Про геології напевно знає кожен, незважаючи на те, що вона є, мабуть, єдиною природничо дисципліною, не вивчається в шкільному курсі. Розвиток «геологічних» знань супроводжувало розвитку людства на всіх етапах його історії. Досить згадати, що загальна періодизація історії заснована на характері використовуваних для виробництва знарядь праці матеріалів: кам'яний, бронзовий та залізний вік. Видобуток і вдосконалення технології обробки корисних копалин неминуче пов'язані зі збільшенням знань про властивості мінералів і гірських порід, виробленням критеріїв пошуку родовищ і удосконаленням способів їх розробки. Технологічний прогрес, у тому числі і на сучасному етапі розвитку цивілізації, немислимий без використання природних ресурсів.
Разом з тим, в розумінні, близькому до сучасного, термін «геологія» вперше був застосований лише в 1657 році норвезьким дослідником природи М.П. Ешольтом, а як самостійна гілка природознавства геологія почала складатися тільки в другій половині 18 століття. У цей час були розроблені елементарні прийоми спостереження та опису геологічних об'єктів і процесів, перші методи їх вивчення, проведена систематизація розрізнених знань, виникли перші гіпотези. Цей період пов'язаний з іменами видатних вчених А. Броньяр, А. Вернера, Ж. Кюв, Ч. Лайєля, М. Ломоносова, У. Сміта і багатьох інших. Геологія стає наукою.
Наука - вироблена в результаті діяльності людини, взаємопов'язана розвивається система знань про закони світу.
Компоненти наукового пізнання:
Постановка проблеми, тобто задачі, що не може бути вирішена на підставі наявних знань.
Вироблення гіпотези - системи припущень, заснованих на низці фактів.
Гіпотеза виробляється на підставі формулювання точок зору про проблему. У ході докази одні гіпотези відкидаються, інші підтверджуються фактами і збагачують теорію.
Геологія - система, що розвивається знань про речовинний склад, будову, походження й еволюції геологічних тіл і розміщенні корисних копалин.
Таким чином, об'єктами вивчення геології є:
склад і будова природних тіл і Землі в цілому;
процеси на поверхні і в глибинах Землі;
історія розвитку планети;
розміщення корисних копалин.
Намічається певна ієрархія геологічних тіл (де тіла кожного наступного рангу організації речовини утворені закономірним поєднанням тел попереднього рангу): мінерал - гірська порода - геологічна формація - геосфера - планета в цілому. «Мінімальним» об'єктом, що вивчаються в геології, виступає мінерал (складові мінерали елементарні частинки і хімічні елементи розглядаються у відповідних розділах фізики та хімії).
Мінерали - однорідні за складом і будовою кристалічні речовини, що утворилися в результаті природних фізико-хімічних процесів. Вивченню мінералів присвячена одна з гілок геології - мінералогія.
Мінералогія - це наука про склад, властивості, будову та умови утворення мінералів. Це одна з найстаріших геологічних наук, у міру розвитку якої від неї відокремлювалися самостійні гілки геологічних наук.
Гірські породи - природні мінеральні агрегати, які утворюються в глибинах Землі або на її поверхні в ході різних геологічних процесів. За походженням (генетично) виділяються три типи гірських порід:
магматичні, що утворюються в результаті кристалізації вогненно-рідких природних переважно силікатних розплавів - магми і лави;
осадові, що формуються на поверхні Землі в результаті фізичного та хімічного руйнування існуючих порід, осадження мінералів з водних розчинів або в результаті життєдіяльності живих організмів;
метаморфічні, що виникають при перетворенні магматичних, осадових або раніше утворилися метаморфічних порід в глибинах Землі під впливом високих температур і тисків. Гірські породи розглядаються петрографії.
Петрографія - наука, що займається вивченням складу, будови, походження і закономірностей поширення гірських порід. Зазвичай з петрографії виділяється, як самостійна наука, літологія, що вивчає осадові гірські породи.
Геологічні формації - закономірне поєднання певних генетичних типів гірських порід, пов'язаних спільністю умов утворення.
Геологічні формації розглядаються у багатьох розділах геології (петрографії, літології, геотектоніки та ін, навіть виділяється особливий напрямок - вчення про формаціях). Враховуючи, що виявлення формацій, як об'єктів високого рангу, можливо лише при вивченні великих ділянок земної кори, важлива роль в їх дослідженні відводиться регіональної геології.
Регіональна геологія - розділ геології, який займається вивченням геологічної будови і розвитку певних ділянок земної кори.
Геосфери - концентричні шари (оболонки), утворені речовиною Землі. В напрямку від периферії до центру Землі розташовані атмосфера, гідросфера (утворюють зовнішні геосфери), земна кора, мантія і ядро Землі (внутрішні геосфери). Область існування організмів, що включає нижню частину атмосфери, всю гідросферу і верхню частину земної кори, називається біосферою.
Найважливіша роль у вивченні геосфер, їх складу, що протікають в них процесів та їх взаємозв'язку, відводиться геофізики і геохімії.
Геофізика - комплекс наук, які вивчають фізичні властивості Землі в цілому і фізичні процеси, що відбуваються в її твердих сферах, а також у рідкій (гідросфера) і газової (атмосфера) оболонках.
Геохімія - наука, що вивчає історію хімічних елементів, закони їх розподілу і міграції в надрах Землі і на її поверхні. Наука, що досліджує глибинні процеси, які змінюють склад і будова твердих оболонок Землі, називається геодинаміка.
Мінерали і гірські породи залягають у вигляді певних геологічних тіл. Важливими напрямком геології є науки, що вивчають форми залягання порід, механізм і причини утворення цих форм. Наука, що вивчає форми залягання гірських порід в земній корі і механізм утворення цих форм називається структурна геологія (зазвичай розглядається як розділ тектоніки).
Тектоніка - наука про будову, рухах і деформаціях літосфери та її розвитку у зв'язку з розвитком Землі в цілому.
Геологами доводиться мати справу з товщами гірських порід, що накопичилися на мільярди років. Тому ще одним найважливіший напрям включає науки, відновлюють по слідах, що збереглися в товщах гірських порід, події геологічної історії та їх послідовність.
Геохронологія - вчення про послідовність формування і вік гірських порід.
Стратиграфія - розділ геології, який займається вивченням послідовності утворення і розчленуванням товщ осадових, вулканогенно-осадових і метаморфічних порід, що складають земну кору. Узагальнюючої дисципліною цього напряму є історична геологія - наука, що вивчає геологічне розвиток планети, окремих геосфер та еволюцію органічного світу. Всі названі геологічні науки тісно пов'язані з палеонтологією, що виникла і розвивається на стику геології й біології.
Палеонтологія - наука, що вивчає по викопних залишках організмів і слідами їх життєдіяльності історію розвитку рослинного і тваринного світу минулих геологічних епох.
Прикладне напрямок геологічних наук також включає в себе ряд важливих розділів: геологію корисних копалин; гідрогеологію - науку про підземні води; інженерну геологію, що вивчає геологічні умови будівництва різних споруд та ін
Багатогранність об'єктів досліджуваних геологією перетворює її комплекс взаємопов'язаних наукових дисциплін. При цьому, в більшості випадків, кожна окрема дисципліна включає в себе три аспекти: описовий (вивчає властивості об'єкта, класифікує їх і пр.), динамічний (що розглядає процеси їх утворення і зміни) та історичний (що розглядає еволюцію об'єктів у часі).
По області використання результатів наукові дослідження поділяються на фундаментальні і прикладні. Мета фундаментальних досліджень - відкриття нових основоположних законів природи чи способів і засобів пізнання. Мета прикладних - створення нових технологій, технічних засобів, предметів споживання. Стосовно до геології необхідно відзначити наступні практичні завдання:
відкриття нових родовищ корисних копалин та нових способів їх розробки;
вивчення ресурсів підземних вод (також є корисною копалиною);
інженерно-геологічні задачі, пов'язані з вивченням геологічні умови будівництва різних споруд;
охорона і раціональне використання надр. Геологія має тісний зв'язок з багатьма науками. На наведеному малюнку вказані розділи наук, що виникли в результаті взаємодії геології із суміжними дисциплінами:
Зв'язок геології з іншими науками
На закінчення коротко торкнемося особливостей методів геологічних досліджень. У цьому відношенні, перш за все, слід відзначити, що в геології дуже тісно пов'язані теоретичні та емпіричні методи.
Найважливішим методом геологічних досліджень є геологічна зйомка - комплекс польових геологічних досліджень, які з метою складання геологічних карт і виявлення перспектив територій щодо наявності корисних копалин. Геологічна зйомка полягає у вивченні природних і штучних відслонень (виходів на поверхню) гірських порід (визначення їх складу, походження, віку, форм залягання); потім на топографічну карту наносяться межі поширення цих порід із зазначенням характеру їх залягання. Аналіз отриманої геологічної карти дає можливість створення моделі будови території та даних про розміщення на ній різних корисних копалин.
Геологія - справжня наука історична, і найважливішою її завданням є визначення послідовності геологічних подій. Не має сенсу говорити, що щоб виконати всі ці завдання, з давніх часів розроблено ряд найпростіших і інтуїтивно очевидних ознак тимчасових співвідношень порід.
Всі знають, що інтрузивні стосунки завжди представлені контактами інтрузивних порід і вміщуючих їх товщ. Так само відомо, що виявлення ознак таких інтрузивних взаємин (зони загартування, ДАЕК і т. п.) однозначно вказує на те, що ж інтрузія утворилася пізніше ніж вміщують породи.
Відомо, що ксеноліти і уламки потрапляють у породи, де в результаті руйнування їх власного джерела, відповідно вони всі утворилися раніше вміщуючих їх порід, і тому можуть бути використані для визначення їх відносного віку.
І все ж принцип актуалізму показав, що геологічні невичерпні сили, які діють у наш час, родинно працювали і в ті часи. Неймовірно, але Джеймс Хаттон зміг сформулювати принцип актуалізму фразою «Справжнє - ключ до майбутнього».
Безапеляційне твердження не зовсім точне. Ймовірно, поняття "богатирська сила" - поняття не геологічне, а фізична, до геології має опосередкований стосунок. Грамотніше говорити про геологічні процеси. Виявлення сил, які супроводжують ці процеси, могло б стати головним завданням геології, чого, на жаль, немає.
Стало відомо, що в наш час принцип актуалізму є гальмом у розвитку уявлень про процеси геології.
Звичайно ж, принцип первинної горизонтальності зміг підтвердити, що морські опади при утворенні залягають тільки горизонтально.
Немає сумніву в тому, що принцип суперпозиції полягає саме в тому, що всі породи, які перебувають у не порушеному складчастістю і розломами заляганні, слідують по черговості, в порядку їх утворення. Молоді породи знаходяться вище, а стародавні нижче по розрізу.
До речі сказати, принцип фінальної сукцесії постулює, що в один і той же час в океані були поширені одні й ті ж організми. Варто також акцентувати увагу на ось чим: палеонтолог, визначивши набір викопних решток в породі, може розшукати одночасно утворилися породи.