지질학

Geology
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지질학
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지구의 과학
주요 컴포넌트
법률, 원리, 이론
토픽
  • 구성.
  • 지형 구조물
  • 지질사
조사.
적용들
행성 지질학
  • 행성별 및 신체별

지질학(고대 그리스어) '지구'와 '토론'(-[1][2]logia)은 지구와 다른 천체, 그것이 구성되는 특징이나 암석, 그리고 시간이 지남에 따라 변하는 과정에 관한 자연과학의 한 분야이다.현대 지질학은 수문학과 대기과학을 포함한 다른 모든 지구 과학들과 상당히 겹치고, 그래서 통합된 지구 시스템 과학과 행성 과학의 주요 측면 중 하나로 취급됩니다.

지질학은 지표면 위나 아래에 있는 지구의 구조와 그 구조를 형성한 과정을 묘사한다.또한 특정 위치에서 발견된 바위의 상대적인 나이와 절대적인 나이를 확인하고 [3]바위의 역사를 기술하는 도구도 제공합니다.이 도구들을 결합함으로써 지질학자들은 지구 전체의 지질학적 역사를 연대기화할 수 있고 지구의 나이를 보여줄 수도 있다.지질학은 판구조론, 생명의 진화사, 그리고 지구의 과거 기후에 대한 주요 증거를 제공한다.

지질학자들은 현장 연구, 암석 묘사, 지구물리학 기술, 화학 분석, 물리 실험, 그리고 수치 모델링을 포함하여 지구의 구조와 진화를 이해하기 위해 다양한 방법을 사용한다.실질적으로, 지질학은 광물 및 탄화수소 탐사와 개발, 수자원 평가, 자연재해의 이해, 환경 문제의 교정, 그리고 과거의 기후 변화에 대한 통찰력을 제공하는 데 중요하다.지질학은 주요한 학문 분야이며 지질공학의 중심이며 지질공학에서 중요한 역할을 한다.

지질 물질

대부분의 지질 자료는 고체 지구 물질에 대한 연구로부터 나온다.운석과 다른 지구 밖의 천연 물질들도 지질학적 방법으로 연구된다.

광물

주요 기사:미네랄

광물은 일정한 균질한 화학조성과 질서 있는 원자조성을 가진 자연발생 원소 및 화합물이다.

각 광물은 뚜렷한 물리적 성질을 가지고 있으며, 각각의 광물을 판별하기 위한 많은 테스트가 있다.검체는 다음 항목에 [4]대해 테스트할 수 있습니다.

  • 광택: 광물의 표면에서 반사되는 빛의 품질.예를 들어 메탈릭, 펄리, 왁시, 칙칙함 등이 있습니다.
  • 색상: 미네랄은 색깔별로 분류됩니다.대부분 진단적이지만 불순물은 광물의 색을 바꿀 수 있습니다.
  • Streak : 자기 플레이트에 시료를 긁어냅니다.줄무늬의 색은 광물의 이름을 짓는 데 도움이 될 수 있다.
  • 경도:광물의 긁힘에 대한 저항력.
  • 파단 패턴: 광물은 파단 또는 파단 중 하나를 나타낼 수 있으며, 전자는 울퉁불퉁한 표면의 파단이며 후자는 촘촘한 평행 평면을 따른 파단입니다.
  • 비중: 광물의 특정 부피의 무게.
  • 거품:거품을 내기 위해 염산을 미네랄에 떨어뜨리는 것을 포함합니다.
  • 자기:자석을 사용하여 자성을 테스트합니다.
  • 맛: 미네랄은 할로겐산염과 같은 독특한 맛을 가질 수 있습니다.

바위

암석 순환은 화성암, 퇴적암, 그리고 변성암 사이의 관계를 보여준다.
주요 기사:암석(지질) 및 암석 주기

암석은 자연적으로 발생하는 고체 덩어리 또는 광물이나 미네랄의 집합체이다.지질학에서의 대부분의 연구는 암석 연구와 관련이 있는데, 암석은 지구의 지질학적 역사 대부분에 대한 주요 기록을 제공하기 때문이다.암석에는 화성암, 퇴적암, 변성암의 세 가지 주요 종류가 있다.암석 주기는 이들 간의 관계를 나타냅니다(그림 참조).

바위가 녹아서 굳거나 결정되면 화성암이다.이 바위는 풍화 및 침식된 후 다시 침전되어 퇴적암으로 석화할 수 있다.그리고 나서 그것은 열과 압력에 의해 변성암으로 변할 수 있고, 그 결과 특징적인 직물이 된다.이 세 가지 유형 모두 다시 녹을 수 있고, 이것이 일어날 때, 화성암이 다시 굳을 수 있는 새로운 마그마가 형성된다.석탄, 역청, 석유, 천연가스와 같은 유기물은 주로 유기물이 풍부한 퇴적암과 관련이 있다.

베네수엘라 원산의 금
티벳에서 온 석영.석영은 질량을 기준으로 지구 지각의 10% 이상을 차지한다.

세 종류의 암석을 모두 연구하기 위해 지질학자들은 암석이 구성되는 광물과 질감이나 직물 같은 다른 물리적 특성을 평가합니다.

미정밀 재료

지질학자들은 또한 암반 [5]위에 있는 석회화되지 않은 물질들을 연구한다.이 연구는 지질학의 가장 최근의 시기인 4차 지질학 이후 4차 지질학으로 종종 알려져 있다.

마그마

주요 기사 : 마그마

마그마는 모든 화성암들의 원래 미결정 근원이다.용융암의 활성 흐름은 화산학에서 면밀히 연구되며 화성 암석학은 원래 용융원에서 최종 결정화까지의 화성암의 역사를 알아내는 것을 목표로 한다.

지구 전체의 구조

판구조론

주요 기사 : 판구조학
해양과 대륙의 수렴으로 침강과 화산 호가 발생하는 것은 판구조론의 한 가지 효과를 보여준다.
지구의 주요 지각판

1960년대에, 상부 맨틀의 지각과 단단한 최상부를 포함하는 지구의 암석권은 지각 판으로 분리되고, 지각 판은 소성 변형, 고체, 상부 맨틀을 가로질러 이동하며, 이것은 아스테온층이라고 불립니다.이 이론은 해저[6][7] 확산과 산악 지형과 지진의 세계적 분포를 포함한 여러 유형의 관측에 의해 뒷받침된다.

표면에서 플레이트의 움직임과 맨틀의 대류 사이에는 긴밀한 결합이 있습니다(즉, 연성 맨틀 암석의 느린 움직임으로 인한 열 전달).따라서 해양판과 인접한 맨틀 대류는 항상 같은 방향으로 움직인다. 왜냐하면 해양 암석권은 사실 대류 맨틀의 단단한 상층 열 경계층이기 때문이다.지구 표면에서 움직이는 단단한 판과 대류하는 맨틀 사이의 결합은 판 구조론이라고 불립니다.

지진 단층 촬영에 기초한 이 다이어그램에서 서브덕터 슬래브는 파란색과 대륙 가장자리이며 일부 플레이트 경계는 빨간색이다.컷어웨이 부분의 파란색 방울은 북미 아래에서 전도되고 있는 패럴론 플레이트입니다.지구 표면에 남아 있는 이 판의 잔해는 미국 북서부와 캐나다 남서부의 후안 데 푸카 판과 익스플로러 판, 그리고 멕시코 서해안의 코코스 판이다.

판구조론의 발달은 고체 지구의 많은 관측에 물리적인 기초를 제공해 왔다.지질 지형의 긴 선형 영역은 판 [8]경계로 설명됩니다.

예를 들어 다음과 같습니다.

  • 열수 분출구와 화산이 존재하는 해저의 높은 지역인 미드오션 능선은 두 개의 판이 갈라지는 서로 다른 경계로 보입니다.
  • 화산과 지진의 호는 하나의 판이 다른 판 아래로 전도되거나 움직이는 수렴 경계로 이론화된다.

San Andreas 단층 시스템과 같은 변형된 경계는 광범위한 강력한 지진을 초래했다.판구조론은 또한 대륙이 지질학적 시간에 걸쳐 지구 표면을 가로질러 움직인다는 알프레드 베그너의 대륙 [9]이동 이론을 위한 메커니즘을 제공했습니다.그들은 또한 지각변형을 위한 추진력과 구조지질을 관찰하기 위한 새로운 환경을 제공하였다.플레이트 텍토닉스 이론의 힘은 이 모든 관측을 어떻게 암석권이 대류하는 맨틀 위에서 움직이는지에 대한 단일 이론으로 결합할 수 있는 능력에 있다.

지구 구조

주요 기사:지구의 구조
지구의 층상 구조. (1) 내부 코어, (2) 외부 코어, (3) 하부 맨틀, (4) 상부 맨틀, (5) 암석권, (6) 지각(석권의 일부)
어스 레이어드 구조.이러한 지진의 전형적인 파도는 초기 지진학자들에게 지구의 층상 구조에 대한 통찰력을 주었다.

지진학, 컴퓨터 모델링, 그리고 고온과 압력에서의 광물학과 결정학의 발전은 지구의 내부 구성과 구조에 대한 통찰력을 준다.

지진학자들은 지진파가 도착하는 시간을 지구 내부를 촬영하기 위해 사용할 수 있다.이 분야의 초기 발전은 액체 외부 코어(전단파가 전파되지 않는 곳)와 밀도가 높은 내부 코어의 존재를 보여주었다.이러한 진보는 지각과 암석권, 맨틀(410km와 660km에서 지진의 불연속성에 의해 내부로 분리됨), 그리고 외핵과 내핵이 그 아래에 있는 층상모형의 발달로 이어졌다.보다 최근에 지진학자들은 의사가 CT 스캔으로 시체를 촬영하는 것과 같은 방식으로 지구 내부의 파도의 상세한 이미지를 만들어 낼 수 있었다.이러한 이미지들은 지구 내부를 보다 상세하게 볼 수 있게 했고, 단순화된 레이어드 모델을 훨씬 역동적인 모델로 대체했습니다.

광물학자들은 지진 및 모델링 연구의 압력과 온도 데이터를 지구의 원소 구성에 대한 지식과 함께 사용하여 실험 환경에서 이러한 조건을 재현하고 결정 구조의 변화를 측정할 수 있었다.이 연구들은 맨틀의 주요 지진 불연속과 관련된 화학적 변화를 설명하고 지구의 내부 중심핵에서 예상되는 결정학적 구조를 보여준다.

지질 시간

주요 기사:지구의 지질학적 역사 및 지질학적 시간 척도

지질학적 시간 척도는 [10]지구의 역사를 포괄한다.이것은 가장 이른 시기에 태양계 물질의 첫 번째 날짜인 45억6700만[11] 년 전과 4.54[12][13] Ga(45억4000만 년 전)로 구분되는데, 이것은 비공식적으로 알려진 지질 시간 분할인 하데스의 시작이다.저울의 마지막에는 현재(홀로세 시대)로 표시된다.

지구의 시간 척도

다음 5개의 타임라인은 측정할 지질학적 시간 척도를 보여줍니다.첫 번째 그림은 지구의 형성부터 현재까지의 모든 시간을 보여주지만, 이것은 가장 최근의 것을 위한 공간을 거의 주지 않습니다.두 번째 타임라인은 최신 eon의 확장된 보기를 보여줍니다.마찬가지로, 가장 최근의 시대는 제3의 타임라인에서, 가장 최근의 시대는 제4의 타임라인에서, 가장 최근의 시대는 제5의 타임라인에서 확대된다.

SiderianRhyacianOrosirianStatherianCalymmianEctasianStenianTonianCryogenianEdiacaranEoarcheanPaleoarcheanMesoarcheanNeoarcheanPaleoproterozoicMesoproterozoicNeoproterozoicPaleozoicMesozoicCenozoicHadeanArcheanProterozoicPhanerozoicPrecambrian
CambrianOrdovicianSilurianDevonianCarboniferousPermianTriassicJurassicCretaceousPaleogeneNeogeneQuaternaryPaleozoicMesozoicCenozoicPhanerozoic
PaleoceneEoceneOligoceneMiocenePliocenePleistoceneHolocenePaleogeneNeogeneQuaternaryCenozoic
GelasianCalabrian (stage)ChibanianPleistocenePleistoceneHoloceneQuaternary
GreenlandianNorthgrippianMeghalayanHolocene
수백만 년 (1차, 2차, 3차, 4차)
수천 년 (5번째)

지구의 중요한 이정표

지질시계라고 불리는 도표의 지질시계로, 지구 역사의 수은과 연대의 상대적인 길이를 나타낸다.

달의 시간 척도

주요 기사:달의 지질학적 시간표
Early ImbrianLate ImbrianPre-NectarianNectarianEratosthenianCopernican period
수백만 년 전 현재


화성의 시간 척도

주요 기사:화성의 지질 역사
NoachianNoachianHesperianAmazonian (Mars)
화성 기간(수백만 년 전)

데이트 방법

상대 데이트

주요 기사: 상대 데이트
교차 관계는 암석 지층 및 기타 지질 구조의 상대적 나이를 결정하기 위해 사용될 수 있다.설명:A – 추력 단층에 의해 절단된 접힌 암석층, B – 대규모 침입(A를 통해 절단됨), C – 암석이 퇴적된 에로시앵귤러 부정합(A & B를 절단함), D – 화산 제방(A, B & C를 통해 절단됨), E – 심지어 더 어린 암석층(C & D를 통해 절단됨) – 정상 단층에 의해 절단됨

상대연대를 측정하는 방법은 지질학이 자연과학으로 처음 등장했을 때 개발되었다.지질학자들은 오늘날에도 지질학적 역사와 지질학적 사건의 시기에 대한 정보를 제공하는 수단으로 다음과 같은 원리를 사용한다.

균등주의의 원리는 현재 지구의 지각에 변화를 주는 운영에서 관찰된 지질학적 과정이 지질학적 [14]시간에 걸쳐 거의 같은 방식으로 작용해왔다고 말한다.18세기 스코틀랜드의 의사이자 지질학자 제임스 허튼이 발전시킨 지질학의 기본 원칙은 "현재가 과거로 가는 열쇠"라는 것이다.허튼의 말을 빌리자면, "우리 지구의 과거 역사는 [15]지금 일어나고 있는 것으로 설명되어야 한다."

침입 관계의 원칙은 교차 침입에 관한 것이다.지질학에서 화성침입이 퇴적암을 가로지르면 화성침입이 퇴적암보다 젊다는 것을 알 수 있다.다른 유형의 침입에는 가축, 석회석, 배스리스, 실, 제방 등이 있습니다.

교차 관계의 원리는 단층의 형성 및 단층이 절단된 시퀀스의 나이와 관련이 있습니다.단층은 자른 바위보다 젊기 때문에 단층이 일부 단층을 관통하지 않고 단층이 발견되면 자른 단층은 단층보다 오래되고 자르지 않은 단층은 단층보다 젊어야 한다.이러한 상황에서 키 베드를 찾으면 고장이 정상적인 고장인지 또는 스러스트 [16]고장인지를 판단하는 데 도움이 될 수 있습니다.

포함물 및 구성요소의 원리는 퇴적암의 경우, 포함물(또는 쇄설물)이 지층에서 발견될 경우, 포함물은 그것들을 포함하는 지층보다 더 오래되어야 한다고 명시하고 있다.예를 들어 퇴적암에서는 오래된 층의 자갈이 찢어져 새로운 층에 포함되는 것이 일반적입니다.화성암도 이종석이 발견될 때 비슷한 상황이 발생한다.이 이물질들은 마그마나 용암 흐름으로 주워지고 나중에 흡수되어 매트릭스에서 냉각됩니다.결과적으로, 이석들은 이석들을 포함하고 있는 바위들보다 더 오래되었다.

유타주 남동부 콜로라도 고원 지역의 쥐라기 지층학인 페름기는 원래 수평과 중첩 법칙의 한 예이다.이 지층은 캐피톨 리프 국립공원이나 캐니언랜드 국립공원처럼 넓게 간격을 두고 보호되고 있는 지역의 유명한 바위 지층의 대부분을 차지하고 있습니다.위에서 아래로:나바호 사암의 둥근 황갈색 돔, 적층 카옌타 층, 절벽 층, 수직 접합, 적층 윙게이트 층, 경사면 형성, 보라색 친레 층, 적층 연홍 모엔코피 층, 흰색 커틀러 층 사암.사진은 유타주 글렌캐니언 국립휴양지.

원래 수평의 원리는 퇴적물이 기본적으로 수평층으로 발생한다는 것이다.다양한 환경에서 현대적인 해양 및 비해양 침전물을 관찰하면 이러한 일반화가 가능하다(교차 침상이 기울어져 있지만 교차 침상 유닛의 전체적인 방향은 [16]수평이다).

중첩의 원리는 구조적으로 방해받지 않는 시퀀스의 퇴적암층이 그 아래층보다 젊고 그 위층보다 나이가 많다는 것이다.논리적으로 젊은 층은 이전에 퇴적된 층 아래로 미끄러질 수 없습니다.이 원리는 퇴적층을 수직 연대표의 한 형태로 볼 수 있게 한다. 즉, 최하층 퇴적에서 [16]최고층 퇴적까지의 시간의 일부 또는 완전한 기록이다.

동물 승계의 원리는 퇴적암에서 화석의 출현에 기초한다.유기체가 전 세계에 같은 기간 동안 존재하기 때문에, 그들의 존재 또는 부재는 그들이 출현하는 형성의 상대적 나이를 제공한다.윌리엄 스미스가 찰스 다윈의 진화론을 발표하기 약 100년 전에 제시한 원리에 기초하여, 승계 원리는 진화적 사고와 독립적으로 발전했다.그러나 화석화의 불확실성, 서식지의 측면 변화(퇴적층의 시설 변화)에 따른 화석종류의 현지화, 그리고 모든 화석이 동시에 [17]전 세계적으로 형성되는 것은 아니라는 점에서 원리는 상당히 복잡하다.

절대 데이트

주요 기사:절대 연대 측정, 방사선 측정 연대 측정 및 지질 연대 측정
미네랄지르콘은 방사성 연대 측정에서 자주 사용됩니다.

지질학자들은 또한 암석 샘플과 지질학적 사건의 절대 연대를 결정하기 위해 방법을 사용한다.이러한 날짜는 그 자체로 유용하며 상대 연대 측정 방법과 함께 사용하거나 상대 [18]방법을 보정하는 데 사용할 수도 있습니다.

20세기 초, 방사성 동위원소 및 다른 방법을 사용하여 지질 사건에 대한 정확한 절대 날짜를 얻을 수 있는 능력으로 지질 과학의 발전이 촉진되었다.이것은 지질 시간에 대한 이해를 변화시켰다.이전에 지질학자들은 화석과 지층학적 상관관계를 서로 상대적인 암석의 연대 부분에만 사용할 수 있었다.동위원소 날짜를 통해 암석 단위에서 절대 나이를 할당하는 것이 가능해졌고, 이러한 절대 날짜를 측정 가능한 물질이 있는 화석 시퀀스에 적용할 수 있어 오래된 상대 나이를 새로운 절대 시대로 바꿀 수 있었다.

많은 지질학적 용도의 경우, 방사성 원소의 동위원소 비율은 암석이 특정 폐쇄 온도를 통과한 이후 경과한 시간, 즉 서로 다른 방사성 동위원소가 결정 [19][20]격자로 확산되는 것을 멈추는 시점을 제공하는 광물에서 측정된다.이것들은 지질 연대학 및 열 연대학 연구에 사용된다.일반적인 방법에는 우라늄-납 연대 측정, 칼륨-아르곤 연대 측정, 아르곤-아르곤 연대 측정 및 우라늄-토륨 연대 측정이 포함된다.이러한 방법은 다양한 응용 프로그램에 사용됩니다.지층서열에서 발견된 용암과 화산재 층의 연대를 측정하면 방사성 동위원소를 포함하지 않는 퇴적암 단위에 대한 절대 연령 데이터를 제공하고 상대 연대 측정 기법을 보정할 수 있다.이 방법들은 플루톤 배치의 나이를 결정하기 위해서도 사용될 수 있다.열화학적 기술은 지각 내부의 온도 프로파일, 산맥의 융기, 고지 지형학 등을 결정하기 위해 사용될 수 있다.

란타니드 계열 원소의 분화는 맨틀에서 암석이 제거된 이후의 나이를 계산하는데 사용된다.

최신 이벤트에는 다른 메서드가 사용됩니다.광학 자극 발광 및 우주 발생 방사성핵종 연대 측정법은 표면 및/또는 침식률 연대에 사용된다.덴드로 연대학은 또한 경관의 연대 측정에도 사용될 수 있다.방사성 탄소 연대 측정법은 유기 탄소를 함유하는 지질학적으로 젊은 물질에 사용된다.

지역의 지질 개발

원래 수평으로 배열된 퇴적암은 화성 활동의 영향을 받는다.표면 아래 깊은 곳에는 마그마 챔버와 거대한 화성체들이 있다.마그마 챔버는 화산에 연료를 공급하고 나중에 결정화되어 제방과 실이 될 마그마의 분출물을 보낸다.마그마는 또한 침입성 화성체를 형성하기 위해 위쪽으로 이동한다.이 다이어그램은 화산재를 방출하는 신더콘 화산과 용암과 화산재를 방출하는 복합 화산을 모두 보여준다.
세 가지 유형의 고장을 나타내는 그림입니다.
A. 낙석 단층은 암석 유닛이 서로 미끄러질 때 발생합니다.
B. 정상 단층은 암석이 수평으로 확장될 때 발생합니다.
C. 역방향(또는 추력) 단층은 암석이 수평으로 짧아질 때 발생합니다.
캘리포니아의 San Andreas 단층

암석 유닛이 퇴적 및 삽입되고 변형 과정이 그 모양과 위치를 변화시키면서 지역의 지질은 시간에 따라 변화합니다.

암석 유닛은 먼저 지표면의 퇴적이나 암석 위에 있는 암석으로의 침입에 의해 배치된다.퇴적물은 지구 표면에 가라앉고 나중에 퇴적암으로 석화되거나 화산재나 용암과 같은 화산 물질이 표면을 덮을 때 발생할 수 있다.욕석, 열석, 제방, 실과 같은 화성 침입은 위쪽으로 밀어 올려져 침입하면서 결정화됩니다.

암석의 초기 배열이 퇴적된 후 암석 유닛은 변형 및/또는 변성될 수 있다.변형은 일반적으로 수평 단축, 수평 연장 또는 좌우(스트라이크-슬립) 움직임의 결과로 발생합니다.이러한 구조 체제는 각각 구조판 사이의 수렴 경계, 발산 경계 및 변환 경계와 광범위하게 관련되어 있습니다.

암석 단위를 수평 압축하면, 암석 단위가 짧아지고 두꺼워집니다.진흙을 제외한 암석 단위는 부피가 크게 변하지 않기 때문에 단층과 폴딩 두 가지 방법으로 이루어집니다.메짐성 변형이 발생할 수 있는 얕은 지각에서는 추력 단층이 형성되어 깊은 바위가 얕은 바위 위로 이동한다.겹침의 원리에서 알 수 있듯이, 깊은 바위는 종종 나이가 들었기 때문에, 이것은 나이든 바위를 젊은 바위로 이동시키는 결과를 초래할 수 있습니다.단층을 따라 이동하면 단층이 평면이 아니거나 암석층이 끌려서 단층을 따라 미끄러짐이 발생할 때 드래그 폴드를 형성하여 폴딩이 발생할 수 있습니다.지구 깊은 곳에서 바위는 단층 대신 유연한 행동을 하고 접힙니다.이러한 접힘은 접힘의 중심에 있는 재료가 위로 채워져 "개미형"이 생성되거나 아래로 채워져 "형태"가 생성되는 접힘일 수 있습니다.만약 주름 안에 있는 암석 단위의 꼭대기가 계속 위를 향한다면, 그것들은 각각 배사선과 싱클라인이라고 불립니다.접힌 부분의 일부가 아래를 향하고 있는 경우, 이 구조를 뒤집힌 반직선 또는 싱크로라인이라고 하며, 모든 암석 단위가 뒤집히거나 정확한 상향 방향을 알 수 없는 경우에는 가장 일반적인 용어, 반직선, 그리고 합성형이라고 부른다.

배선과 동기선을 나타내는 접힘 다이어그램

수평 단축 중에 더 높은 압력과 온도는 암석의 접힘과 변성을 야기할 수 있습니다.이 변성 작용은 암석의 광물 조성에 변화를 일으킵니다; 응력 하에서 광물 성장과 관련이 있는 박리, 즉 평면 표면을 만듭니다.이것은 퇴적암의 침전물, 라바의 흐름 특징, 결정암의 결정 패턴과 같은 암석 본래의 질감의 흔적을 제거할 수 있습니다.

연장은 암석 단위를 전체적으로 더 길고 얇아지게 한다.이는 주로 정상적인 단층과 연성 신장 및 얇은 연성을 통해 이루어집니다.정상 단층에서는 낮은 단층보다 높은 암석 유닛이 떨어집니다.그 결과 일반적으로 젊은 유닛이 오래된 유닛보다 낮아집니다.장치를 늘리면 얇아질 수 있습니다.사실 마리아 폴드 앤드 스러스트 벨트 내의 한 지점에서는 그랜드 캐니언의 전체 퇴적 순서가 1미터도 안 되는 길이에 걸쳐 나타납니다.연성으로 늘어나야 할 깊이의 암석도 종종 변형된다.이 늘어난 바위는 또한 그들의 시각적 유사성 때문에 프랑스어로 "소시지"라는 단어 뒤에 있는 부딘으로 알려진 렌즈에 끼일 수 있습니다.

암석 유닛이 서로 미끄러지는 곳에서는 얕은 영역에서 타격 미끄럼 단층이 발달하고 암석이 연성적으로 변형되는 더 깊은 깊이의 전단대가 됩니다.

키타티니 산의 지질 단면.이 단면은 변성암을 보여주며, 변성 이벤트 후에 퇴적된 젊은 퇴적물로 덮여있다.이 바위들은 나중에 산의 융기 과정에서 접혀 단층이 되었다.

새로운 암석 유닛의 추가는 퇴적 및 내부 모두에서 종종 변형 중에 발생합니다.단층 및 기타 변형 과정으로 지형적 구배가 생성되어 고도가 증가하는 암석 유닛의 재료가 경사면 및 수로에 의해 침식됩니다.이 퇴적물들은 아래로 내려가는 암석 유닛에 퇴적된다.단층을 따라 지속적으로 이동하면 침전물의 이동에도 불구하고 지형 구배가 유지되고 재료가 퇴적될 수 있는 수용 공간이 계속 생성됩니다.변형현상은 종종 화산활동과 화성활동과도 관련이 있다.화산재와 라바 등이 지표면에 쌓이고 화성 침입이 아래에서 유입됩니다.길고 평면적인 화성 침입인 제방은 균열을 따라 유입되며, 따라서 활발하게 변형되는 영역에 대량으로 형성되는 경우가 많습니다.이로 인해 캐나다 보호막에서 관측할 수 있는 제방 무리나 화산의 용암 동굴 주변에 있는 제방 고리 같은 제방 무리가 배치될 수 있다.

이러한 모든 프로세스가 반드시 단일 환경에서 발생하는 것은 아니며 단일 순서로 발생하는 것도 아닙니다.예를 들어 하와이 제도는 거의 전체가 층층이 된 현무암 용암류로 이루어져 있다.미국 중부 대륙과 미국 남서부의 그랜드 캐니언의 퇴적물 배열에는 캄브리아기 이후 제 자리에 남아있던 거의 형성되지 않은 퇴적암 더미가 포함되어 있습니다.다른 지역은 지질학적으로 훨씬 복잡하다.미국 남서부에서는 퇴적암, 화산암, 침입암이 변형되어 단층암, 잎암, 접혀있다.캐나다 북서부에 있는 슬레이브 크라톤의 아카스타 편마암과 같은 오래된 암석들조차도, 세계에서 가장 오래된 것으로 알려진 암석들은 실험실 분석 없이 그 기원을 구별할 수 없을 정도로 변모되었다.또한 이러한 프로세스는 단계적으로 발생할 수 있습니다.미국 남서부의 그랜드 캐니언은 매우 눈에 띄는 예로서 하부 암석 단위가 변형되고 변형된 후 변형이 끝나고 상부 미형성 단위가 퇴적되었다.암석 배치와 암석 변형은 얼마든지 일어날 수 있고, 그것들은 몇 번이라도 일어날 수 있지만, 이러한 개념은 한 지역의 지질 역사를 이해하는 지침을 제공합니다.

지질학 방법

표준 Brunton Pocket Transit(브런튼 포켓 교통)으로 지질학자들이 지도 제작 및 측량용으로 흔히 사용합니다.

지질학자들은 지구의 역사를 해독하고 지구 안에서 일어나는 과정을 이해하기 위해 많은 분야, 실험실, 그리고 수치 모델링 방법을 사용한다.지질학자들은 전형적인 지질학적 조사에서 암석학(암석학), 층서학(퇴적층학), 구조지질학(암석 단위의 위치와 그 변형에 대한 연구)과 관련된 1차 정보를 사용한다.많은 경우에 지질학자들은 또한 현대의 토양, 강, 풍경, 빙하를 연구하고, 과거와 현재의 생명과 생물 지구 화학적 경로를 조사하며, 지표면을 조사하기 위해 지구물리학적 방법을 사용한다.지질학의 하위 전문분야는 내인성 [21]지질학과 외인성 지질학을 구분할 수 있다.

필드 메서드

1950년대의 전형적인 USGS 필드 맵핑캠프
오늘날 GPS와 지리정보시스템 소프트웨어를 탑재한 핸드헬드 컴퓨터는 지질 현장 작업(디지털 지질 매핑)에 자주 사용됩니다.
미국 애리조나 주 페트라이티드 포레스트 국립공원에 있는 석화된 통나무.

지질 현장 작업은 당면한 작업에 따라 달라집니다.일반적인 필드워크는 다음과 같습니다.

석유 현미경.
교차 편광으로 얇은 부분을 스캔한 이미지입니다.
광학 광물학에서는 암석을 연구하는 데 얇은 단면이 사용된다.이 방법은 다양한 광물의 굴절률에 기초하고 있다.

암석학

주요 기사: 암석학

암석학자는 현장에서 암석(리톨로지)을 확인하는 것 외에 실험실에서 암석 샘플을 확인한다.실험실에서 암석을 식별하는 두 가지 주요 방법은 광학 현미경법과 전자 마이크로프로브를 사용하는 것입니다.광학 광물학 분석에서 암석학자들은 암석 샘플의 얇은 부분을 석유 현미경을 사용하여 분석하는데, 여기서 광물은 평면 편광과 교차 편광의 서로 다른 특성으로 식별될 수 있습니다. 이중 굴절, 다색성, 쌍성,[28] 그리고 원추 렌즈에 의한 간섭 특성입니다.전자 마이크로프로브에서 개별 위치는 개별 [29]결정 내의 정확한 화학적 조성 및 조성의 변화를 위해 분석됩니다.안정적이고[30] 방사성인[31] 동위원소 연구는 암석 단위의 지구 화학적 진화에 대한 통찰력을 제공한다.

암석학자들은 또한 유체 포함 데이터를[32] 사용하고 고온과 압력의 물리적 실험을[33] 수행하여 다양한 광물상이 나타나는 온도와 압력, 화성[34] 및 변성 과정을 통해 어떻게 변화하는지 이해할 수 있다.이 연구는 화성암의 [35]변성 과정과 결정화 조건을 이해하기 위해 현장에서 추정할 수 있다.이 연구는 또한 섭입과 마그마 방의 진화 같은 [36]지구 내에서 일어나는 과정을 설명하는데 도움을 줄 수 있다.

접힌 암반층

구조 지질학

주요 기사:구조 지질학
조산성 쐐기의 도표.쐐기는 내부의 단층과 데콜리먼트라고 불리는 주요 기초 단층을 따라 성장합니다.웨지 내부의 각도가 데콜리먼트를 따라 재료 밸런스 실패의 각도와 동일하게 유지되는 임계 테이퍼 형태로 모양을 형성합니다.이것은 불도저가 흙더미를 밀어내는 것과 유사하며, 여기서 불도저는 위판이다.

구조 지질학자들이 바위, 바위의 결정 구조 안에 균주에 대해서 정보를 준다 안에 타이츠를 관찰하기 위해 지질학적 샘플의 중심적인 얇은 부분의 미세한 분석을 사용한다.그들은 또한 그리고 혼합이 결함의 방향 이해하고 그 지역의 락 변형의 역사를 재건설할 수 있지질학적 구조의 측정으로 표시한다.게다가, 그들은 락 변형의 크고 작은 설정에 아날로그와 수치 실험을 한다.

구조의 분석은 흔히 stereonets에 다양한 형상의 경사를 계획함으로써 완성된다.구의로 선과 선을 지점으로 예상되고 있는에서 비행기로 예상되고 있는 비행기, 위로 한 stereonet은 스테레오 투영 법.이 접다 도끼의 위치, 사이의 관계, 그리고 다른 지질학적 구조 사이의 관계를 찾기에 사용될 수 있다.

구조 지질학에서 가장 잘 알려 진 실험 중 것은 구역에 산 수렴 지각 판의 경계 부분을 따라 건설되다 조산 운동의 조각하고 있다.[37]이러한 실험들의 아날로그 버전에서는 모래의 수평 계층들은 낮은 표면을 따라 faulting고 비판적으로 테이퍼(모든 각도는 그대로)조산 운동의 웨지의 성장의 realistic-looking 패턴에 유발된 뒤 정류장에 밀립니다.[38]비록 그들은 종종 더 산 벨트에서 침식과 융기의 패턴까지 포함될 수 있는 세련된 수치 모델 이러한 아날로그 모델과 똑 같은 방식으로 일한다.[39]이것은 침식과 산맥의 형태 사이의 관계를 보여 주는 데 도움이 된다.이러한 연구는 또한 변성 작용하기 위해 압력, 온도, 공간을 통해 경로에 대한 유용한 정보 및 시간을 줄 수 있다.[40]

Stratigraphy

다른 색상들은 다른 종류의 미네랄은 마운트 Ritagli 디 Lecca Fondachelli-Fantina, 시칠리아에서 본 작곡을 보여 준다.
주요 기사:Stratigraphy

연구실에서는 지층기사가 현장에서 반송할 수 있는 지층기단면의 샘플을 시추코어 [41]등에서 분석한다.성층 분석가들은 또한 지표면에서 [42]지층학 단위의 위치를 보여주는 지구물리학적 조사의 데이터를 분석한다.지구물리학적 데이터와 우물 로그를 결합하여 지표면을 더 잘 볼 수 있습니다. 층계참가는 종종 3차원으로 이를 수행하기 [43]위해 컴퓨터 프로그램을 사용합니다.성층 파괴자들은 이러한 데이터를 지구 [44]표면에서 발생한 고대 과정을 재구성하고, 과거의 환경을 해석하고, 물, 석탄, 탄화수소 추출 지역을 찾기 위해 사용할 수 있다.

실험실에서 바이오스트라티그래퍼들은 아웃트로프의 암석 표본을 분석하고 그 [41]안에서 발견된 화석을 위해 코어들을 뚫는다.이 화석들은 과학자들이 핵의 연대를 측정하고 암석 단위가 형성된 퇴적 환경을 이해하는 데 도움을 준다.지질 연대학자들은 퇴적 [45]시기와 속도에 대한 더 나은 절대적인 경계를 제공하기 위해 지층학 섹션 내의 암석들의 정확한 연대를 추정한다.자기층파기들은 시추 [41]코어 내의 화성암 단위에서 자기 반전의 징후를 찾는다.다른 과학자들은 과거의 [41]기후에 대한 정보를 얻기 위해 암석에 대한 안정적인 동위원소 연구를 수행한다.

행성 지질학

1977년 12월 9일 바이킹 2호 착륙선이 촬영한 화성 표면
주요 기사: 행성 지질학

20세기 우주 탐험의 등장으로 지질학자들은 지구를 연구하기 위해 개발된 것과 같은 방식으로 다른 행성들을 보기 시작했다.이 새로운 연구 분야는 행성 지질학이라고 불리며 태양계의 다른 천체들을 연구하기 위해 알려진 지질학적 원리에 의존한다.

그리스어에서 유래한 접두사 지오가 지구를 가리키지만, "지질학"은 종종 다른 행성들의 구성 및 내부 과정을 설명할 때 함께 사용됩니다. 예를 들어 "화성의 지질학"과 "달의 지질학"이 있습니다.월학(달의 연구), 영역학(화성의 연구) 등 전문 용어들도 사용되고 있다.

행성 지질학자들은 다른 행성의 모든 측면을 연구하는 데 관심이 있지만, 중요한 초점은 다른 세계에서의 과거 또는 현재 생명체의 증거를 찾는 것이다.이것은 생명체의 증거를 찾기 위해 행성체를 조사하는 것을 주된 또는 보조적인 목적으로 하는 많은 임무로 이어졌다.그 중 하나는 화성 극지의 토양에서 물, 화학, 그리고 생물학적 과정과 관련된 광물학적 성분을 분석한 피닉스 착륙선이다.

응용지질학

모켈룸네 강에서 금을 캐는 사람.Harper's Weekly캘리포니아에서 금을 얻는 방법1860

경제 지질학

주요 기사:경제 지질학

경제지질학은 인류가 다양한 요구를 충족시키기 위해 사용하는 경제광물의 측면을 다루는 지질학의 한 분야이다.경제적 광물은 다양한 실용성을 위해 수익성 있게 추출된 광물이다.경제 지질학자들은 철, 구리, 우라늄과 같은 금속을 포함한 광물 자원뿐만 아니라 석유와 석탄과 같은 지구의 천연 자원을 찾고 관리하는 것을 돕는다.

광산 지질학

주요 기사:채굴

광산 지질학은 지구로부터 광물 자원을 채취하는 것으로 구성되어 있다.경제적 관심의 일부 자원에는 유황, 염소, 헬륨과 같은 원소뿐만 아니라 석면, 펄라이트, 운모, 인산염, 제올라이트, 점토, 경석, 석영, 실리카와 같은 많은 광물들이 포함된다.

석유 지질학

유정을 시추할 때 암석학을 연구하는 일반적인 방법인 진흙 로그 인 프로세스
주요 기사: 석유 지질학

석유 지질학자들은 추출 가능한 탄화수소, 특히 석유와 천연가스를 포함할 수 있는 지구 지표면의 위치를 연구한다.많은 저수지가 퇴적 [46]분지에서 발견되기 때문에, 그들은 퇴적 및 구조 진화뿐만 아니라 이러한 분지의 형성, 그리고 현재 암석 단위의 위치를 연구합니다.

공학 지질학

주요 기사:공학지질학, 토양역학, 지질공학

엔지니어링 지질학은 엔지니어링 작업의 위치, 설계, 시공, 운영 및 유지보수에 영향을 미치는 지질학적 요인을 적절히 다루기 위한 목적으로 엔지니어링 실무에 지질학적 원리를 적용하는 것이다.공학지질학은 지질공학, 특히 북미에서 구별된다.

한 어린이가 케냐의 수문지질학적 인도주의 프로젝트의 일환으로 우물에서 물을 마시고 있다.

토목공학 분야에서는 구조물이 건설되는 재료의 기계적 원리를 확인하기 위해 지질학적 원리와 분석이 사용된다.이를 통해 터널이 무너지지 않고 건설될 수 있고, 다리와 고층 빌딩이 튼튼한 기초로 건설될 수 있으며, 점토와 [47]진흙에 침하되지 않는 건물이 건설될 수 있다.

수문학

주요 기사:수문 지질학

지질학과 지질학적 원칙 스트림 복원 brownfields의 복원 및 자연 생태와 지질 환경 사이의 상호 작용의 이해 등 다양한 환경 문제에 적용될 수 있다.지하수 수문학, 또는 수문 지질학,면서 종종 특히 건조한 regions,[49]에서 중요한 것과 지하수 우물에 포함된 오염 물질의 확산을 감시하기 위해 오염되지 않은 물의 준비된 공급을 제공할 수 있groundwater,[48]를 찾는 데 사용됩니다.[48][50]

고생후학

주요 기사:고기 후학

지질학자들 또한 층위학, boreholes, 핵심 샘플, 빙산의 중심을 통해 데이터를 얻게 된다.아이스 cores[51]그리고 침전 cores[52]과거와 현재 온도, 강수량과 전 세계의 바다 수준에 대해 지질학자들에게 paleoclimate의 재구축과에 사용됩니다.정보의 기후 변화에 이 데이터 집합 우리의 주요 근원지 밖에서 도구적 데이터의.[53]

자연재해

Rockfall이 그랜드 캐년에서.
주요 기사:자연 위험 § 지질학적 위험성

안전한 건물 코드와 재산권과 인명 손실을 방지하는데 사용된다 경보 체계는 법을 제정하는 지질학자들과 geophysicists 자연 재해를 공부한다.[54]중요한 자연 재해의 지질학(로 meteorology에 주로거나 타당하다 반대)에 타당하다 예로는: 있다.

역사

주요 기사:지질사 및 지질 연표
윌리엄 스미스의 잉글랜드, 웨일스 및 스코틀랜드 남부 지질도.1815년에 완성된 이 지도는 두 번째 국가 축척 지질 지도였으며,[55][failed verification] 지금까지 가장 정확한 지도였다.

지구의 물리적 물질에 대한 연구는 테오프라스토스 (기원전 372–287년)가 페리 리톤 (On Stones)이라는 작품을 썼던 적어도 고대 그리스로 거슬러 올라간다.로마 시대 동안, 대 플리니우스는 많은 광물과 금속에 대해 자세히 썼고, 그 후 실용적으로 사용되었으며, 심지어 호박의 기원을 정확하게 언급하기도 했다.게다가, 기원전 4세기에 아리스토텔레스는 지질 변화의 느린 속도에 대해 비판적인 관찰을 했다.그는 땅의 구성을 관찰했고 지구가 느린 속도로 변화하고 이러한 변화는 한 사람의 일생 동안 관찰될 수 없다는 이론을 세웠다.아리스토텔레스는 지구가 물리적으로 [56][57]변화하는 속도에 관해 지질학적 영역에 연결된 최초의 증거에 기초한 개념들 중 하나를 개발했다.

아부 알-레이한 알-비루니(973–1048 CE)는 초기 페르시아 지질학자 중 한 명으로, 인도 아대륙이 한때 [58]바다였다는 가설을 세운 인도의 지질학에 관한 최초의 저작을 포함하고 있다.페르시아의 학자 이븐 시나(Avicenna, 981–1037)는 이슬람 정복에 의해 파괴되지 않은 그리스와 인도의 과학 문헌을 인용하여, 산의 형성, 지진의 기원, 그리고 후기 발전에 필수적인 토픽을 제공한 현대 지질학에 대한 자세한 설명을 제안했다.과학에 [59][60]관한 것입니다.중국에서, 박식가 심궈 (1031–1095)는 육지 형성 과정에 대한 가설을 세웠다: 바다에서 수백 마일 떨어진 산의 지질 지층에서 화석 동물 조개껍질을 관찰한 것을 바탕으로, 그는 육지가 산의 침식과 [61]침전물에 의해 형성되었다고 추론했다.

니콜라스 스테노 (1638–1686)는 중첩의 법칙, 원래 수평의 원리, 그리고 가로 연속성의 원리, 즉 층서학의 세 가지 정의 원리로 인정된다.

지질학이라는 단어는 1603년 [62][63]Ulisse Aldrovandi에 의해 처음 사용되었고, 1778년[64] Jean-Andre Deluc에 의해 그리고 [65][66]1779년 Horace-Bénédict de Saussure에 의해 고정 용어로 소개되었습니다.이 단어는 "땅"을 뜻하는 그리스어 "게"와 "말하기"[67]를 뜻하는 로고인 "όγςς"에서 유래했다.하지만 다른 자료에 따르면, "지질학"이라는 단어는 성직자이자 학자인 노르웨이인 미켈 페데르n 에스콜트 (1600–1699)에서 유래했다고 한다.Escholt는 Geologia Norvegica (1657년)[68][69]라는 제목의 그의 책에서 이 정의를 처음 사용했다.

윌리엄 스미스 (1769–1839)는 최초의 지질 지도 중 일부를 그렸고 [55]그 안에 포함된 화석을 조사함으로써 암석 지층 (층)을 주문하는 과정을 시작했다.

1763년, 미하일 로모노소프는 지구의 [70]지층에 관한 그의 논문을 발표했다.그의 작품은 현대 지질학의 첫 번째 서술로, 시간의 흐름의 통일성과 [71]현재로부터의 지구의 과거에 대한 설명을 바탕으로 했다.

제임스 허튼 (1726년-1797년)은 종종 최초의 현대 [72]지질학자로 여겨진다.1785년 그는 에든버러 왕립학회에 지구 이론이라는 논문을 발표했다.그의 논문에서, 그는 산이 침식되고 퇴적물이 바다 밑바닥에 새로운 암석을 형성할 수 있는 충분한 시간을 가질 수 있도록 지구가 이전에 생각했던 것보다 훨씬 더 오래되었을 것이라는 그의 이론을 설명했다.허튼은 1795년에 [73]그의 생각의 두 권짜리 버전을 출판했다.

허튼의 추종자들은 시간이 지남에 따라 모든 바위가 점차 낮아지는 큰 바다에서 가라앉았다고 믿었던 아브라함 베르너에 의해 이끌어진 넵툰주의자들과는 대조적으로, 화산에서 용암이 퇴적된 벌컨주의에 의해 일부 바위가 형성되었다고 믿었기 때문에 플루톤주의자로 알려져 있었다.

미국 최초의 지질 지도는 1809년 윌리엄 맥루어에 [74]의해 제작되었다.1807년, 맥루어는 미국에 대한 지질 조사를 하는 자기 과업을 시작했다.앨러게니 산맥을 50번 정도 [75]넘고 다시 넘나들며 그는 연방의 거의 모든 주를 횡단하고 지도를 만들었다.그의 도움 없는 노력의 결과는 지질 지도를 설명하는 미국의 지질에 관한 관찰이라는 제목의 회고록에서 미국 철학 협회에 제출되었고, 미국 최초의 지질 [76]지도와 함께 협회의 트랜잭션에 게재되었다.이것은 윌리엄 스미스의 영국 지질도보다 6년 먼저 만들어졌지만, 암석의 다른 분류를 사용하여 만들어졌다.

찰스 라이엘 경은 1830년에 그의 유명한 책인 지질학의 원리 (Principle of [77]Geology)를 처음 출판했습니다.찰스 다윈의 사상에 영향을 준 이 책은 통일주의 이론을 성공적으로 선전했다.이 이론은 느린 지질학적 과정이 지구의 역사를 통해 일어났고 오늘날에도 여전히 일어나고 있다고 말한다.대조적으로, 재앙주의는 지구의 특징들이 하나의 재앙적인 사건에서 형성되었고 그 후에도 변하지 않았다는 이론이다.허튼은 통일주의를 신봉했지만 당시에는 그 생각이 널리 받아들여지지 않았다.

19세기 지질학의 대부분은 지구의 정확한 나이를 중심으로 움직였다.추정치는 수십만 [78]년에서 수십억 년까지 다양했다.20세기 초까지, 방사선 측정 연대는 지구의 나이를 20억 년으로 추정할 수 있게 했다.이 방대한 시간의 인식은 지구를 형성하는 과정에 대한 새로운 이론의 문을 열었다.

20세기 지질학의 가장 중요한 발전 중 일부는 1960년대 판구조론의 발전과 행성의 나이 추정치의 정교함이다.판구조론은 해저 확산과 대륙 표류라는 두 가지 지질학적 관측에서 비롯되었다.그 이론은 지구 과학에 혁명을 가져왔다.오늘날 지구는 약 45억 년 [13]된 것으로 알려져 있다.

분야 또는 관련 분야

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