту жә не итеру салынғ ан. Кү н жү йесі ретсіз немесе бейберекетсіз жай-кү йіндегі алғ ашқ ы шаң тә різдес материядан немесе бө лшектерден пайда болғ ан. Бұ л мө лшерлері ә ртү рлі бө лшектер бү кілә лемдік ауырлық (тартылыс) заң ы бойынша қ озғ алысқ а келеді де ә ртү рлі жұ лдызды ұ йысыпқ алғ андарғ а айналады, соң ынан олар ө те ұ сақ тарын ө здеріне қ осып алады. Осымен ірі ұ йысыпқ алғ андар немесе қ оюланғ андар пайда болады, олар соң ынан оң ашаланғ ан жұ лдыздар болып саналады.

Тура сондай ғ ылыми болжамды ө з бетімен «Аспан механикасы» (1797 ж.) деген ең бегінде француз математигі П. Лаплас (1749-1827ж.ж.) жазды. Сондық тан бұ л болжам кейде Кант-Лаплас болжамы деп аталады. Оның пікірінше, Кү н жү йесі Ғ арыш кең істігінде бұ лттай ұ шып жү рген қ ызғ ан тұ мандық тың біртіндеп қ оюлануынан жаралғ ан. Орталық тан тепкіш кү штердің тегеурінен қ ою тұ мандық біртіндеп сақ иналарғ а бө лшектене бастайды, соң ынан сақ ина бойындағ ы тозаң -тү йіршіктер ө зара жабысып бірігеді, тығ ыздалады да олардың ең ірісі Кү нге айналады, кішілері планеталарғ а айналады. Сондық тан да олардың бә рі жазық тық тағ ы орбитамен бір бағ ытта қ озғ алады.

Сонымен, жаратылыстануда ең бірінші И.Кант жә не П.С. Лаплас Кү н жү йесінің дамуы ешқ андай тыс кү ш – қ ұ дайдан емес табиғ и кү штердің ә серінен пайда болды деп тұ жырымдағ ан.

Қ азіргі кезде, сонымен қ атар, академиктер О. Ю. Шмидт жә не В.Г.Фесенковтардың космогендік гипотезалары да кө пшілікке таныс.

4 Жер – кү н жү йесінің басқ а да планеталарына ұ қ сағ ан шар тә різді пішіні бар, бірақ полюстер жағ ынан сә л қ ысылғ ан дене. Бұ л пішінді сфероид дейді, бірақ жер тек полюстер жағ анан қ ысылуын ғ ана емес сонымен қ атар жер бедерінің тегіс еместіктігі де ескеріледі де оның дұ рыс емес геометриялы пішінін геоид деп атайды.

Жер қ ұ рамы бір текті емес, қ алың дығ ы да ә ртү рлі бірнеше сферадан тұ рады. Сыртқ ы сфералары - атмосфера, гидросфера жә не ішкі – жер қ абығ ы, аралық қ абық немесе мантия жә не ядро немесе жер ө зегі.

Атмосфера – Жердің газды сферасы. Жердің сыртқ ы қ абаттарына атмосфера, гидросфера жә не биосфера жатады. Атмосфераның жерге жақ ын қ абатында 78, 08 % азот, 20, 95 % оттегі, 0, 9 % аргон, 0, 03 % кө мір қ ышқ ыл газы бар, ал қ алғ ан бө лігі (0, 04%) неон, гелий, су буы, шаң жә не басқ а заттардан қ аралғ ан. Атмосфера бірнеше қ абатшаларғ а бө лінеді: тропосфера (8-15 км биіктікке дейін), стратосфера (8-15 ден 100 км-ге дейін) жә не одан ә рі ионосфера.

Гидросфера – Жердің ү зілмелі су қ абығ ы. Қ ұ рамына мұ хиттар, тең іздер, ө зендер, кө лдер жә не мұ з жамылғ ылары жатады.

Гидросфераның негізгі бө лігін мұ хиттар мен тең іздердің тұ зды сулары қ ұ райды, ал тұ щы сулар барлық гидросфераның тек 0, 3 % ғ ана алады.

Биосфера – Жердің тірі организмдер қ оныстанғ ан қ абаты.Академик В. И. Виноградский биосфераны ө мір аймағ ы деп атағ ан, оның қ алың дығ ы шамамен 30 км.

В.И.Вернадский биосфераның негізгі белгілері деп мыналарды санады:

1) тірі зат;

2) тірі заттың қ оршағ ан ортамен тығ ыз байланысы;

3) оның ғ арышпен тұ рақ ты материалды-энергетикалық алмасуы;

4) қ озғ алыстағ ы динамикалық тепе-тең дік.

Тірі заттың ә серімен ә ртү рлі процестер жү реді. Тірі заттардың іс-ә рекеттерінен оттегі, кө мір қ ышқ ыл газы жиналады, топырақ жамылғ ысы қ алыптасады, топырақ тың ү стің гі қ абатында гумус, минералдық заттар мө лшері артады.

Топырақ жамылғ ысы литосфераның ең аздағ ан бө лігін – педосфераны қ ұ райды. Ол Жерде тіршілікті қ амтамасыз етеді.

Жер қ ыртысы. Жер қ ыртысы деген Жердің сыртқ ы қ атты қ абаты. Геофизикалық мә ліметтерге сү йенсек жер қ ыртысында негізгі ү ш біртексіз қ абатты бө луге болады: 1) шө гінді – салыстырмалы жұ мсақ, кейде борпылдақ қ абатты жыныстардан қ ұ рылады, олар су жә не ауа ә серінен Жер бетінде шө гілу нә тижесінде пайда болғ ан, қ алың дығ ы біркелкі емес: ол бірнеше метрден 10-15 км-ге дейін ауытқ иды; 2) гранитті – шө гіндіден тығ ыздылау, қ алың дығ ы тұ рақ ты емес, ең қ уатты қ алың дық -50-60 км қ азіргі тау жоталарының астында (Памир, Альпі); 3) базальт қ абаты - ө те тығ ыз, қ алың дығ ы 80 км-ге дейін ауытқ иды, физикалық қ асиеттері жә не химиялық қ ұ рамы базальттарғ а жақ ын.

Жер қ ыртысының бірнеше тү рлері бар: континенттік – барлық ү ш қ абаттан тұ рады; мұ хиттық – шө гінді жә не базальтты қ абаттардан тұ рады; аралық немесе субконтиненталдық – аралдық доғ алар мен қ ұ рлық тар шегінде кездеседі, оларда граниттік қ абаты бірсыпыра қ ысқ арғ ан да қ ұ рлық тан ә келінген шө гінділермен алмасыды.

Мантия жә не жер ө зегі (ядро). Мантия жердің ең қ алың қ ыртысы, онда бір қ атар аймақ тар бө лінеді: жоғ арғ ы мантия (900-1000 км-ге шейін), ортаң ғ ы мантия жә не тө менгі мантия (3000 км-ге шейін).

Ядроның радиусы шамамен 1250 км. Ө зінің қ ұ рамы жағ ынан темір метеориттеріне жақ ын. Ядроны екі аймақ қ а бө леді: сыртқ ы ядро жә не ішкі ядро.

Жердің кү шті гравитациялық ө рісі бар, осығ ан байланысты ө зінің маң ында кү шті газ қ абаты – атмосфераны ұ стап тұ рады. Жердің ө зіне тә н физикалық қ асиеті - магнетизмі.

Ә дебиет:

1 М.П.Толстой. Геология с основами минералогии.- М.: Агропромиздат, 1991.- с.3-30.

2 Бә кіров С. Геология негіздері: Оқ у қ ұ ралы. – Алматы, Санат, 1995. – 240 б.

3 Почвоведение с основами геологии. Под ред. В.П.Ковриго. – М.: КолосС, 2008, - с. 15-20.

Бақ ылау сұ рақ тары:

1.Геология нені зерттейді?

2. Геологияның негізгі салаларын атаң ыз.

3. Геологияның дамуына қ андай ғ алымдар ү лкен ү лес қ осты.

4. Кү н жү йесінің пайда болуы туралы негізгі гипотезаларды атаң ыз.

5. Жер планетасының пішіні қ андай?

6. Жер қ андай қ абық тардан тұ рады?