2 Происхождение и строение Земли

Изучение этой темы следует начать с вопроса о положении Земли в мировом пространстве и отношении ее с другими космическими телами, так как познание Вселенной, изучение состояния различных небесных тел и протекающих на них процессов может помочь в решении проблемы происхождения Земли.

Вопрос о происхождении Земли – один из важнейших и труднейших вопросов естествознания. Следует иметь представление о первых научных гипотезах происхождения Земли (И. Канта и П. Лапласа) и более поздних (О. Ю. Шмидта, В. Г. Фесенкова).

При изучении данной темы необходимо разобраться в таких вопросах, как форма, размер, внутреннее состояние, плотность, температура и радиоактивность Земли. Изучение внутреннего состояния Земли является одной из сложных проблем геологии. Непосредственному изучению доступна тонкая поверхностная оболочка земного шара. Поэтому, несмотря на большое количество данных о внутреннем строении Земли, полученных геофизическими методами, судить об основных особенностях строения и состава глубоких недр земного шара можно лишь предположительно.

Земля представляет собой сложное космическое тело, состоящее из нескольких концентрически расположенных оболочек-геосфер: земной коры (или литосферы), мантии и ядра, которые составляют внутренние оболочки. К внешним оболочкам относят атмосферу, гидросферу и биосферу.

Наибольшее внимание следует уделить деятельности внешних сфер Земли, так как, соприкасаясь с ее поверхностью, они оказывают огромное и разнообразное влияние на земную кору.

При изучении внутреннего строения Земли следует выполнить рисунок, на котором указать внутренние оболочки Земли, обозначая их мощность, состав, плотность, давление, температуру.

Вопросы для самопроверки

1. Развитие геологии как науки. Роль русских ученых: М. В. Ломоносова, А. П. Карпинского, В. И. Вернадского, А. Е. Ферсмана – в создании и развитии геологии.

2. Назовите разделы геологии и покажите их значение для изучения почвоведения, основ земледелия, агрохимии.

3. Методы исследования в геологии.

3 Вещественный состав земной коры

В этой теме рассматриваются минералы и горные породы, слагающие земную кору, процессы их образования, классификация и свойства.

При изучении химического состава земной коры следует обратить внимание на таблицы в учебниках, в которых приводится процентное содержание элементов в земной коре (кларки) и дается средний химический состав метеоритов.

Природные химические соединения встречаются в земной коре в виде минералов и горных пород. Изучением свойств минералов и процессов их образования занимается минералогия.

Целесообразно рассмотреть основные положения этой темы в следующем порядке: общие сведения о минералах, процессы их образования, понятие о кристаллическом строении минералов, физические свойства минералов и формы нахождения минералов в природе, классификация минералов.

Следует знать, что современная классификация минералов (кристаллохимическая) основана на двух основных признаках минералов – их химическом составе и структуре.

В зависимости от участвующих в образовании минералов анионов выделяют классы минералов. В пределах классов выделяют подклассы по признаку химического состава, структурных особенностей минералов, типов их связей. А внутри последних выделяют группы минералов, имеющих сходный состав и строение, и, наконец, виды минералов.

При изучении минералов, относящихся к тому или иному классу, необходимо уделить особое внимание породообразующим минералам, преобладающим в земной коре (полевые шпаты, силикаты, кварц, карбонаты, слюды) и в почвах, особенно в составе их крупных фракций, а также минералам - агрономическим рудам, которые используются в сельском хозяйстве.

В почвах присутствуют как первичные минералы (полевые шпаты, слюды, оливин, роговая обманка, авгит, кварц, апатит), так и вторичные. Общее число минералов, содержащихся в почвах и почвообразующих породах, исчисляется сотнями, но наиболее часто встречается 50 - 60 минералов.

Особое внимание следует обратить на вторичные минералы, так как от них зависят многие свойства почвы.

Приступая к рассмотрению горных пород, изучением которых занимается петрография, студент должен уяснить, что горные породы являются материалом для образования всех видов почв и часто служат основным сырьем для производства минеральных удобрений.

Особенно велико влияние горных пород на начальных стадиях почвообразовательного процесса. Механические свойства горных пород, их плотность, минералогический состав, химические особенности сказываются на скорости и направлении почвообразовательных процессов.

Первоначальный запас в горных породах фосфора, кальция, серы, калия и других элементов определяет в значительной степени уровень естественного плодородия почв.

По происхождению горные породы обычно разделяют на три большие группы: магматические (или массивно-кристаллические), осадочные и метаморфические.

Следует рассмотреть особенности каждой группы горных пород с точки зрения формирования на них почв и почвенного плодородия.

При изучении магматических пород надо обратить внимание на условия образования глубинных и излившихся пород, особенности их химического и минералогического состава, формы залегания (батолиты, штоки, лакколиты, лополиты, факолиты, дайки, жилы), структуру (строение) и текстуру (сложение) их.

Изучение осадочных пород весьма важно, так как в современную эпоху почвообразовательный процесс происходит главным образом на осадочных породах, вторичных по происхождению, и с ними связаны многие важнейшие полезные ископаемые (железо, алюминий, нефть, уголь, минеральные соли, фосфориты и др.).

Осадочные породы формируются из осадков, возникших в результате переноса и механического отложения в водной и воздушной среде, продуктов физического и химического выветривания, химического осаждения растворенных веществ и жизнедеятельности организмов.

В настоящее время осадочные породы принято делить на три группы: обломочные, глинистые, химические (хемогенные) и органогенные.

Дальнейшее подразделение внутри этих групп проводится по вещественному составу.

Горные породы, которые используются в сельском хозяйстве как удобрения или мелиоранты, называются агрономическими рудами.

Большая часть агрономических руд представлена осадочными породами, некоторые встречаются среди магматических пород. Главнейшими агрономическими рудами являются азотнокислые (натриевая и калиевая селитры), фосфорнокислые (апатиты и фосфориты), калийные (сильвин, сильвинит, карналлит, каинит, полигалит), известковые (известняки, известковые туфы, мергели, доломиты), гипсовые (гипс), органические (торф, сапропели, озерный и прудовый ил) и агрономические руды, содержащие микроэлементы. Надо знать их образование, свойства, применение и основные месторождения.