ΚΑΛΩΣ ΗΡΘΑΤΕ ΣΤΟ ΜΑΘΗΜΑ ΤΗΣ ΓΕΩΛΟΓΙΑΣ

ΚΑΛΩΣ ΗΡΘΑΤΕ ΣΤΟ ΚΑΛΩΣ ΗΡΘΑΤΕ ΣΤΟ ΜΑΘΗΜΑ ΤΗΣ ΜΑΘΗΜΑ ΤΗΣ ΕΔΑΦΟ- -ΜΗΧΑΝΙΚΗΣ ΓΕΩΛΟΓΙΑΣ ΔΙΔΑΣΚΩΝ:

Τι είναι η Γεωλογία; Γεωλογία είναι η επιστήμη που μελετά την Γη, και κυρίως το στερεό τμήμα της, δηλαδή τα εδάφη και τα πετρώματα από τα οποία αποτελείται, τις ιδιότητες που αυτά έχουν και τις διεργασίες που τα σχηματίζουν. H λέξη γεωλογία προέρχεται από τις ελληνικές λέξεις γη και λόγος. Η μελέτη της φυσικής ύλης της Γης ανάγεται τουλάχιστον στην Αρχαία Ελλάδα, στο έργο του Θεόφραστου (372-287 π.χ.) Περί λίθων.

Το στερεό τμήμα της γης: ορυκτά, εδάφη και πετρώματα

Η ΓΕΩΛΟΓΙΑ ΣΤΗ ΣΥΓΧΡΟΝΗ ΕΠΟΧΗ Η γεωλογία στη σύγχρονη εποχή απέκτησε μεγάλης σημασίας κοινωνικό και οικονομικό ενδιαφέρον, αφού: διευκολύνει και συστηματοποιεί την έρευνα για σημαντικά ορυκτά και ιδιαίτερα για τα φυσικά αποθέματα υδρογονανθράκων, άνθρακα, μεταλλευμάτων και νερού, συμμετέχει σημαντικά στην κατανόηση και στην προσπάθεια πρόβλεψης αρκετών ειδών φυσικών καταστροφών, προσφέρει καλύτερη αξιολόγηση των περιβαλλοντολογικών προβλημάτων και παίζει βασικό ρόλο στη γεωτεχνική μηχανική.

Υδρογονάνθρακες

Άνθρακες

Υπεδαφικό νερό

Φυσικές καταστροφές

Γεωτεχνική μηχανική

Ο ΠΛΑΝΗΤΗΣ ΓΗ Ο πλανήτης Γη έτσι όπως φωτογραφήθηκε το 1972 από τους αστροναύτες του Απόλλωνα 17 στην πορεία τους για τη σελήνη.

Η ΓΗ ΚΑΙ ΤΟ ΗΛΙΑΚΟ ΠΛΑΝΗΤΙΚΟ ΣΥΣΤΗΜΑ Η Γη ανήκει στο ηλιακό πλανητικό σύστημα το οποίο περιλαμβάνει όλα τα ουράνια σώματα τα οποία βρίσκονται στην επίδραση της έλξεως του Ηλίου και στρέφονται γύρο από αυτόν σε κυκλικές τροχιές

ΓΕΝΙΚΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΤΗΣ ΓΗΣ

Η ΓΗ ΚΑΙ ΤΟ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝ ΤΗΣ Ο πλανήτης Γη, ως ενιαίο σύνολο, συγκροτείται από τέσσερα κύρια συστήματα που είναι η ατμόσφαιρα, η υδρόσφαιρα, η λιθόσφαιρα και η βιόσφαιρα. Τα συστήματα ή τα σύνολα αυτά συνιστούν και το φυσικό της περιβάλλον. Η ατμόσφαιρα είναι το αέριο εξωτερικό κέλυφος που περιβάλει τον πλανήτη μας, και συμμετέχει σε όλες της κινήσεις του. Το πάχος της δεν είναι με ακρίβεια γνωστό, αλλά θεωρείται ότι υπερβαίνει τα 1.000Km. Η υδρόσφαιρα είναι η συνιστώσα του νερού στη Γη, που περιέχει και τις τρεις καταστάσεις του, την αέρια, την υγρή και τη στερεή. Αυτή περιλαμβάνει το γλυκό νερό της ατμόσφαιρας και των ηπείρων (ξηράς), και το αλμυρό νερό των ωκεανών. Η λιθόσφαιρα είναι το στερεό σύστημα που αποτελείται από στερεές κατά βάση χημικές ενώσεις ή και χημικά στοιχεία σε μορφή ορυκτών και πετρωμάτων. Έχει πάχος περίπου 100km και επιπλέει και κινείται στην ασθενόσφαιρα, που αποτελείται από ρευστή και στερεή φάση. Η βιόσφαιρα, η οποία περιλαμβάνει όλους τους ζώντες οργανισμούς της γης.

Η ΣΧΕΣΗ ΜΕΤΑΞΥ ΑΤΜΟΣΦΑΙΡΑΣ, ΥΔΡΟΣΦΑΙΡΑΣ, ΛΙΘΟΣΦΑΙΡΑΣ ΚΑΙ ΒΙΟΣΦΑΙΡΑΣ Τα συστήματα αυτά αλληλεπιδρούν και δημιουργούν ένα ρηχό πολύπλοκο σύστημα περιβάλλοντος, ιδιαίτερο και μοναδικό για κάθε περιοχή της Γης που προσδιορίζεται ως «ζώνη ζωής».

ΖΩΝΗ ΖΩΗΣ ΚΑΙ ΚΛΙΜΑ Το κλίμα μιας περιοχής προσδιορίζεται από μετρήσεις πολλών δεκαετιών των μετεωρολογικών δεδομένων και από παρατηρήσεις κυκλικών και μη μεταβολών, στα κατώτερα στρώματα της ατμόσφαιρας. Η ηλιακή ακτινοβολία και οι βροχοπτώσεις, σημαντικά στοιχεία του κλίματος, αποτελούν και τα ζωτικά συστατικά της ζώνης ζωής, αφού σχετίζονται με προσφορά ενέργειας και νερού. Τα φυτά χρειάζονται φως (ενέργεια), διοξείδιο του άνθρακα, νερό και θρεπτικά στοιχεία, που έρχονται από την ατμόσφαιρα και το έδαφος. ΚΛΙΜ Α Βασική πηγή ενέργειας και νερού Πορεία Ατμόσφαιρα Υδρόσφαιρα και λιθόσφαιρα Πορεία Ο ρόλος του κλίματος στις διεργασίες του περιβάλλοντος στη «ζώνη ζωής» ΟΡΓΑΝΙΚΕΣ ΔΙΕΡΓΑΣΙΕΣ Αλληλεπίδραση Αλληλεπίδραση ΕΔΑΦΙΚΕΣ ΔΙΕΡΓΑΣΙΕΣ

Συμπερασματικά Το φυσικό περιβάλλον της γης ορίζεται ως το περιβάλλον που διαμορφώνεται στις «ζώνες ζωής» από την αλληλεπίδραση της βιόσφαιρας με την ατμόσφαιρα, την υδρόσφαιρα και τη λιθόσφαιρα. Το περιβάλλον αυτό δεν είναι σταθερό σε όλο την έκταση της Γης, αφού τα οικοσυστήματα προσαρμόζονται ανάλογα με τις συνθήκες του συνόλου ατμόσφαιρας - υδρόσφαιρας - λιθόσφαιρας που επικρατούν σε κάθε περιοχή.

Η ΔΟΜΗ ΤΟΥ ΕΣΩΤΕΡΙΚΟΥ ΤΗΣ ΓΗΣ

ΣΥΣΤΑΣΗ ΛΙΘΟΣΦΑΙΡΑΣ ΚΑΙ ΕΣΩΤΕΡΙΚΟΥ ΤΗΣ ΓΗΣ Με βάση έρευνες (γεωλογικές και γεωφυσικές) το εσωτερικό σύστημα της Γης διαιρείται σε τρία κύρια μέρη που από την επιφάνεια προς το κέντρο της είναι ο φλοιός, ο μανδύας και ο πυρήνας. Πυρήνας (1. Εσωτερικός και 2. Εξωτερικός) Μανδύας (3. Εσωτερικός 4. Ενδιάμεσος ή μεταβατική ζώνη 5. Εξωτερικός ) Φλοιός (6). Λιθόσφαιρα (Εξωτερικός μανδύας και Φλοιός) M = ασυνέχεια MOHOROVICIC (MOHO) WG = ασυνέχεια WIECHERT - GUTENBERG

ΔΟΜΗ ΤΗΣ ΓΗΣ Ο φλοιός χωρίζεται σε ωκεάνιο (που είναι πιο λεπτός έως 10χλμ και αποτελείται από πετρώματα πλούσια σε μαγνήσιο, σίδηρό και πυρίτιο) και ηπειρωτικό (που φτάνει τα 100χλμ περίπου και αποτελείται από νάτριο, αλουμίνιο και πυρίτιο). Το σύνολο του φλοιού και του εξωτερικού μανδύα ονομάζεται λιθόσφαιρα. Τα πετρώματα στη λιθόσφαιρα, εκρηξιγενή, μεταμορφωμένα και ιζηματογενή, διατηρούν τη στερεά κατάστασή τους, παρουσιάζοντας αντοχή στη διάτμηση και διατήρηση παραμορφώσεων για μακρύ χρονικό διάστημα. Κάτω από τη λιθόσφαιρα είναι η ασθενόσφαιρα που φτάνει έως τα 900χλμ περίπου. Χαρακτηρίζεται από πλαστικότητα και υδροστατικόες πιέσεις, γεγονός που σημαίνει παρουσία στερεάς, αλλά και ρευστής φάσης. Γενικά ο μανδύας θεωρείται ημίρρευστος-ρευστός και αποτελείται από σίδηρο και μαγνήσιο. Ο εξωτερικός πυρήνας είναι ρευστός πιο ιξώδης από τον μανδύα, ενώ ο εσωτεριικός είναι στερεός. Αποτελούνται από μεγάλες ποσότητες σιδήρου και νικελίου.

ΣΥΣΤΑΣΗ ΛΙΘΟΣΦΑΙΡΑΣ ΚΑΙ ΕΣΩΤΕΡΙΚΟΥ ΤΗΣ ΓΗΣ Με βάση έρευνες (γεωλογικές και γεωφυσικές) το εσωτερικό σύστημα της Γης διαιρείται σε τρία κύρια μέρη που από την επιφάνεια προς το κέντρο της είναι ο φλοιός, ο μανδύας και ο πυρήνας. Πυρήνας (1. Εσωτερικός και 2. Εξωτερικός) Μανδύας (3. Εσωτερικός 4. Ενδιάμεσος ή μεταβατική ζώνη 5. Εξωτερικός ) Φλοιός (6). Λιθόσφαιρα (Εξωτερικός μανδύας και Φλοιός) M = ασυνέχεια MOHOROVICIC (MOHO) WG = ασυνέχεια WIECHERT - GUTENBERG

ΓΗΓΕΝΗΣ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑ ΓΕΩΘΕΡΜΙΚΗ ΒΑΘΜΙΔΑ Η θερμοκρασία του εδάφους επηρεάζεται από την ηλιακή ακτινοβολία. Το μέγιστο βάθος που επηρεάζει ο ήλιος είναι τα 20-25m. Η θερμοκρασία στο εσωτερικό της γης αυξάνει με το βάθος. Η θερμότητα που προέρχεται από το εσωτερικό της γης λέγεται γηγενής. Γεωθερμική βαθμίδα λέγεται το βάθος που πρέπει να κατέβουμε στο εσωτερικό της γης για να αυξηθεί η θερμοκρασία κατά 1 ο C.

ΜΑΓΝΗΤΙΚΟ ΠΕΔΙΟ ΤΗΣ ΓΗΣ

ΜΑΓΝΗΤΙΚΟ ΠΕΔΙΟ ΤΗΣ ΓΗΣ Μια πρώτη αντίληψη της ύπαρξης του γεωμαγνητικού πεδίου παρέχει η λειτουργία της μαγνητικής πυξίδας. Σε οποιοδήποτε σημείο της Γης αν τοποθετήσουμε μια μαγνητική βελόνα, που να μπορεί να περιστρέφεται ελεύθερα, παρατηρούμε ότι αυτή λαμβάνει πάντα μια ορισμένη θέση από νότο προς βορρά. Επίσης γνωστό είναι ότι ο βόρειος μαγνητικός πόλος της μαγνητικής βελόνας είναι αυτός που στρέφεται προς βορρά. Εξ αυτού συνάγεται εύκολα ότι κοντά στο νότιο γεωγραφικό πόλο της Γης υπάρχει ο βόρειος μαγνητικός πόλος της Γης και αντίθετα κοντά στο βόρειο γεωγραφικό πόλο της Γης ο νότιος μαγνητικός πόλος της Γης. Αυτό εξηγεί γιατί οι μαγνήτες στρέφουν τον βόρειο μαγνητικό τους πόλο προς βορρά. Έτσι η Γη συμπεριφέρεται σαν ένας τεράστιος μαγνήτης. Η ευθεία που ενώνει τους μαγνητικούς πόλους της ονομάζεται μαγνητικός άξονας της Γης και σχηματίζει με τον γεωγραφικό άξονα γωνία θ που μεταβάλλεται χρονικά. Παρατηρώντας την μαγνητική βελόνα που περιστρέφεται ελεύθερα γύρω από τον άξονά της διαπιστώνεται ότι ο διαμήκης άξονάς της εκτός του ότι στρέφεται προς την κατεύθυνση βορρά -νότου σχηματίζει επιπρόσθετα και μια γωνία ε με το οριζόντιο επίπεδο. Η γωνία αυτή ονομάζεται γωνία έγκλισης ή έγκλιση ενός τόπου. Η μαγνητική έγκλιση οφείλεται στη σφαιρικότητα της Γης και στις γήινες μαγνητικές γραμμές. Η γωνία έγκλισης μετριέται με ειδική ορθία μαγνητική πυξίδα που λέγεται πυξίδα έγκλισης από 0 (στον μαγνητικό ισημερινό) και μέχρι +90 στο βόρειο ημισφαίριο Δρ. ΚΩΝ/ΝΟΣ ή μέχρι ΔΙΑΜΑΝΤΗΣ -90 στο νότιο ημισφαίριο. Στα ενδιάμεσα πλάτη λαμβάνει διάφορες τιμές.

ΙΣΟΣΤΑΣΙΑ Ο γήινος φλοιός αποτελείται από τμήματα της ίδιας πυκνότητας που επιπλέουν μέσα στο πυκνότερο υλικό του μανδύα, δηλαδή, βρίσκονται σε υδροστατική ισορροπία. Γι αυτό, τα τμήματα κάτω από τα βουνά βυθίζονται μέσα στο μανδύα βαθύτερα απ ότι τα τμήματα κάτω από τις θάλασσες.

ΙΣΟΣΤΑΣΙΑ Η υπόθεση του Airy λέγεται και υπόθεση των ειδώλων, γιατί σε κάθε τμήμα του φλοιού, που βρίσκεται πάνω από το οριζόντιο επίπεδο μηδενικού υψομέτρου, υπάρχει το «είδωλό» του κάτω από το οριζόντιο επίπεδο που περνάει από τον πυθμένα του φλοιού σε περιοχές ξηράς μηδενικού υψόμετρου. Το φαινόμενο αυτό είναι αντίστοιχο με τη βύθιση των παγόβουνων, τα οποία έχουν τόσο μεγαλύτερη «ρίζα» κάτω από το πυκνότερο νερό όσο μεγαλύτερο είναι το ύψος τους έξω από το νερό.

Τι είναι η γεωλογική δομή; Γεωλογική δομή είναι η συγκρότηση των πετρωμάτων στον τρισδιάστατο χώρο και στον χρόνο (χωροχρόνο). Η γεωλογική δομή αναφέρεται πάντα για συγκεκριμένο χώρο, ενώ η ανάλυσή της (τρόπος σχηματισμού της) αναφέρεται σε πολλαπλούς χώρους (πάλαιο-περιβάλλοντα) και χρόνους (γένεσης και μετασχηματισμού των πετρωμάτων). Εμφάνιση των πετρωμάτων στο φλοιό της Γης Γεωλογική δομή. (Α) Ηφαιστειακά (Β) Φλεβικά (Γ) Πλουτωνίτες (Δ) Μεταμορφωμένα (Ε) Ιζηματογενή

Πως αναλύεται η γεωλογική δομή; Η ανάλυση της γεωλογικής δομής μιας περιοχής πραγματοποιείται με συστηματική μελέτη των γεωλογικών δομικών στοιχείων της που είναι: Ορυκτολογική Πετρολογική σύσταση (Ορυκτολογία Πετρολογία) Στρωματογραφική διάθρωση (Στρωματογραφία) Δυναμικές παραμορφώσεις (Τεκτονική γεωλογία) Η μελέτη της γεωλογικής δομής και η ανάλυσή της απαιτεί κυρίως τα ακόλουθα: 1. Καλή γνώση του συνόλου των επιστήμης της Γεωλογίας (α) Κυρίαρχη γνώση Ορυκτολογίας Πετρολογίας (β) Συχνά απαιτούμενη γνώση (γ) Πολύ χρήσιμη γνώση Στρωματογραφίας Τεκτονικής Υδρογεωλογίας Τεχνική Γεωλογίας Τηλεπισκόπησης Εφαρμοσμένης Γεωφυσικής και Σεισμολογίας

Πως αναλύεται η γεωλογική δομή; 2. Δυνατότητα απόδοσης της δυσδιάστατης γεωλογικής εικόνας, την οποία βλέπει στο ανάγλυφο μιας περιοχής ή στον τοπογραφικό χάρτη, σε τετραδιάστατη. 3. Εξαιρετικά καλή γνώση στην κατανόηση της τοπογραφίας και στην ανάγνωση τοπογραφικών χαρτών. 4. Ευκολία προσαρμογής στην κλίμακα εργασίας, έτσι ώστε να έχει απόλυτο έλεγχο των διαστάσεων. 5. Κατανόηση τρόπων και μεθόδων καθορισμού θέσεων λήψης στοιχείων (θέσεις μετρήσεων, δειγματοληψίας κλπ.). 6. Γνώση χειρισμού των αναγκαίων στη γεωλογική χαρτογράφηση εργαλείων και οργάνων.

ΟΡΥΚΤΟΛΟΓΙΑ - ΠΕΤΡΟΛΟΓΙΑ Ορυκτολογία είναι ο κλάδος της γεωλογίας που μελετά τη σύσταση και τη δομή των ορυκτών. Πετρολογία είναι ο κλάδος της γεωλογίας που μελετά τη σύσταση και τη δομή των πετρωμάτων. Ιζηματολογία είναι ο κλάδος της γεωλογίας που μελετά τη σύσταση και τη δομή των ιζημάτων. Ορυκτά και πετρώματα μεταβάλλονται και μετασχηματίζονται στη λιθόσφαιρα της Γης, με βάση τον πετρολογική κύκλο.

ΣΤΡΩΜΑΤΟΓΡΑΦΙΑ Η στρωματογραφία είναι ιδιαίτερος κλάδος της Γεωλογίας, που έχει ως αντικείμενο έρευνας και μελέτης την τάξη, τη θέση και την χρονολογική διαδοχή των πετρολογικών στρωμάτων του στερεού φλοιού της Γης. Βασικής μονάδα της στρωματογραφίας είναι το στρώμα, που αποτελεί αυτοτελή πετρολογική μονάδα η οποία ορίζεται με σαφείς επιφάνειες από το υπερκείμενο και υποκείμενό του στρώμα. Βασικές παραδοχές της στρωματογραφίας είναι: Ο Νόμος της Υπέρθεσης, όπου ένα δεδομένο στρώμα είναι παλαιότερο από οποιοδήποτε ανώτερο σε αυτό στρώμα. Ο Νόμος της αρχικής οριζοντιότητας, όπου τα περισσότερα ιζήματα, όταν πρωτοσχηματίστηκαν, αποτέθηκαν οριζόντια. Βασικά στοιχεία αναφοράς: η σύσταση του πετρώματος (λιθολογία - λιθοφάση) και η γεωλογική ηλικία του (χρονολόγηση - βιοφάση)

Στρωματογραφία, στρώμα, νόμοι Υπέρθεσης και αρχικής οριζοντιότητας

Νόμος της αρχικής οριζοντιότητας Πρωτογενής κλίση στρώσης, σε σημεία έντονου αναγλύφου του υποβάθρου.

ΓΕΩΛΟΓΙΚΟΣ ΧΡΟΝΟΣ

Ο προσδιορισμός της σχετικής ηλικίας βασίζεται κυρίως: 1. Στη σειρά διαδοχής των πετρωμάτων, όπου τα υποκείμενα θεωρούνται παλαιότερα από τα υπερκείμενά τους. 2. Στη σχέση τους, όπου το πέτρωμα που διασχίζει ή επιδρά σε κάποιο άλλο είναι και το νεότερο. 3. Στη μελέτη οργανισμών που έχουν λιθοποιηθεί και βρίσκονται σε ορισμένα πετρώματα ή και τα αποτελούν. Βασικότεροι τρόποι προσδιορισμού της σχετικής ηλικίας. (α) Σειρά διαδοχής και σχέσης των πετρωμάτων, από το παλαιότερο (1) προς το νεότερο (7). (β) Απολιθώματα μέσα σε ασβεστόλιθο

ΤΡΟΠΟΙ ΣΧΕΤΙΚΗΣ ΧΡΟΝΟΛΟΓΗΣΗΣ

ΑΠΟΛΙΘΩΜΑ

ΡΑΔΙΟΧΡΟΝΟΛΟΓΗΣΗ

ΓΕΩΛΟΓΙΚΟΙ ΑΙΩΝΕΣ

ΣΤΡΩΜΑΤΟΓΡΑΦΙΚΗ ΚΛΙΜΑΚΑ