Konspektai

Bendrosios geologijos kurso teorija

9.0   (3 atsiliepimai)
Bendrosios geologijos kurso teorija 1 puslapis
Bendrosios geologijos kurso teorija 2 puslapis
Bendrosios geologijos kurso teorija 3 puslapis
Bendrosios geologijos kurso teorija 4 puslapis
Bendrosios geologijos kurso teorija 5 puslapis
Bendrosios geologijos kurso teorija 6 puslapis
Bendrosios geologijos kurso teorija 7 puslapis
Bendrosios geologijos kurso teorija 8 puslapis
Bendrosios geologijos kurso teorija 9 puslapis
Bendrosios geologijos kurso teorija 10 puslapis
Bendrosios geologijos kurso teorija 11 puslapis
Bendrosios geologijos kurso teorija 12 puslapis
Bendrosios geologijos kurso teorija 13 puslapis
Bendrosios geologijos kurso teorija 14 puslapis
Bendrosios geologijos kurso teorija 15 puslapis
Bendrosios geologijos kurso teorija 16 puslapis
Bendrosios geologijos kurso teorija 17 puslapis
Bendrosios geologijos kurso teorija 18 puslapis
Bendrosios geologijos kurso teorija 19 puslapis
Bendrosios geologijos kurso teorija 20 puslapis
www.nemoku.lt
www.nemoku.lt
Aukščiau pateiktos peržiūros nuotraukos yra sumažintos kokybės. Norėdami matyti visą darbą, spustelkite peržiūrėti darbą.
Ištrauka

ĮVADAS Bendrosios geologijos dalyko tikslas Bendroji geologija, kuri dar vadinama Fizine geologija arba tiesiog Geologijos pagrindai (angliškai Physical geology, Dynamic geology ) iš esmės yra įvadas į geologiją. Jis skiriamas pirmiausiai tiems, kurie pradeda geografijos ir geologijos studijas. Šis kursas gali būti naudingas ir kitiems fizinių mokslų studentams – biologams, fizikams, nes duoda jiems platesnį supratimą apie gamtą, tam tikrus gamtamokslinės pasaulėžiūros pagrindus. Svarbiausi jos tikslai yra: • Suteikti žinių apie Žemės sandarą, joje veikiančius procesus, jos susidarymą ir raidą, suprasti, kaip „veikia Žemė“, kaip vieninga sistema. • Supažindinti su geologijos mokslu, jo objektu, tikslais, metodais, dalykine ir organizacine sandara, pasiekimais • Išmokyti geologijos kalbos – paaiškinti pagrindinės sąvokos, apibrėžimus, terminus • Parodyti, kad geologija yra būtina bendro gamtamokslinio išprusimo, pasaulėžiūros dalis, be kurios negalima suprasti gamtoje vykstančių procesų, nepriklausomai nuo to, koks mokslas juos benagrinėtų. Pateikiamų žinių ratas yra labai platus, todėl jos yra neišvengiamai paviršutiniškos, tačiau tai yra sąmoningas pasirinkimas – platus požiūris, gilumo sąskaita. Tiems, kas nestudijuos Žemės mokslų toks platus požiūris yra reikalingesnis, ir, tikriausiai, pakankamas. Tie kurie studijuos geologiją ar geografiją, pasirinks tam tikrą šaką į kurią gilinsis ir įgys reikalingų žinių. Jiems šis kursas yra tiesiog įvadas į tolimesnes, nuodugnesnes studijas. KAS YRA GEOLOGIJA? Mokslas ir jo sandara Mokslas – tai žmogaus veikla, kurios tikslas pažinti gamtą, kaupti žinias ir panaudoti jas savo reikmėms. Žmogaus reikmės yra labai įvairios, bet jos susiveda į vieną svarbiausią – išgyventi ir išlikti. Išlikti, kaip individui ir kaip rūšiai, tai yra nugyventi sau genetiškai skirtą amžių ir pratęsti rūšies gyvavimą. Mokslo paskirtis – padėti įgyvendinti šiuos tikslus. Bent taip ji suvokiama šiuo metu. Mokslo tikslas yra ne tik gauti ir kaupti žinias apie gamtą ir aplinką, bet ir panaudoti tas žinias, sugalvojant jų diegimo būdus, technologijas. Todėl yra skiriami fundamentalieji ir taikomieji arba technologiniai mokslai. Fundamentalus mokslas nekelia sau tikslo tiesiogiai Koks yra mokslo ir tikėjimo santykis? Tai yra labai rimtai svarstomas klausimas. Yra pažiūros paremtos tikėjimu, kad pasaulis ir visa gamta yra sukurti. Tokios pažiūros vadinamos kreacionizmu. Yra panaši pažiūrų kryptis teigianti, kad, viskas kas vyksta gamtoje turi savo tikslą ir paskirtį. Tai vadinama teleologija. Ar pasaulis buvo sukurtas kažkokios antgamtinės valios ir proto, dabartinis mokslas nežino. Kai kurios religijos pripažįsta esant tokį kuriantį protą, valią ir jėgą ir jį vadina Dievu. Mokslas, naudodamas dabartinius pažinimo būdus negali tvirtinti, kad tai egzistuoja. Tačiau jis neturi įrodymų, kad tokio kūrimo nebuvo vienokiu ar kitokiu būdu ar pavidalu. Dėl tikslingumo, mokslo požiūriu, klausimas taip pat yra atviras. Jau minėjau, kad gyvybės tikslas, kokį dabar suvokiame, yra – išlikti. Į jį ir yra nukreiptos jos pastangos. Bet negalime paneigti, kad mokslo galimybės yra ribotos, kad galbūt yra ir kitų aukštesnių gyvybės ir žmogaus buvimo tikslų, kurių dar nesuvokiame, ir kad Visatoje gali būti kitokių jėgų negu tos, kurias dabar pažįstame. Kaip, veinoje savo mokslinių darbų užsiminė Kembridžo universiteto profesorius Saimonas Morisas: „ ...Visatos sandara nebūtinai yra vien tiktai fizikinė“ (...the architecture of the Universe need not be simply physical“ (Morris, 2003, p.326). Tačiau, kaip bebūtų susidariusi gamta, galima ir reikia ją tirti, suprasti kaip ji sudaryta, kokios priklausomybės ją saisto. Kad tai yra įmanoma (bent tam tikru laipsniu) ir kad tai svarbu, rodo mokslo pasiekimai ir jų praktinis panaudojimas žmonių naudai ir gamtos pažinimo plėtimui. Tiesa, ne visi mokslo pasiekimai tikrai tarnauja žmogui, tiksliau ne visada žmogus jais tinkamai pasinaudoja. Na bet tai atskiras klausimas. Mokslas yra skirstomas į sritis, kryptis ir šakas. Europos sąjungoje tai įtvirtinta tam tikrais dokumentais. Mokslo sritys skiriamos daugiausiai pagal tyrimo objektą: Humanitariniai mokslai (H000) Socialiniai (visuomenės) mokslai (S000) Fiziniai mokslai (P000) Biomedicinos mokslai (B000) Technologiniai mokslai (T000) Geologija priklauso fizinių mokslų sričiai, kurią sudaro: matematika, fizika, chemija, biochemija, geologija, geografija, paleontologija, astronomija, informatika. Yra ir kitokių mokslo skirstymų. Pavyzdžiui išskiriami Žemės mokslai arba geomokslai, kurie apima visas disciplinas, tiriančias planetas tarp jų ir okeanografiją, atmosferos mokslus, hidrologiją ir iš dalies ekologiją, biologiją, Saulės ir planetų fiziką. Kietos Žemės mokslai (Solid-earth science, Terra firma) apima geologiją ir jos sudėtines dalis, bei kitus mokslus, tiriančius planetų kietą paviršių ir jų vidines dalis. Atkreipkite dėmesį, kad čia minimos planetos, daugiskaitoje, o ne tik viena Žemė. Kalbant apie mokslų skirstymą verta prisiminti garsųjį matematiką Norbertą Vynerį (Wiener,1894-1964) vadinamą kibernetikos tėvu, kuris sakė, kad mokslas apskritai yra vienas, nes gamta yra vieninga, o jo suskirstymas į atskiras sritis tėra administracinis sąlyginumas (Винер,..... ). Panašią nuomonę išsakė ir kitas garsus fizikas teoretikas Ričardas Feinmanas “..mūsų ribotas protas, patogumo dėlei skirsto šį pasaulį į dalis: fiziką, biologiją, geologiją, astronomiją ir t.t., bet juk gamta jokio skirstymo nežino!” (Фeйнмaн, 1977, p.70). Iš tikrųjų, gamta yra vieninga, susaistyta bendrų dėsnių, sąveikų ir priklausomybių, o atskiros mokslo sritys skiriasi tuo, kad nagrinėja skirtingas šio pasaulio dalis, arba atskirus procesus, taikydama skirtingus metodus ir naudodama tam skirtą sąvokų sistemą. Kaip bebūtų atskiri mokslai kol kas reikalingi, todėl, kad gamta yra labai didelis ir sudėtingas darinys ir vienas žmogus ar net jų grupė negali jo aprėpti visumoje. Todėl neišvengiamai tenka imtis atskirų objektų. Tačiau vis didesnę reikšmę įgyja ir gebėjimas į tą patį objektą pažvelgti iš įvairių pusių, suvokti jį veikiančių veiksnių visumą. Tai vadinama visuminiu arba holistiniu požiūriu, kuris tarsi sujungia įvairių mokslo sričių pasiekimus. Geologija, jos objektas ir sandara Geologija yra mokslo kryptis, tirianti Žemę visumoje – visas jos sudėtines dalis ir vykstančius joje procesus praeityje, dabar ir ateityje. Žodis geologija kilo iš senosios graikų kalbos žodžių ge (γη -) – Žemė ir logos (λογος ) – žodis. Tai yra geologija yra mokslas apie Žemę. Galima pasakyti, kad geologijos tikslas - suprasti, kaip veikia Žemė. Žodį “geologija” pirmą kartą paminėjo Ričardas de Buri (de Bury) dar 1473 metais. Tiesa jis naudojo jį visai kita prasme, norėdamas atskirti žemiškąją ar pasaulietinę teisę (jurisprudenciją) nuo teologinės – dangiškosios teisės. (http://www.kids.net.au/encyclopedia-wiki/ge/Geology). Geologijos, kaip gamtos mokslo apie Žemę sąvoką pirmasis panaudojo Šveicarijos savamokslis geologas Žanas Andre de Liukas (Jean-André de Luc) 1778 metais, o po metų, Horacijus Benediktas de Sosiuras (Horace-Bénédict de Saussure) įtvirtinto jį kaip mokslo šakos terminą (http://en.wikipedia.org/wiki/Jean-Andr%C3%A9_Deluc). Dabar geologija yra laikoma mokslo kryptimi, kurią sudaro daugelis šakų, šakinių mokslų, turinčių savo tyrimo sritį, objektą, dažnai taip pat metodus, bet kartu papildančių viena kitą ir kartu sudarančių bendrą, visuminį Žemės dinaminį vaizdą. Pagal dabartinį mokslų skirstymą, priimtą Europos sąjungoje, geologija kartu su geografija yra mokslo kryptis, kuri skirstoma į keletą šakų (1 lentelė). Yra dar daug kitų geologijos krypties šakų bei šakelių, išskiriamų pagal jų nagrinėjamus objektus ar naudojamus tam tikrus metodus. Pavyzdžiui: geodinamika, facijų mokslas, metalogenija, petrochemija, petrofizika, aplinkos geologija. Geologijos šakas galima skirstyti į analitines, tiriančias atskirus santykinai smulkius objektus analitinėmis tyrimų priemonėmis; ir sintezuojančias arba apibendrinančias, kurios tiria stambesnius objektus (stratigrafija, metalogenija, tektonika, istorinė geologija) ir remiasi analitinių disciplinų rezultatų apibendrinimu, kompleksine analize, modeliavimu. Tokiu būdu gaunamos naujos žinios apie bendrus planetos ar jos sudėtinių dalių sandaros ir raidos dėsningumus ir ypatybes. Galima išskirti ir taikomąsias geologijos šakas, kurios panaudoja kitų šakų rezultatus konkretiems praktiniams tikslams, gamtos išteklių naudojimui ir jo reguliavimui. Tokioms šakoms galima priskirti hidrogeologiją, inžinerinę geologiją, aplinkos geologiją, ekonominę geologiją, ekogeologiją arba aplinkos geologiją. Tačiau toks skirstymas, aišku, yra labai sąlyginis. 1 lentelė. Geologijos šakos Indeksas Pavadinimas Apibudinimas P 420 Geochemija Mokslas apie cheminių elementų pasiskirstymą Žemėje Mineralogija, Mokslas apie mineralus, jų įvairovę, susidarymą, paplitimą Petrologija Mokslas apie uolienas, jų įvairovę, sandarą, sudėtį, susidarymą, paplitimą P 250 Kristalografija Mokslas apie kristalų formas ir jų susidarymą P 430 Mineralinės žaliavos, Ekonominė geologija Mokslas apie naudingųjų iškasenų ir jų telkinių sandarą, sudėtį, susidarymą, išsidėstymo dėsningumus P 440 Tektonika Mokslas apie Žemės sandarą, atskiras jos struktūras, jų susidarymą įvairių geologinių procesų metu P 450 Stratigrafija Mokslas apie sluoksnius, jų padėties, amžiaus nustatymą ir jų sugretinimą (koreliaciją) P 460 Sedimentologija Mokslas apie nuosėdų, įvairovę, paplitimą, susidarymą įvairioje aplinkoje P 470 Hidrogeologija Mokslas apie požeminį vandenį, jo savybes, padėtį, susidarymą, apsaugos ir naudojimo būdus Inžinerinė geologija Mokslas apie Žemės paviršiaus ir gelmių sandaros ir sudėties ypatybes svarbias statybai P 500 Geofizika Mokslas apie Žemės ir jos sudėtinių dalių fizikines savybes ir jų nustatymą Fizinė okeanografija, Mokslas apie vandenyną, jo ypatybes ir tenai vykstančius procesus P 510 Geomorfologija Mokslas apie Žemės paviršiaus formas, jų įvairovę ir susidarymą įvairių geologinių procesų metu Pedologija Mokslas apie dirvožemį, jo sudėtį, sandarą ir susidarymą P 006 Paleontologija (paleobotanika, palinologija, paleozoologija) Mokslas apie gyvybės kilmę, gyvybės formas geologinėje praeityje, jų raidą T 510 Chronologija, datavimo priemonės: žr. Geologinių objektų susidarymo laiko, geologinių procesų trukmės, Žemės amžiaus nustatymo būdų ir priemonių kūrimas P006 Klimatologija Mokslas apie klimatą, jo nustatymą apibudinimą, veiksnius, ryšį su kitais geologiniais ir geografiniais procesais P 515 Geodezija Mokslas apie Žemės formą, jos nustatymo būdus ir priemones, Geologijos objektas yra visa Žemė, tuo pačiu visos jos sudėtinės dalys, visi joje vykstantys procesai. Smulkiausia sudėtinė dalis, tai yra smulkiausias objektas, kurį dar apima geologija yra atomas, stambiausias - planeta. Atomai sudaro įvairius junginius – nekristalinius arba amorfinius ir kristalinius, vadinamus mineralais. Toliau, sudėties ir sandaros sudėtingėjimo kryptimi eina uolienos – kristaliniai ar amorfiniai agregatai, sudarantys tam tikro pavidalo kūnus; kontinentai ir atskiros jų dalys, litosferos plokštės, Žemės sferos – branduoliai, mantija, pluta, hidrosfera, atmosfera, ir, pagaliau - pati Žemė, kaip visų ją sudarančių objektų ir fizinių, cheminių (taip pat ir biologinių) sąveikų tarp jų visuma. Jei atomo sudėtinių dalių (subatominių dalelių) visumą vadintume mikropasauliu, o kosminę erdvę – megapasauliu, tai Žemę, esančią tarp šių dviejų sferų galima vadinti makropasauliu. Tai ir yra geologijos sritis. Iš atomo pusės geologija ribojasi su kvantine mechanika arba atomo fizika, o iš kitos - su astronomija arba kosmologija, kuri Žemę nagrinėja jau kaip vientisą kosminį kūną su tam tikrom fizinėm savybėm – tankiu, mase, judėjimo greičiu ir kt. Tiesa, tos ribos tarp mokslų yra sąlyginės, tai greičiau plačios persidengimo juostos, nes visi mokslai, kaip minėta papildo vienas kitą, padeda pažvelgti į tą patį objektą tarsi iš kitos pusės, panaudojat gretimų mokslų metodus, sąvokas ir žinias. Iš tokio geologijos srities apibrėžimo sektų, kad viskas kas yra ir vyksta Žemėje tam tikra prasme yra geologijos sritis arba bent jau persidengia su ja? Kur gi yra kitų mokslų vieta, koks jų santykis su geologija? Plačiąja prasme daugelis jų iš tikrųjų yra susiję su geologija, netgi visuomeniniai (humanitariniai) mokslai. Jie skiriasi nuo geologijos tuo, kad, nagrinėja šiuolaikinius arba netolimos praeities procesus, tačiau jų ištakos yra praeityje, kuri jau yra geologijos sritis. Pavyzdžiui, biologija tiria gyvybę, jos formas ir jų veikimą. Tačiau praeities gyvybę tiria paleontologija, kuri jau yra geologijos šaka. Tačiau šios šakos yra neatskiriamos, nes gyvybė prasidėjo geologinėje praeityje ir dabartinis jos pavidalas yra milijardų metų raidos pasekmė ir tąsa. Todėl dabartinės gyvybės negalima suprasti nežinant kaip ji atsirado, kaip vystėsi ir kito, kokie geologiniai procesai, kokios geologinės aplinkos ypatybės lėmė jos atsiradimą ir raidą. Medicina ir medicininė genetika siejasi su geologija tuo, kad žmogus taip pat atsirado gyvybės evoliucijos eigoje. Norint suprasti jo, kaip organizmo ypatybes reikia žinoti jo „paleontologinę praeitį“, tai yra jo, kaip rūšies raidą ir jos geologines sąlygas. Be to žmogus, kaip ir kiti organizmai yra susijęs su aplinka, yra jos veikiamas. Aplinkos ypatybės lemia žmogaus gyvenimo sąlygas, todėl veikia jo ligas, tiek įgimtas, genetines, tiek įgytas gyvenant tam tikroje aplinkoje. Aplinka turi įtakos netgi žmonių būdui, elgsenai, kultūrai. Šias priklausomybes nagrinėja bendras mokslas – geomedicina. Geologijai labai svarbi yra sąveika su kitais fiziniais, tai yra gamtą tiriančiai mokslais – matematika ir fizika. Matematika bendriausiu, abstrakčiu pavidalu apibudina gamtos priežastinių ryšių sistemą, jos dėsningumus, tarsi karkasą kuris apauga konkrečiais gamtos dariniais – įvairių mokslų objektais, bet išlaiko bendrą priežastinių ryšių struktūrą. Ji tai išreiškia abstrakčių matematinių lygčių ir teoremų pavidalu, kurios atspindi realiai gamtoje veikiančias priklausomybes tarp konkrečių objektų, kurias nagrinėja jau atskiri mokslai – fizika, astronomija, biologija, geologija, geografija ir kiti. Todėl matematiką vieni vadina mokslų karaliene, o kiti - tarnaite. Nesvarbu ar ji tarnauja kitiems mokslams, ar juos valdo, bet geologija yra įnoringa pavaldinė arba griežta šeimininkė. Pirmiausiai todėl, kad matematika negali aprašyti visos gamtinių ryšių ir sąveikų visumos - tai pernelyg sudėtinga. Todėl ir geologija matematiniu aparatu, netgi tikimybių teorija naudojasi gana ribotai. Praeito amžiaus septintajame dešimtmetyje buvo kilusi geologijos ir kitų mokslų matematizavimo banga. Buvo rašomi straipsniai, knygos, disertacijos, rengiamos konferencijos, atsirado netgi atskiras mokslas – matematinė geologija. Tačiau ta banga greitai nuslūgo, nes buvo įsitikinta, kad šiuo metu daugumos geologinių procesų matematiškai aprašyti negalima, o tuo pačiu negalima matematikos pagalba prognozuoti jų eigos. Taip yra todėl, kad geologijos nagrinėjamos sistemos yra sudėtingos, priklausomos nuo daugelio veiksnių ir kintamųjų. Dažniausiai jų negalima supaprastinti, nes net menkas veiksnys gali stipriai paveikti galutinį rezultatą. Todėl gamtines sistemas būtina nagrinėti visumoje, atsižvelgiant į visa galimas sąveikas ir priklausomybes. Tuo geologija iš esmės skiriasi ir nuo fizikos, kuri taippat stengiasi išsiaiškinti, kaip veikia gamta, tačiau nagrinėja supaprastintas, formalizuotas sistemas. Fizikos objektas yra visa Visata. Ji siekia aprašyti, kaip veikia Visata ir kodėl ji veikia būtent taip (Giudice, 2000)? Bet fizika pati pasirenka sau atskirą tyrimų objektą ir būtent tokį, kurį galima formalizuoti, tai yra aprašyti matematiškai. Tik tarp tokių objektų esančius ryšius ir sąveikas fizika ir tiria. Kitokių uždavinių fizikai tiesiog nesiima. Fizika negali paaiškinti, kaip veikia konkretūs gamtos objektai. Ji tik nustato, kokios jėgos veikia gamtoje, nustato bendrus dėsningumus, geriausiu atveju, kaip veikia atskiros jos dalys. Tačiau paaiškinti kaip veikia jų visuma, kuri sudaro konkretų gyvos ar negyvos gamtos objektą, pavyzdžiui gyvą organizmą ar planetą, fizika nesiima. Tai ji palieka kitiems mokslams. Gamtinių procesų visumos fizika negali, ir nesiima aprašinėti. Pavyzdžiui, ji negali apibudinti netgi turbulentinės tėkmės. Todėl fizikai tegali aprašyti atskirus geologijos objektus arba atskirų geologinių procesų elementus. Pavyzdžiui, fizikai aprašo atskirus kristalus, jų kristalinės gardelės sandarą, sąveiką tarp juos sudarančių atomų. Tačiau jie negali aprašyti mineralo, kaip gamtinės sistemos dalies, negali paaiškinti, kodėl jis susidaro, su visom jo ypatybėm tam tikroje vietoje ir tam tikru laiku. Tuo tarpu geologija į tai turi atsakyti, nes ji tiria objektą visumoje, tai yra visas jo ypatybes ir visus ryšius siejančius jį su aplinka, tame tarpe jo kilmę ir raidą. Tai patvirtina ir kitas pavyzdys, kurį pateikė Ričardas Feinmanas. Biologas, tirdamas organizmą kelia klausimą, kaip jis mato, kaip vyksta regėjimas. Fizikas šį klausimą pakeičia kitu – “ką daro šviesa akyje?” Jis žino kas yra šviesa, bet nežino kaip apibudinti akį ir todėl negali atsakyti į šį klausimą (Фeйнмaн, 1977, p. 59). Fizikų požiūrį apibudina ir kitas to paties R.Feinmano pasakymas: “... jeigu mums reikėtų įvardinti patį svarbiausią dalyką, kuris veda mus vis pirmyn ir pirmyn mūsų bandymuose suvokti gyvybės reiškinį, mes turėtume pasakyti: “visi kūnai sudaryti iš atomų”, viskas kas vyksta gyvuose padaruose gali būti suprasta atomų judesių ir svyravimų kalba”. Tačiau ta pačia kalba galima kalbėti ir apie automobilį, jis irgi sudarytas iš atomų, bet nėra gyvas organizmas. Fizika nepaaiškina kuo jie skiriasi. Ko gero, tas pasakymas reiškia tai, kad atomas yra bene vienintelė organizmo sudėtinė dalis, kuri yra suprantama fizikui. Procesai Saulės viduje ir jos sandara fizikams žinoma geriau, negu Žemės viduje. Taip yra todėl, kad Saulėje medžiaga yra atskirų atomų arba jų sudėtinių dalių pavidalu, o fizikai moka apskaičiuoti, kas darosi su atomais tokiomis sąlygomis kaip Saulėje. Tuo tarpu Žemėje medžiaga yra ne tik atomų, bet ir jų junginių – molekulių, mineralų, uolienų, įvairių geologinių kūnų pavidalu, kurie veikia ir sąveikauja kaip tam tikros sistemos. Tačiau matematinis aparatas, kuriuo galima apibudinti tokių sistemų sąveiką, tuo pačiu medžiagos būklę Žemėje dar nesukurtas. O juk tai ir yra geologiniai procesai. Net jeigu pavyktų geofiziniais metodais apskaičiuoti medžiagos tankį Žemės viduje, kol kas neįmanoma aprašyti jos būklės kitimo labai aukštame slėgyje, apibudinti jos judėjimą branduolyje, mantijoje ir daugelio kitų tektogenezės proceso sudėtinių dalių, nekalbant jau apie jų visumą. Belieka tai nustatinėti eksperimentais. Fizikai pripažįsta, kad norėdami būti naudingi kitiems mokslams teorijos prasme, o ne vien matavimo metodais ir prietaisais, jie turi gauti geologijos objektų aprašymą fizikos kalba (Фeйнмaн, 1977, p. 66, 69), tai yra formalizuotą aprašymą, naudojantis matematikos sąvokomis. Tačiau kol kas to padaryti dažniausiai neįmanoma, todėl fizika tiria supaprastintus objektus, tik su tam tikru parametrų rinkiniu ir tam tikra jų ryšių sistema, tokia, kurią galima aprašyti matematiškai. Kitokių uždavinių jie paprastai nesiima. Apie tai rašė ir A.Einšteinas : “Matematikos panaudojimo dėka šis vaizdas (fizikų teoretikų pasaulio vaizdas G.M.) atitinka aukštus savitarpio priklausomybių tikslumo ir griežtumo reikalavimus. Bet už tai fizikas priverstas labai apriboti savo objektą, pasitenkindamas pačių paprasčiausių ir prieinamų mūsų patyrimui reiškinių vaizdavimu, tuo tarpu visi sudėtingi reiškiniai negali būti atgaminti žmogaus proto tokiu tikslumu ir nuoseklumu, kurių reikalauja fizikas teoretikas. Aukščiausias tikslumas, aiškumas ir užtikrintumas - visumos sąskaita. (Эйнштейн, 1967, p.40). Geologija negali sau leisti tokios “prabangos”, tokio gamtos objektų ar reiškinių išskyrimo iš visumos, jos dirbtinio supaprastinimo. Norėdama suvokti, kas ir kodėl vyksta Žemėje, ji turi tirti visus reiškinius, visus veiksnius, visų gamtos procesų visumą, tirti Žemę, kaip vieningą sistemą. Kitaip ji negalės atsakyti į svarbiausią klausimą: “Kaip veikia Žemė?”. Tokius sudėtingus objektus, kuriuos tiria geologija, nagrinėja chaoso teorija. Tai mokslo sritis tirianti nelinijines sistemas. Linijinės sistemos yra tokios kurių visi jų būklę veikiantys veiksniai gali būti išmatuoti, o jų sąveikos aprašytos matematiškai. Tokių sistemų būklę ir elgesį galima aprašyta matematiškai ir tiksliai numatyti. Linijinis modelis yra matematinė formulė, pagal kurią galima numatyti proceso rezultatą, įvedus reikalingus parametrus. Anksčiau vyravo linijinis arba deterministinis požiūris į gamtą, kurį apibudino Laplasas, sakydamas, kad “kai tik bet kuriuo laisvai pasirinktu momentu sistemos būsena bus tiksliai išmatuota, grįžtami dėsniai leis tiksliai numatyti sistemos ateitį ir visiškai atkurti jos praeitį” (Пригожин, 1986, p. 14). Sudėtingų, nelinijinių sistemų savybė, priešingai, yra ta, kad neįmanoma sukurti modelio tiksliai numatančio jų elgesį. Nelinijinės sistemos bendru pavidalu negali būti išspręstos (Глейк, 2001, p.36). Šių sistemų elgesys gali būti labai priklausomos nuo labai nežymių jos būklės pakitimu. Tai vadinama stipria priklausomybe nuo pradinių sąlygų, arba „drugelio efektu“. Chaoso teorija yra naujasis sudėtingų sistemų mokslas. Tai yra mokslo perėjimas į aukštesnį lygmenį, nuo paprastų ar supaprastintų ar dalinių sistemų tyrimo prie sudėtingų, visuminių sistemų tyrimo. Kartu tai yra kelias į atskirų mokslų susijungimą, integraciją, nes sudėtingas sistemas galima nagrinėti tik apjungiant fiziką, matematiką ir kitą mokslą tiriantį konkrečią sritį (biologiją, geologiją, meteorologiją, sociologiją ar kt.) ar kelis tokius mokslus. Chaoso teorija kaip tik įtvirtina visuminį, holistinį požiūrį į gamtą. Taigi, apibendrinant trumpai - fizikai nagrinėja elementarius procesus, kurie yra deterministinio pobūdžio ir gali būti aprašyti matematiškai. Geologija ir kiti gamtos mokslai nagrinėja tų elementarių procesų kompleksus, sistemas, kuriose jie įtakoja, veikia vienas kitą. Jie yra sudėtingi, nedeterminuoti, chaotiški, nelinijiniai ir neaprašomi matematiniais metodais. Kita geologijos ypatybė yra ta, kad ji yra istorinis mokslas. Tokia yra astronomija, ir, iš dalies biologija. Fizika, pavyzdžiui, tuo nesidomi. Ji nesigilina į tai, kaip atsirado fizikos dėsniai ir ar jie praeityje nebuvo kitokie? Jei paaiškėtų kad fizikos dėsniai ir konstantos su laiku kinta, gal ir fizika taptų istoriniu mokslu. Geologija tiria Žemės raidą, procesus, įvykius, kurie buvo praeityje, jų priklausomybę laike, paveldimumą. Laikas yra dar vienas vektorius, dar viena koordinatė kurioje vyksta geologiniai procesai ir reiškiniai. Todėl geologija yra vadinama „keturmačiu mokslu“. Geologijos tikslai ir uždaviniai Bendras geologijos tikslas yra kaupti žinias apie Žemę, suprasti joje vykstančius procesus ir numatyti jų pasekmes. Tam tikslui yra tiriama Žemės sandara dabar ir praeityje. Bendriausia prasme, geologija, kaip ir kiti mokslai, siekia pažinti aplinką, tam kad žmogus joje galėtų išgyventi. Todėl svarbiausi dabartiniai geologijos uždaviniai, labai apibendrinant, yra šie: Apsirūpinti ištekliais Apsisaugoti nuo stichinių pavojų Kurti aplinką tinkamą žmogui gyventi Numatyti aplinkos kitimą ateityje Apsirūpinimas ištekliais Medžiagų ir energijos ištekliai lemia žmogaus gyvenimo ir išgyvenimo sąlygas. Nuo seniausių laikų žmonės naudojo gamtines medžiagas gaminti įrankiams ir ginklams, statyti būstams, gėrė požeminį vandenį. Dabar žmonija naudoja didelį kiekį gamtinių medžiagų įvairiu pavidalu. Pagrindiniai energijos šaltiniai irgi yra gelmių ištekliai - nafta, anglis, radioaktyvūs elementai, gelmių šiluma. Smulkiau apie gelmių išteklius ir jų svarbą parašyta .....skyriuje. Geologijos uždavinys yra ne tik surasti išteklių telkinius ir ištirti jų naudojimo galimybes ir sąlygas, bet ir numatyti naudojimo pasekmes, jų poveikį aplinkai. Todėl geologai kartais atsiduria abiejose „barikadų pusėse“ – ieško ir suranda gamtos išteklius, ir kovoja už tai kad jie būtų naudojami tinkamu būdu, kuo mažiau kenkiant aplinkai ir žmonėms. Apsisaugojimas nuo stichinių pavojų Stichinės nelaimės yra žemės drebėjimai, ugnikalnių išsiveržimai, cunamiai, uraganai ir taifūnai, nuošliaužos. Prie jų reikia priskirti ir tokius reiškinius ir procesus, kaip klimato kitimas, gręsiantis pavojingų atmosferos reiškinių sustiprėjimu ir padažnėjimu, naujais apledėjimais, sausringumu ar lietingumu, pasaulinio vandenyno lygio kilimas, gręsiantis pakrantėms, kur yra daugiausiai gyventojų ir didžiausias jų tankumas, vandenyno srovių kitimas, stambių kosminių kūnų kritimas – galintis sunaikinti visą žmoniją. Visos šios nelaimės atneša didžiulius nuostolius ir nusineša daug žmonių gyvybių. Jos sukeltos gamtinių geologinių procesų, nuolatos vykstančių Žemėje, tačiau kinta jų vieta, laikas ir mąstai. Kartais panašus įvykius sukelia ir žmogaus veikla. Norint nuo jų apsisaugoti, sumažint nuostolius ir pavojus reikia juos prognozuoti, o tam būtina pažinti tuos procesus, žinoti jų priežastis, eigą dabar ir praeityje. Tiesa, to vėlgi neužtenka, nes dar reikia, kad visuomenė ir jos administracija tinkamai atsižvelgtų į geologų patarimus ir perspėjimus. Žmogaus gyvenamos aplinkos kūrimas Dar XIX amžiuje, pastebėjus naikinantį žmogus veiklos poveikį gamtai, buvo susirūpinta jos apsauga. Tuo metu įkurti draustiniai, nacionaliniai parkai, išskirti gamtos paminklai. Pirmuoju buvo Jeloustono (Yellowstone) nacionalinis parkas JAV. Tokia veikla labai išsiplėtė ir dabar tapo visų valstybių politikos dalimi. Tam skirti specialūs įstatymai ir valdžios organai, įkurta ir daug tarptautinių organizacijų, aplinkos būklės kontrolės organų. Tačiau ši veikla neapsiriboja vien pasyvia apsauga to kas išliko gamtoje atskirose vietose. Dabar pagrindinį vaidmenį vaidina kūrimas tokios aplinkos, kuri reikalinga žmogui, apimant tiek tai kas sukurta žmogaus, tiek tai, kas susidarė gamtoje jam tiesiogiai nedalyvaujant. Tai vadinama teritoriniu planavimu ar panašiais vardais. Tai aukštesnio lygio veikla, nes ji apima tiek gamtos apsaugą siaurąja prasme, tiek atstatymą, atkūrimą to kas joje buvo, bet buvo prarasta, tiek sukūrimą naujų dalykų, reikalingų žmogui. Žmogus yra egocentriška būtybė, kuriai jo būtis (buvimas, išlikimas) yra svarbiausias tikslas. Todėl žmogus, turint galvoje žmoniją apskritai niekada gamtos nesaugojo, bet ja naudojosi. Jis ir negalėjo to daryti, nes žmogaus, kaip ir visų gyvų organizmų fiziologinis mechanizmas yra medžiagų ir energijos apykaita su aplinka, kurios metu jos kitimas yra neišvengiamas. Todėl žmogus ir negali ir neturi saugoti gamtos apskritai, visumoje, nieko joje nekeisdamas. Ir pati gamta savęs nesaugo, joje nuolatos greta kūrimo vyksta ir ardymas. Tačiau žmogus turi elgtis protingai, tai yra kurti aplinką tokią, kokia jam yra reikalinga, palankiausia jo buvimui ir išlikimui. Ir tai darydamas, jis, be abejo, turi išsaugoti tuos natūralius gamtos elementus, kurie jam fiziologiškai ir psichologiškai reikalingi, išsaugoti juos visumoje, atsižvelgdamas į jų sistemą, savitarpio ryšius. Todėl jis turi vengti tokios savo veiklos, kuri tam kenkia. O tam kad tai būtų įmanoma, žmogus turi pažinti aplinką, joje vykstančius reiškinius ir procesus, mokėti juos nustatyti ir numatyti savo veiksmų pasekmes. Tam labiausiai ir tarnauja geologija, kaip mokslas, tai ir yra bene svarbiausias geologijos uždavinys, šiuo metu tampantis pirmaeiliu. Taip yra todėl, kad geologiniai procesai vyksta lėtai, juos sunku pastebėti, suvokti per vieną žmogaus gyvenimą. Kaip tik tai ir yra mokslo tikslas ir priedermė. Aplinkos kitimo pobūdžio ir mastų numatymas Žemė yra dinamiška, tai yra kaiti sistema. Tie pakitimai vyksta nuolat ir įvairiu mastu. Daugelį jų galima pastebėti remiantis vienos ar net kelių žmonių kartų patyrimu, pavyzdžiui upių erozija, jos slėnio formos kitimas, terasiu slinktis, nuogulų perklostimas. Taip pat ir vėjo veikla. Pakanka prisiminti smėliu užpustytus Kuršių Nerijos kaimus. Tačiau yra ir ilgalaikių procesų, kuriuos pastebėti ir įvertinti galima tik mokslo dėka, tai yra gaunant ir kaupiant žinias apie įvykius ir procesus tolimoje praeityje. Apibendrinant tas žinias ir galima nustatyti įvairių procesų dėsningumus, numatyti jų eigą ateityje. Pavyzdžiu gali būti apledėjimai. Pastaruoju geologiniu laikotarpiu jie pasikartojo bent ketvertą kartų. Paskutinis apledėjimas baigėsi vos prieš 10000 metų, o viduramžiais – XIV-XVII metų Europoje buvo atšalimas, vadinamas mažuoju ledynmečiu. Jo metu tikri žemyniniai ledynai nesusidarė, bet kalnų ledynai labai pailgėjo. Daugelio mokslininkų nuomone, mes gyvename tarpledynmetyje, tai yra po 20-25 tūkstančių metų apledėjimai pasikartos. Įsivaizduokime, kas atsitiks su mūsų miestais, jų kultūros vertybėmis, nacionaliniais parkais, rezervatais ir kitais saugomais gamtos ir kultūros paminklais, per kuriuos perslinks ledynai? O juk apledėjimai – tai grynai gamtinis procesas, kuriam žmogus nedarė jokios įtakos. Jie vyko ir tolimoje praeityje, prieš milijardus metų. Beje, klimato pakitimai, kurie sudaro prielaidas apledėjimams gali vykti labai greitai, palyginamai su vienos žmonių kartos gyvenimo trukme. Ar žmogus turi laukti apledėjimo, nieko nedarydamas, ar stengtis jo išvengti ir išsaugoti tai, kas jo aplinkoje yra vertingo? Turbūt tai retorinis klausimas, į kurį atsakymas iš anksto yra aiškus. Todėl klimato kaita ir jos prognozė yra vienas svarbiausių dabartinių geologijos uždavinių, kuris keliamas ir tarptautiniu mastu. Yra ir kitų geologinių procesų, labai svarbių žmonijai, kuriuos suprasti ir mokėti numatyti yra geologijos uždavinys. Tarp jų bene svarbiausias uždavinys - suvokti žmogaus kaip rūšies vietą gamtoje, numatyti jos išlikimo perspektyvą. Į tą klausimą galima bandyti atsakyti tiriant visos gyvybės raidą, jos dėsningumus, veiksnius, nuo kurių ji priklauso, pradedant gyvybės atsiradimu. Gal kiek paradoksaliai skamba tai, kad norint numatyti ateitį, reikia tirti praeitį? Bet praeitis mus ir domina labiausiai todėl, kad ji padeda numatyti ateitį, o ateitis ir yra tai - kas mums ištikrųjų rūpi. Vienas iš geologijos tėvų – Čarlzas Liajelis, dar XIX amžiaus pradžioje suformulavo labai svarbią geologijai tezę: “Dabartis yra praeities pažinimo raktas”. Dabar vis labiau suvokiame, atvirkštinio teiginio reikšmę: “Praeitis yra ateities pažinimo būdas”. Ko gero numatyti ateitį remiantis nustatytais gamtos raidos dėsningumais praeityje ir yra didžiausia geologijos vertė ir svarba žmonijai. Beje, geologija neapsiriboja Žemės tyrimu. Ji apima ir kitų Saulės sistemos kūnų tyrimus: meteoritų, asteroidų, ir planetų bei jų palydovų. Tiesa, šiems atvejams yra bandoma pritaikyti atskirus mokslų pavadinimus: meteoritika, selenologija; aerologija, bet jie naudojasi Žemės tyrimui sukurtas geologijos metodais. O tarnauja aplinkinių kosminių kūnų tyrimas vėlgi ateičiai, nes ateityje tai gali būti besiplečiančios žmonijos žaliavų šaltinis, o gal ir gyvenamos vietos (Prantzos, 2000). Geologijos metodai Senasis geologų šūkis, pasiekęs mus dar iš viduramžių laikų lotyniškai skamba „Mente et malleo“. Tai reiškia „Protu ir plaktuku“. Jis atskleidžia geologijos metodų esmę – rinkti duomenis ir juos nagrinėti. Kitaip sakant, tai - analizės ir sintezės derinimas. Geologijos ypatybė yra ta, kad tyrimo objektas visada turi būti „pririštas“, tai yra turi būti žinoma jo geografinė vieta ir geologinė padėtis. Nedaug naudos tirti uolieną ar mineralą, nežinant iš kur jie yra paimti. Galima, aišku, daug pasakyti apie jų sudėtį, sandarą, įvairiausias savybes, bet visa tai įgyja daug didesnę vertę, kai nustatytas ypatybes galima susieti su aplinka. Tik tada tyrimo duomenys papildo bendras žinias apie Žemę. Objektai, kuriuos tiesiogiai tiria geologai, pavyzdžiui mineralai, uolienos turi daug įvairių savybių. Jie turi tam tikrą cheminę sudėtį, sandarą, fizines savybes, pavidalą. Tos savybės ir jų derinys susidaro tam tikrų geologinių procesų metu, tam tikroje aplinkoje, tam tikru laiku ir apie visa tai suteikia žinių. Yra netgi tos terminas – „uolienos atmintis“, kuris gali būti taikomas ir kitiems geologiniams objektams. Kitaip sakant, geologiniai objektai tarsi prisimena, kaip, kokiom sąlygom ir kada jie susidarė. Tos atminties pavidalai ir yra mano išvardintos savybės – sudėtis, sandara ir daugelis kitų. Pavyzdžiui magminės uolienos kristalinė sandara rodo, kad uoliena susidarė žemės gelmėse, o jei ji yra neišsikristalizavusi, stikliška, ji susidarė išsiliejus lavai paviršiuje. Nuolaužinė tos pačios uolienos sandara pasako tai, kad išsiveržimo metu vyko sprogimai, kurių metu lava buvo ištaškyta ir išmesta į orą smulkiom dalelėm, kurios vėliau nukrito žemės paviršiuje. Tai vis tam tikri atminties pavidalai. Pagal geležies ir magnio santykį tokiuose mineraluose, kaip biotitas ir granatas, iš metamorfinių uolienų galima pasakyti, kokioje temperatūroje ir slėgyje ir tuo pačiu gylyje ši uoliena susidarė. Tai jau kitoks atminties pavidalas. Atskirų cheminių elementų izotopų kiekiai taip pat gali būti atminties pavidalas. Kai mineralas cirkonas kristalizuojasi iš magmos, jis užgriebia kažkokį kiekį urano. Uranas yra radioaktyvus, nuolat skyla sudarydamas švino izotopus, kurie kaupiasi cirkone. Skilimas vyksta tam tikru, nekintančiu greičiu, todėl nustačius, kiek minerale liko urano ir kiek susidarė švino galima nustatyti, kiek laiko praėjo nuo cirkono išsikristalizavimo. Iš esmės geologinių tyrimų tikslas ir yra „prakalbinti“ uolieną, mineralą ar kitą objektą, sužinoti kuo daugiau to, ką jie prisimena apie savo susidarymą ir vėliau patirtą įvairių geologinių procesų poveikį. Norint tai padaryti taikomi įvairūs analitiniai tyrimo, metodai. Geologinis tyrimai paprastai prasideda nuo objekto apibudinimas iš akies, makroskopiškai ir jo aprašymo. Čia svarbu apibudinti ne tik patį objektą, dažniausiai uolieną, bet ir jo geologinę aplinką, padėtį, jo sudaromo kūno pavidalą. Tai labai svarbus tyrimų žingsnis, nes nuo to dažnai priklauso, ir tolimesnių tyrimų sėkmė. Tolimesni tyrimai priklauso nuo tyrimo objekto ir tikslų. Tiriant uolienas paprastai mamas mėginys iš kurio daromas gludinys arba šlifas. Tai plona uolienos nuopjova,, kuri priklijuojama prie stiklo plokštelės ir nugludinama iki 0,03 mm storio. Tokio storio beveik visi mineralai yra skaidrūs, praleidžia šviesą ir juos galima tirti po poliarizaciniu mikroskopu. Tai specialus mikroskopas, kuriame yra įranga šviesai poliarizuoti. Poliarizuota vadinama tokia šviesa, kurios bangos svyruoja tik vienoje plokštumoje. Tokia šviesa yra veikiama mineralo sandaro ypatybių kurios kiekvienam mineralui yra kitokios. Pagal tai galima tiksliai atpažinti mineralas, bet su padidinimu matoma uolienos sandara. Tokiu mikroskopu tiriamos uolienos. Be to yra specialių mikroskopų fosilijų tyrimui ir kitiems tikslams. Šiuolaikiniai poliarizaciniai mikroskopai padidina iki 1000 kartų, o jei reikia dar didesnio padidinimo, naudojami elektroniniai mikroskopai. Cheminė sudėtis tiriama – spektrinės, rentgeno-fluorescencinės, atominės absorbcijos ir kitais metodais. Masspektroskopijos būdais nustatoma objektų izotopinė sudėtis. Jie taikomi uolienoms, mineralams, fosilijoms. Izotopinės sudėties nustatymu remiasi radiologinio („absoliutinio“) amžiaus nustatymo metodai (žr.sk......). Analizės tikslumas dabar yra toks, kad įmanoma nustatyti ne tik cheminio elemento, bet ir jo izotopų kiekį net akimi nematomame objekte, pavyzdžiui cirkono grūdelio atskirame taške. Tai labai praplėtė geologinio pažinimo galimybes. Atskirą grupę sudaro petrofiziniai metodai. Tai yra uolienų fizinių savybių nustatymas: tankio, magnetinio imlumo, liekaninio įmagnetinimo, plastingumo, atsparumo gniuždymui ir kitų. Stambūs geologiniai objektai, atskiros teritorijos ir giluminės Žemės sferos tiriamos nuotolinių (distancinių) metodų pagalba. Tai magnetinio ir gravitacinio lauko tyrimai, paviršiaus fotografavimas iš lėktuvų ar palydovų įvairaus ilgio bangose. Pastaruoju metu šių metodų reikšmė vis didėja. Iš jų atskirai reikia apibudinti geofizinius metodus. Kaip minėta, tai daugiausiai žemės potencialiųjų laukų (gravitacinio ir magnetinio) stiprumo nustatymas, seisminių bangų ir elektromagnetinio lauko sklidimo gelmėse ypatybių tyrimas. Potencialiųjų laukų metodai pagrįsti tuo, kad gravitacinio ir magnetinio lauko stiprumas žemės paviršiuje priklauso nuo uolienų fizinių savybių – tankio (lyginamojo svorio) ir magnetingmo, kuris gali būti įvertintas įvairiu būdu. Potencialių laukų stiprumas priklauso nuo uolienų su tam tikrom fizinėm savybėm išsidėstymo paviršiuje ir gelmėse, todėl nustačius potencialių laukų stiprumą, išryškinus jų anomalijas, tai yra nukrypimus nuo tam tikro sąlyginio vidurkio, galima nemažai pasakyti apie žemės plutos ir gilesnių sferų sudėtį ir sandarą. Seisminiai metodai pagrįsti tuo, kad seisminės bangos sklindamos žemės gelmėse įvairiu greičiu, priklausomai nuo uolienų tankio, plastingumo ir kitų savybių. Tose vietose, kur savybės žymiai pasikeičia bangos atsispindi ir grįžta į paviršių, kur jas užrašo prietaisai – seismografai. Kartu išmatuojamas laikas per kurį bangos grįžo. Pagal šiuos duomenis nustatoma atspindžio paviršių padėtis ir storymės, esančios tarp jų vidutinis tankis. Remdamiesi seismologų sudarytais tankių pasiskirstymo gelmėse modeliais, geologai daro prielaidas apie ten slūgsančių uolienų tipus, jų padėtį, giluminę struktūrą. Beje, seisminiai metodai leidžia tirti Žemę praktiškai bet kuriame gylyje, iki pat jos centro. Bene svarbiausias geologinis Žemės pažinimo būdas yra geologinis kartografavimas. Geologinis kartografavimas yra kompleksinis atskirų plotų ar visos Žemės plutos paviršiaus ar atskirų lygių gilumoje tyrimas, siekiant nustatyti jų sudėtį, susidarymą, amžių ir raidą. Trumpai, tai žemės paviršiaus ar tam tikro lygio gelmėse, geologinių žemėlapių sudarymas. Geologiniame žemėlapyje vaizduojami trys svarbiausi dalykai - atskirų uolienų rūšių išsidėstymas, tų uolienų kilmė ir jų amžius. Vaizduojant žemėlapyje uolienas, parodomi ir jų kūnai, jų padėtis ir, tuo pačiu įvairios struktūros – raukšlės, lūžiai ir kitos. Uolienų kilmė ir amžius atspindi kartografuojamos teritorijos raidą, geologinę istoriją. Geologiniai žemėlapiai talpina labai daug informacijos. Atskirų rūšių duomenys gali būti išskirti ir išryškinti specialiuose geologiniuose žemėlapiuose. Tai, pavyzdžiui: • naudingųjų iškasenų ir metalogeniniai žemėlapiai, kuriuose parodyta kokios naudingos iškasenos yra ar gali būti tiriamame plote, parodant jų rūšis, kilmę, telkinius ir apraiškas, išryškinant palankius veiksnius jų susidarymui, išskiriant plotus perspektyvius jų paieškoms; • tektoniniai žemėlapiai rodo ploto sandaros elementus, išskiriant skirtingos sandaros, amžiaus ir istorijos plotus ir juose esančius uolienų kompleksus, išryškinant atskiras struktūras, tokias, kaip raukšlės, lūžiai ir kitos; • hidrogeologiniai žemėlapiai rodo požeminio vandens lygius ir horizontus, jų mineralizaciją, sudėtį, maitinimo ir iškrovos sritis, vietas palankias naudojimui; • inžineriniai geologiniai žemėlapiai parodo ne tik uolienas slūgsančias paviršiuje ar tam tikrame gylyje, bet ir jų fizines savybes svarbias statyboms, taip at vietas, kur galimos nuošliaužos, karstinės įdubos, aktyvūs denudavimo procesai galintys turėti įtakos statybos sąlygoms ar statinių saugumui; • ekogeologiniai žemėlapiai rodo plotus palankius ūkinei veiklai ir plotus, kur tokia veikla negalima ar ribotina, taip pat juos apibudina. Iš esmės šie žemėlapiai yra išvestiniai iš bendro, pagrindinio geologinio žemėlapio, tačiau juos sudarant reikia atlikti ir tam tikrus papildomus tyrimus. Tam kad gauti duomenų reikalingų žemėlapio sudarymui, reikia tiriamame plote atlikti tam tikrą kiekį stebėjimų ir tyrimų, o stebėjimų taškai turi būti išdėstyti taip, kad tolygiai apibudintų visą plotą, visus jame esančius geologinius objektus. Todėl kartografavimas yra ne tik kompleksinis, bet ir nuoseklus bei tolygus teritorijos ištyrimas. Kiekviena valstybė kartografuoja savo teritoriją, nes geologinis žemėlapis yra svarbiausias geologinis dokumentas kuriuo remiantis galima numatyti teritorijų naudojimo būdus ir prioritetus, aplinkos apsaugos priemones, gamtinių pavojų vietas, įvertinti naudingųjų iškasenų telkinių radimo perspektyvas ir daug kitų svarbių dalykų. Tęstinis geologinis kartografavimas buvo pradėtas XIX amžiaus pradžioje Anglijoje, tačiau tik XX amžiaus pabaigoje buvo sudarytas suvestinis visos Žemės geologinis žemėlapis, vaizduojantis tiek žemynų paviršiaus, tiek vandenyno dugno sandarą. To žemėlapio sudarymui reikėjo išvaikščioti visą žemę, visose platumose ir gamtinėse zonose, o kartu reikėjo išmokti skiri uolienas, nustatyti jų kilmę, susidarymo sąlygas ir amžių. Tik geologijai pasiekus tam tikrą metodinį lygį ir sukaupus reikiamą kiekį duomenų, tapo įmanoma sudaryti visos Žemės geologinį žemėlapį. Tai didžiulis darbas, kurį viso pasaulio geologų bendruomenė atliko beveik per du šimtmečius. Tai jos svarus indėlis į mūsų civilizaciją. Lietuvoje, visame sausumos ir jūros plote atliktas kartografavimas masteli 1-200000, o atskiruose plotuose apimančiuose maždaug 25% atlikta nuotrauka M1: 50000. Lietuvoje nuotrauka daugiausiai yra kompleksinė, tai yra žemėlapis sudaromas žemės paviršiui, lygiu po kvartero nuogulomis, taip pat hidrogeologiniai, o vietomis ir inžineriniai geologiniai, bei įvairūs išvestiniai žemėlapiai. Be to visai Lietuvos teritorijai sudarytas ir kristalinio pamato žemėlapis M1: 400 000. Kita nuoseklių geologinių tyrimų rūšis yra monitoringas arba tęstiniai stebėjimai. Tai tyrimai, kurių metu tam tikras objektas tam tikroje Žemės vietoje nuosekliai stebimas, nustatant jo būklę, pakitimus. Monitoringas gali būti hidrogeologinis; geocheminis; geodinaminis ir kitoks. Hidrogeologinio monitorinio metu stebima požeminio vandens būklė, kokybė, jos kitimas, galimas taršos poveikis jo kokybei ir kitos savybės. Geodinaminis monitoringas būna įvairus – seisminis, kai nuolat veikiančiais seimografais fiksuojami visi žemės drebėjimai, nustatoma jų vieta, stiprumas. Gali būti stebimi žemės paviršiaus judesiai – vertikalūs ir horizontalūs. Tiriant gelmes įvairiais būdais ir metodais gaunama daug įvairių duomenų. Jų suvedimas, sugretinimas, apibendrinimas yra atskiras tyrimų etapas. Dabar tyrimų duomenys kaupiami specializuotose duomenų bazėse, o jų apibendrinimui plačiai panaudojami kompiuteriai, sudėtingos programos, kompiuterinis modeliavimas. Tai labai pagreitina darbą, leidžia efektingiau panaudoti tyrimų rezultatas, išgauti daugiau informacijos. Tačiau bet koks geologinis tyrimas prasideda nuo tiesioginio kontakto su objektu, nuo darbo jo buvimo vietoje, arba kaip geologai vadina, nuo lauko darbų. Tiesioginė pažintis sutiriamu objektu, pirminių duomenų rinkimas duoda asmeninę praktinę patirtį, kuri būtina kiekvienam specialistui geologui, kaip, pavyzdžiui medikui-chirurgui. Taip yra todėl, kad gamta yra be galo įvairi ir kiekvienas tiriamas objektas – mineralas, uoliena, telkinys ar kažkuri plutos dalis turi tik jai būdingų ypatybių, kurias galima nustatyti taikant tam tikrą tyrimo metodų rinkinį, o suprasti mąstant savo galva, remiantis sava praktine patirtimi, be kurios negali išsiversti nei vienas geologas. Intuicija ir patirtis. Dao. Geologinių tyrimų organizavimas Daugumoje pasaulio šalių žemės gelmės pagal įstatymus priklauso valstybei. Todėl valstybės organizuoja ir skiria lėšų gelmių tyrimo ir jų naudojimo skatinimui, valdymui ir priežiūrai. Tam tikslui yra sukurtos dviejų rūšių įstaigos – moksliniai institutai ir valstybinės geologijos tarnybos. Moksliniai institutai daugiausiai yra prie universitetų ir derina mokslinius tyrimus su mokymu. Tie tyrimai būna tiek praktinės pakraipos, tiek fundamentalaus pobūdžio, tai yra be konkrečios taikomosios paskirties. Institutai taip pat vysto tyrimų metodus. Geologijos tarnybos daugiausiai atlieka vadinamus valstybinius geologinius tyrimus, ypač tuos, kurie yra ilgalaikiai, nepertraukiami ir turi būti vykdomi, nepriklausomai nuo pelningumo. Tai geologinis kartografavimas, žemės gelmių būklės ir čia vykstančių procesų nuolatinis stebėjimas (monitoringas), gelmių išteklių prognozė, tyrimai reikalingi aplinkos apsaugai, teritorijų planavimui ir apsisaugoti nuo stichinių nelaimių. Labai svarbi tarnybų priedermė yra nuolatinis duomenų apie savo šalies žemės gelmes kaupimas, duomenų bankų sudarymas ir jų naudojimas. Geologijos tarnybos taip pat daro valstybinę ekspertizę tais klausimais, kurie susiję su Žemės gelmių naudojimu ir jų apsauga. Geologijos plėtra pasaulyje yra organizuojama taip pat tarptautinių geologinių organizacijų. Didžiausia iš jų, pasaulinė organizacija yra Tarptautinė žemės mokslų sąjunga, angliškai International Union of Geosciences (IUGS). Ji savo ruožtu, priklauso dar stambesnei Tarptautinės mokslų sąjungos (IGC) narė. IUGS įsteigta 1961 metais. Jos pagrindinis tikslas skatinti geologinius tyrimus, kreipti juos svarbiausia kiekvienam laikotarpiui kryptimi, derinti taikomus tyrimų metodus. Ji taip pat vienija, suburia pasaulio geologų bendruomenę. Tam tikslui leidžiamas IUGS žurnalas „Episodes“, o svarbiausia priemonė – Pasaulio geologinių kongresų organizavimas, kuriame gali dalyvauti visi geologai. Jie organizuojami, beje, jau nuo 1878 metų, kas ketveri metai, vis kitoje valstybėje. Į jį suvažiuoja tūkstančiai dalyvių su pranešimais apie naujausius geologijos pasiekimus, susitinka įvairių smulkesnių geologinių organizacijų vykdomieji organai, vyksta bendros geologinės ekskursijos. IUGS veiklai vadovauja Pasauliniame kongrese renkamas Vykdomasis komitetas, o kiekvienoje šalyje su juo palaiko ryšius Nacionaliniai komitetai. IUGS svarsto ir skelbia, kurios geologijos šakos yra svarbiausios, ir kur labiausiai reikia kreipti tarptautines ir atskirų valstybių pastangas bei lėšas. Šiuo metu svarbiausiomis kryptimis laikomos: • energijos ir mineraliniai ištekliai • globaliniai pokyčiai, pirmiausiai klimato • gamtiniai pavojai ir geologinės katastrofos • aplinkos geologija. Be to, geologinius tyrimus daro ir įvairios privačios, nevalstybinės įmonės. Daugiausiai jos užsiima naudingųjų iškasenų paieškomis, aplinkos apsaugai skirtais (ekogeologiniais) tyrimais, ypač tais, kurie reikalaujami valstybės siekiant įvertinti pramonės poveikį aplinkai. Kai kurios įmonės, ypač turtingos, pavyzdžiui naftos gavybos turi ir nemažus mokslinių tyrimų padalinius. Apskritai, geologijos ypatybė yra ta, kad čia nėra ryškios ribos tarp taikomųjų gamybinių ir fundamentalių mokslinių tyrimų. Visada išgręžus gręžinį, nukasus atodangą ar atlikus analizes gaunami nauji, anksčiau neturėti duomenys. Paėmęs į rankas kerno gabalą, iš naujo gręžinio geologas jį mato pirmas pasaulyje. Kiekvieną kartą jis gali tikėtis kažką naujo, dar nežinomo, ką jis turi pamatyti, suprasti ir paskelbti. GEOLOGIJOS ISTORIJOS IR RAIDOS APŽVALGA Mokslo ištakos: Gamtos pažinimas prasidėjo dar žmogui tampant žmogumi. Ankstyvųjų Homo rūšių ypatybė buvo ta, kad jie ėmė gaminti įrankius. Įrankiams buvo naudojamos ne atsitiktinės medžiagos - buvo parenkamos tinkamiausios. Tam tikslui buvo tiriamos jų savybės ir ieškomos vietos kur yra vienos ar kitos medžiagos, pirmiausiai įvairių mineralų ir uolienų. Seniausi sąmoningo tam tikrų uolienų naudojimo požymiai aptikti Rytų Afrikoje, ir Artimuose rytuose yra 2-3 mln. metų senumo. Atsiradus šiuolaikiniam žmogui rinkėjų ir medžiotojų bendruomenėse aplinkos pažinimas vystėsi lėtai. Mokslo ištakų reikia ieškoti jau maisto gamintojų visuomenėse. Atsiradus maisto pertekliui bendruomenė galėjo išlaikyti atskiras visuomenei naudingas jos narių rūšis, kaip vadai, žyniai, amatininkai ir kariai. Kaip tik žyniai ir amatininkai pradėjo kaupti žinias apie gamtą, jos reiškinius, savaip juos aiškinti. Jie taip pat pradėjo vystyti gamtos naudojimo būdus, taip pat ir tų, kurie susiję su geologija - įvairių gamtinių medžiagų ir gelmių savybių naudojimas. Seniausiuose civilizacijos židiniuose jau buvo sukauptos sistemingos žinios apie naudingąsias iškasenas ir jų naudojimo galimybes. Viename seniausiųjų civilizacijos židinių, vadinamame „Derlingajame Pusmėnulyje“, kur viena kitą keitė Šumerų, Babilono, Asirijos ir kitos valstybės jau VI tūkst. p.m.e. buvo žinoma metalurgija, mokėta išgauti metalą iš rūdos. Reiškia mokėta rūdas surasti ir atpažinti, žinota, kur yra jų telkiniai ir kaip reikia juos naudoti. Laikoma, kad čia, tarp 3800 ir 2800 m. p.m.e. buvo sudarytas ir pirmas Mesopotamijos geografinis žemėlapis (Postnikov, 1985). III tūkstantmetyje p.m.e, mokyklose ir šventyklose mokiniai buvo mokomi atpažinti mineralus ir buvo sudarytas šumerų-akadų mineraloginis žodynas (Folta, Novy, 1985). Kita ankstyviausios civilizacijos vieta yra Indija. Mus pasiekusiuose Vedų tekstuose yra ir kosmogoninių ir geologinių žinių. Bene labiausiai stebina čia pateiktas Žemės amžiaus įvertinimas, siekiantis beveik 2, o kitais duomenimis net 4 milijardus metų. Tai keliais tūkstantmečiais metų aplenkė Vakarų mokslo pasiekimus šioje srityje, nes dar XIX amžiuje buvo įsivaizdoijama, kad Žemės amžius tesiekia keilasdešimt milijonų metų. Senovės Egipto žyniai stengėsi suprasti upių, tiksliau Nilo veiklos, jo slėnio raidos, upinių nuogulų susidarymo dėsningumus. Iš Egipto mus pasiekė seniausias geologinio turinio žemėlapis, sudarytas 14 amž. p.m.e., Sečio I arba Ramzio II laikais. Greičiausiai tai padarė karvedys faraono siųstas į Nubiją ieškoti aukso. Žemėlapyje parodyta keleto aukso telkinių padėtis. Kinijoje, jau XX-XIX amžiuje p.m.e. buvo pradėtas kurti kolektyvinis kūrinys „San-Chei-Din“, vadinamasis „Kalnų ir upių katalogas“, kuris buvo tęsiamas ir papildomas daugelį amžių ir baigtas, manoma, apie 400 metus prieš mūsų erą. Jame, be daugybės kitų žinių pateikta duomenų apie mineralus ir uolienas, jų fizines savybes ir jų telkinius. Šalia kalnų ir upių aprašymų pateikiama minčių apie jų susidarymą, apie gamtoje vykstančių procesų periodiškumą (Katalog...,1977 rus.). 132 metais Čžan Chanas sukonstravo seismografą – prietaisą pranešantį apie įvykusį žemės drebėjimą ir nurodantį kryptį link jo epicentro net jei jis yra už kelių šimtų kilometrų. Tai buvo 180 cm skersmens bronzinis indas, kurio viduje buvo švytuoklė, vielinėm atatampom sujungta su aštuoniomis drakonų figūrėlėmis, pritvirtintomis indo išorėje. Kiekvienas drakonas nasruose laikė rutuliuką, o tiesiai po jai buvo patupdytos išsižiojusios metalinės rupūžės. Atsklidus seisminei bangai jautri švytuoklė pajudėdavo, atatampos timpteldavo drakoną esantį atitinkama kryptimi, kuris paleisdavo rutuliuką, o šis skambėdamas įkrisdavo į rupūžės nasrus toje pusėje, iš kur atsklido seisminė banga (Chomizuri, 2003, p.135, 136; Gir, Šach, 1988, p. 83). Tuose kraštuose, kur nesusidarė didžiosios senovės civilizacijos, jau akmens amžiaus gyventojai naudojo įvairias gamtines medžiagas. Jie gaminosi įrankius ir ginklus iš akmens, lipdė puodus iš molio, gyveno gamtinėse olose ar kasėsi žemines. Kartu jie stebėjo gamtinius reiškinius ir tuos, kurie juos stebino, baugino ar buvo jiems reikšmingi bandė vertinti ir aiškinti. Daugelis tokių reiškinių ar procesų buvo įasmeninti (personifikuoti) dievų, didvyrių ar kitokių būtybių pavidalu. Apie jų gyvenimą ir veiklą buvo sukurti pasakojimai, vadinami mitais. Mitas – tai pasakojimas apie mitologinių būtybių - dievų, titanų, didvyrių, gyvūnų ir augalų, taip pat ir žmonių gyvenimą ir žūtį, jų žygius, darbus, nuotykius ir kitokią veiklą (Eliade, 1969). Mitai dažnai paaiškina gamtos ir civilizacijos objektų atsiradimą, įvairių reiškinių priežastis, jų esmę ir prasmę. Kitaip sakant mitas tai ne tik įdomus pasakojimas, bet ir žinių perdavimo būdas, atskleidžiantis žmonių supratimą apie jį supantį pasaulį, pažiūras, tikėjimus. Todėl mito ištakos dažnai yra tikrovėje. Jame minimi tikrai esantys ar buvę objektai, jis atspindi tikrus įvykius, reiškinius, procesus. Tie tikrovės atspindžiai būna labai pasikeitę, nutolę nuo savo ištakų, pakeisti laiko ir žmonių psichologijos, užgožti ir sumaišyti su vėlesniais įvykiais. Tačiau daugelyje mitų galima rasti tikrovės atspindžių, o kažkuriuose įžvelgti geologinių reiškinių įvykių ar objektų aprašymą. Atlantida. Prie seniausių tos rūšies mitų reikėtų priskirti pasakojimus apie Atlantidą – ištisą šalį nugrimzdusią į jūros ar vandenyno gelmes. Tai vienas labiausiai intriguojančių senovės padavimų, sužadinęs daugybę mokslinių ir nemokslinių hipotezių. Atlantidos ieško ir Atlanto vandenyne ir Viduržemio jūroje ir kitur. Viena iš hipotezių sieja ją su Santorino ugnikalnio išsiveržimu apie 1650 metus p.m.e. Salos, kurioje jis buvo likučiai yra ir dabar, o tada įvykusio didžiulio išsiveržimo pėdsakai teologiškai akivaizdūs. Pats išsiveržimas, jo metu išmesta į orą didžiulis pelenų kiekis, cunamio bangos, nušlavusios Egėjo jūros salas – viskas tikrai buvo. Tai mato ir geologai ir archeologai. Ši katastrofa negalėjo neatsilepti to metu Kretoje ir aplinkinėse salose klestėjusiai Mino civilizacijai ir greičiausiai paliko pėdsaką jos gyventojų atmintyje. Beje, pačioje Santorino saloje, po kelių dešimčių metrų storio vulkaninių pelenų sluoksniu buvo surasti Mino valstybės miesto griuvėsiai. Matėsi, kad žmonės apleido namus labai skubėdami, palikdami daug reikalingų daiktų, bet žuvusių žmonių nebuvo rasta. Tai gali reikšti, kad žmonės numatė ugnikalnio išsiveržimą ir suspėjo pasitraukti. Reiškia jie ne tik turėjo geologinių žinių, bet ir mokėjo jomis naudotis. Lernos hidra. Prie „geologinių“ mitų priskirtini ir pasakojimai apie kai kuriuos Heraklio žygius, pavyzdžiui jo kova su Lernos hidra. Hidra buvo pabaisa su daugeliu galvų, kurios, jas nukirtus ataugdavo. Ji gyveno Lernos pelkėse ir žudė žmonės jau savo kvėpavimo skleidžiamomis išskyromis. Graikų mokslininko Iliaso Moriolakoso nuomone šis padavimas susijęs su ypatinga hidrogeologine padėtimi Lernos apylinkėse. Čia paplitusios stipriai sukarstėjusios Olonos klintys. Iš jų trykšta daugybė didelio debito šaltinių, iki 100 mln. m3/metus. Tokio vandens kiekio išsiliejimas sukėlė didelio ploto užpelkėjimą, o pelkės sudarė labai nesveiką aplinką žmonėms – įvairias pelkių dujas, gal ir maliariją. Moriolakoso nuomone Hidros galvos ir simbolizuoja tuos šaltinius, o Heraklis kovojo su Hidra dėl jos žudančio, nuodingo kvėpavimo. Jo kovą apsunkino tai, kad nukirtus vieną galvą (užvertus vieną versmę), ji ataugdavo (prasimušdavo kitur). Sodomas ir Homora. Panašių mitų ir padavimų yra ir Biblijoje, pavyzdžiui senajame testamente aprašyta Sodomos ir Homoros miestų žūtis. Dievas sugriovė tuos miestus už jų moralinį nuopuolį. Išsigelbėjo tik vienas teisuolis – Lotas. Jis, perspėtas išėjo iš miesto. Tik jo žmona, išgirdusi triukšmą už nugaros atsigręžė ( tai buvo uždrausta) r suakmenėjo. Mokslininkai mano, kad šie miestai tikrai buvo, o juos sunaikino stichinė nelaimė, įvykusi maždaug prieš 4000-4500 BP (........). Tai galėjo būti stiprus žemės drebėjimas, kurio metu Negyvoje jūroje kilo didžiulė cunamio banga, o pakrantės šlaituose susidarė nuošliaužos. Iš susidariusių plyšių galėjo išsiveržti gamtinės dujos, kurios net ir gręžiniuose kartais savaime užsidega. Tai – ugninis lietus minimas padavime. Loto žmona greičiausiai yra druskos stulpas (diapyras) išplautas iš dengusių jį sluoksnių cunamio bangos. Norvegų mitai. Geologinį pagrindą galima įžiūrėti ir kai kuriuose senovės norvegų mituose ir sakmėse, aprašytose garsiose Snorio Sturlusono (1179-1241) Edos knygose išleistose Islandijoje XXIII amžiuje. Švedų mokslininko Jano Bergstriomo nuomone, kai kurios tų sakmių atsirado bent keliais tūkstantmečiais anksčiau, negu buvo užrašytos. Atskiri Edų skyriai, skirti fizinio pasaulio aprašymui. Čia galima atpažinti ir geologinius reiškinius (Bergström, 1989). Pavyzdžiui, yra mitų, pasakojančių apie ugnikalnių išsiveržimus. Šie reiškiniai vaizduojami, kaip dievo Toro ir milžino Hrungniro kova. Daugelis pasakojimo detalių atspindi tuos procesus lydinčius būdingus reiškinius, pavyzdžiui, lekiantys į orą lavos purslai ir nuolaužos (piroklastai), žaibai iš įelektrintų debesų, purvinos liūtys, kur vanduo susimaišo su išmestais į orą vulkaniniais pelenais ir dulkėmis Pastebėti bei sakmėmis apibūdinti ir kiti, ne tokie ryškūs, sunkiau suvokiami reiškiniai: vandens apytakos ratas gamtoje, jo kelias nuo vandenyno, per orą iki žemės gelmių. Daugelyje mitų minimi paslaptingi Nivelheimo ir Ginungagapo vardai. Jos minimos kaip geografinės vietovės, susijusios su šalčiu ir ledynais, kurios buvo ir išnyko labai tolimais laikais. Profesoriaus Kores Rokoengeno – kvartero geologijos specialisto nuomone, Nivelheimas – tai plotai padengti kontinentinio ledyno, slinkusio nuo Norvegijos kalnų į jūrą. O Ginungagapas – tai to ledyno pakraštys, dengęs prieškalnes ir dabartinį Norvegų jūros šelfą. Jo link nuo Nivelheimo ledas judėjo tarsi srautais, susitelkdamas išilgai slėnių ir fiordų, kurie sakmėse vadinami Elivoger – ledo upėmis. K.Rokoengeno nuomone, šie mitai atspindi vėlyvojo ledynmečio aplinką Norvegijos pakrantėje, buvusią ne vėliau, negu prieš 10-12 tūkstančių metų. Labai „geologiški“ yra estų epo herojaus Kalevo sūnaus (Kalevipoego) darbai. Estijoje yra šimtai geologinių objektų, susijusių su jo vardu, tai: • rieduliai, kuriuos jis kilojo ar mėtė; • kalnai, kuriuos jis sustūmė; • jo supilti moreniniai gūbriai; • paviršiaus įdubos – slėniai, lomos, ežerai, pelkės. Didžioji dauguma šių objektų susitelkusi rytinėje Estijoje – Pandiverės, Otepės, Hanjos ir Sakalos aukštumose. Visos jos buvo sausuma, kai vakarinę Estiją dengė Baltijos ledyninis ežeras – Baltijos jūros pirmtakas, susidaręs susitelkus ledyno tirpsmo vandenims. Jis tyvuliavo vėlyvajame ledynmetyje kol susijungė su vandenynu, ir virto jūra, o jo lygis staigiai nukrito maždaug 60 metrų. Tai įvyko tarp 10 690 ir 10300 metų. Vėlyvajame ledynmetyje Estijos aukštumos vyko aktyvūs paviršiaus susidarymo procesai: nuogulomis užneštų ledo luitų tirpimas ir paviršiaus dubimas virš jų (termokarstas), nuošliaužos, upių erozija, jų slėnių įsirėžimas, netgi žemės drebėjimai, dėl plutos kilimo išnykus ledyno slėgiui. Visa tai turėjo daryti įspūdį pirmiesiems būsimos Estijos gyventojams, nes akivaizdžiai keitė jų gyvenamą aplinką (Motuza, Motuza, 1999). Pasak švedų mokslininko Bergstriomo (Bergström, ....) gamtos reiškinių mitologizavimas turėjo ne tik religinę paskirtį. Tai buvo tų laikų gamtos mokslas, būdas išreikšti žinias apie gamtą, joje vykstančius procesus, jas kaupti ir perduoti kitoms kartoms, o kartu ir savotiška lavinimo ir mokymo priemonė. Gal todėl mitai bei sakmės šimtmečiais ir tūkstantmečiais buvo perduodami iš kartos į kartą ir išsaugojo seniausius žmonių patirties klodus? Lietuvoje tokos kilmės gali būti sakmės apie paskendusius miestus ir bažnyčias, įdubusius ežerus, akmenų keliones. Jos primena tokus reiškinius kaip termokarstas – duburių susidarymas ištirpstant palaidoto ledo luistams, nuošliaužos nuo nesusigulėjusių moreninių kalvų šlaitų. Antikos geologija. Mokslo pavidalą gamtos pažinimas įgijo antikos laikais, labiausiai senojoje graikų civilizacijoje. Čia atsirado ir įgijo savo pavidalą matematika, fizika, filosofija. Jau ankstyvuoju Senovės Graikijos istorijos laikotarpiu, maždaug iki IV amžiaus p.m.e., graikų filosofai, istorikai, geografai jau kalbėjo apie geologinius objektus ir reiškinius. Jie svarstė apie Žemės gelmių sandarą, žemės drebėjimų ir ugnikalnių susidarymo priežastis, kranto linijos ir jūros lygio svyravimus, uolienas ir mineralus. Kai kurie jų naudoti pavadinimai išliko iki šiol. Apie tai samprotavo Pindaras, Herodotas, Demokritas, Platonas ir kiti. Tačiau jų žinios ir svarstymai buvo nesistemingi, dažniausiai tolimi nuo tikrovės ir dabartinio supratimo. Tačiau būta ir labai įžvalgių minčių. Taip Platonas (apie 427 – apie 347 p.m.e.) kalbėjo apie giluminių jėgų ir procesų svarbą, ką mūsų mokslas galutinai suprato tik XIX-XX amžiuje. Ksenofanas (IV a. p.m.e) iš moliuskų fosilijų, randamų kalnuose teigė, kad sausuma ne kartą buvo užlieta jūros. Pitagoras (apie 570 – apie 497 m. p.m.e.) numatydavo žemės drebėjimus pagal vandens lygio svyravimus šuliniuose (Chomizuri, 2002). Vėlesnio laikotarpio graikų mokslininkai jau bandė remti savo pažiūras ne tik samprotavimais, bet ir faktų apibendrinimu, sisteminimu. Tuo ypač pasižymėjo Aristotelis (348-322 m. p.m.e.). Savo veikaluose „Meteorologija“, „Apie Dangų“ jis svarstė apie sausumos paviršiaus raidą, jo iškilimus ir grimzdimus, jų periodiškumą, šių reiškinių priežastimi. Jis laikė, kad žemės drebėjimai vyksta dėl to, kad gelmių tuštumose juda tam tikra medžiaga – pneuma kuri pagal Straboną, yra viena iš stichijų, įsivaizduojama, kaip oro ir ugnies mišinys. Ji juda požemio ertmėmis, nerasdama išėjimo, o ten, kur jai pavyksta išsiveržti į paviršių, susidaro ugnikalniai, kurie yra tarsi apsauginiai vožtuvai, sumažinantys slėgį gelmėse ir žemės drebėjimų dažnumą (Chomizuri, 2002). Daug geologinių objektų ir reiškinių aprašymų yra iš Romos laikų. Juos paliko Strabonas, Plinijus Vyresnysis, Plinijus Jaunesnysis, Seneka, Ovidijus ir daug kitų garsių mokslininkų, filosofų, rašytojų ir poetų. Tai, kad apie geologiją svarstė ir poetai liudija gana paviršutinišką ir mažai pagrįstą faktais, „romantizuotą“ supratimą apie giluminius procesus. Geografas ir istorikas Strabonas (apie 63 m. p.m.e. – 23 m.) beje, graikas, savo didžiausiame veikale „Geografija“ apibendrino ankstesniųjų savo tautiečių veikalus, bet pateikė ir savitų, ir dabar pripažįstamų minčių. Pavyzdžiui, jis manė, kad bazaltas yra sustingęs lydalas, ko nesuprato dar XVIII amžiaus Europos mokslininkai, pavyzdžiui, garsusis Verneris. Liucijų Anejų Seneką (4 m. p.m.e - 65 m.), rašytoją ir filosofą domino ir „Gamtos klausimai“ – taip vadinasi jo knyga, kurioje jis nagrinėjo žemės drebėjimų priežastis. Tiesa, Seneka manė, kad jie susidaro dėl oro judėjimo gelmėse. Plinijus Vyresnysis (23 – 79 m.) savo garsioje „Gamtos istorijoje“ jis vieną iš knygų paskyrė mineralogijai. Plinijus buvo ne tik mokslininkas, bet ir politikas, vienu metu net Romos jūrų laivyno vadu. Jis mirė Vezuvijaus išsiveržimo metu, greičiausiai uždusęs nuo vulkaninių dulkių. Jis pirmasis kritiškai aprašė ir žalingą žmogaus veiklos poveikį aplinkai: „Mes suskaldome ir ištampome kalnus, vien dėl prabangos... Kyšuliai tampa prieinami jūrai, gamta virsta lyguma. Mes išsivežame tai, kas buvo įstiegta kaip ribos tarp tautų, dėl marmuro statomi laivai ir siaučiančiomis bangomis....šen ir ten išvežiojami kalnagūbriai.... Tegul kiekvienas, girdėdamas viso šito kainas ir matydamas šitų luitų ištampymą pagalvoja apie tai, kiek laimingesni būtų daugelio žmonių gyvenimas be viso šito. Svarstant apie tai apima baisi gėda, netgi dėl senovės. Yra cenzorių draudimų neleidžiančių pietums tiekti rūkytus kiaulių liežuvius ir dar tokias smulkmenas, apie kurias ir kalbėti neverta. Gi įstatymo, kuris draustų įvežti marmurą nėra pasiūlyta nei vieno. Aišku visa tai palikta be dėmesio, nes moralė jau yra kritusi (Pliny, 1949 iš Chomizuri, 2002). Plinijaus Vyresniojo sūnėnas Plinijus Jaunesnysis (61-111 m.), buvo, dabar pasakytume, humanitaras – retorikas, gramatikas, rašytojas, politikas. Bet jis buvo garsiojo Vezuvijaus išsiveržimo 79 metais liudininkas, kurio metu buvo sunaikinta Pompėja ir mirė jo dėdė. Šį reiškinį jis aprašė taip vaizdžiai, kad tokios pobūdžio išsiveržiami vadinami Plinijaus tipo išsiveržimais. Azijos ir Europos viduramžiai Pirmame mūsų eros tūkstantmetyje tiek Europoje, tiek daugelyje Azijos šalių geologijos pažanga buvo labai menka. Europoje rašiusieji tais klausimais daugiausiai kartojo antikos autorių mintis, o atskiri įdomūs pastebėjimai užrašyti Kinijoje ar kitur liko nežinomi. Tiesa, naudingųjų iškasenų ieškotojai ir kasėjai, pirkliai, gydytojai ar tiesiog mėgėjai kaupė tam tikras praktines žinias, kurios paskatino tam tikrą geologinės minties pakilimą. Jau IX-XI šimtmečiuose atsirado sėkmingų bandymų tas žinias apibendrinti ir sistemingai išdėstyti. Tokie darbai mus pasiekė iš valstybių tuo metu buvusių Vidurinėje Azijoje ir Arabų kalifato. Arabų kalifate 947-948 metais buvo parašytas al-Masudžio veikalas „Aukso plovyklos ir brangakmenių sąnašynai“, kurio pavadinimas nusako ir jo turinį. X amžiuje Basroje, dabartinio Irako mieste, susikūrė slapta mokslininkų draugija pasivadinusi „Tyrumo broliai ir ištikimybės draugai“. Ji buvo slapta, nes jų pažiūros kažkiek skyrėsi nuo tuo metu vyravusių islamo nuostatų. Savo mintis jie išdėstė dideliame veikale, kurį pavadino „Tyrumo brolių ir ištikimybės draugų pranešimas“ kurį sudarė 51 ar 52 traktatai. Jame nemažai minčių apie Žemę. Vieno skyriaus pavadinimas taip ir skamba – „Apie Žemės paviršių ir jo kitimą“. Čia jie rašo apie tai, kad kalnai yra ardomi, sąnašos nuo jų užpildo jūras, kurios laikas nuo užlieja lygumas. Nepaprastai įdomus yra Mutacharo veikaluose pateikiamas pasaulio gyvavimo trukmės apskaičiavimas, kurią jis įvertino 4.32 mlrd. metų. Jis rėmėsi Indijos mokslininkų darbais, ir jų mintimis apie kosminius ciklus (Kračkovskij, 1957, p. 228; Chomizuri, 2002, p.161). Garsiausi tarp to meto mokslininkų yra Avicenos ir Birunio vardai apie kuriuos papasakosime kiek daugiau. Abu Ali ibn Sina – Avicena (apie 980-1037) Gimė Samanidų valstybėje, dabartinės Tadžikijos vietoje, kultūringoje valstybėje, kurioje buvo skiriamas dėmesys ir lėšos mokslui ir menui.. Avicenos pirmiausiai buvo medikas, gydytojas todėl ir jo svarbiausias veikalas yra „Kitab al Šifa“ – „Knyga apie gydymą„. Tačiau toje knygoje jis aprašė ir daug kitų dalykų. gamtos reiškinių, taip pat ir geologinių reiškinių, stengėsi paaiškinti jų priežastis. Jis domėjosi kalnodara, fosilijomis, kurios jo nuomone rodo vandenyno buvimą dabartinės sausumos vietoje. Jis pasiūlė uolienų ir mineralų skirstymą į akmenis, lydžias medžiagas arba metalus, sieringas degias medžiagas, druskas. Avicena buvo bene geriausiai žinomas Europoje rytų mokslininkas. Jo knygos buvo išverstos į Europos kalbas ir naudojamos mokslininkų. Pavyzdžiui, jo minėtas mineralų skirstymą naudojo Freibergo akademijos Vokietijoje profesorius, Verneris dar XVIII amžiuje (Tikhomirov, 1969). Birunis (apie 972-1048) Birunis (arba Al Biruni abu al Raihan Muhammad ibn Ahmad) taip pat senajame Chorezme, dabartinės Uzbekijos teritorijoje. Jo svarbiausi veikalai yra: „Indija“, „Praėjusių kartų paminklai“ ir „Rinktiniai duomenys apie brangakmenius“. Pastarojoje pateikti rinktiniai duomenys apie brangakmenius. Jis aprašė apie 100 mineralų ir uolienų ir paminėjo 300 jų pavadinimų. Išmatavo mineralų tankį; aprašė daug telkinių įvairiose šalyse: Vidurinėje Azijoje, Kinijoje, Indijoje, Ceilone, Egipte, netgi Afrikos pietuose ir apie Baltijos jūrą. Jo darbai yra pirmieji parašyti autentiški mineralogijos tekstai, o tankio matavimai imti taikyti Europoje tik XVIII amž. Savo darbuose Birunis išdėstė ir platesnes geologines pažiūras. Jis laikė Žemę rutuliu, kuris sukosi apie Saulę. Stebėdamas sluoksnių seką jis aiškino tai jų klostimusi vienas po kito, taip, kad viršuje slūgso jaunesni, o apačioje senesni sluoksniai. Dar daugiau, sluoksnius sudarančios uolienos leidžia atkurti sąlygas kuriomis jie susidarė, o jų seka – geologinę istoriją. Jis iš esmės išdėstė Steno sluoksnų superpozicijos principą (žr. žemiau) ir pirmąsias paleogeografines idėjas (Chomizuri, 2003, p.167-168). Islamo kraštų mokslininkų darbai buvo gerai žinomi Europoje, daugelis jų buvo išversti į lotynų ir kitas kalbas dar viduramžiais. Tai davė postūmį ir Europos geologijos mokslui. Europoje vienas pirmųjų ir žindžiausių geologijos srities mokslininkų buvo Leonardas da Vinčis, kuris, kai žinia buvo apdovanotas daugeliu talentų ir domėjosi daugybe dalykų, išreikšdamas mintis toli aplenkusias jo laikmetį. Tarp jų buvo ir geologinių, nors specialiai šia sritimi jis ir nesidomėjo. Labiau atsidėjęs geologijai buvo Georgas Baueris (Bauer) (1494-1555) savo veikalus pasirašinėjęs sulotynintu Agrikolos (Agricola) vardu. Lotyniškai šis žodis reiškia tą patį, ką ir vokiška pavardė – „valstietis“. Jis gimė Vokietijoje, Saksonijoje, Gluchau, pirmiausiai jis buvo gydytoju, vėliau tapo Chemnico miesto burmistru. Kartu jis domėjosi žemės gelmių tyrimu ir kasyba, kuri Saksonijoje turėjo senas tradicijas. Įvairių naudingųjų iškasenų gavyba čia prasidėjo dar Romos imperijos laikais. VIII amžiuje čia buvo rasti dideli sidabro telkiniai. Apie tai Agrikola ir rinko medžiagą. Savo veikaluose Agrikola apžvelgė maždaug šimto antikos autorių – graikų, romėnų darbus. Vienas pirmųjų jis pradėjo apibendrinti ir sisteminti žinias aprėpdamas mineralogijos, paleontologijos, naudingųjų iškasenų telkinių, bendrosios ir struktūrinės geologijos sritis. Jis suskirstė mineralus ne pagal abėcėlę ar jų mistines savybes, bet pagal jų objektyviai nustatomas ypatybes. Jis rašė: „...mineralai skiriasi savybėmis, kurias galime stebėti – spalvą, skonį, kvapą, susidarymo vietą, gamtinį tvirtumą ar silpnumą, formą, pavidalą, ir dydį“. Savo sukauptas žinias Agrikola išdėstė knygose. „De Ortu et Causis Subterraneorum“ „De Natura Fossilium”, „De Re metallica“. Knygoje De Ortu et Causis Subterraneorum (1546) išdėstė fizinės geologijos pagrindus, aprašė vėjo, vandens veiklą, žemės drebėjimus, vulkanizmą Žemės vidaus šilumą. De Natura Fossilium (Apie fosilijų prigimtį) (1546). Yra indėlis į paleontologiją, mineralogiją, gemologiją. Fosilija jis vadino bet kokį objektą, iškastą iš Žemės gelmių, ne tik suakmenėjusių organizmų liekanas, kaip mes suprantame dabar. Čia jis aprašė mineralus, brangakmenius ir tikras fosilijas. „De Re metallica“ („Apie metalų prigimtį“) (1556) yra svarbiausias Agrikolos darbas, išleistas jau po mirties. Žodis „metalas“ tuo metu turėjo platesnę prasmę ir reiškė bet kokį mineralą. Šiame darbe Agrikola suvedė ir apžvelgė tuometines žinias apie kasybą, jos būdus ir įrangą, paieškų metodus, lydymą ir netgi kalnakasių profesines ligas. Taip pat pateikė geologinių žinių apie rūdas, sluoksnius, jų slūgsojimą. Tai vienas pirmųjų indėlių į stratigrafiją ir ekonominę geologiją. Hukas (Hook) 1635-1703. Tai anglų mokslininkas, kuris tyrė fosilijas ir geologinius darinius. Jis tobulino mikroskopą bendradarbiaudamas su jo išradėjais olandais Hiuigensu ir Levenhuku. Jis teigė, kad fosilijos yra buvusių gyvų organizmų liekanos, o ne gyvūnai gyvenę uolienose, kaip buvo manoma tuo metu. Hukas suvokė uolienų sluoksnius, kaip „bendros istorijos“ (civil history) puslapius, o fosilijas – kaip hieroglifus, kuriuos reikia perskaityti. Jis pasiūlė idėją skirstyti Žemės istoriją į laikotarpius. „Paskaitos apie žemės drebėjimus“ (1705). Atanasijus Kircheris (Kircher) 1602-1680 buvo vokiečių matematikas, jezuitas, Viurcburgo universiteto profesorius. Jis parašė knygą “Mundus subterraneus” (Požemio pasaulis) (1664), kurioje aprašė Žemę, kaip rutulį, kurio viduje yra ertmės užpildytos ugnimi (pyrohialicia), sujungtos tarpusavyje kanalais. Žemės viduryje yra didžiausia centrinė ugnies ertmė. Vandenynų vanduo kanalais patenka į Žemės gelmes ir įkaitęs pakyla atgal į paviršių kalnuose, kur ir išsilieja versmėmis iš kurių prasideda upės. Nicolaus Steno (1638-1686), kurio tikroji pavardė yra Nilsas Stensenas – buvo danas, irgi šventikas, domėjęsis gelmių sandara. Jis laikė, kad sluoksnius sudarančios dalelės ir mineralai nusėdo iš vandens. Jo didžiausias indėlis į geologiją yra sluoksnių superpozicijos arba perdengimo dėsnis - sluoksniuotoje storymėje seniausios uolienos yra apačioje, o jaunesnės viršuje. Remdamasis šiuo dėsniu Steno padarė išvadą, kad jei sluoksniai slūgso nehorizontaliai, arba ne jaunėjimo tvarka, tai jų padėtis pakeista vėlesnių procesų. Michailas Lomonosovas 1711-1765 - rusų enciklopedistas - astronomas, chemikas, istorikas, poetas ir geologas. Mokėsi Peterburgo universitete ir Freibergo kalnų akademijoje. Parašė pranešimą "Слово о рождении металлов от трясения земли“ (Žodis apie metalų gimimą nuo žemės drebėjimų); "Первые основания металлургии или рудных дел" (Metalurgijos ir kasybos pradmenys) ir "О слоях земных" (Apie Žemės sluoksnius) 1763. Laplasas (1749-1827) – prancūzų matematikas, fizikas, astronomas. Reikšmingiausias jo veikalas, labiausiai susijęs su Žemės pažinimu yra „Dangaus mechanika“ (Mécanique Céleste). Joje Laplasas, diferencialinių lygčių pagalba aprašė gravitacijos jėgas, veikiančias Saulės sistemoje. Jis taip pat matematiškai aprašė Žemės formą ir jos sukimąsi aplink Saulę ir išdėstė Žemės kilmės hipotezę tankėjant dulkių-dujų debesiui. Daugelis šios hipotezės teiginių priimtini ir dabar. Šią knygą Laplasas iškilmingai įteikė Napoleonui Bonapartui, kuriam kažkas jam buvo pasakęs, kad knygoje visai neminimas Dievas. Kai Napoleonas apie tai paklausė autoriaus, jis atsakė: Je n'avais pas besoin de cette hypothèse-là. – Tokios hipotezės man neprireikė“. Herojinis geologijos amžius - šiuolaikinės geologijos pradžia Mokslininkai paminėti aukščiau dar nebuvo geologai tikrąja to žodžio prasme, nes ir geologijos, kaip atskiro mokslo tada dar nebuvo. Šie mokslininkai buvo plačių pažiūrų, domėjosi gamta apskritai, o, tarp kitko ir Žemės gelmių sandara ir esančiais jose objektais (uolienomis, mineralais, brangakmeniais, rūdomis, fosilijomis). Dauguma jų buvo šventikais, universitetų dėstytojais ar turėjo kitas profesijas. Tačiau XVIII amžiaus pabaigoje mokslas tapo atskira veiklos sritimi, atsirado mokslininkai tikrąja to žodžio prasme, o ir pats mokslas pradėjo skaidytis į atskiras šakas. Tarp tų šakų buvo ir mokslai tyrę žemę, kurie buvo vadinami geognozija, oriktognozija, mineralogija ar dar kitaip. Tuo metu geologija virto atskira mokslo šaka. Ėmė ryškėti jos objektas, kurtis specifiniai metodai, prasidėjo tiesioginis ir sistemingas Žemės tyrimas. Geologija pradėta dėstyti visuose didžiuosiuose universitetuose, bene pirmiausiai Freibergo kasybos akademijoje, Saksonijoje, Vokietijoje. Tuo metu, nuo XVIII amžiaus vidurio iki XIX amžiaus vidurio geologiją kūrė atskiros iškilios asmenybės, kurios padėjo geologijos, kaip mokslo pamatus. Todėl tas laikotarpis vadinamas geologijos herojiniu amžiumi. Pirmųjų geologijos kūrėjų pažiūros rėmėsi gamtoje pastebėtais reiškiniais ir jų aiškinimu. Tačiau tuo metu tiesiogiai stebėti gamtą dar buvo sudėtinga dėl ribotos kelionių galimybės, mažai geografiškai pažinto pasaulio, tyrimo metodų stygiaus. Todėl ir tie stebėjimai buvo nesistemingi, fragmentiški, o mokslas buvo sukaupęs dar nedaug žinių knygų ir straipsnių pavidalu. Todėl ir pirmųjų mokslininkų, bandžiusių apibendrinti tas žinias išvados daugiausiai buvo paremtos tik tais duomenimis, kurie jiems buvo prieinami. Tai lėmė mokslininkų susiskirstymą į mokyklas pagal tam tikras pažiūras. Pagrindinės tokios konkuruojančios ir diskutuojančios grupuotės buvo neptunistai – plutonistai ir katastrofistai – uniformistai (arba aktualistai). Neptunistai manė kad dauguma uolienų susidarė nuosėdiniu būdu jūrose ir vandenynuose. Nuosėdinėmis jie laikė net vulkanines uolienas kaip bazaltas, riolitas, kurios slūgso sluoksniais ir netgi granitą ir kitas gilumines intruzines uolienas. Svarbiausi tai, kad neptunistai ir visą Žemę laikė stabilia, mažai kintančia ir nepripažino giluminių jėgų, giluminių energijos šaltinių buvimo. Ugnikalnių veiklą, kuri buvo akivaizdi jie aiškino anglies degimu arba sulfidinių mineralų oksidacija gelmėse. Priešingai, plutonistai laikė, kad Žemės gelmės yra karštos, kad ten yra išsilydžiusių uolienų masės, kurios juda gelmėse, o į paviršių išsilieja per ugnikalnius. Tuo pačiu jie laikė, kad Žemė yra dinamiška, kaiti, o jos paviršius dėl vidinių procesų gali kilti ir grimzti. Panašiai ir katastrofistai, laikė, kad Žemėje gali vykti intensyvūs procesai ir joje galimi staigūs, katastrofiški pakitimai, kurie atsiliepia ir gyvybės raidai. To tarpu unformistai teigė, kad visi geologiniai procesai praeityje vyko taip kaip ir dabar, o geologinės aplinkos pakitimai vyksta palaipsniškai, lėtai ir yra nežymūs. Pirmieji geologijos kūrėjai atėjo į geologiją įvairiais keliais. Vieni jų buvo profesionalūs naudingųjų iškasenų telkinių ieškotojai, kasybos specialistai, kiti dar ieškojo savęs ir kol nesusidomėjo geologija. Vieni jų nepasižymėjo nuoseklia moksline veikla ir neparašė didelių veikalų, tačiau pirmieji išsakė vertingų, ilgai nepraradusių vertės idėjų. Kiti geologija užsiėmė sistemingai, kaupė jiems prieinamus duomenis, patys juos rinko kelionėse ir parašė didelius apibendrinančius veikalus, tapusiais geologijos mokslo „pamatiniais akmenimis“. Tarp pirmųjų galima paminėti G. Arduiną (Arduino, 1714-1795). Jis buvo Venecijos Respublikos kasybos žinovas ir suskirstė uolienų storymes sudariusias Alpių kalnus ir priekalnes į kelias grupes pagal santykinį amžių. Alpių kalnus sudarančias uolienas jis laikė seniausiomis ir vadino Pirminėmis. Alpių pakraščių kalnynus, jis laikė jaunesniais ir vadino Antriniais dariniais. Kalvas, supančias Alpes jis laikė dar jaunesniais dariniais ir pavadino Tretiniais, o šiaurinės Italijos lygumų uolienas lakė jauniausiomis ir vadino Ketvirtinėmis. Šių uolienų kompleksų santykinį amžių Arduinas įvertino teisingai, todėl toks skirstymas išliko ilgam. Ligi šiol naudojamas Terciaro (Tretinis lygis) pavadinimas taikomas paleogeno ir neogeno nuoguloms, o Kvartero (Ketvirtinis lygis) pavadinimas - jauniausioms ledynmečio nuoguloms. Georgas Lasius (Lasius, 1752-1833), užsiiminėjo naudingųjų iškasenų telkinių paieškomis ir suskirstė jam žinomą Anglijos pjūvio dalį į svarbias produktyvias storymes. Taip jis išskyrė Senojo raudonojo smiltainio storymę (Old Red Sandstone), slūgsančią žemiau anglingos storymės. Ta anglinga storymė dabar vadinama karbonu, o Oldredas priskiriamas devonui. Šie terminai gerai žinomi ir dabartiniams geologams. Šveicarijos savamokslis geologas Žanas Andre de Liukas 1778 metais pirmasis panaudojo geologijos sąvoką, gamtos mokslo apie Žemę prasme, kurią perėmė ir įdiegė De Sosiūras – jau žinomas geologas, palikęs didelių veikalų. Antros grupės mokslininkai, parašę pirmuosius didelius geologijos veikalus iš esmės sukūrė geologijos mokslą, kaip žinių apie Žemę sistemą, besiremiančią tam tikrais pagrindiniais teiginiais ir dėsningumais. Kai kurių iš jų asmenybės ir veikla apibudinami smulkiau. A.G. Verneris (Werner) (1750-1817) laikomas vienu geologijos pamatų kūrėju tikrąja to žodžio prasme. Baigęs mokslus jis buvo priimtas į Freibergo kalnų akademiją kasybos inspektoriaus ir profesoriaus pareigoms. Dar būdamas studentu jis paskelbė savo garsiausią veikalą apie mineralų skirstymo ir atpažinimo sistemą, kuri buvo plačiai naudojama praktikoje geologų, mineralogų ir kasybos inžinierių. Jis nusprendė, kad geologija yra atskira mokslo sritis su savo tam tikrais metodais ir 1779 metais pirmasis pradėjo ją dėstyti kaip akademinį dalyką. Tiesa tą dalyką jis vadino geognozija. De Liuko ir de Sosiūro pasiūlytas geologijos terminas dar nebuvo įsigalėjęs. Dėl sveikatos Verneris nedaug keliavo, mažai dirbo laukuose, nedaug ir spausdino savo darbų. Jis laikėsi neptunizmo pozicijų, ir išgarsėjo daugiausiai savo gausių mokinių dėka, kurie, anot vieno jo amžininkų, D‘Ambuissono, dengė visą Žemę ir kvotė gamtą jo vardu nuo šiaurinio ašigalio iki pietinio (Baumgärtner, 1969). Nepaisant to, kad daugelis jo neptunistinių pažiūrų buvo klaidingos, jis išmokė savo mokinius geologijos pagrindų ir tyrimo metodų, kuriais remdamiesi jie darė savo atradimus. Jo vardu buvo kuriamos mokslų akademijos, vadinamos Vernerio draugijomis, skatinusios geologijos plėtrą. Vernerio mokiniu, beje buvo ir geologijos dėstymo pradininkas Vilniaus universitete Romanas Simanovičius. Džeimsas Hatonas (Hutton) 1726-1797. Tai škotų geologas, dirbęs Edinburgo universitete. Jis atėjo į geologiją po ilgų ieškojimų - studijavo teisę, baigė mediciną, domėjosi chemija, keliolika metų ūkininkavo iš tėvų paveldėtame dvare. Geologija jis domėjosi ir anksčiau, bet tiesiogiai ja užsiėmė tik 1768 metais, pradėjęs dirbti Edinburgo universitete ir jau sulaukęs 42 metų. Jo veiklos ypatybė buvo ta, kad jis daug keliavo, pats stebėjo geologinius darinius ir bandė suprasti jų kilmę. Tokiu būdu jis rinko faktus, kurie ir tapo svariausiais argumentais jo išvadoms ir apibendrinimams. Tokių jo stebėjimų vietos ir šiandien yra geologijos mokslo istorijos paminklai. Pavyzdžiui - garsusis „Hatono kontaktas“, kurį jis rado tyrinėdamas seniai užgesusį ir apardytą ugnikalnį Edinburgo apylinkėse. Jis pastebėjo, kad diabazo klodo ir apačioje slūgsančio smiltainio kontaktas yra nelygus, diabazas tarsi atplėšia nuo jo atskirus gabalus. Tokį kontaktą galima buvo paaiškinti tik diabazo magmos įsiskverbimu į smiltainio storymę. Tai buvo labai svarus argumentas įrodantis diabazo magminę prigimtį, o ne nuosėdinę, kaip buvo manoma tuo metu. Kita garsi Hatono stebėjimo vieta yra Sikaro nedarna Škotijos pakrantėje. Čia jis atkreipė dėmesį į tai kad atodangoje matosi dvi skirtingai slūgsančios storymės. Apatinės sluoksniai slūgsojo palinkę nemažu kampu, o viršutiniai gulė ant jų horizontaliai, tokiu būdu sudarydama nedarną. Hatonas tai paaiškino, tuo, kad apatinė storymė susidarė anksčiau, buvo dislokuota, tai yra palenkta ir nuardyta, o ant jos vėliau susiklojo jaunesni, horizontalūs sluoksniai. Tokiu būdu jis parodė, kad geologinėje praeityje vyko sudėtingi, cikliški pasikartojantys procesai ir žymūs žemės paviršiaus svyravimai. Remdamasis takiais faktais, Hatonas laikėsi plutonistinių pažiūrų ir laikė Žemę judria ir kaičia. 1785 jis parašė straipsnį „Žemės teorija arba tyrimas dėsnių pasireiškiančių Žemės rutulio paviršiaus sandaroje, tirpinime ir atstatyme“ (Theory of the Earth, or an Investigation of the Laws Observable in the Composition, Dissolution and Restoration of Land upon the Globe). Vėliau jis išplėtė „Žemės teoriją“ iki trijų tomų veikalo, pilnai išleisto jau po jo mirties. Jis teigė, kad gamtovaizdis kaip ir organizmai susidaro, subręsta ir suyra, nuolat atsinaujindamas. Iš senųjų darinių nuolaužų vandenynuose ir jūrose susikloja nauji sluoksniai, kurie iškeliami virsta kalnais ir susidaro nauja aplinka. Visa tai vyksta ir kartojasi neribotą laiką. Tokiu būdu yra palaikoma dinaminė pusiausvyra ir susidaro nuolatinės sąlygos gyvybei. Suformulavo aktualizmo arba uniformizmo principą, kuris teigia, kad tie patys vidiniai ir išoriniai procesai kuriuos stebime Žemėje dabar veikė nekintamai ir praeityje arba „Dabartis yra praeities pažinimo raktas“. Hetonas su savo teorija, pagrįsta logiškai surikiuotais faktais buvo „reikalingas žmogus, pasirodęs reikiamu laiku, kai geologijai Europoje reikėjo apibendrinančios tobulos sintezės, kad ji galėtų susitelkti į gyvybingą discipliną“ (Dott, 1969). Viljamas Smitas (Smith) 1769-1839 anglų geologas. Savo veiklą pradėjo tyrimais anglies kasyklose ir o vėliau vadinamojo Anglies kanalo (Coal Canal) statybos ruože Pietų Anglijoje. Darydamas šį darbą jis pastebėjo, kad skirtingo amžiaus sluoksniuose yra skirtingų rūšių gyvūnų liekanos. Jis padarė išvadą, kad fosilijų rinkinys rodo storymės amžių ir pagal tai to paties amžiaus sluoksnius galima atpažinti įvairiose vietose. Jis rašė: „...kiekviename sluoksnyje yra tam tikras fosilijų rinkinys, kuris, iškilus abejonėms, gali būti, atpažintas ir atskirtas nuo kitų panašių, bet esančių kitose storymės dalyse, jį ištyrus.“ (. . . each stratum contained organized fossils peculiar to itself, and might, in cases otherwise doubtful, be recognised and discriminated from others like it, but in a different part of the series, by examination of them). Tokiu būdu jis atrado biostratigrafijos principą ir stratigrafinės koreliacijos metodą pagal būdingas fosilijas, kurį jis aprašė dviejose svarbiausiose knygose: Sluoksniai nustatyti pagal organizuotas fosilijas (Strata Identified by Organized Fossils) ir Organizuotų fosilijų stratigrafinė sistema (Stratigraphical Sytem of Organized Fossils). Jos pasirodė 1816-1817 metais. Smitas visą gyvenimą buvo geologas praktikas, daręs įvairius užsakomuosius tyrimus, anglies kasybos, žemių melioracijos, nuošliaužų prevencijos tikslais. To dėka jis gerai susipažino su Anglijos geologine sandara. To dėka, naudodamas savo išrastus metodus ir principus jis ėmėsi plataus mąsto kartografavo darbų ir sudarė pirmąjį Anglijos ir Velso geologinį žemėlapį, paskelbtą 1815 metais. Geologiniai žemėlapiai rodantys įvairių rūšių uolienų išsidėstymą ir jų paplitimo ribas, pradėti sudarinėti ir anksčiau. Tai darė, pavyzdžiui Žanas Žetaras (Guetard) (1715-1786). Bet Smitas, pradėjo sistemingą kartografavimo, kaip svarbiausią teritorijų geologinio pažinimo būdą, o biostratigrafijos dėka žemėlapyje rodė ne tik uolienų rūšis, bet ir jų santykinį amžių. Čarlzas Liajelis (Lyell) 1797-1875 yra vienas garsiausių ir autoritetingiausių visų laikų geologų. Jis gimė tais pat metais, kai mirė Hatonas. Mokėsi Oksforde, kur baigė teisę, bet domėjosi geologija ir zoologija. Jo svarbiausias veikalas – trijų tomų „Geologijos pagrindai: esantys bandymu paaiškinti ankstesnius Žemės paviršiaus pakitimus atsižvelgiant į dabar veikiančias priežastis“ The Principles of Geology: Being an Attempt to Explain the Former Changes of the Earth's Surface, by Reference to Causes now in Operation (1830-1833) išleistas net 12 kartų. Yra aktualizmo ir skleidėjas ir uniformizmo įtvirtintojas. Jo teiginys: “Dabartis - praeities pažinimo raktas“ Bičiuliavosi su Č.Darvinu, kuris panaudojo Liajelio duomenis ir jo uniformistines pažiūras savo evoliucijos teorijoje. Pats Liajelis manė, kad gyvūnų ir augalų rūšys nepakito nuo to laiko, kai atsirado. Kai jis susipažino su Darvino evoliucijos teorija, pasakė: „Dabar supratau kad aš ėjau klaidingu keliu“ ("I now realize I have been looking down the wrong road."). Aleksandras von Humboltas (von Humboldt) (1769-1859) buvo vienas . garsiausių A.G.Vernerio mokinių ir vienas paskutiniųjų didžiųjų enciklopedistų. Jis dirbo bene visose gamtos mokslų srityse – bendrosios geologijos, petrologijos, geografijos, klimatologijos, okeanografijos, biologijos, zoologijos, botanikos, etnografijos, fizikos, fiziologijos ir ne tik (Baumgärtel, 1969). Kaip rašė apie jį jo brolis Vilhelmas: „ Tai jo prigimtinė ypatybė susieti idėjas suvokiant sąsajas tarp dalykų, kurios be jo liktų nesurastos per kartų kartas“. Tai nebuvo kabinetinis ar muziejinis mokslininkas. Jis atliko didžiules ekspedicijas po Šiaurės ir Pietų Amerikas, Centrinę Aziją, pėsčias perėjo ištisus žemynus, surinko daugybę medžiagos ir pats ją aprašė bei apibendrino daugiatomiuose veikaluose skirtuose beveik visoms gamtos mokslų sritims. Jau būdamas 74 metų jis išleido apibendrinantį 5 tomų veikalą: „Kosmosas: Visatos fizinio aprašymo apybraiža“. Neatsitiktinai, jo „geografija“ plati, kaip ir jo kelionės. A. Humbolto vardu pavadinta vandenyno srovė prie Pietų Amerikos, ledynas Grenlandijoje, kalnagūbris Antarktidoje, upė ir įlanka Šiaurės Amerikoje. Jo vardu pavadinta ne viena gyvūnų ir augalų rūšis. Jį vadino „antruoju Kolumbu“, ‚moksliniu Amerikos atradėju“, „mokslo kingaikščiu“. Žoržas Leopoldas Kretjenas Frederikas Dagobertas Kiuvje (Cuvier) 1769-1835 Garsus paleontologas, vadintas „mokslo Napoleonu“ dėl savo pasiekimų, autoriteto ir įtakos, kurią jam užtikrino gausūs jam suteikti titulai ir aukštos pareigos valstybinėse įstaigose. Jis buvo Prancūzijos kolegijos (College de France) ir muziejaus profesorius, generalinis inspektorius, ilgametis Mokslų akademijos sekretorius, Valstybės konsulas, baronas, Garbės legiono Didysis karininkas ir kt. Kiuvje daugiausiai užsiiminėjo paleontologija, suakmenėjusių gyvūnų liekanų tyrimais. Jis iškėlė katastrofizmo idėją, teigiančią, kad Žemę laikas nuo laiko ištinka katastrofiniai geologiniai reiškiniai, kurių metu žūva ir atsinaujina gyvūnija. Adamas Sedžvikas (Sedgwick) - Kembridžo universiteto auklėtinis ir profesorius. 1839 m. Sedžvikas kartu su Murčisonu kartu paskelbė savo tyrimų Devonšire rezultatus, kur jie nustatė tam tikras fosilijų bendrijas ir pavadino sluoksnius, kuriuose jos buvo - devonu, tuo pasiūlydami naują geologinės istorijos periodą. Jo bendradarbis, bendražygis, o vėliau priešas Murčisonas, šiaurinio Velso sluoksniuose, nustatė ypatingas fosilijų bendrijas, kuriose buvo daug trilobitų, brachiopodų, bet labai mažai žuvų. Murčisonas pavadino šią sistemą Siluru (pagal keltų gentį). Sedžvikas dirbo centriniame Velse ir tenai išskyrė atskirą sistemą žemiau siluro, kurią pavadino kambru (pagal lotynišką Velso pavadinimą - Cambria). Šiuos rezultatus jie paskelbė bendrame straipsnyje 1835 m.: On the Silurian and Cambrian Systems, exhibiting the order in which the older sedimentary strata succeed each other in England and Wales. Tačiau vėliau, ėmus tiksliau gretinti šias sistemas Sedžviko išskirto kambro viršutinė dalis persidengė su Murčisono siluro apačia. Jis ėmė laikyti, kad visas kambras yra siauras, su kuo Murčisonas nesutiko. Šis ginčas ir supriešino abu mokslininkus. Tik vėliau buvo nustatyta, kad tarp kambro ir siluro yra atskira sistema – ordovikas, kurioje sutinkamos kažkurios tiek vėlyvesnio kambro, tiek ankstesnio siluro fosilijos.. Dirbant Velse 1831 metais Sedžviko asistentu tapo jaunas Kembridžo absolventas Čarlzas Darvinas, kuris greit po to išvyko į kelionę aplink pasaulį laivu “Biglis” (Begale angl. – skalikas). Beje, Č.Darvinas, nors ir buvo biologas, savo kelionės aplink pasaulį metu padarė daug vertingų stebėjimų ir įdomių išvadų, įvertintų gerokai vėliau, geologijai pasiekus aukštesnį lygį. Sedžvikas buvo užkietėjęs katastrofistas, nepripažinęs evoliucijos. Todėl, kai jis susipažino su Darvino pažiūrom, parašė jam: „Aš skaičiau Jūsų knygą jausdamas labiau kančią, negu malonumą. Kai kurios jos dalys man labai patiko; kai kurios man sukėlė juoką iki ašarų; kitas dalis aš skaičiau su visišku sielvartu, nes, manau, jos yra visiškai klaidingos ir labai žalingos“. (I have read your book with more pain than pleasure. Parts of it I admired greatly; parts I laughed at till my sides were almost sore; other parts I read with absolute sorrow; because I think them utterly false & grievously mischievous .) Roderikas Impis Murčisonas (Murchison) Rašydami apie Murčisoną amžininkai ir vėlesnių kartų istorikai jo pavardę sieja su daugybe epitetų ir kitų apibudinimų. Jis turėjo sero ir baroneto titulus, jį vadino, paskutiniuoju nepriklausomu geologijos džentelmenu, politiškai galingiausiu XIX amžiaus geologu ir .... garsiausiu lapių medžiotoju. Kilęs iš turtingos ir kilmingos giminės jis turėjo pasirinkimo laisvę jis susidomėjo geologija būdamas 32 metų, jai atsidavė ir tapo vienu paskutiniųjų herojinio geologijos amžiaus veikėjų. Jis tyrinėjo ne tik Angliją, bet ir Alpes, Prancūzijos Overnės rajoną, Skandinaviją, o 1840 vadovavo ekspedicijai į Rusiją, Uralo kalnus. Murčisonas kartu su Sedžviku išskyrė beveik visas paleozojaus sistemas: kambrą, silurą, devoną, o kelionę į Rusiją vainikavo permo sistemos išskyrimas. Daugelis herojinio amžiaus geologų buvo dideli keliautojai, prisidėję prie visos Žemės pažinimo, padarę ne tik geologinių, bet ir geografinių atradimų. Jau minėjome, A. Humboltą, R.I. Murčisoną, Č.Darviną. Prie jų reikia paminėti dar keletą iškilių pavardžių. Pjeras Simonas Palasas (Pallas) (1741-1811), dar XVIII amžiaus gale surengė kelionę po Rusijos Sibirą, trukusią kelerius metus. Amžininkų liudijimu, grįžęs iš jos jis atrodė kaip senis, nors jam tebuvo apie trisdešimt metų. Jis atsivežė didelę uolienų, mineralų, fosilijų rinkinį ir, net meteoritų. Tai buvo geologinio Sibiro pažinimo pradžia. Džonas Veslis Pauelas (Powell) pirmasis 1869 metais praplaukė Didžiuoju kanjonu JAV vakaruose. Paprasta valtimi, jie nusileido Kolorado upės kriokliais, aprašydami pakrantės atodangas, reljefo formas, atliko vienus pirmųjų „laukinių vakarų“ geologinius tyrimus. Pauelas, kuris, beje, neturėjo vienos rankos vėliau tapo antruoju JAV Geologijos tarnybos direktoriumi, iš esmės jos kūrėju. Prie didžiųjų keliautojų-atradėjų priklauso ir mūsų kraštietis Jonas Čerskis, kurio veikla aprašyta žemiau. XIX amžiaus viduryje geologija, kaip mokslas jau iš esmės susiformavo. Išsivystė pagrindiniai jos tyrimo metodai, atsirado daug atskirų šakų, kuriose dirbo jau dideli mokslininkų kolektyvai beveik visose Europos ir Amerikos šalyse. Kiekvienoje šalyje ir kiekvienoje šakoje galima rasti daug iškilių vardų, bet iš esmės geologija tampa kolektyviniu mokslu. Ryškūs pakitimai geologijos plėtroje įvyko XX amžiaus antroje pusėje, vadinami geologijos revoliucija. Svarbiausi jos požymiai yra : • tikslių analitinių metodų pritaikymas ir paplitimas; • Žemės giluminių sferų pažinimas; • vandenynų dugno pažinimas; • geologinių kūnų ir procesų susidarymo laiko nustatymas radiologinio datavimo metodų pagalba; • litosferos plokščių tektonikos sukūrimas; • visos Žemės geologinio žemėlapio sudarymas; • kitų planetų geologinio tyrimo pradžia; • aplinkos raidos ir kaitos pažinimas tampa vienu svarbiausių geologijos tikslų. Geologijos raida Lietuvoje: Lietuvoje, geologijos mokslas ir mokymas prasidėjo Vilniaus universitete, tuo metu Didžiosios Lietuvos Kunigaikštystės Vyriausioje mokykloje, kur 1781 m buvo įsteigta Gamtos istorijos kabinetas (katedra) užsiimanti botanikos, zoologijos ir mineralogijos tyrimais ir dėstymu. Mineralogija tada apėmė ir kitas geologijos disciplinas. Tai buvo pirmoji gamtos mokslų katedra tarp visų jungtinės Lenkijos-Lietuvos valstybės aukštųjų mokyklų. Šioje katedroje buvo pradėta dėstyti ir geologiją. Buvo mokoma pažinti ir skirstyti mineralus ir uolienas, aiškinamos jų susidarymo, visos Žemės sandaros ir kilmės teorijos. Pirmuoju jos vedėju (1781-1784) buvo Žanas Emanuelis Žiliberas (Gilibert). Jis dėstė gamtos istoriją, o jos sudėtyje – mineralogiją, tiksliau oriktokgnoziją ir geognoziją. Įkūrė Mineralogijos kabinetą ir atvežė pavyzdžius iš Gardino, kur dirbo ligi tol. Parašė pirmą straipsnį apie Lietuvos smėlio mineraloginę sudėtį. Žiliberą pakeitė Georgas Forsteris (1784-1787 m.). Jis buvo apiplaukęs aplink Žemės rutulį su Dž. Kuko ekspedicija. Taip pat A-G.Vernerio mokinys. Vėliau kabinete dirbo Ferdinandas Špicnagelis (Spitznagel). Stanislovas Bonifacas Jundzilas (Jundzill). Dirbo katedroje nuo 1797. Dėstė gamtos istoriją, mineralogiją, rengė ekspedicijas į Naugarduko apylinkes, po Lietuvą. Parašė veikalą apie: Stakliškių sūriuosius šaltinius – „O žrodlach solnych I soli Stokliszskiej. 1792”. XIX amžiaus pradžioje, Imperatoriškajame Vilniaus universitete buvo įkurtas Fizikos ir matematikos fakultetas, kuriame turėjo būti dėstoma ir gamtos istorija. Tam buvo skirta ordinarinio profesoriaus vieta ir įsteigta Gamtos istorijos katedra, veikusi - 1803-1832 metais. Gamtos istorijos katedroje 1803 m buvo įvesta mineralogija, kaip atskiras kursas. 1804 rugsėjo mėnesį VU rektorius Stroinovskis raštu pakvietė A.G.Vernerį dėstyti mineralogiją, bet jis atsisakė ir patarė į tą vietą paskirti savo mokinį Romaną Simanovičių. 1804 m buvo įkurtas Mineralogijos kabinetas, o Mineralogijos katedra de jure pradėjo veikti 1822 m. Mineralogija buvo dėstoma kaip atskiras, papildomas dalykas Fizikos ir matematikos mokslų skyriuje (Garbowska, 1994). Pirmuoju jos dėstytoju ir tapo Romanas Simanovičius (1768-1814). Jis buvo baigęs DLK Vyriausiąją mokyklą ir papildomai mokėsi Freibergo kalnakasybos akademijoje pas garsųjį neptunistą A.G.Vernerį, lankėsi Vengrijoje, surengė ekspedicijas, po Volynę, Baltarusiją, Lietuvą. Surinko mineralų rinkinį – apie 15 000 pavyzdžių. Laikėsi neptunistinių pažiūrų. Parašė pirmą mineralogijos mokymo priemonę: “O stanie dzisiejszym Mineralogii” – 1806; Nomenklatura mineralow pojedynczich, czyli oriktognosticzny-mineralogiczna przesz s.p. R.Symonowicza 1815 (parengta Bogatko po R.Simanovičiaus mirties). Po R.Simanovičiaus dirbę katedrai vadovai ne tik pratęsė jo veiklą, bet nuveikė ir naujų darbų. Feliksas Dževinskis (Drzewinski) (1788-1850) dėstė mineralogiją Vilniaus universitete 1813-1817 metais. Buvo fizikas, vėliau mokėsi jos Paryžiuje. 1812 metais jis, Vilniuje išleido 611 puslapių vadovėlį: „Mineralogijos pradmenys pagal Vernerį“ „Początki mineralogii podlug Wernera”. F.Dževinskis rašė straipsnius visuoumenei šviesti Vilniaus spaudoje, pavyzdžiui: „Apie meteorinius akmenis iį priežastis, galinčias juos sukurti“ (O kamieniach meteorycznych I pszyczynach mogących je tworzyc“ Dziennik Wilenski, 1825. J. Horodeckis vadovavo Mineralogijos kabinetui 1817-1824. Jis rinko riedulius ir tyrė jų mineralus. Viename riedulyje jis rado retą mineralą petalitą ir iš jo išskyrė ličio oksidą. Kitame riedulyje jis nustatė jam nežinomą mineralą, kurį pavadino vilnitu. Vėliau pasirodė, kad tai jau žinomo mineralo volastonito atmaina. Ignacas Jakovickis, dirbęs vedėju 1825-1832 metais, dėstė geognoziją. Dirbo laukuose, kartu su Eichvaldu. Parašė vadovėlius: „Trumpas oriktognozijos ir geognozijos išdėstymas“ (Krotki wyklad oryktognozyi i geognozyi) 1825,“Oriktognozijos ir geognozijos pradmenų išdėstymas“ (Wyklad oryktognozyi i poczętkow geognozyi), 1827; „Mineralogija pritaikyta menams, amatams, pramonei ir žemdirbystei. Išdėstyta pagrindinės mokyklos III klasei“ (Mineralogia Zastosowana do sztuk, rzemiosly, fabrik I rolnictwa. Uložona dla klasy III szkol powiatowych. 1827. Taigi, jau tada buvo leidžiami geologijos vadovėliai bendrojo lavinimo mokykloms. Jis taip pat išleido geologinį veikalą „Geognoziniai stebėjimai Rusijos valstybės vakarinėse ir pietinėse gubernijose“ (Obserwacje geognostyczne w guberniach zachodnich i poludniowych panstwa Rosyjskiego) 1831 metais. Keletą mineralogijos ir petrografijos vadovėlių (Krotki wyklad mineralogii podlug zasad Wernera. 1825; Rys systematyczny nauki o skamienialosciach czyli petrefaktologii. 1826), 30 (ar net 60) švietėjiškų straipsnių parašė Norbertas-Alfonsas Kumelskis, dirbęs Vilniaus universiteto bibliotekoje ir domėjęsis geologija, parašė (A.Grigelis,2003). Jis sudarė mineralų ir uolienų pavyzdžių saugomų Vilniaus universiteto muziejuje sąrašą (rejestrą). Eduardas Eichvaldas (1795-1876) buvo Vilniaus universiteto Zoologijos katedros profesorius nuo 1827 m. Jis buvo biologas, bet domėjosi paleontologija ir apskritai geologija. Jis tyrė Papilės fauną, organizavo ekspediciją į Voluinę ir Podoliją. Jos svarbiausi veikalai yra - „Rusijos paleontologija“, „Zoologia specialis“, „Lietuvos, Voluinės ir Podolės gamtos bruožai“ Geologijos (geognozijos, mineralogijos) kursas, dėstytas Vilniaus universitete buvo vienerių metų. Paskaitos buvo skaitomos po 5-6 val. per savaitę. Šis kursas nebuvo privalomas, bet jį klausė apie trečdalis Vilniaus universiteto studentų. Įvairiais metais jį klausiusių studentų skaičius, svyravo nuo 60 iki 230. Iš viso, per 21 metus (kiek išliko žinių apie mineralogijos dėstymą) šį kursą išklausė apie 2500-3000 studentų, t.y. apie ketvirtadalį bendro universitete studijavusiųjų skaičiaus (Garbowska, 1993, 1994; Grigelis, 2003). Universiteto mokslininkai rengė geologines ekspedicija po Lietuvą, Baltarusiją, Ukrainą, ieškojo naudingųjų iškasenų, surinko ir paskelbė vertingos mokslinės medžiagos. Buvo kaupiamas mineralų, uolienų ir fosilijų rinkinys. Jis pradėtas rinkti dar DLK Vyriausios mokyklos laikais ir nuolat papildomas dėstytojų rinkiniais, perkamomis kolekcijomis ir dovanomis. Ž-E. Žilibero rinkinyje buvo apie 1000 eksponatų, R.Simanavičiaus kolekcijoje, kurią universitetas įsigijo 1813 metais buvo 14867 pavyzdžiai. Vėliau jinai buvo ne kartą papildoma universiteto darbuotojų arba kitų asmenų dovanotais rinkiniais. Viso Mineralogijos kabineto rinkinyje buvo iki 20800 pavyzdžių. Tuo metu Vilniaus universitetas rėmė ir prižiūrėjo daugelį bendrojo lavinimo ir aukštesniųjų mokyklų Lietuvoje, Baltarusijoje ir Vakarų Ukrainoje. Kai kurios irgi turėjo geologinių pavyzdžių rinkinius. Tokiu būdu Vilniaus universiteto žinioje buvusių geologinių pavyzdžių skaičius galėjo siekti apie 50000 (Garbowska, 1994; Vilniaus universiteto istorija 1803-1940, 1977). Vilniaus universitetas tuo metu buvo europinio lygio geologijos mokymo ir taip pat tyrimų centras, pranokęs šiuo požiūriu kitas Lietuvos-Lenkijos aukštąsias mokyklas. Per šį pirmąjį Vilniaus universiteto Geologijos katedros veiklos laikotarpį buvo išleista net 12 mokymo priemonių. VU garbės nariais buvo Kiuvje, Bronjaras. Prarastoji karta Dar iki sukilimo Universiteto studentai buvo įkūrę slaptą filomatų draugiją. Jai priklausė pasišventę mokslui ir Tėvynei studentai, puoselėję nepriklausomybės atkūrimo idėjas. 1824 metais caro valdžia išaiškino ir sunaikino draugiją. Buvo suimta per 100 jos dalyvių, kurių dauguma gavo įvairias bausmes. 1831 metai, Lietuvoje ir Lenkijoje įvyko sukilimas prieš Rusijos valdžią, „Už jūsų ir mūsų laisvę“. Jame aktyviai dalyvavo ir Vilniaus universiteto studentai, sudarę net atskirą Akademinį legioną, sukilėlių kariuomenėje, kuriame kovėsi apie 400 studentų. Nuslopinusi sukilimą caro valdžia 1832 metais uždarė Vilniaus universitetą. Po filaretų draugijos sutriuškinimo 1824 metais ir numalšinus sukilimą, dešimtys buvusių universiteto studentų buvo išblaškyti po pasaulį – išsiusti į kariuomenę, tremtį, ar patys pasitraukė svetur. Daugelis jų ir kituose kraštuose nuveikė didelių darbų. Tarp filaretų buvo garsiausias Lietuvos ir Lenkijos poetas Adomas Mickevičius, mažiau žinomi poetai ir literatai, kaip Antonis Edvardas Odyniecas, Aleksandras Chodzka, kuris buvo ne tik literatas, bet ir mokslininkas orientalistas, persologas, paskelbęs epą “Kior Ogly”. Kai kuriems iš jų pravertė ir universitete gautos geologijos žinos – jie dalyvavo geologiniuose darbuose arba tapo net profesionaliais geologais. Reikšmingiausius darbus petrologijos, mineralogijos naudingųjų iškasenų telkinių mokslo srityje nuveikė Ignacas Domeika, Tomas Zanas, Jonas Krinickis. Tomašas Zanas buvo nutremtas į karinę tarnybą Orenburge. Čia jam pavyko įsijungti į geologinius tyrimus. Jis dalyvavo aukso paieškose Urale, Vakarų Sibire, surinko geologinius rinkinius, etnografinės medžiagos, buvo net garsiojo Aleksandro Humbolto ekspedicijos palydovu. Vėliau, atlikęs bausmę dirbo Peterburgo Kalnų (Gornyj) institute bibliotekininku, Kalnakasybos departamente, atliko tyrimus ir Lietuvoje (Druskininkuose). Janas Krinickis dėstė mineralogiją Charkovo universitete, buvo adjunktu, profesoriumi, Zoologijos katedros vedėju. Adamas Suzinas, taip pat nutremtas į Orenburgą rinko geologinius rinkinius kraštotyros muziejui. Garsiais kitų sričių mokslininkais tapo dar keletas tos kartos Vilniaus universiteto auklėtinių: Jozefas Kovalevskis išsiustas į Kazanę. Studijavo arabų, persų, totorių, buriatų, tungusų ir kitų mongolų tautelių kalbas. Ketverius metus keliavo po Rytų Sibirą, vėliau Kiniją, Mongoliją, Užbaikalę. Išleido mongolų kalbos gramatiką, dviejų tomų mongolų chrestomatiją, trijų tomų mong-rusų-pranc žodyną. Tris kadencija buvo Filologijos fakulteto dekanu. Kazanės universiteto rektoriumi. Buvo Varšuvos Imperatoriškojo Universiteto profesoriumi, dekanu, katedros vedėju, buvo išrinktas Prancūzijos akademijos nariu. Jo biblioteka buvo perduota Vilnius viešajai bibliotekai. Juozas Chodzka – geodezininkas. Pirmas įkopė į Araratą 1850 m.. Parašė “Kaukazo geografija ir orografija”. Buvo generolas. Adolfas Januškevičius – Parašė veikalą apie kazachų etnografiją išleistą Paryžiuje ir Berlyne. Išskirtinė, net ir tarp šių iškilių žmonių buvo geologo Ignaco Domeikos asmenybė. Jis baigė Vilniaus universitete matematiką, bet klausė ir geologijos paskaitų. Aktyvus filomatų sąjūdžio dalyvis, įsijungė ir į 1831 metų sukilimą. Po jo pralaimėjimo su sukilelių daliniais pasitraukė į Vokietiją, vėliau - Prancūziją, kur baigė Paryžiaus kalnakasybos mokyklą (Ecole de Min). Gavęs pasiūlymą jis 1838 metais išvyko į Čilę ir dėstė kasybos ir geologijos dalykus La Serenos licėjuje, kur buvo pradėti rengti kasybos specialistai labai reikalingi augančiai naudingų iškasenų gavybos pramonei. (Motuza, 2002, 2003). Vasaros atostogų metu jis savo iniciatyva leisdavosi į tolimas keliones po Andų kalnus ir Atakamos dykumą, aplankydamas ir tirdamas ne tik jau veikiančius rūdynus, bet ir ietas kur dar nebuvo kaukšėjęs geologo plaktukas. Kaip pažymi jo biografai, tokiose kelionėse jis balne įveikė per 7000 kilometrų. Kelionėse padarytus atradimus, išvadas ir pastebėjimus jis aprašė straipsniuose, kuriuos skelbė daugiausiai Prancūzijos spaudoje. Į savo Alma Mater – Paryžiaus Kasybos mokyklą jis siuntė ir savo rinkinius - uolienų, mineralų, fosilijų, meteoritų pavyzdžius. Tarp jų buvo ir jo naujai surastų, dar mokslui nežinomų mineralų. Vienas jų – CuAs2 atradėjo garbei buvo pavadintas domeikitu. Savo dėstytus dalykus La Serenos mokykloje apibendrino dviejų vadovėlių pavidalu: „Mineralogija“ (Mineralochia) ir „Veikalas apie bandymus“ (Tratado de Ensayos). Pastarajame išdėstyti rūdų, mineralų ir uolienų cheminių analizių būdai. Tai buvo pirmieji geologiniai vadovėliai ne tik Čilėje bet ir visoje Pietų Amerikoje, todėl buvo ne kartą išleisti pakartotinai, taippat ir kitose šalyse. Išgarsėjęs I. Domeika buvo pakviestas dirbti Čilės švietimo ministerijoje, o vėliau buvo išrinktas Čilės universiteto rektoriumi. Šiame poste jis prabuvo net 16 metų. I.Domeika pakliuvo į Čilę, kai ji buvo darbeveik neištirtas kraštas. Bet kartu, kylanti kasybos pramonė reikalavo naujų geloginių tyrimų. Taigi Domeikos žinios buvo labai reikalings, Jis ir stengėsi jas pritaikyti visur, kuri tik galima ir reikia. Jis dirbo mineralogijos, petrologijos, seismologijos, vulkanologijos, tektonikos, geochemijos, peleontologijos, metalogenijos ir naudingųjų iškasenų mokslo, hidrogeologijos srityse, paskelbė per 300 veikalų. Tarp jų yra ir jo vaizdingas dienoraštis – „Tremtinio dienoraščiai“ (Pomniki vygnanca), kurio I dalis išleista ir lietuviškai (..........). Tik po 50 metų, gyvenimo pabaigoje jam pavyko vėl aplankyti Lietuvą, bet mirti jis vėl grįžo į Čilę, tapusią jo antrąja Tėvyne. Apžvelgiant I.Domeikos gyvenimą, ryškiai matyti, kad tai - iškili, aktyvi, neeilinė asmenybė. Tačiau visgi kyla klausimas, kodėl jis tapo tokiu populiariu, tiek kartų įamžintu, kodėl jo atmintis ligi šiol tokia gyva? Juk ir jo laikmečiu ir vėliau buvo tolygių asmenybių padariusių ne mažesnį indelį į mokslą, meną, politiką, tačiau likusių bevardžiais akmenimis didžiajame žmonijos kultūros mūre? Matyt tam buvo palankus jo laikmetis – geologijos, chemijos, kasybos mokslo formavimosi ir plėtros metas, ir Naujojo pasaulio aplinka, dar nepažintas kraštas, nearti plėšiniai, kur Europinį išsilavinimą turintis specialistas galėjo rasti dar daug naujo, nežinomo “senajai” Europai. Tačiau ar neturėjo lemiamos reikšmės paties Ignacijaus Domeikos asmenybė, o jo būdo bruožai, gyvenimo pozicija, moralės principai, kurių jis laikėsi? Juk reikėjo ryžto ir drąsos atsidurti reikiamu laiku, reikalingoje vietoje, tokiame tolimame tuometinio pasaulio pakraštyje. Reikėjo atkaklumo, kad čia išsilaikyti, įveikti sunkumus, nostalgiją, trūkumus neišvengiamus čia, dar besikuriančioje, naujoje valstybėje. Reikėjo užsidegimo, darbštumo šiame dar mažai pažintame krašte, imantis visko, kas patraukė jo mąslų žvilgsnį, kas buvo reikalinga ir svarbu. Ir jis dirbo negailėdamas, laiko, jėgų, lėšų, dirbo mokslui, ne dėl pinigų, karjeros, gerbūvio. Nesiekdamas garbės sau, dosniai, geranoriškai ir nesavanaudiškai dalinosi su kitais – žiniomis ir patirtimi, idėjomis, pažiūromis ir nuostatomis, mineralų, uolienų ir fosilijų rinkiniais, viskuo ką sužinoje, patyrė, rado, surinko savo atkaklaus darbo ir mąslaus proto dėka. Visa tai plačiai pasklido, bet išlaikė, išsaugojo ir tarsi materializavo Ignaco Domeikos vardą. Jo vardu pavadintas kalnagūbris atakamoje – Kordiljera de Domeiko, nutįsęs 800 20, mineralas, ledynas Antarktidoje, du miestai Čilėje, aikštės ir gatvės įvairių šalių miestuose, asteroidas, keletas gyvūnų ir augalų, fosilijų rūšių, daugiau kaip šimtas objektų! Anot I.Domeikos biografo Z.Vujciko, jis buvo tikras filomatas, sugebėjęs išsaugoti jaunystės idealus visą gyvenimą ir visada jais vadovautis. Neatsitiktinai tokie panašūs ir daugelio jo jaunystės draugų ir bendražygių - A.Mickevičiaus, T.Zano, J.Chodzkos – kitų Vilniaus filomatų keliai, kurie išblaškyti po pasaulį, išlaikė ištikimybę romantiškai jaunystėje priesaikai. Tik, skirtingai nuo jų, Ignacui Domeikai likimas atseikėjo truputį daugiau sekmės ir laimės. Visi jie tam tikra prasme yra – „prarastoji karta“, priversti dirbti svetur, bet galėję daug nuveikti savo kraštui, jo kultūrai, mokslui ir pažangai. Iš Lietuvos yra kilę ir dar keletas žinomų geologų ir iškilių asmenybių tai - Jonas Čerskis ir Juozas Lukaševičius. Jonas Čerskis (1845-1892) dar būdamas Vilniaus bajorų instituto mokiniu, entuziastingai prisidėjęs prie 1863 sukilimo ir tų pačių valstiečių, kuriuos jis pasiryžo ginti, buvo suimtas ir perduotas malšintojams. Rekrūtas, Sibiro tremtinys, keliautojas ir savamokslis tyrinėtojas, užsidegęs geologija, likimo valia, sutikęs geologus A.Čekanovskį ir G.Potaniną. Pagaliau, pripažintas mokslininkas, paskelbęs per 90 darbų iš geologijos, geografijos, zoologijos ir archeologijos, atradėjas, kurio vardą turi net penkios Sibiro vietovės, trijų naujai aprašytų gyvūnų pavadinimai. Jono Čerskio surastas ir jo vardu pavadintas didžiulis kalnagūbris šiaurės rytų Azijoje, tarp Indigirkos ir Kolymos upių, buvo vienas paskutiniųjų reikšmingų geografinių atradimų padarytų žemynuose. Jis buvo vienu tos paskutinės XIX amžiaus vidurio didžiųjų geografinių atradimų epochos žmonių, kaip Deividas Livingstonas, Veslis Pauelas. Pradėjęs tyrinėjimus nuo palyginti trumpų kelionių Baikalo pakrančių kalnagūbriais J.Čerskis ėmėsi tokio masto darbų, kaip visų Baikalo pakrančių tyrimai kelių tūkstančių kilometrų ruože, trukę ketverius metus, geologiniai tyrimai palei Sibiro pašto traktą, nuo Baikalo iki Uralo ir, pagaliau, paskutinė trejų metų ekspedicija nuo Jakutsko iki Kolymos žiočių ir atgal, kurios pats Čerskis nebeužbaigė. Jis svajojo ir apie kelionę į Kamčatką sausumos keliu, tyrinėjimus Ledjūrio salose ir kitus žygius į tuo metu dar baltas dėmes geografiniame ir geologiniame žemėlapyje. Tačiau tai nebuvo vien kelionės dėl keliavimo. Kiekviena iš jų siekė aiškių mokslinių tikslų, buvo tarsi eksperimentas, siekiant surinkti trūkstamos medžiagos patikrinti kokiai hipotezei ar nepakankamai ištirtam faktui. Ar buvo apledėjęs Rytų Sibiras, kiek toli į pietus siekė Ledjūris, kaip jungiasi kalnagūbriai ir kaip jie susidarė, kokie gyvūnai gyveno Sibire ledynmečiu ir kokios čia buvo sąlygos - tai tik tokių užduočių pavyzdžiai . Jonas Čerskis kėlė sau tokius tikslus ir sugebėjo juos sėkmingai spręsti nebaigęs jokių mokslų išskyrus savarankiškas studijas iš sunkiai gautų Sibiro sąlygomis knygų ir bendravimo su profesionalais, dažnai tiktai laiškais. Formalus klausimas apie jo išsilavinimą kilo Peterburgo valdininkams pildant kažkokią anketą jau tada, kai J.Čerskis buvo žinomu mokslininku, apdovanotu Rusijos geografijos draugijos sidabro ir aukso medaliais. Tuo metu jis buvo išvykęs į savo paskutinę Kolymos ekspediciją ir ant to neatsakyto užklausimo liko valdininko atžyma pieštuku: "p. Čerskis mirė". Jo kelionėse surinkta medžiaga ligi šiol saugoma Rusijos muziejuose ir moksliniuos institutuose, kaip faktografinė mokslo bazė, o jos aprašymai sudaro šimtų puslapių tomus. Pirmas aprėpdamas tokius didelius plotus, jis turėjo daryti ir apibendrinimus žemėlapių pavidalu, kurti savo hipotezes ar teorinius modelius. Būtent J.Čerskis sudarė pirmą Rytų Sibiro geomorfologinę - paviršiaus formų ir tektoninę - giluminės sandaros schemas, Baikalo regiono geologinį žemėlapį, kurias pagrindė ir savo originaliomis hipotezėmis apie raukšlinę Baikalo įdubos kilmę, laiptuotą Sibiro paviršiaus struktūrą arba "senąjį Azijos maumenį" tarsi branduolį apie kurį formavosi jaunesnės šio žemyno dalys. Daugelis išvadų ir hipotezių, paremtų nepakankamu duomenų kiekiu, su laiku nepasitvirtino, buvo pakeistos. Tačiau tuo metu jos buvo tarsi rodyklės į priekį jaunesniems mokslininkams, kurie sekė jo nurodytu keliu. Tarp jų buvo ir tokių geologijos klasikų, kaip rusas S.Obručevas ar austras E.Ziusas. Kita vertus, J.Čerskio atlikta ir labai gilių bei nuodugnių tyrimų. Pavyzdžiui jis surinko gausybę medžiagos Sibiro ledynmečio gyvūnija - kaulų ir netgi minkštų audinių liekanų urvuose ir upių atodangose. Jis kruopščiausiai juos aprašė ir išanalizavo, tapdamas geriausiu tos srities žinovu ir autoritetu. Tačiau nemažiau įspūdinga ir patraukli yra Jono Čerskio asmenybė, kuri savo gyvenimo pavyzdžiu atsakė į amžinąjį klausimą: "turėti ar būti?" (Fromas, ...). Gal ir J. Čerskiui toks klausimas, kilo, nes Sibire tuo, kapitalizmo kilimo metu buvo geros sąlygos verslams, klestėjo prekyba kailiais, medžiu, kasyba ir kitokie verslai, naujose žemėse radosi naujų milijonierių? Jis, puikiai pažindamas šį kraštą ir jo galimybes galėjo tapti sėkmingu verslininku, užsidirbti didelius pinigus, daug turėti. Tačiau jis vienareikšmiškai pasirinko ne „turėjimą“ o "buvimą" - tyrimus, ieškojimą, pažinimą, kurių prasmingumu jis neabejojo. Ir J.Čerskis, amnestuotas, atstatęs bajoriškas teises, persikėlęs į Peterburgą, pripažintas, gavęs gerą ramų darbą, vėl leidžiasi į kelerių metų kelionę po laukines šiaurinio Sibiro platybes, kartu pasiimdamas žmoną ir vos dvylikos metų sūnų, nors jautė, kad gali iš jos ir negrįžti. Jau suskaičiavęs paskutines savo gyvenimo valandas, jis rūpinosi ekspedicijos užbaigimu, medžiagos išsaugojimu, į ją įdėtų lėšų pateisinimu. Jis buvo tarsi H.Ibseno Brandas, atkakliai kilęs į savo kalnų bažnyčią, tikėdamas savo pašaukimu ir vesdamasis paskui save žmones (Ibsenas,....). Jono Čerskio vardu yra pavadinta 11 vietų Sibiro žemėlapyje: • Čerskio kalnai – aukščiausias Rytų Sibiro kalnagūbris, Jakutijoje, Magadano srityje, 1500 km ilgio, su aukščiausia viršūne Pobieda, 3147 m. v.j.l. • Čerskio kalnai – vienas aukščiausių kalnagūbrių Užbaikalėje, 1500 m aukščio • Čerskio kalnas – 2558 m. v.j.l. – viršualnė Baikalo kalnagūbryje • Čerskio pikas – 2090 m. v.j.l. – viršukalnė • Čerskio akmuo - viršukalnė netoli Listviankos, prei Baikalo • Čerskio žemuma - žemuma Sajanų prieškalnėse • Čerskio perėja - perėja Chamar-Dabano kalnuose • Čerskio gūbrys – gūbrys Sajanų kalnuose • Čerskio vietovė – vieta • Čerskio krioklys – krioklys upėje Choriok, Angaros baseine • ugnikalnis – užgesęs ugnikalnis Tunkino slėnyje • Čerskio miestas – miestas prei Kolymos upės, už poliarinio rato, anksčiau vadintas - Niżnije Kresty. J.Lukaševičius (1863-1928) gimė Bukiškės dvarelyje prie Medininkų, netoli Vilniaus. Pradėjęs studijuoti gamtos mokslus Peterburgo universitete jis įsijungė į slaptą teroristinę organizaciją rengusią pasikėsinimą į carą Aleksandrą III. Išaiškinus šią organizacija jis buvo nuteistas pakarti kartu su kitais sąmokslininkais, tarp kurių buvo ir V. Lenino brolis Aleksandras Uljanovas. Sušvelninus bausmę J.Lukaševičius 18 metų praleido Šliselburgo tvirtovės kalėjime netoli Sankt Peterburgo. Kalėjime jis susidomėjo geologija, skaitė vadovėlius, mokslinę literatūrą ir pats ėmėsi daugiatomio veikalo “Žemės gyvenimas”. Šį darbą jis tęsė ir Vilniaus universitete. Didelė šio darbo dalis liko rankraščiuose. Buvo paskelbtas tik veikalas “Uolienų gyvenimas”, kuriame nagrinėjami metamorfizmas, magmatizmas, medžiagos apytakos ciklas Žemės plutoje ir kiti petrologijos klausimai. J.Lukaševičius filosofiškai apibendrino naujausius savo laikui duomenis šiais klausimais ir išryškino dėsningumus patvirtintus vėlesniais tyrimais (Žalūdienė, Motuza, 2001). Grįžęs į Vilnių, jis užėmė profesoriaus vietą Stepono Batoro Universitete, vadovavo Geofizikos katedrai, dėstė mineralogiją, geologiją, geofiziką. (1863-1928). Geologija Stepono Batoro Universitete. Po uždarymo XIX amžiaus pradžioje Vilniaus Universitetas buvo atkurtas tik Lietuvai atsiskyrus nuo Rusijos. Jo atkūrimo aktas pasirašytas J.Pilsudskio 1919.08.28, o jis atidarytas 1919.10.11. Atkūrus Vilniaus universitetą, geologijos disciplinų dėstymas buvo atnaujintas. Tuo metu čia buvo įsteigtos Geologijos, Geofizikos, Mineralogijos, vėliau Mineralogijos-petrografijos katedros. Tuo metu Vilniaus universitete geologai nebuvo ruošiami. Geologijos dalykai buvo dėstomi kitų specialybių studentams - geografams, dirvožemininkams, farmacininkams). Katedrose vyko mokslinis darbas. Čia dirbo daugiausiai iš Lenkijos ir Rusijos atvykę geologai. Vienas iškiliausių tarp jų buvo jau minėtas Juozas Lukoševičius. Profesoriai Stanislavas Malkovskis (Małkowski) ir Radziševskis (Radziszewski) Antonina Jaroševič-Klišinska-Halicka (Jaroszewicz-Kliszyņska-Halicka) tyrė Vilniaus krašto riedulius ir Šiaurės Ukrainos (Voluinės), kristalines uolienas. Siekdami nustatyti riedulių kilmiavietes, o tuo pačiu ledyno judėjimo lryptis, taip pat palyginti Ukrainos skydo geologinę sandarą su Baltijos skydu, jie surengė išvykas į Suomiją ir Švediją, iš kur parvežė gausius ir vertingus kristalinių uolienų rinkinius. Šios kolekcijos labai pasitarnavo nustatant būdinguosius riedulius, o tuo pačiu ledyno slinkimo kryptis įvairių apledėjimų bei stadijų metu. Jomis naudojosi ir vėlesnių kartų tyrinėtojai. Pavyzdžiu gali būti monografija apie būdinguosius Baltijos regiono riedulius, parengta Lietuvos, Latvijos ir Estijos mokslininkų, kuriai panaudota ir minima kolekcija (Viiding ir kt., 1971). Šie rinkiniai ligi šiol yra saugomi Geologijos ir mineralogijos katedros Petrologijos kabinete. Buvo tiriami kvartero dariniai Nemuno, Neries, Vilnelės atodangose. Bronislavas Rydzevskis (Rydzewski) ir Bronislavas Halickis (Halicki) aprašė uolienas Druskininkų gręžinyje, kuris pirmasis Lietuvos teritorijoje 1931 metais buvo pragręžtas iki kristalinio pamato. Geologija Kauno ir Vilniaus universitete Atkūrus Lietuvos nepriklausomybę buvo įsteigtas Kauno Vyrauto Didžiojo universitetas, kuriame buvo ir Geologijos katedra, kurioje iš esmės ir yra dabartinės Lietuvos geologijos mokyklos ištakos. Katedroje pradėjo darbą vėliau tapę profesoriais Mykolas Kaveckis ir Juozas Dalinkevičius. M. Kaveckis domėjosi mineralogija, Lietuvos naudingomis iškasenomis, tyrė galimybes panaudoti klintis esančias paviršiuje Šiaurės Lietuvoje. Kai vos ne pamečiui – 1929 ir 1933 metais nukrito Padvarninkų ir Andrioniškio meteoritai, M. Kaveckis užsiėmė jų tyrimais. Daug dėmesio jis skyrė organizacinei bei pedagaginei veiklai (.......). Juozas Dalinkevičius atvyko į Lietuvą baigęs geologiją Peterburgo universitete. Jis yra sistemingų geologinių mokslinių tyrimų Lietuvoje pradininkas. Jo 61 metus trukusi mokslinė, pedagoginė ir visuomeninė veikla buvo nepaprastai vaisinga ir įvairialypė. Jis parašė daugiau kaip 100 mokslo veikalų, reikšmingų geologijos teorijai bei praktikai. Tai markšeiderystės ir topografijos vadovėlis, veikalai iš paleontologijos, stratigrafijos, tektonikos, paleogeografijos, mineralinių žaliavų, geologijos istorijos tyrimo sričių, įvairūs geologinio turinio žemėlapiai, tarp jų Lietuvos prekvartero geologinis žemėlapis. Su J. Dalinkevičiaus vardu susijęs pirmųjų sistemingų Lietuvos žemės gelmių tyrimų organizavimas ir plėtotė. Ypač daug pastangų jis dėjo geologinės medžiagos rinkimui bei analizavimui, organizavo kasmetines geologines ekspedicijas, kūrė ir tobulino geologijos muziejus. J. Dalinkevičius - ilgametis Kauno ir Vilniaus universitetų geologijos katedrų vedėjas, pirmasis Lietuvos geologijos instituto direktorius (..........). ŽEMĖ KOSMINĖJE ERDVĖJE Žemė Visatoje Žemė nėra vieniša, išskirtinė planeta kosminėje erdvėje, o dalis Visatos. Ji yra viena iš Saulės sistemos planetų, kuri yra Paukščių tako galaktikoje ir yra susijusi su jos kosmine aplinka ir „kosmine“ istorija daugybe ryšių. Žemė yra veikiama daugelio jėgų ir reiškinių vykstančių jos kosminėje aplinkoje – fizinių laukų, spinduliavimo, skriejančių greta kosminių kūnų, ir kitų veiksnių, kurių tik mažą dalį mes tesugebame suvokti ir įvertinti.. Žemės sudėtis, pavidalas, jos raida ir dabar joje vykstantys procesai yra dalis visos Visatos istorijos. Netgi gyvybės atsiradimą, kaip matysime toliau, lėmė Žemės padėtis Galaktikoje ir Saulės sistemoje, visa jos kosminė aplinka. Žemės kosminė aplinka yra svarbus veiksnys, tiek susidarant Žemei, tiek jos tolimesnės raidos metu. Todėl šiame skyriuje labai trumpai pakalbėsime apie Visatą ir Žemės padėtį joje. Šiuolaikinio mokslo aprėpiama mūsų Visatos istorijos pradžia laikomas įvykis, vadinamas Didžiuoju Sprogimu (Bumbtelėjimu Trenksmu) (angl. Big Bang). Jis įsivaizuojamas, kaip didžiulės energijos išsiveržimas iš vieno taško, beveik neturėjusį tūrio, vadinamą singuliarumo tašku. Tai buvo energija, iš kurios ilgainiui susikūrė visa materija sudaranti Visatą. Didysis Bumbtelėjimas įvyko maždaug prieš 13,7 milijardų metų. Per pirmas 3-4 minutes po Didžiojo Bumbtelėjimo susidarė elementariosios dalelės, vandenilio bei helio atomai ir, gal būt, šiek tiek ličio bei berilio. Tai buvo pirmieji Visatoje atsiradę cheminiai elementai, kurie ir dabar joje vyrauja. Kiti cheminiai elementai susidarė jau daug vėliau, žvaigždžių ir Supernovų viduje vykstančių branduolinių reakcijų metu. Po 1 ar 2 milijardų metų Visatoje ėmė susidaryti dujų sankaupos – klasteriai ir superklasteriai, kuriuose medžiagos tankis buvo didesnis negu aplink juos. Klasteriai buvo 30-1000, o superklasteriai - 10000 kartų didesni negu mūsų galaktika. Vėliau jie susiskaidė į galaktikas. Pradžioje galaktikos buvo kiek suploto dujų rutulio pavidalo, gana vienalyčio viduje, kurio skersmuo buvo keletas šimtų tūkstančių šviesmečių. Ilgainiui galaktikų viduje ėmė išsiskirti tankesnės rutulinės dujų sankaupos – globulės. Jos palaipsniui telkėsi, tankėjo ir pagaliau pasiekė tokį tankio lygį, kad prasidėjo jų savaiminis gravitacinis telkimasis - kolapsas. Kolapsas sukėlė aplinkinių dujų masės judėjimą link globulės centro. To judėjimo kinetinė energijos ėmė virsti šiluma, kurią globulė ėmė spinduliuoti infraraudonųjų spindulių pavidalu. Toks darinys jau yra žvaigždė (Delsemme, psl. 33). Pirmosios žvaigždės susidarė tokiu būdu iš dujų mišinio, kuriame buvo 76% vandenilio ir 24% helio. Sutankėjus šiam dujų mišiniui į žvaigždes, jų viduje prasidėjo termobranduolinės reakcijos, kurių metu, priklausomai nuo žvaigždės masės ir įkaitimo laipsnio susidarydavo skirtingi elementai – He, C, O, Mg, Fe, Si (1 lentelė). 1 lentelė. Cheminių elementų susidarymas žvaigždėse (pagal Delseme, p.44, supaprastinta) Pirminis elementas Susidarantis elementas Įkaitimo temperatūra (mln. oK) Mažiausia masė Saulės vienetais 1H 4He 12C 16O 28Si 56Fe 4He 12C, 16O Mg 4He, 28Si, 23Mg 56Fe 4He 10 100 600 1500 4000 6000 0,1 2 4 8 15 20 1 lentelė parodo pagrindinių cheminių elementų susidarymo reakcijas. Jie iki šiol sudaro 99,9% Visatos materijos. Panašiu būdu susidarė ir kiti 83 elementai, bet jie, visi kartu tesudaro apie 0.1%. Dabar Visatoje vandenilis sudaro 71%, helis – 28% visų elementų. Kiti cheminiai elementai sudaro tik apie 1%. Tarp jų daugiausiai yra deguonies, anglies, azoto, geležies, magnio ir silicio, taip pat kitų inertinių dujų. Susidarydami visi tie elementai būna plazmos būvyje, tai yra susidaro tik jų branduoliai. Iš žvaigždės jie pasklinda po visatą išnešami nuolat sklindančio žvaigždžių vėjo arba novų ir supernovų sprogimo metu. Tarpžvaigždinėje erdvėje atomai įgijo elektronus ir kartu galimybę jungtis tarpusavyje. Deguonis, kurio kiekis buvo santykinai didelis, oksidavo visus metalus ir vandenilį sudarydamas su juo junginį – vandenį. H2O yra labiausiai Visatoje paplitusi triatome molekulė. Labiausiai paplitusi dviatome molekulė yra CO. Žvaigždės buvo nevienodo dydžio, jų gelmėse vyko skirtingos termobranduolinės reakcijos, todėl ir pirminių elementų pasiskirstymas Visatoje buvo nevienodas. Tose tarpžvaigždinės erdvės vietose, kur „veikė“ mažesnės žvaigždės, „negaminusios“ deguonies, buvo ir redukuotos medžiagos. Ten susidarė neoksiduotos anglies grafito, deimanto pavidalu, grynuolės geležies, CN, CH, HCN (hidrociano rūgštis) molekulių. Tose Visatos vietose, kur buvo C ir H perteklius susidarė metalų karbido ir poliaromatinių angliavandenilių dalelės. Tokiu būdu įvairiose Visatos vietose, tarpžvaigždinėje ir priežvaigždinėje erdvėje susidarė daug įvairių junginių tarp jų ir sudėtingų. Viso nustatyta apie 130 molekulinių darinių, iš jų yra apie 60 organinių junginių (Crovisier, 2004). Tarp jų yra acetono, dimetil eterio, paprasto cukraus, metileno glikolio, amino rūgšties glicino, ir netgi alkoholio. JAV chemikas Robertas Šapiras (Shapiro), juokaudamas tvirtino, kad Visatoje yra tiek alkoholio, kad jo užtektų padaryti kiek tik nori kokteilio porcijų, tokio dydžio, kaip Ramusis vandenynas (Morris, 2003, p. 33). Atskirų molekulių kiekis yra nevienodas - CO, N2, H2O, H2CO kiekis siekė 10 ppm, HCN, HNC, NH3, XCO2, CH3OH - apie 1 ppm; CH4, CH3-O-CH3 - 0,1 ppm, SO, SO - 0,01 ppm. Tarp šių junginių yra ir molekulės, reikalingos gyvybei Žemėje atsirasti, vadinamos prebiotinėmis, iš kurių skystame vandenyje gali susidaryti nukleininės ir amino rūgštys. Iš jų svarbiausios yra vanduo, formaldehidas (H2CO) ir hidrociano rūgštis (HCN), HC3N, CH3CN (Delsemme, p. 67; Crovisier, 2004). Šitie junginiai, ledo, ar molekulių sankaupų pavidalu sudarė pirmas kietas daleles Visatoje, kurioje ligi tol medžiaga buvo tik plazmos ir dujų pavidalu. Tos kietos dalelės ir yra tarpžvaigždinės dulkės, iš kurių susidarė mūsų Paukščių tako galaktika, Saulės sistema, taip pat ir mūsų Žemė. Paukščių takas yra spiralinė galaktikų, kurią sudaro apie 400 mlrd. žvaigždžių, taip pat dujos ir dulkės pasklidusios tarpžvaigždinėje erdvėje. Galaktiką sudaro branduolys – žvaigždžių santalka galaktikos centre, atrodanti tarsi išsipūtimas plokščiame diske. Branduolį supa diskas, kuriame yra didesnė dalis žvaigždžių, taip pat ir Saulė. Aplink jį išskiriama išorinę juostą – “halo”, kurią sudaro daugiausiai senos žvaigždės. Saulė yra maždaug 30000 šviesmečių nuo galaktikos centrinės santalkos. Ji susidarė apytikriai prieš 5 mlrd. metų. Saulės sudėtis yra apytikriai tokia pati, kaip ir kitų žvaigždžių ir atspindi elementų kiekybinį santykį Visatoje. Jos sudėtyje H, He kartu sudaro 98,1%, C, N, O, Fe, Mg, Si, S, Ne - 1,87%, o kiti 82 elementai – 0,03%. Fe yra labiausiai paplitęs metalas. Lyginant su Visatos vidurkiu Saulės sistemos sudėtyje yra kiek daugiau sunkesnių elementų. Ypač svarbu, tai kad Saulės sistemoje buvo santykina daugiau anglies. Tai labai svarbus elementas. Pagal kiekį Visatos sudėtyje jis yra ketvirtoje vietoje. Anglies atomai turi tokią elektroninio apvalkalo sandarą, kuri jiems leidžia jungtis tiek tarpusavyje, tiek su vandenilio, deguonies, azoto, sieros atomais ir sudaryti labai sudėtingas molekules, kurios gali atlikti itin sudėtingas gyvų organizmų funkcijas (Cataldo, 2004). Tai yra labai svarbus veiksnys gyvybės atsiradimui ir buvimui. Saulė ir ją supančios planetos, taip pat ir mūsų Žemė apsisuka aplink Galaktikos centrą maždaug per 200 mlilijonų metų. Jos aplinka šiame kelyje keičiasi, nes medžiagos tankumas Galaktikoje yra nevienodas, o jos būklė nulat keičiasi. Saulės sistema kerta mūsų spiralinės galaktikos ruožus, kur žvaigždžių tanumas yra didesnis. Čia vienos žvaigždės gimsta, kitos sensta, galiausiai virsdamos supernovomis, kurios sprogdamos paskleidžia aplink save didžiulius energijos srautus. Kosminė aplinka ir kitaip veikia Žemę. Yra kosminių objektų, kurie gali paskleisti ir dar didesnį spinduliavimą. Pavyzdžiui, dviejų neuroninių žvaigždžių susidūrimas išskiria 1053 ergų energijos. Tai gali paveikti Saulės sistemos ir pačios Žemės būklę. Ypač spinduliavimas pavojinga biosferai. Manoma, kad tokie įvykiai veikia Žemę maždaug kas 100-200 milijonų metų (Norris, 2000; Morris, 2003, p. 103). Kaimynystė su didelėms žvaigždžių santakomis, kaip yra mūsų Galaktikos viduryje padidina tokių įvykių tikimybę ir padidinto jonizuojančio spinduliavimo galimybę. Tiesa, yra nuomonių, kad Saulės sistema ir jos planetos kolkas išvengė susidūrimo su Galaktikos spiralės šakomis ir ligi šiol skriejo erdvėje, kur žvaigždžių ir kitų pavojingų kosminių objektų tankumas yra nedidelis. Šiuo požiūriu, Saulės sistema, o kartu ir mūsų Žemė yra palankioje padėtyje, būdama atokiau nuo Galaktikos centro. (http://www.seti.org/site/apps/nl/content2.asp?c=ktJ2J9MMIsE&b=194993&ct=221036 Neseniai mokslo literatūroje atsirado nauja sąvoką - „Galaktikos gyvybės juosta“ (Galactic Habitable Zone). Ji apibudinama, kaip sritis galaktikoje, kurioje gali egzistuoti gyvybė. Tos zonos padėtį ir dydį lemia du svarbiausi veiksniai. Pirmas, tai – jonizuojančio spinduliavimo stiprumas ir kometų smūgių dažnumas. Šie veiksniai stiprėja arčiau galaktikos centro ir nustato vidinę gyvybės juostos ribą. Antras – tai sunkiųjų cheminių elementų kiekis aplinkoje. Jis priklauso nuo galaktikos raidos etapo ir mažėja tolstant nuo jos centro, todėl nustato išorinę gyvybės juostos ribą. Žemė Saulės sistemoje Saulės sistemą sudaro pati Saulė, kuri yra žvaigždė, jos traukos lauke aplink ją besisukančios planetos ir smulkūs kosminiai kūnai - planetų palydovai, asteroidai, kometos, meteoroidai, dulkės ir dujos. Saulė yra sudaryta iš vandenilio ir helio, kurioje maždaug 15 milijonų oC temperatūroje vandenilis virsta heliu ir šio virsmo metu išsiskiria energija, sklindanti nuo Saulės spinduliavimo pavidalu. Saulės spinduliavimas priklauso nuo procesų vykstančių jos gelmėse ir yra netolygus, tai sustiprėja, tai susilpnėja, keičiasi ir jo sudėtis. Saulei sukantis aplink savo ąšį susidaro stiprus magnetinis laukas, kuris veikia Saulės energetinį aktyvumą. Saulės magnetinio lauko stirpumas cikliškai svyruoja, maždaug kas 11 metų. Tokiu periodu kinta Saulės dėmių kiekis, dydis ir padėtis, o dėmės yra vėsesni plotai Saulės paviršiuje. Beje, Saulė išspinduliuoja daugiau energijos tada, kai dėmės užima didesnį plotą (Smithson, Addison ir kt., 2002). Nuo Saulės sklindantis spinduliavimas vadinamas Saulės vėju. Tai yra aukštos energijos dalelių srautas, kurį daugiausiai sudaro protonai ir elektronai, elektromagnetinis spinduliavimas gama, rentgeno, ultravioletinių spindulių, šviesos, radio bangų pavidalu. Tai galingas medžiagos srautas. Saulės vėjas buvo svarbus veiksnys susidarant planetoms. Jis lėmė pirminės kosminės medžiagos išsiskaidymas (diferenciacija), Saulės aplinkoje, o tai, savo ruožtu lėmė atskirų planetų sudėtį, kuri skiriasi tiek nuo vidutinės Saulės sistemos sudėties, tiek tarpusavyje. Saulės vėjas ir dabar stipriai veikia Žemės atmosferą, magnetinio lauko būklę ir jos paviršių. Saulės spinduliavimas yra svarbiausias energijos šaltinis Žemei ir kitoms planetoms. Didelę jo dalį sulaiko ir atspindi Žemės magnetinis laukas ir atmosfera, bet dalis jo atmosferoje ar Žemės paviršiuje virsta šilumine energija, kuri iš esmės yra atomų svyravimai molekulėse, kurių greitis ir dydis tuo didesni, kuo aukštesnė temperatūra. Ktaip sakant tai yra kinetinė energija. Saulės skleidžiamas spinduliavimas labai veikia Žemę ir dabar. Žemę pasiekia įvairių spindulių ultravioletinių, rentgeno, ir įvairių elementarių dalelių srautas kuris tiesiogiai veikia Žemės paviršių atmosferos ir magnetinio lauko būklę. Ultravioletiniai spinduliai ardo organines molekules, todėl pernelyg stiprus jų srautas Žemės paviršiuje yra pražūtingas gyvybei. Kita vertus, šie spinduliai yra energijos šaltinis, reikalingas tai pačiai gyvybei. Nuo pernelyg stirparaus Saulės spinduliavimo Žemę apsaugo magnetinis laukas ir atmosfera. Visos planetos sukasi apie Saulę prieš laikrodžio rodyklę (jei žiūrėti iš viršaus) ir visos sukasi vienoje plokštumoje, kuri vadinasi ekliptikos plokštuma. Tai aiškinama tuo, kad jos visos susidarė iš vieno besisukančio disko pavidalo dulkių dujų ūko. Ši idėja buvo išsakyta dar P.S. Laplaso prieš 200 metų. Sudėtingiau paaiškinti Plutono sukimąsi ir padėtį Saulės sistemoje. Jo ekliptikos plokštuma yra palinkusi kampu į kitų planetų plokštumą. Manoma, kad Plutonas galėjo būti kurios nors planetos palydovas (kaip Mėnulis) tik išmuštas iš „savo vietos“ dėl susidūrimo su kita planeta. Artimiausios Saulei arba vidinės planetos – Merkurijus, Venera, Žemė ir Marsas, vadinamos Žemės grupės planetomis. Tolimesnės, išorinės planetos vadinamos Jovijos arba Jupiterio grupė planetomis. Tai Jupiteris, Saturnas, Uranas, Neptūnas ir Plutonas. Esminis skirtumas tarp jų yra tas, kad Žemės grupės planetos sudarytos daugiausiai iš kietos medžiagos, o Jovijos grupės – iš esmės yra dujų sankaupos, kurių tik branduoliai yra kieti. Pavyzdžiui Jupiteris turi kietą silikatinį-metalinį branduolį, kuris, tiesa, yra 10-20 kartų didesnis už Žemę, bet sudaro tik 0,5% jo bendro tūrio, kartu su dujiniu apvalkalu. Taip atsitiko todėl, kad susidarant planetoms, Saulės vėjas nupūtė dujinius junginius toliau nuo Saulės. Arčiau Saulės esančių protoplanetų traukos jėgos nepakako sulaikyti dujoms. Toliau nuo jos, kur Saulės vėjas buvo silpnesnis, kietos Jupiterio grupės protoplanetos jau sulaikė dujas ir sudarė aplink save tankų jų apvalkalą. Dar vienas svarbus Žemei veiksnys yra mažieji kosminiai kūnai – kometos, asteroidai ir meteoroidai. Jie įtakojo plutos, atmosferos ir hidrosferos sudėtį ir būklę, o gal būt lėmė ir gyvybės atsiradimą. Kometos, sudarytos iš vandens ir kitų dujų ledo mus pasiekia iš Saulės sistemos pakraščių – vadinamos Koiperio juostos ir Oortos debesies. Jos susidarė Saulės sistemos tapsmo pradžioje akrituojant planetezimalėms už vadinamosios „sniego linijos“, kuri yro už 5AU nuo Saulės. Yra manoma, kad kometos buvo svarbus vandens Žemėje šaltinis. Be to jų sudėtyje yra surasta daug prebiotinių molekulių – gyvų lastelių „sudedamųjų dalių“. Tačiau jų kritimas yra katastrofiškas reiškinys, staigiai keičiantis Žemės būklę ir turintis didelės įtakos gyvybės raidai. Nuo pernelyg dažno jų kritimo Žemę apsaugo Jupiteris, kuris nukreipia ar „sugaudo“ didelė dalį kometų, lekiančių į vidines Saulės sistemos dalis. Jei tokio Jupiterio „skydo“ nebūtų, Žemę pasiektų gal 1000 kartų daugiau kometų (Wetherill, 1994 iš Morris, 2003, p. 94). ??? Asteroidai ir meteoroidai yra susitelkę juostoje tarp Jupiterio ir Marso, vadinamame asteroidų žiede. Čia yra apie 4000 šių smulkiųjų kūnų. Bendra jų masė sudaro tik 5% Mėnulio masės. Jie skrieja apie Saulę savo orbitomis, toje pačioje ekliptikoje, kaip ir planetos. Tačiau dėl tarpusavio susidūrimų jie būna išmušami iš savo orbitos. Tokiu būdu dalis jų skrieja link Žemės ir kartais krinta ant jos, padarydami nemažą įtaką jos paviršiaus būklei ir raidai. Dauguma meteoritų yra vieni seniausių objektų Saulės sistemoje. Kai kuriuose primityviuose, t.y. nepatyrusiuose žymios medžiagos diferenciacijos, meteorituose randama mineralinių objektų, senesnių ir už pačią Saulės sistemą. Tai tarpžvaigždinės medžiagos dulkių dalelės, sudarytos iš grafito, grynuolės geležies, silicio, titano, cirkonio, molibdeno karbidų, korundo, silicio ir anglies nitridų ir kitų paprastų junginių. Tarp jų yra ir mikroskopiniai deimantai, dėl smulkumo vadinami nanodeimantais. Jų dydis yra apie 3-4 nm, tai yra jie yra sudaryti maždaug iš 2000 anglies atomų (Daulton ir kt., 1996). Jau minėtos nelydžios medžiagos dalelės, cirkonai ir kiti mineralai yra ir seniausi datuoti Saulės sistemos mineraloginiai objektai. Didžiausias nustatytas nelydžių intarpų amžius yra 4,569+0.015 mlrd. metų (Allegre, 1995), cirkonų iš mezosiderito Vaka Muerta - 4563+/-15 mln. metų. Patys seniausi iš meteoritų yra chondritai. Jie sudaryti iš pirminės, mažiausiai pasikeitusios Saulės sistemos medžiagos. Pagal sudėtį jie atitinka pirminę protoplanetinę medžiagą, iš kurios susidarė Saulė ir planetos. Jų cheminė sudėtis yra tokia pati kaip Saulės, tik lakiųjų elementų yra mažiau. Chondritai yra sudaryti iš suspaustų ir sutankintų tarpžvaigždinių dulkių. Juos veikusi gravitacijos jėga tesudarė apie 1% Žemės traukos jėgos. Jie nepatyrė ir aukštos temperatūros poveikio, nebuvo išsilydę. Cheminiu požiūriu jie labai nevienalyčiai, tai yra juos sudarančios dalelės nėra cheminėje pusiausvyroje. Greta būna oksiduoti silikatai ir grynuolė geležis, tai yra visiškai redukuota medžiaga, nelydžios dalelės ir organiniai junginiai. Tai rodo, kad jų kiltiniai kūnai buvo smulkios planetezimalės, ne didesnio negu kelių šimtų kilometrų skersmens (Delsemme, 1998). Įdomiausia chondritų dalis yra chondrulės - paslaptingi rutuliukai, sudaryti iš magnio ir geležies silikatų. Chondritai sudaro 80% visų meteoritų, o chondrulės sudaro nuo 15 iki 75% jų tūrio. Reiškia, chondrulės - sudarė didelę dalį Saulės dulkių-dujų debesies, jo centrinėje dalyje, kur dabar yra ir mūsų Žemė. Jų susidarymas dar tebelieka mokslo mįsle. Jų amžius rodo, kad jos maždaug 2 milijonais metų jaunesnės už kitas chondritinius meteoritus sudarančias daleles ir susidarė, kai debesies temperatūra atvėso iki 900-600oK. Chondritai yra pagrindinė „statybinė medžiaga“ iš kurios susidarė Žemė ir kitos jos grupės planetos. Todėl laikoma, kad Žemės bendra, vidutinė sudėtis yra tokia pati, kaip chondritų. Ypatingą meteoritų grupę sudaro anglingi chondritai. Jų sudėtyje yra daug anglies, lakių elementų ir jų junginiai, taip pat ir vandens. Dažnai jie sudaryti iš žematemperatūrinių vandeningų silikatų ir kitų mineralų, kaip serpentinas, chloritas, gipsas, kalcitas, dolomitas, epsomitas. Anglies kiekis čia siekia 4-5%. Anglis būna grafito ir organinių junginių pavidalu - parafinų, bitumoidų, aromatinių junginių su azotu, siera, chloru, aminorūgščių, alkanų, cianidų, cukraus, įvairių alkoholių ir kt.. Tai nėra netikėta, žinant, kad Saulės sitemoje 98,1% sudaro vandenilis ir helis, 1.87% - C, N, O, Fe, Mg, S, Ne, o tarpžvaigždinėje erdvėje nustatyta daugiau kaip 60 organinių jungiių molekulių. Tačiau meteorituose organinė medžiaga yra daug įvairesnė ir sudėtingesnės sandaros. Pavyzdžiui Murčisono (Murchison) anglingame chondrite, nukritusiame 1969 metais Australijoje, nustatyta 411 įvairių organinių junginių, tarp jų 227 alifatinės rūgštys ir 74 amino rūgštys (Delsemme, 1998, p.78). Šie junginiai dažnai yra sudėtingų molekulių pavidalu, kurių struktūra primena mikrodumblius, kokoidinių bakterijų ir cianobakterijų kolonijas. Jų skersmuo siekia 30 mkm. Manoma, kad šie junginiai turėjo didelės reikšmės gyvybės atsiradimui Žemėje. Anglingų chondritų sudėtį lėmė laisvas vanduo, kuris pradžioje buvo meteorite greičiausiai ledo pavidalu. Tirpstant ledui ir vandeniui reaguojant su pirminiais mineralais (olivinu, piroksenais ir kitais), susidarė hidro ir filosilikatai ir kiti vandeningi mineralai, o pirminių organinių junginių hidrolizės metu susidarė amino rūgštys ir kiti sudėtingi organiniai junginiai (Roush, Cruikshank, 2004). Kasdien ant Žemės nukrenta apie 100-1000 tonų meteoritinės medžiagos. Tiesa, tai yra daugiausiai dulkės. Dulkės yra smulkios (256 Riedulynas Konglomeratas Blokas >256 Sąvartynas, nuobyrynas, kurumas Brekčija Riedulys 256-64 Gargždas Konglomeratas Blokas 256-64 Guralas, žabaras, skalda Brekčija Apvalainukas 64-2 Žvirgždas Gravelitas Smiltelė 2-1/16 Smėlis Smiltainis Aleurito dalelė 1/16-1/256 Aleuritas Aleurolitas Molio dalelė 8 m gylio, 4 m skersmens Jaronio duobė, staiga įgriuvusi 1957 m., buvo 10-12 m skersmens ir 14 m gylio, dabar pripildyta kritulių vandens Sufozija Požeminio vandens geologinė reikšmė Ekologinė reikšmė LEDYNAI IR JŲ VEIKLA Ledynas yra didelė kristalinio ledo ir susikristalizavusio sniego (firno) masė, susidariusi gamtoje iš atmosferos kritulių (daugiausiai kietų), esanti sausumoje (iš dalies šelfe), išliekanti ilgą laiką ir nuolatos (arba periodiškai) judanti, veikiant Žemės traukos (gravitacijos) jėgai Ledynai užima apie 16,2 mln. km2 arba 11% sausumos paviršiaus, o juose sutelkta 24 mln. km3 vandens arba 30 mln. km3 ledo. Ledynai susidaro virš sniego ribos. Tai riba, esanti tam tikrame aukštyje (skirtingame kiekvienoje Žemės vietoje), kur per metus iškrentančio ir ištirpstančio sniego kiekis yra lygus. Kitaip sakant, ledynai susidaro ten, kur sniego iškrenta daugiau, negu jo išgaruoja ar ištirpsta. Kaupiantis sniegui kalnų lomose ar slėniuose jis tankėja, kristalizuojasi ir virsta rupiu sniegu, sudarytu jau iš smulkių ledo grūdelių vadinamu firnu. Slėgio sąlygomis tie grūdeliai susilieja ir virsta vientisa ledo mase, vadinamu glečerių ledu. Iš 11 m3 sniego tokiu būdu susidaro 1 m3 ledo. Susikaupus didelei ledo storymei jos apačioje susidaro slėgis, dėl kurio ledas ima tekėti kaip plastinga medžiaga. Taigi ledyno judėjimo priežastis yra jo gebėjimas plastingai deformuotis ir slėgis, sukeliamas svorio jėgos. Ledynai gali būti įvairaus dydžio, formos ir jų susidarymo priežastys ir sąlygos gali skirtingos. Dažniausiai jie susidaro kalnuose ir slenka slėniais iki tokio aukščio, kur jų slinkimą kompensuoja tirpimas. Ten ledynas „sustoja“. Bet tai nereiškia, kad jis nebeslenka. Jis gali slinkti toliau, bet jo pakraštys stovi vietoje, nes ledas tirpsta tokiu pačiu greičiu, kaip ir atslenka. Pietų ašigalyje, ledynai dengia beveik visą Antarktidos žemyną ir netgi išplinta jo šelfe, susijungdami su jūrų ledynais. Kalnų ledynų ilgis yra labai įvairus. Didžiausi ledynai, kaip Fedčenkos Pamyre yra 75 km ilgio. Jo storis siekia 1000 m. Europoje didžiausi ledynai yra Norvegijoje. Čia Jostedalio ledyno plotas yra 943 km2. Grenlandijos ledo dangos plotas yra 2,2 mln. km2, o storis – iki 3400 m. Antarktidos ledyninės dangos plotas yra 13,9 mln. km2, o storis – iki 4000 m. Jei klimatas palankus, tai yra ilgą laiką iškrenta daug kritulių ir yra pakankamai žema temperatūra, ledynai gali išplisti tūkstančius kilometrų nuo pirminės maitinimo srities. Jie slenka todėl, kad ant ledyno paviršiaus ir nutolus nuo maitinimo srities kaupiasi sniegas, didėja jo storis ir susidaro pakankamas slėgis plastingam tekėjimui. Ledynai slenka įvairiu greičiu. Kalnų ledynai paslenka apie 1-4 m/parą, bet būna atvejų, kai greitis padidėja net iki 50, o trumpais laikotarpiais net iki 150 m/parą. Tokiu greičiu slinko ledyna Medvežij pamyre, 1963 metais. Tuo laiku jis oper trumpą laiką paslinko 6,5 km (Jakušova ir kt., 1988). Žemyniniai ledynai juda į vairiu greičiu. Vidutinis greitis yra 30-35 cm/parą, arba 100-130 m/metus (Bitinas, 2005). Bet kažkurie Grenlandijos ledynai slenka gerokai greičiau – iki 25 m/parą. Stebint dabartinius ledynus, tiek kalnų, tiek žemyninius Grenlandijoje ir Antarktidoje, matyti, kad ledo judėjimo greitis yra nevienodas. Yra atvejų, kai ledynas labai greitai paslenka nemažą atstumą, o po to vėl sulėtėja. Pastaruoju metu, paspartėjus Antarktidos ir Grenlandijos ledynų tirpimui, padidėjo ir jų slinkimo greitis. Ledynų susidarymo ir išnykimo, apledėjimų ir nuledėjimų priežastys dar nėra aiškios, nors yra keletas hipotezių, bandančių tai paaiškinti. Žemės istorijoje nustatyta keletas ledynmečių, tai yra laikotarpių, kai kalnų ledynai išplito dideliuose žemynų plotuose, be to įvairiuose žemynuose. Tokie apledėjimai vadinami pasauliniais arba globaliais. Tai žemės istorijoje įvyko ne kartą. Apie tai smukiau – klimato raidos skyriuje. Ledynų geologinė veikla Ledynų geologinė veikla yra įvairialypė. Pirmiausiai jie ardo paviršių, kuriuo slenka. Kalnų ledynai, slinkdami slėniais, gremžia ne tik jų dugną, bet ir šonus. Tai vadinasi egzaracija. Beje, paviršių po ledynu ardo ne tik pati ledo masė, bet ir vanduo, esantis po juo. Tas vanduo gali susidaryti dėl gelmių šilumos kaupimosi po ledynu, kurią jis atspindi ir neleidžia išsisklaidyti atmosferoje, dėl ledo trinties į paviršių, kuriuo jis slenka, pagaliau, tai gali būti vanduo plyšiais nutekėjęs nuo ledyno paviršiaus. Veikiamas didelio slėgio vanduo vietomis, ypač ledyno pakraštyje susitelkia į srautus kurie gali išplauti gilius slėnius po ledyno kūnu ar jo pakraštyje. Kartu ledynai perneša ir didelį kiekį suardytų uolienų, nuo riedulių iki molio dalelių. Ta medžiaga daugiausiai nešama pačiame ledyno kūne - jo viduje, lede ir ledyno paviršiuje. Toje vietoje, kur ledyno pakraštys „sustoja“ ledyno atnešta medžiaga kaupiasi. Jau minėjome, kad ledyno „sustojimas“ yra sąlyginė sąvoka. Tai reiškia, kad ledyno slinkimą atstoja (kompensuoja) jo tirpimas. Kitaip sakant ledynas slenka pirmyn, bet maždaug tokiu pat greičiu ir tirpsta. Tokiu atveju, palei ledyno kraštą susidaro tirpsmo medžiagos sankaupos - jos krūvos, kalvos, pylimai, o žemyninių ledynų atveju – ištęsti kalvynai. Tokios neišrūšiuotos ledyninės nuogulos - priemolis, priesmėlis, gargždas ir rieduliai vadinamos moreninėmis arba tiesiog morena. Bet tuo medžiagos pernešimas nesibaigia. Tirpstant ledynui, jo paviršiumi, po ledynu, palei jo pakraštį ir tolyn nuo jo plūsta gausūs tirpsmo vandenys. Jie ne tik nuneša didelį kiekį medžiagos tolyn nuo ledyno pakraščio, bet ir ją išrūšiuoja. Tokiu būdu, tolstant nuo pakraščio klostosi gargždas, smėlis ir jų mišinys – žvyras. Toliau vyrauja smėlio nuogulos. O dar toliau net šimtus kilometrų nuo ledyno pakraščio vėjas nuneša smulkiausias daleles ir sukloja lioso klodus. Prieledyniniuose ežeruose, kurie šaltame klimate ilgam užšala, nusėda pačios smulkausios - molio daleles. Čia susikloja juostuoti moliai – varvos. Atskirų rūšių ledyninės nuogulos sukloja ir tam tikras paviršiaus formas. Moreniniai priemoliai sudaro kalvynus, žvyrynai – banguotas lygumas, o smėlį vėjas supusto į kopas ir barchanus. Ledyno tirpsmo vandenų srautai (jie vadinami urštromais) išgraužia plačius slėnius, kuriuos dažnai paveldi poledynmečio upės, o moreniniuose tarpukalviuose, kurie mažai laidūs vandeniui susikaupia ežerai. Tokiu būdu ledynas kuria ir paviršių, jo pavidalą. Kalnų ledynai irgi sukelia panašius procesus ir reiškinius, klosto panašias nuogulas, kaip ir žemyniniai ledynai, tik mažesniu mąstu. Be to, kalnų ledynai maitina upes, kurios teka toli priekalnių lygumose, net ir per dykuminius plotus, kurie kitu atveju būtu bevandeniai. Pavyzdžiu, iš Himalajų išteka didžiosios Indijos upės, o Pamyro kalnuose prasideda Vidurinė Azijos upės – Syr darja ir Amu darja, drėkinančios Karakumų dykumą. Žemyniniai ledynai, kurių storis siekia kelis kilometrus, per dešimtis tūkstančių metų savo svoriu įspaudžia litosferą į plastingą astenosferą. Pavyzdžiui Grenlandijos vidurys, kur ledo danga viršyja 3 km, vietomis yra žemiau vandenyno lygio. Jei ledynai ištirptų, Grenlandija imtų kilti atstatydam pusiausvyrą. Toks kilimas vadinama izostaziniu. Jis vyko ir tebevyksta Skandinavijos pusiasalyje po paskutinio apledėjimo, pasibaigusio prieš 9-10 tūkstančių metų. Dabar jo greitis siekia apie 1 mm/metus. Izostazinis kilimas savo ruožtu sukelia įtampas plutoje ir žemės drebėjimus, tiesa, nestiprius, bet pradžioje gana dažnus. Na ir dar viena svarbus reiškinys, susijęs su žemynų apledėjimais, tai – vandenyno lygio kritimas susikaupus dideliam kiekiui vandens ledo dangose ir klimato pasikeitimas. Tiesa, šioje reiškinių grandinėje nelengva atskirti priežastį nuo pasekmės, nes apledėjimas irgi gali prasidėti dėl klimato pasikeitimo. Kaip minėjau čia nėra vieno viską paaiškinančio meodelio, bet neabejotinai tie reiškiniai yra susiję. Na ir vėlgi nėra abejonių, kad visi su apledėjimais susiję reiškiniai yra labai svarbus ekologinis veiksnys, tiek biosferai apskritai, tiek žmogui. Juk žmogus atsirado kaip tik pastarųjų didžiųjų apledėjimų laikotarpiu., nos priežastinis ryšys tarp šių dviejų reiškinių rhgi nėra nustatytas. Virš sniego ribos yra ledynų kaupimosi (akumuliacijos) juosta, o žemiau – tirpimo (abliacijos ) Dropstounai - grimzduoliai Ledo dangos Tai dideli kepalo pavidalo ledynai, Žemyniniai ledynai Ledynų geologinė veikla • Ekzaracija • Ardymo medžiagos pernešimas • Ledyninių nuogulų sudarymas • Paviršiaus formavimas • Glaciotektonika ir deformacijos • Upių veiklos skatinimas • Vandenynų lygio kritimas Ledyninės galcialinės nuogulos: Morenos: priemolis, priesmėlis; Fliuvioglacialas: smėlis, žvyras. Zandrai; Limnoglacialinės nuogulos – varvos. Darinių morfologiniai-genetiniai tipai, tai yra jų sudaromos paviršiaus formos: kraštiniai dariniai: moreninės kalvos ir kalvų grandinės (aukštumos), ozai (eskerai), keimai, drumlinai. Fliuvioglaialinės lygumos AMŽINASIS ĮŠALAS IR KRIOGENINIAI REIŠKINIAI Amžinuoju įšalu vadinamos tos vietos Žemės plutoje, kur neigiama, žemiau 0oC teperatūra išsilaiko ilgiau, nei dvejus metus. Įšalo plotai užima 22,79 mln. km2, arba 24 proc. šiaurinio pusrutulio žemynų paviršiaus. Amino įšalo plotai vadinami kriosfera arba kriolitozona (nuo graikiško „krios“ – šaltis). Jie, nors ir ne ištisiniai siekia nuo šiaurinės Grenlandijos iki Himalajų 26° šiaurės platumoje (Zhang ir kt. 1999), bet labiausiai paplitęs tarp 60o ir 68o šiaurės platumos lygiagrečių. Daugiausiai tokių plotų rytų Azijoje, Sibire ir vakarinėje Šiaurės Amerikos žemyno dalyje – kanadoje, Aliaskoje. Piečiau žymūs amžinojo įšalo plotai yra tik kalnuose, ypač Tibete. Daugelyje vietų, ypač pietinėje išplitimo dalyje, amžinasis įšalas paplitęs ne ištisai, o atskirais plotais – „salomis“. Amžinojo įšalo gylis yra įvairus. Pietiniuose, „salinio“ paplitimo plotuose jis svtyruoje nuo keliolikos iki 50-100 metrų. Šiauriau, ištisinio palktimo plotuose įšalo storis yra keli šimtai metrų, iki 1500 m. Didelį gylį, iki 1000 metrų jis asiekia ir kalnuose, pavyzdžiui Altajaus. Amžinojo įšalo plotuose vyksta tam tikri geologiniai procesai. Vienas jų yra šalčio daugiakampių (poligonų) susidarymas. Amžiasnsis įšalas yra svarbus aplinkos elementas. Ten kur jis išplitę tam tikri gamtovaizdžiai susidaro ypatingos ūkinės veiklos sąlygos. Ypač sudėtingos čia statybos – pastatų, kelių, dujotiekių. Metano ir kitų angliavandenilių hidratai amžino įšalo plotuose. http://nsidc.org/sotc/permafrost.html JŪRŲ IR VANDENYNŲ VEIKLA Pagrindiniai vandenyno būklę nusakantys dydžiai, yra: vandens sudėtis, temperatūra tūris, vandens lygis, ir vandens judėjimas (cirkuliacija) jo krantų padėtis ir dugno sandara (geometrija), (Smithson, Adams ir kt., 2002). Vidutinis druskų kiekis yra apie 35 g/l, arba 35‰, bet atskirose vietose jis būna kiek kitoks. Paviršiaus sluoksnyje, maždaug iki 200 metrų, druskingumas svyruoja nuo 32 iki 37‰. Taip yra dėl klimato skirtumo. Druskingumas yra skirtingas ir uždaresnėse šelfo jūrose. Vėsaus klimato ruožuose, kur įteka daugiau upių druskingumas būna mažesnis. Pavyzdžiui paviršiaus sluoksnyje Baltijos jūroje jis yra 3-6‰, Juodojoje – 17-18‰. Priešingai, šilto klimato ruožuose jis gali būti gerokai didesnis. Pavyzdžiui Raudonojoje jūroje druskingumas siekia 43‰. 99 proc. vandenynų vandenyje sudaro 11 elementų: Cl, Na, Mg, K, Ca, Si, Cu, Zn, Co, Mn, Fe. Vyraujančių elementų rinkinys yra toks, kaip ir Žemės plutoje, nes dauguma jų yra plutos ardymo produktai, tačiau jų kiekiai yra kitokie. Pagrindinės cheminės medžiagos, šiuo metu esančios vandenynų vandenyje yra šios: Anijonai: Cl- – 19,3 g/ltr;– SO4 - 2.7; HCO3 – 0,1412 Katijonai: Na+ - 10.7; Mg+ - 1.3; Ca+ - 0.42; K+ - 0.399; kiti 0.2 g Šie jonai sudaro junginius, tarp kurių vyrauja chloridai – 89,1%. Iš jų: NaCl – 77,8%, MgCl2 – 9,3%, KCl – 2%. Sulfatų yra – 10,1%, iš jų: MgSO4 – 6,6%; CaSO4 – 3,5%, o karbonatų - 0,56% Vandenynų vandenyje yra tiek druskos, kad ji galėtų padengti visų žemynų paviršių 1,5 metrų storio sluoksniu. Be to vandenyno vandenyje yra ištirpusių dujų: CO2, O2, H2S. СO2 kiekis yra apie 45 cm3/ltr. Iš šio kiekio apie pusė yra ištirpusio vandenyje. Jo kiekis svyruoja priklausomai no temperatūros, bangavimo ir kitų reiškinių. Karštame klimate paviršiniame sluoksnyje CO2 tirpumas sumažėja, jo daugiau išsiskiria į atmosferą ir, priešingai, į nuosėdą iškrinta dalis Ca karbonato. Vandenyno vandenyje yra ir daugybė gyvų organzmų – augalų ir gyvūnų, kurie yra skirstomi į nektoną, planktoną, ir bentosą. Keičiantis žemynų dydžiui, jų paviršiaus sudėčiai, nuoplovos spartai, vulkanizmo intensvumui, keičiasi ir vandenyno druskingumas, bei ištirpusių vandenyje medžiagų sudėtis. Tačiau geologinio laiko mąstais vandens sudėtis labai greitai suvienodėja dėl srovių, bangavimo, potvynių atoslūgių. Druskų kiekis vandenyje yra reguliuojamas tam tikrų procesų, kurių metu dalis jų yra pašalinama ir palaikomas gana vienodas jų kiekis vandenynų vandenyje. Druskos pašalinamos kontinentinio šelfo jūrose, ypač tose, kurios įsiterpia giliai į žemyną karšto, sauso klimato juostose. Šių jūrų pakraščiuose susidarančios lagūnos, užutekiai, įlankos, yra druskų nusėsdintuvai. Garuojant vandeniui jų koncentracija didėja, kol prisisotina ir jos pradeda klostytis dugne. Tokiu būdu gali susidaryti stori druskų sluoksniai, kurie gali būti uždengti kitais sluoksniais, palaidoti, nugramzdinti. Tokiu būdu didelė dalis vandenyno druskų yra “išimama iš apyvartos”. Vandenyno vandens tankis ir temperatūra yra skritingi įvairiame gylyje. Čia galima išskirti keletą sluoksnių. Paviršinis sluoksnis, iki 100-200 metrų dėl tiesioginio Saulės spinduliavimo poveikio yra šilčiausias. Temperatūra čia svyruoja nuo 0 iki 30oC, o vidutiniškai yra +17oC. Tarp 100 ir 500 metrų temperatūra staigiai krinta ir giliau yra apie -1 - +5oC. Vandenynas yra labai judri, kitaip sakant dinamiška sistema. Vandenyno paviršius yra nelygus dėl gravitacinės jėgos skirtumų. Lyginant su vidurkiu, žemiausios vietos yra maždaug 120 cm žemiau, o aukščiausios – 80-90 cm aukščiau. Jo vanduo nuolatos juda bangavimo, potvynių-atoslūgių ir srovių pavidalu. Vandenyno lygis nuolatos kinta. Tas kitimas būna dėl bangavimo, potvynių atoslūgių, vandens kiekio vandenyne kitimo ir tektoninių procesų. Tektoniniai procesai sukelia ilgalaikius vandenyno geometrijos, tai yra jo ploto, gylio, krantų padėties pakitimus. Jie vyksta dėl litosferos plokščių judėjimo, kontinentų susijungimo, izostazinio žemynų kilimo nuardant kalnynus, nutirpstant ledynams ir kitų ilgalaikių procesų, kurie matuojami milijonais metų. Vandenyno lygio svyravimas ir jo kranto padėties kitimas dėl vandens kiekio jame kitimo, vadinamas eustatiniu. Eustatiniai lygio svravimai vyksta dėl kelių svarbiausių priežasčių. Viena jų tai klimato kitimas. Jei vidutinė temperatūra Žemėje pakiltų vienu laipsniu, vandenyno lygis pakiltų 0,8 m vien dėl vandens terminio plėtimosi. Kartu pašiltėjimas sukelia ledynų, sniego, amžinojo įšalo tirpimą. Tai yra dar svarbesnis vandenyno vandens lygio veiksnys, ypač ledynmečiais. Kai žemynuose susikaupia didelis kiekis ledo, vandenyno lygis nukrenta dešimtis metrų. Ir atvirkščiai, pašiltėjimo laikotarpiais, kai ledynai ima tirpti vandenyno lygis kyla. Per pastaruosius 125 tūkst. metų, paskutinio apledėjimo metu, eustatinis vandenyno lygio svyravimas buvo +-135-165 metrai. Jei likę žemyniniai ledynai ištirps, vandenyno lygis pakils dar 60-80 metrų. Šis kitimas gali būti labai greitas. Tirpstant ledynui, tarp 15 ir 12 tūkstančių metų vandenyno lygis pakilo nuo -130 iki -60 metrų, o atskirais laikotarpiais siekė 20 metrų per 1000 metų (Smithson, Adamson, 2002, p.215). Šiuo metu ledynai gana sparčiai tirpsta. Apskaičiuota, kad tarp 2002 ir 2006 metų Grenlandijos ledynai prarasdavo nuo 192 iki 258 milijnų tonų per metus. Dėl to vandenyno lygis kas metai pakyla po 0,5 mm (Murray, 2006). Jei tai tęsis ilgiau, gali žymiai pakilti vandenyno lygis ir pasikeisti jo druskingumas. Bangavimas yra vandens paviršiaus svyravimas, sukeliamas vėjo ar kitų veiksnių. Vėjo sukeltos bangos gali siekti keliasdešimt metrų. Patikimai nustatytas bangos aukščio rekordas yra 34 m, o nevisiškai patikimais duomenimis bangos gali būti iki 40 m. Baltijoje didžiausias bangų aukštis yra 12 m. Bangas sukelia daugiausiai vėjas, bet jos gali susidaryti ir dėl žemės drebėjimo ar ugnikalnio išsiveržimo. Tai ypatingos bangos – cunamiai. Potvyniai ir atoslūgiai yra periodiškas, tai yra dėsningai pasikartojantis vandenyno lygio svyravimas. Jis vyksta dėl Saulės ir Mėnulio traukos. Labjausiai potvynius veikia Mėnulis, kuris, sukdamasis aplink Žemę traukia vandenyno vandenį. Veikiant Mėnuliui potvyniai keičiasi atoslūgiais kas 6 val. 20 minučių. Saulė, nors ir silpniau, irgi veikia vandenyno lygį, todėl potvyniai yra didžiausi, kai Saulė ir Mėnulis būna vienoje linijoje ir jų traukos jėgos kryptis sutampa. Taip yra per pilnatį ar jaunatį. Tokia padėtis vadinama sizigija. Priešigai, povynio ir atoslūgio amplitudė yra mažiausia, kai Mėnulio ir Saulės traukos kryptys sudaro 90o kampą. Todėl potvynio amplitudė žymiai svyruoja ir pakyla iki 18 metrų. Srovės tai vandenyno vandens kryptingas judėjimas. Jis vyksta vandens paviršiniame ar priedugnio sluoksnyje horizontalia kryptimi ir visoje vandens storymėje – vertikalia kryptimi. Srovės susidaro dėl įvairių priežasčių: Saulės įšildymo, vėjo, svorio jėgos, Žemės sukimosi išcentrinės jėgos, vandenyno lygio nevienodumų; potvynių ir atoslūgių, druskingumo, slėgio ir temperatūros skirtumo įvairiose vandenyno dalyse ir įvairiame gylyje. Vėjas dėl oro srovės trinties į vandens paviršių sukelia spaudimą ir vandens judėjimą, kurio greitis yra 3-5 proc. nuo vėjo greičio. Šios srovės apima tik paviršinį sluoksnį iki 50-100 metrų (Smithson, Addison, 2002). Didelį vaidmenį čia vaidina sezoniniai, ilgai viena kryptimi pučiantys vėjai – musonai. Šiltesnis ir mažesnio tankio Ramiojo ir Indijos vandenynų vanduo teka į Atlanto vandenyną, įsijungdamas į Golfo srovę. Srovių dydį, stiprumą ir padarinius, be kitko veikia žemynų išsidėstymas ir Koriolio jėga. Koreolio jėga veikia kiekvieną kūną, judantį arti Žemės paviršiaus ir verčia jį šiauriniame pusrutulyje nukrypti į dešinę, o pietiniame – į kairę. Visos tos priežastys veikia vienu metu ir srovės yra jų bendro veikimo pasekmė. Vienos srovės perneša šaltesnį vandenį iš aukštesnių platumų į žemesnes. Jos vadinamos šaltosiomis. Tai, pavyzdžiui, Kanarų, Bengalijos, Kalifornijos, Peru (Humbolto). Kitos, priešingai, šiltą vandenį plukdo į šaltesnius plotus. Tai - Golfo, Brazilijos, Kurosivo, Rytų Australijos. Srovės, nors teka letai ir užgriebia tik ploną vandenyno sluoksnį, perneša daug vandens ir šilumos. Todėl jos yra labai svarbus klimato veiksnys. Pavyzdžiui, Golfo srovė (ties Bostonu) perneša iki 150 milijonų m3/s vandens, vidutiniu 1,5 m/s greičiu. Kurosivo srovė ties Japonija plukdo 46x106 m3 vandens, 1,7 km/sek greičiu (Smithson, Adams ir kt., 2002). Golfo srovė tiesiogine prasme šildo šiaurės vakarų Europą. Dėl to, pavyzdžiui, Tromsio mieste esančiame Norvegijos šiaurėje, toli už speigiračio, žiemos temperatūra retai nukrenta žemiau -10oC, o žemiausia bet kada nustatyta temperatūra tebuvo -17oC. Tuo tarpu toje pačioje platumoje Grenlandijoje niekada nenutirpsta sniegas, o keliai šimtais kilometrų piečiau, Suomijoje ant pat speigiračio esanti Sodankylos observatorija kiekvieną žiemą nustato temperatūrą žemiau -50oC. Srovės susidaro tam tikroje geologinėje aplikoje. Pavyzdžiui, Golfo srovė atsirado, kai Atlanto vandenynas išplatėjo nemažiau, kaip per 1500 km. Kartu pasikeitus geologiniaims veiksniams jos gali keisti savo padėtį. Srovėės permaišo apie 10 proc. vandenyno tūrio. Termohalininė cirkuliacija permaišo apie 90 proc. vandenyno tūrio. Geologiniai procesai vykstantys vandenynuose Svarbiausius geologinius procesus, vykstančius vandenynuose galima suvesti į jau pažįstamą triadą – ardymas-pernešimas-klostymas. Ardymas Ardymas arba abrazija vyksta vandenyno krantuose ir šelfo povandeniniame šlaite. Bendras vandenyno krantų ilgis yra apie 460 000 km, o ardomi krantai sudaro apie 150 000 km arba apie 30% viso krantų ilgio. Ardymas vyksta daugiausiai dėl bangavimo. Bangų smūgių jėga štormų metu siekia 30-40 tonų/m2. Daugiausiai ardomi kylantys ar iškilę krantai, tiesiogiai veikiami bangų. Tokiu būdu į vandenyną nuolat pakliūna didžiuliai kiekiai nuolaužinės medžiagos, kuri čia pernešama, paskirstoma ir suklostoma. Pernešimas. Pernešimas vandenyne vyksta daugiausiai išilgai kranto, kur svarbiausias veiksnys yra priekrantės srovės. Dalis medžiagos dėl bangavimo ar kitos krypties srovių nunešama toliau nuo kranto, kaupiasi šelfo pakraštyje ir čia laikas nuo laiko nuslenka jo povandeniniu šlaitu žemyn į šelfo pašlaitę. Povandeninės nuošliaužos būna labai didelio mąsto. Jų metu susidaro povandeniniai purvo srautai, kurie ne tik perneša daug medžiagos, bet ir ardo šelfo šlaitą, išvagoja jį griovomis, o pašlaitėje, ypač subdukcijos loviuose suklosto kilometrines nuogulų storymes. Nusėdimas (sedimentacija) Vandenynas yra galutinė žemynų ardymo produktų “talpykla” į kurią juos suneša upės, vėjas, ledynai, ugnikalniai, ypač povandeninių išsiveržimų metu. Atskirų šių medžiagos šaltinių indėlis absoliutiniais ir santykiniais kiekiais parodyti ….lentelėje. …. lentelė. Vandenyno nuogulų medžiagos šaltiniai (E.Trimonis, 2002). Medžiaga Kiekis, mlrd. tonų/metus Upių kietosios sąnašos 18,53 Upių vandenyje ištirpusi medžiaga (karbonatai, silikatai, kt.) 1,2 Krantų ardymo medžiaga 0,9 Ledynų medžiaga 1,5 Vėjo sąnašos 2 Ugnikalnių (piroklastinės) sąnašos 1,7 Augalų ir gyvūnų (biogeninės) liekanos 1,8 Chemogeninė medžiaga 0,2 Kosminės dulkės, meteoritai 0,01 Viso: 27,84 Įvairios kilmės, sudėties ir rupumo nuogulos dėsningai pasiskirsto vandenyne, priklausomai nuo čia veikiančių geologinių veiksnių ir procesų. Nuogulos pagal padėtį: Priekrantinės arba litoralinės Šelfo arba sublitoralinės Žemynų šlaito bei pašlaitės arba hemipelaginės nuogulos Vandenynų guolio giliavandenės arba pelaginės nuogulos Priekrantinės arba litoralinės nuogulos Tai nuogulos, kurios susidaro priekrantės ruože, kuris laikinai padengiamas vandeniu per potvynius. Ji yra tarp kanto linijos ir siziginio atoslūgio ribos. Čia stipriai veikia bangos ir potvynių ir atoslūgių srovės. Tai sudaro sąlygos upesnių nuogulų klostymuisi ir jų išsiskirstymui (diferenciacijai). Priekrantėje susidaro pakrantės pylimas, sudarytas iš rupių nuogulų, daugiausiai gargždo, riedulių, žvirgždo ir povandenininiai smėlio pylimai nedideliame 4-6 metrų gylyje. Jie keičia savo padėtį ir gali susijungti su kranto pylimu. Pakrantėje dažnai susidaro tam tikra akumuliacinė forma – baras. Tai smėlio, žvirgždo, gargždo juosta, kurios plotis gali būti iki 20-30 km, o ilgis – kelis šimtus kilometrų. Barai dažnai atskiria nuo jūros lagūnas. Lagūnas atskiria ir nerijos, kurios susidaro tose vietose, kur krantas daro staigius vingius į žemyno pusę ir yra kitos palankios sąlygos. Krantai kuriuos sudaro barai ir nerijos sudaro apie 13% visų krantų Ilgiausia nerija yra Meksikos įlankos teksaso paktrantėje. Jos ilgis – 180 km, plotis iki 7 km. Kuršių nerija yra 98 km ilgio ir iki 4 km pločio. Ji susidarė tarp 5,5 ir 2 tūkstančių metų, stumiantis smėlio pylimui nuo Sambijos kyšulio. Smėlis buvo nešamas vyraujančių ŠR krypties priekrantės srovuų, o jį sulaikė buvęs toje vietoje moreninis gūbrys. Lagūnose sedimentacija vyksta kitaip negu jūroje, priklausomai nuo jų dydžio ir klimato. Karštame klimate čia gali klostytis druskos (evaporitai). Žemuose akumuliaciniuose jūrų ir vandenynų krantuose susidaro maršai. Karšto klimato juostose čia auga mangrų miškai, klostosi dumblai, turintys daug organinės medžiagos. Panašioje geografinėje aplinkoje ankstesniais laikotarpiais susidarė anglies klodai Šelfo arba sublitoralinės nuogulos Jos klostosi ruože, tarp siziginio atoslūgio ribos ir maždaug 200 m gylio. Čia irgi didelį vaidmenį vaidina bangos, vyksta medžiagos išsiskaidymas į įvairios sudėties ir rupumo nuogulas pagal grūdelių dydį. Nuogulų rūšys priklauso nuo prinešamos arba ardymo metu patenkančios į jūrą medžiagos ir jos klostymosi sąlygų, krias lemia kranto pobūdžio, povandeninių srovių ir kitų Terigeninės nuogulos paplitę arčiau kranto, mažesniame gylyje. Čia vyksta jų išsiskaidymas pagal grūdelių dydį. Nuogulų rūšys priklauso nuo prinešamos arba ardymo metu patenkančios į jūrą medžiagos ir jos klostymosi sąlygų – kranto pobūdžio, povandeninių srovių ir kitų veiksnių. Čia klostosi ir organogeniniai dariniai: kriauklėklintis, organogeninis smėlis, koraliniai rifai ir jų ardymo produktai. Koraliniai rifai: kranto, barjeriniai, atolai.. Koralų gyvenimo sąlygos: vandens ToС=18-35; gylis 450 35,5 175 73 ~600 128 357 368 600 000 300 000 Smėlis ir žvyras 18000 90000 Anglis 3640 101 900 Nafta 3560 812 300 Lignitas 882 12300 Geležis 662 16400 Akmens druska 213 4500 Gipsas 105 1500 Mineralinis ir stalo vanduo 89 22000 Fosfatai 44 3000 Daugumos naudingųjų iškasenų ištekliai yra neatsistatantys. Prognozuojama, kad dabar surasti daugumos naudingųjų iškasenų ištekliai išseks per keletą dešimtmečių. Išimtis yra aliuminis, kurio pagrindinės rūdos – boksitų užteks dar bent 300 metų, geležis – 120 metų, anglis. Tiesa įvairių autorių prognozės gerokai skiriasi ir tai rodo, kad jos yra netikslios. Jos remiasi dabartiniais ekonominiais rodikliais, nepakankamai atsižvelgia į žmogaus galimybes tiek ieškant naujų išteklių, tiek juos įsisavinant. Pavyzdžiui, jau minėjome lad dideli metalų ištekliai yra vandenyno dugne konkrecijų pavidalu. Šiandien jų gavyba dar nevyksta ir neįmanoma tike technologiniu, tiek ekonominiu požiūriu, tačiau, neabejotinai ateityje ji vyks. Naudingųjų iškasenų gavybos srityje techninė ir technologinė pažanga irgi labai didelė, tik gal apie ją mažiau žinoma. Čia atsiranda tam tikra globalizacijos forma, kai naudingųjų iškasenų gavyba tampa tarptautine, nepaisant to, kad priklauso atskiroms valstybėms. Tai pasireiškia tuo, kad licencijas gavybai gauna transnacionalinės bendrovės, kurios pajėgios investuoti į technologijų kūrimą ir jų diegimą. Tuo pačiu tarptautinį pobūdį įgyja ir produkcijos paskirstymas, jų kainų reguliavimas. Tai jau dažnai daroma politinėmis priemonėmis, nes jokia pasaulio valstybė neturi visų jai reikalingų naudingųjų iškasenų. Bet kuriuo atveju daugumos naudingųjų iškasenų, ypač metalų ištekliai yra riboti, todėl labai svarbu juos naudoti racionaliai, vengti išsklaidymo, siekti pakartotino panaudojimo. Nėra vien fantastika ir kosminių žaliavų išteklių esančių kituose kosminiuose kūnuose naudojimas. .....lentelė Numatomas dabartinių naudingųjų iškasenų išteklių išeksploatavimo laikas Naudingos iškasenos Išteklių išeksploatavimo 50 proc. metai (Jurgaitis, 2005) Išteklių išeksploatavimo 100 proc. metai (Jurgaitis, 2005) Išteklių išeksploatavimo trukmė metais (Marshak, 2001) Nafta 2014 2028 Dujos 2013 2026 Anglis 2075 Geležis 2042 2064 120 Manganas 2075 70 Chromas 2042 2064 75 Aliuminis (boksitai) 2075 330 Varis 2019 2034 65 Nikelis 2012 2025 75 Švinas 2012 2025 20 Cinkas 2011 2023 30 Alavas 2015 2032 Kobaltas 2072 50 Stibis 2032 2054 Sidabras 2009 2020 Auksas 2006 2014 30 Platinoidai 2052 45 Deimantai 2007 2017 Fosfatai 2037 2059 Kalio druskos 2067 LIETUVOS IŠŽVALGYTŲ NAUDINGŲJŲ IŠKASENŲ IŠTEKLIAI (1997 m. sausio 1 d.)    Naudingoji iškasena Telkinių skaičius Ištekliai  Nafta, mln. t. 10 4.7  Gydomosios durpės, mln. m3 4 1.1  Durpės, mln. t. 64 127.6  Sapropelis, mln. t. - -  Klintys, mln. t. 4 317.3  Dolomitas, mln. t. 7 104.5  Opoka, mln. t. 1 33.8  Anhidritas, mln. t. 1 81.6  Kreidos mergelis, mln. t. 2 4.8  Molis, mln. t. 52 91.5  Smėlis ir žvyras, mln. t. 425 668.1    iš jų:         monomineralinis kvarcinis smėlis, mln. m3 1 4.9     smėlis silikatiniams dirbiniams, mln. m3 10 75.9     smėlis cemento gamybai, mln. m3 3 1.8     smėlis molio liesinimui, mln. m3  12 10.9     statybinis smėlis, mln. m3 97 68.1     žvyras, mln. m3 302 506.5     Šaltinis: Gamtiniai ištekliai ir aplinkos apsauga 1996 m. Statistikos departamentas. Vilnius, 1998.     Požeminis vanduo Geriamasis gėlas - vanduo, kuris atitinka valstybės standartą arba tinka tokiam vandeniui paruošti; Mineralinis – vanduo turintis įvairesnių mineralinių medžiagų, negu geriamas gėlas ir pasižymi tam tikru fiziologiniu poveikiu; Pramoninis – sūrymai ir mineralizuoti vandenys, iš kurių įmanoma ekonomiškai išgauti cheminius elementus ar jų junginius Gamybinis – vanduo, nepriskirtas aukščiau išvardintoms rūšims ir tinkamas naudoti pramonėje... Gėlas vanduo Gėlas vanduo sudaro vos 3% viso paviršinio ir priepaviršinio, tai yra nuosėdinėje storymėje slūgsančio vandens, apie 40 mln. km3 (Fischer, 2000; Juodkazis, Paukštys, 2005). Iš to kiekio apie 77,5% sudaro ledynai, sniegynai ir poliariniai ledai, 22% - požeminis vanduo ir 0,5% paviršinis žemynų vanduo, tai yra upės ir gėli ežerai. Šis vanduo, ypač požeminis, upių ir ežerų vanduo yra gyvybiškai svarbūs gamtos ištekliai, kuriuos galėtume pavadinti fiziologiniais ar ekologniais, ne jie reikalingi tiesiogiai mūsų organizmo veiklai ir maisto gamybai. Be to vanduo yra pagrindinis mikrolelmentų šaltinis, kurie taip pat yra fiziologiškai būtini, nes esant jų trūkumui (kartais ir pertekliui) oranizmas suserga ir gali žūti. Vandens ištekliai yra atsinaujinantys. Tiek upės ir ežerai, tiek požeminis vanduo nuolat pasipildo lietas ir sniego tirpsmo vandeniu, kuris, savo ruožtu, didele dalimi yra vandenyno garavimo išdava. Tačiau dėl klimato kitimo Žemėje ar atskirose jos vietose gėlo vandens kiekis gali kisti. Jo mažėja ir dėl per didelio vartojimo, neatsižvelgiant į esamus išteklius ir jų kitimą arba dėl jo užteršimo. Gėlo vandens ištekliai atskirose valstybėse ar regionuose apibudinami santykiniu rodikliu kuris rodo kiek vandens tenka vienam gyventojui per metus, atsižvelgiant į jų atsinaujinimo galimybes (Juodkazis, Paukštys, 2005). Mažiausia dar patenkinama arba ribine šio rodiklio reikšme laikomas kiekis yra 2000 m3 gėlo vandens žmogui per metus. Kritine, nepatenkinama riba yra kiekis 1000 m3. Pagal šį rodiklį vandens ištekliai Žemėje pasiskirstę labai netolygiai. Kai kuriose valstybėse jo yra 180-170 tūkst. m3, pavyzdžiui Kanadoje. Tuo tarpu kai kuriose Afrikos ir Azijos šalyse jo yra tik apie 200-300 m3 vienam gyventojui per metus. Apskritai apie 35% žmonių gyvena tokiose vietose, kur gėlo vandens kiekis mažesnis už ribinį. Bendra, pasaulinė tendencija yra tokia, kad vandens suvartojimas didėja, ne tik absoliutine išraiška, bet ir santykinai, vienam žmogui, o jo ištekliai mažėja. Jei ji išsilaikys, tai 2025 metais vandens stygių jaus du trečdaliai žmonijos, o 2050 metais tai gali tapti globaline problema. Mažinti šią bėdą pirmiausiai reikia saikingai naudojant turimus išteklius ir saugant juos nuo išsekimo ir užteršimo. Užteršimas yra labai didelė grėsmė ypač neturtingose, trečiojo pasaulio valstybėse. Tai pirmiausiai pasakytina apie paviršinį ir gruntinį ai yra neapsaugotą iš viršaus vandeningą horizontą. Yra ir kiti būdai papildyti gėlo vandens išteklius. Tam tikslui galima gėlinti vandenyno ar kitokį sūrų vandenį. Turtingesnės šalys, pavyzdžiui Jungtiniai Emiratai kuria planus atsivežti ledo iš Antarktidos ar Grenlandijos. Visa tai įmanoma, bet brangu, tačiau tai realus gėlo vandens rezervas ateičiai. Geoterminė energija Geoterminės arba žemės gelmių šilumos susidarymas ir šaltiniai apibudinti ....skyriuje. Gelmių šilumą galima panaudoti bet kurioje vietoje, jei tai yra ekonomiškai tikslinga. Ekonominis tikslingumas priklauso nuo geologinų sąlygų - šiluminio srauto ir geoterminio gradiento dydžio, nuo ekonominės padėties, daugiausia tai angliavandenilinio kuro kainų nuo atstumo iki vartotojų ir kitų rodiklių, tarp kurių yra svarbūs ir psichologiniai bei politiniai veiksniai. Geriausios geologinės sąlygos geterminės energijos naudojimui yra šiuolaikinio vulkanizmo vietose - karštų taškų, subdukcijos zonų, žemynų riftų plotuose. Čia gelmės labiausiai įkaitę, nes arčiausiai paviršiaus yra magmo židiniai, nuo jų kyla karšto vandens (hidrotermų) srautai. Todėl didžiausi ir šiuo metu labiausiai naudojami šiluminės energijos ištekliai yra tokioje geologinėje padėtyje esančiose šalyse: Islandijoje, Filipinuose, Indonezijoje, Naujojoje Zelandijoje, JAV vakarinėse valstijose – Kalifornijoje, Aliaskoje ir kitose, Rusijoje (Kamčiatkoje, Kurilų salyne), Japonijoje, Italijoje. Dideli ir prieinami geoterminės energijos ištekliai yra ten, kur Žemės pluta yra plona, o mantija yra iškilusi, pavyzdžiui Vengrijoje, Rumunijoje esančiose Pagonijos įduboje. Ekonominės sąlgos pirmiausiai priklauso nuo anliavandenilinio kuro ir kitų alternatyvių energijos rūšių kainų. Kuo brangesnė nafta, tuo patrauklesnė ekonomiškai yra geoterminė energija. Tai ypač svarbu ten, kur geoterminiai ištekliai nėra labai dideli arba jų paėmimas yra sudėtingesnis. Be to geoterminės energijos panaudojimo lygį veikia ir politiniai bei psichologiniai-moraliniai veiksniai. Prie politinių galima priskirti kiekvienos valstybės energetinė strategija, kurioje gali būti nuostatos dėl geoterminės energijos. Valstybės išgaunančios daug naftos arba turinčios stambių naftos gavybos ir perdirbimo įmonių arba vikiamos tų įmonių kapitalo gali būti mažiau suinteresuotos plėtoti alternatyvią energetiką. Priešingai, daugelis tarptautinių susitarimų skatina alternatyvių energijos šaltini naudojimą. Europos bendrija, pavyzdžiui kelia savo narėms konkrečius reikalavimus gaminti tam tikrą dalį energijos iš kitų šaltinių negu angliavandeniliai. Tokiu būdu Lietuva yra įpareigota iki 2010ž metų gaminti 12% energijos iš atsinaujinančių šaltinių. Geoterminės energijos vystymą skatina ir reikalavimai sumažinti CO2 išmetimą, nes šio pašalinio produkto geoterminė energetika praktiškai negamina. Ekologinė kultūra, siekimas mažiau teršti aplinką, o tuo pačiu mažiau priklausyti nuo naftos ir dujų skatina naudoti geoterminę energiją netgi jei tai yra kiek brangiau už angliavandenilinį kurą. Tai galima pavadinti moraliniais-psichologiniais veiksniais. Gelmių šiluminė energija gali būti naudojama tiesiogiai šilto vandens pavidalu arba perimant šilumą iš požeminio vandens šilumokaičiais arba šiluminiais siurbliais. Šiluminių siurbių pagalba gali būti naudomas įvirios temperatūros vanduo, netgi kelių- keliolikos laipsnių. Ypač stipraus šiluminio srauto ir gradiento vietose, kai gelmių temperatūra yra aukšta jau nedideliame gylyje, ją galima paversti ir elektros energija. Dabar geoterminę energiją įvairiu mąstu naudoja apie 70 valstybių. Ji naudojama patalpų apšildymui, augalų ir gyvūnų, ypač žuvų auginimui. Šioje srityje pirmauja JAV, ją sparčiai vejasi Filipinai, iš Europos valstybių tai - Islandija, Italija, Vengrija, Ruminija. Bandymai panaudoti geoterminę energiją elektros gamybai pirmiausiai buvo pradėti Italijoje, 1904 metais. 1913 metais, čia buvo paleista Larderelos jėgainė ir nutiestos ir pirmos 25 km ilgio elektros perdavimo linijos, kuriomis elektra buvo tiekiama chemijos gamykloms ir aplinkinėms gyvenvietėms (Cataldi, 2005). Dabar elektros energijos gamybai gelmių šilumą panaudoja apie 20 valstybių, o bendras tokių elektrinių pajėgumas yra apie 7 mln. kW (Suveizdis, 2005). Dabar labiausiai geoterminės energijos naudojimą skatina šie veiksniai: - angliavandenilių išteklių mažėjimas - jų brangimas ir poveikis ekonomikai; - šiluminės energijos ekologiškumas; - politinės pažiūros; - angliavandenilių verslo įtaka politikai; Lietuvoje yra didžiausia Rytų Europoje geoterminė anomalija. Čia geoterminis gradientas yra apie 45oC/km, kai aplinkiniuose rajonuose – 20-30 oC/km, o šiluminis srautas sikia 100 mW/km2, maždaug 2-3 kartus daugia, negu už anomalijos ribų. Padidinto šiluminio srato šaltinis greičiausiai yra stora viršutinė „granitinė“ pluta kurioje santykinai daug radioaktyvių elementų. Be to čia yra jaunesnių granitoidų masyvų, kurie dar labjau jais praturtinti. Skildami jie ir įkaitina gelmes (Motuza, .... Šliaupa, Motuza ir kt., 2005). Lietuvoje jau veikia Klaipėdos geoterminė jėgainė, tiekiani šiltą vandenį Klaipėdai. Ji naudoja 38 oC devono vandeningo horizonto vandenį iš 1300 m gylio. Jėgainės pajėgumas – 35MW, iš kurių 13,6 MW gaunami iš giluminio šilto vandens. Gelmių ertmės Gelmių ertmės yra taip pat viena iš gelmių išteklių rūšių. Tai vietos gelmėse, kur galima laikyti įvairiais medžiagas, tiek vertingas, tiek įvairias atliekas, tarp jų pavojingas. Dabar bene plačiausiai naudojamos požeminės dujų saugyklos. Tai yra poringos uolienos, pavyzdžiui smiltainiai, kurių sluoksniai yra išlenkti ir perdengti nelaidžiomis, dažniausiai molingomis uolienomis. Tam tikslui būna patogu panaudoti išeksploatuotas naftos kaupvietes. Požeminės dujų saugyklos leidžia reguliuoti dujų tiekimą, apsisaugoti nuo tiekimo netolygumų, kurie galimi dėl techninių, ekonominių ar politinių priežasčių. Didelė požeminė saugykla įrengta prie Inčukalno Latvijoje. Požeminės ertmės gali būti panaudotos ir įvairių pavojingų atliekų laikymui – cheminių medžiagų ar radioaktyvių. Tačiau to negalima daryti gamtinėse ertmėse, o turėtų būti įrengiamos dirbtinės požeminės saugyklos. Pavyzdžiui Lietuvos Žemės gelmių įstatymas draudžia laikyti pavojingas atliekas gamtinėse ertmėse, tiktai požeminiuose statiniuose, kur jos yra kaupiamos, išvengiama jų sklaidos ir yra nuolatos stebima ir prižiūrima jų būklė. Laikant po žeme tokias pavojingas medžiagas galima geriau apsaugoti tiek jas pačias nuo žmogaus veiksmų (pvz. terorizmo), tiek gyventojus nuo kenksmingo medžiagų poveikio. Jų sandėliavimui nebereikia naudoti paviršiaus ploto. Be to tai sudaro galimybę ateityje, atsiradus technologijoms pavojingas medžiagas nukenksminti arba panaudoti kitiems tikslams. Tam tikslui turi būti kruopščiai ištirta ne tik gelmių sandara, uolienų fizinės savybės, bet ir čia vykstantys geologiniai procesai, taip pat ir ilgalaikiai. Tam naudojami įvairių rūšių analitiniai tyrimai, eksperimentai ir modeliavimas. Beveik visos valstybės, turinčios branduolinę energetiką tiria galimybes laikyti radioaktyvias atliekas po žeme. Tie tyrimai trunka jau ne vieną dešimtmetį, bet kolkas nei viena saugykla, skirta aukšto aktyvumo medžiagoms laikyti dar nėra įrengta. Pastaraisiais metais tiriamos galimybės po žeme laikyti anglies dvideginį. Jo daug susidaro įvairios gamybos metu, energetinėse jėgainėse, nemažai išmeta transportas. Kaupdamasis atmosferoje jis prisideda prie šiltnamio efekto ir bendro klimato šiltėjimo, pastaruoju metu stebimo Žemėje. Ateityje CO2 išmetimai gali didėti, nes energijos gamybai bus vis daugiau naudojama anglies. CO2 numatoma laikyti giliuose vandeninguose horizontuose, įvairiose uždarose struktūrose. Jį ir dabar įpumpuoja į naftingas struktūras gavybos pagerinimui. Dujos palaiko spaudimą telkinyje, padidina naftos išeigą iš telkinio. Tačiau CO2 laikymas gelmėse yra pavojingas. Jis lieka judriame pavidale ir anksčiau ar vėliau gali vėl iškilti į paviršių. Jei didelis jo kekis išsiveržtų staiga, tai gali uždusti žmonės ir gyvūnai, nes CO2 yra sunkesnis už orą ir kaupasi žemesnėse vietose. Pastebėta, kad įpumpuojant CO2 į sūrymuse didėja jų rūgštumas, jie ima tirpinti karbonatines uolienas ir gali prasiveržti į aukštesnius vandeningus horizontus. Ateityje žemės gelmių ertmės bus be abejo plačiau naudojamos, bet tam reikia geriau pažinti uolienų fizines ir chemines savybes, gelmių geologinius procesus, išmokti juos prognozuoti. Pagal kilmę išskiriamišių grupių NI telkiniai: Egzogeniniai: dūlėjimo, sedimentacijos Endogeniniai: magminiai ir metamorfizmo Egzogeniniai telkiniai Šios grupės telkiniai smulkiau skirstomi pagal jų susidarymą lėmusius geologinius procesus, sąlygas ir geologinę aplinką į dūlėjimo telkinius ir sedimentacinius. Dūlėjimo telkiniai Susidaro dūlėjimo procesų metu. Tai daugiausiai eliuvis - dūlėjimo pluta kurioje dūlėjimo metu, išnešant didelę dalį dūlančių uolienų medžiagos susikaupia naudingi komponentai. Svarbiausia naudinga iškesena, kuri susidaro tokiu būdu yra boksitai – geriausios kokybės aliuminio rūda. Šio tipo telkiniai yra didžiausi pasaulyje, iš jų gaunamas praktiškai visas aliuminis naudojamas šiuo metu. Didžiausi šios rūšies telkiniai yra Gvinėjos įlankos valstybėse, Graikijoje, Vengrijoje, Rusijoje ir kitur. Mažiau reikšmingi yra platinoidų telkiniai susidarę ultramafinių uolienų dūlėjimo plutoje, susikaupus tenai šios grupė tauriesisems metalams. Galima dar paminėti „geležingos kepurės“ tipo spalvotųjų metalų, aukso telkinius, kurie susidaro dūlant aprūdėjusioms uolienoms, kuriose yra padidintas kiekis metalų sulfidų ar oksidų, bet jų konvcentracija pasiekia pramoninį lygį tik dūlėjimo metu. Sedimentaciniai telkiniai. Ledyniniai (glacigeniniai): statybinės medžiagos, Au. Eoliniai: smėlis Upiniai (aliuviniai): smėlis, žvyras, sąnašynai: Au, Pt, Ti. rtieji elementai, deimantai Jūriniai: klintis, dolomitas, sąnašynai (deimantų, Ti, RM), fosforitai, Fe, Mn evaporitai: druskos, gipsas ir anhidritas Auksas Vitvaresrando auksingas rajonas: Konglomeratai susidarę prieš 2,725 mlrd. metų, o auksas – ptrieš 3 mlrd. Tai nustatyta tiesiogiai datavus auksą Re-Os metodu. Tai reiškia kad auksas yra sąnašinis suplautas iš kažkokių sensnių uolienų kurios suiro, sudūlėjo, o jų nuolaužos buvo suneštos upių smėlio, žvirgždo, gargždo pavidalu į baseiną Vitvatersrande yra išgauta apie 30-40% (kai kuriais duomenimis netgi 50%) viso aukso, išgauto pasaulyje visais laikais. Vitvtersrande, nuo 1886 metų išgautas Au vertinamas 0,5 trilijono dolerių. Pirmasis auksą šiame rajone rado Fredas Strubensas 1884 metais. Jis atkreipė dėmesį į konglomerato išeigas, kurios jiems pasirodė tektoniškai pakeistos (disturbance) ir pabandė nustatyti jų auksingumą. Sutrupino gabalą uolienos ir ją praplovęs gavo arbatinį šaukštelį aukso. Čia jie pradėjo kasyklą, pavadinę Pasitikėjimo kasykla (Confidence mine). Tačiau kasykla išsilaikė tik metus, nes ištekliai buvo nedideli ir greitai baigėsi (http://www.joburg.org.za/facts/confidence.stm). Kaustobiolitų arba degiųjų naudingųjų iškasenų telkiniai Šiai kategorijai priskiriami – angliavandenilių: naftos, dujų, bitumų, akmens anglies, rudosios anglies, gitijos, durpės telkiniai. Anglis – vienas svarbiausių energijos šaltinių, ypač svarbi ateityje, kai naftos ištekliai sumažės. Naftos ištekliai: Naftos telkinių susidarymui reikia kelių pagrindinių sąlygų; • Sedimentacinis baseinas, t.y. nuosėdinių uolienų storymė • Organinė medžiaga • Brendimas (temperatūra) • Kaupvietės: Kolektoriai, struktūra, danga • Kaupviečių susidarymo ir naftos judėjimo laiko sutapimas • Išlikimas (gylis, kaupviečių uždarumas) ....pav. Didieji pasaulio sedimentaciniai baseinai ir naftos gavybos vietos ....pav. Struktūrinės kaupvietės. Naftos ištekliai yra dviejų pagrindinių rūšių – geologiniai ir išgaunami. Geologiniai ištekliai, tai - bendras noftos kiekis, esantis telkinyje. Išgaunami ištekliai yra ta dalis, kurią esamomis techninėmis priemonėmis ir ekonomiškai naudingai galima išgauti. Visame pasaulyje vidutiniškai išaunama 34,8 proc. geologinių išteklių. Naftos kiekis matuojamas kūbiniais metrais arba tonomis, bet daugelyje šalių ir tarptautinėje „apyvartoje“ dažniausiai naudojamas tūrio vienetais – barelis (bl, bbl): 1 bl – 159 ltr 1 tona – 7,6 bl, esant naftos tankiui, 0,829, prie 37o Endogeniniai telkiniai Magminiai (magmatogeniniai) Tikrieji magminiai susidaro kai naudingieji komponentai susikaupia magmos diferenciacijos ir kristalizacijos metu: Kumulatiniai: chromitai, platinoidai, auksas; olivinas Platina Bušveldas. Bendri įvertinti platinos grupės elementų ištekliai Bušveldo komplekse yra 58900 t, prognozuojami - dar 42 000 t., o nerentabilūs - 500 t. (The Mineral resources of South Africa). Tai sudaro apie 70% visų pasaulio išteklių. Likvaciniai: Susidaro kai magma, vėsdama išsiskaido į du nesimaišančius lydalus – silikatinį ir sulfidinį. Sulfidiniam lydalui susingus ir susidaro rūdiniai kūnai. Tai daugiausia: Cu-Ni sulfidiniai telkiniai su Pt Ti-Fe-V telkiniai Magnetitinės uolienos: Kiruna, Čilės geležies rūdinė juosta; Porfyriniai: Cu, Mo, W Pegmatitų telkiniai: juvelyriniai akmenys, retieji elementai (Ta, Nb, Be, Li), keraminė žaliava, žėručiai Retųjų metalų telkiniai: karbonatituose, ultrašarminėse uolienose Kimberlitai ir lamproitai: deimantai Lietuva Porfyrinio tipo vario ir molibdeno rūdinė apraiška surasta šiauriniame Kabelių anorogeninio granito masyvo pakraštyje (Motuza ir kt.,1980 (rankr.); Motuza G., Skripkina, 1981). Čia, gręžiniu Marcinkonys-7 pragręžta keletas intervalų su porfyriškais molibdenito ir chalkopirito intarpais bei gyslomis. Aprūdėjimas koncentruojasi granite arba jį metasomatiškai keičiančios mikroklininės ar plagioklazinės uolienos intervaluose. Mo koncentracija, nustatyta dideliuose kerniniuose mėginiuose, siekia 1-2%, o Cu - 6%. Pagal padėtį, ryšį su anorogeniniais granitais, jų petrochemines ypatybes šis rūdos apraiška priskirta porfyrinių Cu-Mo rūdų tipui, kuris yra vienas svarbiausių pramoninių genetinių šių elementų telkinių tipų. Šią prielaidą patvirtina ir Re-Os metodu nustatytas molibdenito iš gr. Marcinkonys-7 amžius - 1486+/_5 mln. m. (Stein ir kt., 1998). Šis mineralizacijos laikas, labai artimas talpinančio granito amžiui - 1505 mln. m. (Sundblad ir kt., 1994). Nors rūdinė apraiška nustatyta tik vienu gręžiniu, šio objekto perspektyvumą patvirtina padidintas Cu ir Mo kiekis vandenyje ir aplinkiniuose gręžiniuose esančiuose už kelių kilometrų (Marcinkonys-2, 8 ir kt.). Postamagminiai tekiniai Susidaro veikiant karštų dujų (pneumatolitiniai) ir karšto vandens (hidroterminiai) srautams. Šie srautai išneša metalus ir kitus naudingus elementus iš magmos arb aplinkinių uolienų per kurias jie skverbiasi, sukaupia juos ir nusodina palankioje aplinkoje, intruzijų ar ugnikalnių aplinkoje. Šis tipas svarbiausias tokiems elementams, kaip: Hg, Au, Ag, Sb, Bi Polimetaliniai: Cu-Zn-Pb telkiniai ...pav. Magminių ir postmagminių telkinių schema Metamorfiniai telkiniai Regioninio metamorfizmo: Rūdiniai telkiniai: daugiausiai metalų, bet prie jų priskiriami ir kai kurie metaloidų ar junginių telkiniai, pavyzdžiui apatito; Geležingi kvarcitai (džespilitai): Kursko magnetinė anomalija; Aukštutiniojo ežero Hamerslio rajonas – 2,6 mlrd. m.; Krivij Rihas Ukrainoje. Metasomatinės - kontaktinio metamorfizmo: skarnų tipo rūdos: Fe - Uralas, Kazachija, Lietuva; Cu, Zn, W – Bergslagenas, Švedija Greizenos: Sn, W – Užbaikalė, Rusija. Antriniai kvarcitai: Au. Pramoninių ar vertingųjų mineralų telkiniai: grafito, žėručių, kalcito (islandiškasis špatas), asbestas, juvelyrinių ir dekoratyvinių akmenų, Lietuvoje Svarbiausios geležies mineralizacijos apraiškos susijusios su skarnomis. Metasomatinės, skarnų tipo rūdos sudarytos iš magnetito su įvairiu serpentino, pirokseno, amfibolų, karbonatų kiekiu. Geležies kiekis rūdoje rūdoje taip pat yra nevienodas, bet didelė dalis rūdos yra aukštos kokybės, tai yra bendras geležies kiekis joje yra virš 45%. Rūdoje dažnai yra padidintas vanadžio kiekis. Keliolika tokios rūdos kūnų slūgso Varėnos apylinkėse, kur išskirta Varėnos geležies rūdos zona. Dauguma šių sankaupų ištirtos geofiziniais metodais ir gręžiniais. Keturios iš jų buvo pripažintos nepramoniniais telkiniais (Maрфин ir kt., 1988 (rankr.). Stambiausiame iš jų, Varėnos telkinyje atlikti paieškiniai įvertinamieji darbai. Centrinėje telkinio dalyje nustatyti C kategorijos ištekliai. Pagal įvairų ribinį bendrą geležies kiekį rūdoje (Febendr>20, 25, 30, 45) jie sudaro atitinkamai 219,64; 202,34; 178,74; 142,2 mln. tonų. Už C kategorijos kontūro prognoziniai ištekliai įvertinti dar 70 mln. tonų ir yra tikimybė aptikti dar 200 mln. tonų (Marfinas ir kt., 1996). Parengtinis techninis-ekonominis įvertinimas parodė, kad gavyba šiuo metu nėra ekonomiškai tikslinga (Gasiūnienė ir kt., 1999). Geležies mineralizacija gali būti šiaurės rytinėje Lietuvoje, Zarasų rajone, kur nustatyta labai stipri Tumasonių-Subatės magnetinė anomalija. Jos dalis yra Latvijos teritorijoje, kur visai pasienyje, Garsenės plote, buvo išgręžti du gręžiniai iki kristalinio pamato. Čia buvo nustatytos intarpėlinės magnetito rūdos gneisuose ir antrinio magnetito prisodrintos juostos, sudarančios turtingos rūdos kūnus. Garsenės telkinio, kurio ilgis 12 km, storis – 200, o plotis pagal kritimą – 55 metrai, bendra rūdos masė įvertinta 4330 mln. tonų, prognoziniai ištekliai - 1500 mln. tonų, tarp jų turtingos rūdos – 500 mln. t. (Ветренников, 1991, p. 142-146). Svarbiausiųjų NI pramoniniai genetiniai tipai Pramoniniai genetiniai tipai, tai telkinų tipai, iš kurių pasaulyje išgaunama daugiausiai vienos ar kitos naudingosios iškasenos. STATYBINĖS MEDŽIAGOS: glacigeniniai, aliuviniai, jūriniai EVAPORITAI: jūriniai-lagūniniai; dykumų tarpukalnio įdubų FOSFORITAI: jūriniai ANGLIS: nuosėdiniai – jūriniai-litoraliniai; pelkių NAFTA: nuosėdiniai – jūriniai • Fe: džespilitai; magminiai - likvaciniai • Cr: magminiai – kumulaciniai • Mn: nuosėdiniai – jūriniai-šelfo • Ti (Fe,V): magminiai – likvaciniai; jūriniai-sąnašiniai-litoraliniai • Cu (Mo,W): magminiai – porfyriniai, likvaciniai, vulkanogeninių masyviųjų sulfidų • Pb, Zn (Cu) - stratiforminiai - “masyviųjų sulfidų” • Ni (Cu, Co): magminiai – likvaciniai • W (Cu, Mo): porfyriniai, skarnų; greiznų • Hg, Sb, Bi: hidroterminiai • Pt: magminiai – kumuliaciniai; sąnašiniai; dūlėjimo • Au: sąnašiniai; hidroterminiai • Deimantai: kimberlitai, lamproitai • Brangakmeniai: pegmatitai; aliuviniai-sąnašiniai Ką reikia žinoti: Žemės gelmių ištekliai Naudingosios iškasenos Telkinys Rūda Rūdiniai mineralai Svarbiausios naudingųjų iškasenų rūšys pagal panaudojimą ir kilmę Svarbiausių šių naudingųjų iškesnų telkinių genetiniai tipai ir didžiausi telkiniai: Chromo, Geležies, Au, Pt, Cu, Mo, W Naftos telkinių susidarymo prielaidos Didžiausi pasaulio naftos telkiniai Geoterminės energijso ištekliai Žemės gelmių ertmės, jų panaudojimo galimybės ir sąlygos LAIKAS GEOLOGIJOJE Kas yra laikas? Į šį klausimą yra daug atsakymų, bet nėra vieno. Reliatyvumo teorija teigia, kad laikas yra materijos savybė, nusakanti kūno padėtį, kaip ir jo koordinatės erdvėje. Čia laikas susijęs su kūno judėjimo greičiu ir jo mase. Kuo tas greitis artimesnis šviesos greičiui, tuo laikas eina lėčiau. Prisiminkime dvynių paradoksą. Geologijoje laikas yra esminė sąvoka. Ji reikalinga apibudinti geologinių procesų trukmę, ir jų seką. Geologijoje naudojamos dvi laiko sąvokos: santykinis ir absoliutinis laikas. Santykinis laikas: Santykinis laikas parodo, įvykių seką, tai yra kas vyko po ko. Dar XVII amžiuje N. Steno sluoksnių superpozicijos dėsnis, tvirtinantis, kad uolienų sluoksniai slūgso laiko atžvilgiu dėsningai, taip, kad viršuje yra jaunesni, o apačioje senesni sluoksniai, jei vėlesni procesai tos tvarkos nesuardo. Tai leidžia nustatyti santykinį sluoksnių susidarymo laiką, tiek atskiroje atodangoje, tiek tarp jų, tam tikrame plote. Geologijos šaka, užsiimanti sluoksnių susidarymo laiko ir sekos nustatymu vadinama stratigrafija. Vienas svarbiausių stratigrafijos tikslų – rasti būdus, metodus, rodiklius kurių pagalba galima nustatyti venalaikius sluoksnius skirtingose Žemės vietose (atodangose, gręžiniuose). Tai vadinama stratigrafine koreliacija. Vienas svarbiausių metodų čia yra sluoksnių palyginimas pagal juose esančių fosilijų rūšis, tai yra - biostratigrafija. Jis remiasi tuo, kad gyvybės formos nuolat keičiasi, vienos rūšys išnyksta, kitos atsiranda. Tokiu būdu pagal būdingas gyvybės formas, išskiriami geologiniai laikotarpiai. To paties laikotarpio sluoksniuose galime tikėtis surasti panašių gyvūnų ir augalų rūšių arba jų bendrijų, o skirtingo laiko sluoksniuose – skirtingų. Gyvų organizmų liekanos uolienų storymėse yra įvairiu laipsniu pasikeitusios, suakmenėjusios, tai yra jų pirminė medžiaga visiškai arba iš dalies būna pakeista karbonatais, silikatais, fofsfatais arba sulfidais. Suakmenėjusios gyvų organizmų liekanos vadinamos fosilijomis. Fosilijos būna labai įvairios: nuo smulkiausių anglies ar organinių junginių dalelių iki kaulų, skeletų, kiautų ar net ištisų suakmenėjusių ar sušalusių gyvūnų. Fosilijosm priskiriamos ir žiedadulkes (jas tiria atskiras mokslas – palinologija) ir mikroskopinės įmantraus pavidalo silikatinės dalelės, susidariusios augalų viduje – fitolitai. Visos fosilijos tai informacija – žinioa apie praeitį, aplinkos sąlygas ir laiką. Gyvybės formos, jų rūšinė sudėtis priklauso nuo aplinkos sąlygų ir jų kitimo. Vienokių ar kitokių aplinkos ypatybių pasikeitimas veikia gyvūniją ir augmeniją. Vienos gyvūnų rūšys dėl to išmiršta, kitos – suklesti arba atsiranda naujos. Gyvūniją veikia visas kompleksas veiksnių tiek vietinių, kylančių Žemėje, tiek kosminių. Jie veikia kartu, kaip visuma ir ne visada aišku kokie veiksniai lėmė gyvybės formų kaitą vienu ar kitu metu. Gyvybės kitimas yra apibendrinta išraiška visų veiksnių veikusių Žemę. Todėl pagal fosilijų pasikeitimą išskiriami Žemės istorijos laikotarpiai. Atskirais laikotarpiais nustatyta, kad išnyksta didelė dalis, netgi dauguma visų faunos ir floros rūšių. Tokie įvykiai vadinami masiniais išmirimais. Kiti santykinės geochronologijos metodai: Kertantys kontaktai. Nedarnos, plovimo paviršiai Varvometrija Riedulių sudėtis „Absoliutinis“ radiologinis laikas Absoliutinis vadinamas laikas, praėjęs nuo tam tikrų geologinių įvykių, matuojamas sekundėmis, valandomis, paromis, metais. Jie visi pirmiausiai susiję su astronominiais reiškiniais – Žemės apsisukimo trukme aplink Saulę ar aplink savo ašį. Ta priklausomybė nėra tiksli, nes metuose yra nevienodas dienų skaičius. Todėl sekundės sąsaja su metais yra sąlyginė. Anksčiau sekundė buvo prilyginta 1/31 556 925,947 daliai 1900 metų. Dabar sekunde laikomas laiko tarpas, per kurį cezio atomo poliariškumas pasikeičia 9 192 631 770 kartų. Geologinės istorijos eigoje metų ir paros trukmė, tai yra Žemės apsisukimo aplink Saulę ir jos apsisukimo aplink savo ašį greitis kito. Pavyzdžiui dabar jis didėja. Jis priklauso nuo daugelio veiksnių. Iš veikiančių šiuo metu svarbiausiais veiksniais laikomi: branduolio judėjimas, potvynių-atoslūgių sukeliama trintis, poledyninis izostazinis kilimas, vėjas, veikiantis atmosferos kampinį momentą, vandenyno lygis ir jo srovės, ledynų dydis ir padėtis, žemės drebėjimai, netgi CO2 kaupimasis atmosferoje dėl žmonių veiklos. Kai kurie iš šių veiksnių veikia priešingai, bet jų sumoje para šiuo metu ilgėja maždaug 1 s/metus (Viron ir kt., 2001). Geologinėje praeityje veikė daug galingesni veiksniai, pavyzdžiui, Mėnulio sukimosi greičio ir orbitos kitimas, žemyninės plutos augimas. Mes nežinome kokiu greičiu Žemė sukosi aplink savo ašį ir kiek parų buvo metuose, bet galima tvirtinti, kad metų, paros trukmė, jų santykis tarpusavyje ir šių greičių santykis radioaktyvaus atomų skilimo greičio atžvilgiu, su laiku kito. Šiuo metu absoliutinis laikas matuojamas radiologiniais metodais, tai yra remiantis atomo skilimo greičiu. Tas greitis laikomas konstanta. Jis išreiškiamas astronominiais laiko vienetais – metais. Tačiau, jei mes ir galime atomo skilimo greitį laikyti konstanta, tai metai, kuriais matuojame skilimo greitį, taikant juos praeičiai yra tik sąlyginis dydis, bet jokiu būdu nereiškia astronominių metų ir praeityje. Yra ir kitas klausimas – ar atomo skilimom greitis, kuris yra konstanta dabar, nekito geologinėje praeityje. Fizikai vienareikšmiškai neatsako į šitą klausimą ar fizikos dėsniai o tuo pačiu ir fizikinės konstantos nekinta su laiku, tai yra ar tų konstantų reikšmės buvo tokios pačios ir prieš milijardus metų? Jie nežino ar jos kinta, bet ir negali įrodyti, kad jos yra nekintamos. R.Feinmanas rašė: “Šiuo metu mes nelaikome, kad fizikos dėsniai su laiku kažkaip kinta, kad anksčiau jie buvo kitokie, negu dabar...”, bet čia pat priduria: “Aišku, to negalima atmesti” (Feinman, 1977, p.70). Taigi ir „absoliutinis“ laikas iš esmės yra labai sąlyginis. Jis tik išreiškia sąlygnį laiką matuojant jį dabartine metu trukme ir jokiu būdu nereiškia tikrų astronominių metų. Visgi, turėdami galvoje minėtus sąlyginumus, geologinių įvykių ir procesų laiką, trukmę ir greitį mes matuojame radiokatyvių atomų skilimo greičiu, išreikšdami ją per dabartinio Žemės sukimosi aplink savo ašį ir aplink Saulę greitį. Izotopinio datavimo pagrįsto radioaktyvumo reiškiniu idėją pirmieji pasiūlė E.Rezerfordas ir F.Sodis, dar 1903 m. darbe “Radioaktive Change”. Pirmąją radiologinėmis datomis pagrįstą laiko skalę sudarė Arturas Holmsas. Radiologinis datavimo metodai pagrįsti tuo, kad daugelis radioaktyvių elementų skildami išspinduliuoja vienas ar kitas daleles, dėl ko pasikeičia jų atomo svoris ar krūvis ir jie virsta kitais to paties elemento izotopais, ar kitų elementų atomais, dažnai ne pagrindiniu izotopu. Taip, U235 virsta Pb207, U238 – Pb206 K40 – Ar40 ir Ca40 Rb87 – Sr87, Sm147 – Nd143. Skylantis elementas vadinamas pirminiu arba motininiu, o jo skilimo metu susidaręs elementas – dukteriniu. Atomų skilimo greitis yra pastovus, bet kiekvienam elementui skirtingas. Nustačius kiek uolienoje susidarė dukterinio elemento, ir kiek liko motininio – galima apskaičiuoti kiek praėjo laiko nuo šio proceso pradžios. Skilimo greičio reikšmės nustatytos eksperimentais. Pagal atskirų eksperimentų rezultatus jos šiek tiek skiriasi, todėl dėl jų dydžių yra specialus tarptautinis susitarimas. Skilimo greičio konstanta () reiškia tikimybę, kad duotasis atomas suskils per laiką t. Skilimo greitis nusakomas ir kitu dydžiu – skilimo pusperiodžiu. Jis reiškia laiką, per kurį suskils pusė pradinio radioaktyvaus elemento kiekio. Su skilimo greičio konstanta pusperiodis siejasi formule: T=ln2/=0.69/. Radioaktyvios medžiagos, kurios skilimo pusperiodis yra T kiekis per laiką t sumažės 2t/T kartų. Per pirmą pusperiodį suskils pusė radioaktyvios medžiagos, per kitą tokį patį laiko tarpą pusė likusios medžiagos, per 5 pusperiodžius – 98.55, o per 8 – 99,9. Kai kurių radioaktyvių elementų skilimo greičio konstantos ir jų skilimo pusperiodžiai parodyti lentelėje. 1 lentelė Elementų radioaktyvaus skilimo rodikliai (Albarede, ) Motininis elementas Dukterinis elementas Skilimo greičio konstanta () Skilimo pusperiodis (T), mlrd.m. 235U 207Pb 0,98 10-9 m-1 0,704 238U 206Pb 0,155 10-9 m-1 4,468 87Rb 87Sr 1,42 10-11 m-1 48,8 40K 40Ar 5,81 10-11 m-1 1,25 147Sm 143Nd 6,54 10-12 m-1 106 187Re 187Os 1,64 10-11 m-1 42,3 176Lu 176Hf 1.93 10-11 36 14C 1,21 10-4 5730 m. 10Be 4,62 10-7 15 mln m. 26Al 9,80 10-7 716 000 m. Pagrindinė lygtis, aprašanti radioaktyvų skilimą yra: Mt=M0e-t, kur Mt- likusių neskilusių motininių atomų skaičius duotuoju laiko momentu t. Ši lygtis rodo, kad pradinis atomų skaičius (M0) mažėja pagal eksponentinį dėsnį. Iš šios lygties seka laiko išraiška: t=1/lnM0/Mt bet, M0 dažnai nėra žinomas, todėl šį dydį reikia pakeisti tokiais, kuriuos galima nustayti analitiškai M0=Mt+D, kur D - dukterinių atomų skaičius. Vietoj M0 įrašius jo išraišką iš eksponentinės lygties, gauname: t=1/ ln(1+D/Mt ) Tai laiko lygtis, pagal kurią laiką galima apskaičiuoti, žinant likusių motininų (Mt) ir naujai susidariusių dukterinių (D) atomų skaičių. Datavimo būdai: C14; datavimo metodo esmkosmogeninis datavimas; trekų metodas STRATIGRAFINIAI PADALINIAI Apibendrinant turimus tiek santykinės, tiek absoliutinės chronologijos duomenis Žemės istorija yra skirstoma į laikotarpius – stratigrafinius padalinius. Yra skiriami chronostratigrafiniai padaliniai – tam tikri laikotarpiai ir litostratigrafiniai – chronostratigrafinių laikotarpių metu susidariusių uolienų storymės. Stambiausi stratigrafiniai padaliniai, nustatyti ir pripažinti Tarptautinės geologijos mokslų sąjungos yra pateikti ....lentelėje Tarptautinių strtaigrafinių padalinių lentelė GEOCHRONOLOGINIAI PADALINIAI CHRONOSTRATIGRAFINIAI PADALINIAI EONAS EONOTEMA ERA ERATEMA PERIODAS SISTEMA EPOCHA SKYRIUS AMŽIUS AUKŠTAS Eonų (eonotemų) Žemės istoprijoje išskirta tik du. Jais yra laikomi archejus, kurio trukmė yra apie 2 mililijarai metų ir proterozojus, kuris truko kiek mažiau negu milijardą. Tai stambiausi Žemės istorijos laikotarpiai. Erų (eratemų) jau yra išskirta dešimt. Jų trukmė yra apie 100-200 mln. metų. Paskutinė, kainozojinė era tęsiasi jau 65 mln. metų. Periodai ir juos attinkančios storymės matuojam dešimtimis milijonų metų. Tik proterozojuje jie yra ilgesni. Epocha ir aukštas yra smulkesni laikotarpiai periodų viduje. Yra dar smulkesnių laikotarpių ir juos atitinkančių uolienų storymių, bet tai jau daugiausiai vietiniai padaliniai, kurių susiejimas (koreliacija) pasaulio mastu kol kas neįmanoma. Dauguma geochronologinių ribų išskyrus prekambro, tai yra archejaus ir proterozojaus išskirta pagal gyvybės raidos etapus. Tai veinų rūšių išnykimas ir naujų rūšių atsiradimas, gyvybės formų sudėtingėjimas jų skaičiaus ir įvairovės kitimas. Geologinėje praeityje būta įvykių, kai išnykdavo pusė ir daugiau visų gyvūnų ir augalų rūšių. Tokie įvykiai vadinami masiniais išmirimais. Pakitimus gyvoje gamtoje bandoma susieti su įvairiais įvykiais Žemėje ir už jos ribų – stambių žemyninių plotų – superžemynų susidarymu arba jų skilimu, sausumos ir vandenyno plotų santykio pasikeitimu, klimato pakitimais, apledėjimais, magnetinių polių virsmu, tektoniniu aktyvumu, magmatizmu, stambių kosminių kūnų kritimu. Tačiau vienareikšmiškai susieti gyvybės pakitimų su geologiniais procesais kolkas dar nepavyksta. Kaip minėta – gyvi organizmai, visas jų kompleksas yra veikiamas geologinių procesų visumos, tiek žemiškų, tiek kosminių, tarp kurių išskirti svarbiausius pavyksta ne visada. Taip yra dėl jau minėto įvairių priežasčių komplekso veikiančio biosferos būklę kuri į jas reaguoja irgi kompleksiškai, kaip ekosistema. Todėl Žemės geologinės istorijos tyrimas ir jos raidos priežasčių aiškinimas dar yra ateities uždavinys. Eonai (Eonotemos) yra tiktai trys – archejozojus, proterozojus ir fanerozojus. Taip jie vadinami pagal skirtingą gyvybės išsivystymo lygį (gr. zoos yra gyvybė). Archeozojus reiškia ankstyvosios gyvybės laikotarpį, protezozojus – pirminės, o fanerozojus – atviros gyvybės laikotarpį. Tai reiškia, kad fanerozojuje atsirado gyvūnai turėję skeletą ir kiutą ir palikę ryškius pėdsakus fosilijų pavidalu. Proterozojus skirstomas į tris eras: paleoproterozojaus (2.5-1.65 mlrd. m.), mezoproterozojaus (1.65-1.0 mlrd. m.) ir neoproterozojaus (1.0-0.542 mlrd. m.), kurios savo ruožtu jau skirstomos į periodus (....lentelė). Proterozojaus periodai išskiriami daugiausiai pagal tektoninius įvykius – intensyvios kalnodaros laikotarpius, datuojant radiologiniais metodais su juo susijusias magmines uoilienas. Priešpaskutinis proterozojaus periodas – Kriogenis išskirtas pagal globalinio apledėjimo įvykius ir tik paskutinis – Ediakaris – pagal pirmos gausios gyvūnų faunos liekanas randamas po visą pasalį. ŽEMĖ SUSIDARYMAS IR RAIDA (ISTORINĖ GEOLOGIJA) Pradžia Kaip atsirado Žemė ir kada tai įvyko. Tai klausimas, kurį sprendžia ne tik geologai, bet ir astronomai, kosmologai, tiriantys visos Visatos sandarą ir raidą. Jų stebėjimais aprėpiamoje erdvėje yra ir dulkių sankaupų, panašių į tą iš kurios susidarė mūsų Saulės sistema ir žvaigždžių-planetų sistemų, įvairiose jų raidos stadijose. Tarp jų yra ir jaunų, dar besiformuojančių, kuriose planetos tik atsiranda. Tai leidžia numanyti ir kaip atrodė mūsų Saulės sistemos pradžia. Tiesioginių duomenų apie Saulės sistemos susidarymo amžių teikia meteoritai – seniausi šių procesų liudininkai. Jų amžius, nustatytas izotopiniais datavimo metodais rodo, kada iš dulkių ir dujų susidarė pirmieji kieti kūnai. Netiesiogiai apie tai liudyja ir nesurasti meteorituose ir Žemės medžiagoje atskirų elementų izotopai, kurie turėjo susidaryti Saulės sistemoje, bet per jos gyvavimo laiką visiškai suskilo ir išnyko. nesantys, nsusiarinėti pirmiausiai Be abejo, daug reikšmės turi , taip pat ir jaunos, Remiantis šiais duomenimis išskiriami tokie pačios pradinės Žemės istorijos gairės ir laikotarpiai. 4,566-4,565 Ga – smulkių kūnų (planetezimalių) susidarymas. Remantis kitų janų žvaigždžių sistemų stebėjimu manoma, kad Saulės sistemos planetos susidarė iš plokščio dulkių-dujų disko, jo telkimosi (akrecijos) metu. Dulkės pradėjo telktis dujų terpėje dėl gravitacinės jėgos akreciniame diske, kuri pradėjo veikti susidarius Saulei. Pirmiausiai tai buvo pačios Saulės trauka, vėliau prie jos prisidėjo silpnesnė, paties akrecinio disko trauka, kuri skatino dulkes telktis, kauptis ir tankėti akrecinio disko centrinėje plokštumoje. Tuo metu, telkiantis dulkėms susidarė daug smulkių kūnų, nuo kelių metrų iki kelių kilometrų skersmens, vadinamų planetezimalėmis. Tai - pirminės kosminių dulkių ir dujų santalkos. Pradžioje galėjo būti šimtai milijonų smulkių planetezimalių. Planetezimalių susitelkimas įvyko labai greitai, gal net per keliasdešimt tūkstančių metų (Wood, Walter, 2006). Asteroidai, skiejantys orbitoje tarp Marso ir Jupiterio ir krintantys ant Žemės daugumoje yra tų pirminių planetezimalių likučiai. Todėl jų amžius rodo laiką, kai galėjo prasidėti ankstyvoji Saulės dulkių dujų debesies medžiagos telkimasis. Meteorite Vaca Muerta rasti seniausi Saulės sistemoje cirkonai, kurių amžius, nustatytas urano-švino metodu yra - 4563+/-15 Ma. Panašus ir kitų šios klasės meteoritų amžius (Ireland, Wlotzka, 1992). Tai rodo, kad pirminės Saulės medžiagos telkimasis prasidėjo apie 4,566 mlrd. metų. Tas laikas, sąlyginai vadinamas nuliniu tašku. Skirtinga meteoritų sudėtis rodo, kad ir planetezimalių sudėtis įvairiose disko vietose buvo skirtinga, priklausomai nuo atstumo iki Saulės. Ruože, kuriame susidarė Žemės grupės planetos, tai yra nuotoliu iki 2,6 AU, buvo palyginti aukšta temperatūra. Čia susidarė silikatinių mineralų neturinčių savo sudėtyje vandens sankaupos. Tai ir yra paprastieji chondritai, sudaryti iš olivino, piroksenų, geležies. Toliau, ruože tarp 2,6 ir 5,2 AU – susidarė anglingi chondritai, nes debesies temparatūra čia buvo žemesnė ir susidarė mineralai, patvarūs žemoje temperatūroje, taip pat organiniai junginiai. Toliau negu 5,2 AU – temperatūra niekados nepakilo aukščiau 225K ir čia planetezimalių paviršiuose išliko vandens ledo ir sniego pavidalu. Šitos planetezimalės sudarė smulkių trumpaperiodžių kometų (kometoidų) branduolius. Jų paplitimo ružas vadinamas Koiperio juosta. Būdamos labai skaitlingos planetezimalės dažnai susidurdavo. Visos jos skriejo aplink Saulę beveik apskritiminėmis orbitomis ta pačia kryptimi, todėl jų santykinis greitis viena kitos atžvilgiu nebuvo didelis, o susidūrimai nebuvo stiprūs (Delsemme, 1998). Sukibusios planetezimalės, įgijusios didesnę masę pritraukdavo smulkesnius kūnus iš didesnio atstumo. Taip, planetezimalių susikaupimo (akumuliacijos) būdu, maždaug per vieną milijoną metų susidarė stambesni – Mėnulio-Marso dydžio kūnai – pirminės planetos (protoplanetos). Manoma, kad iš pirminio Saulės dujų-dulkių debesies jos vidinėje dalyje galėjo susidaryti apie 100 Mėnulio, 10 – Merkurijaus, 3-5 Marso dydžio kūnai, kurių masė sudarė 0,01-0,1 dalį dabartinės Žemės masės. Iš jų išliko tik Marsas ir Merkurijus. Stambesni kūnai, turėdami stipresnį gravitacinės traukos lauką pritraukdavo smulkesnius ir augo greičiau. Taip vyko vadinamas oligarchinis augimas, kurio metu susidarė planetos, tarp jų ir Žemė. Stambesnėse planetezimalėse, kurių skersmuo buvo didesnis už 30 km ir protoplanetose vyko dalinis lydymasis, magmos susidarymas ir pirminės kosminės medžiagos išsiskirstymas (diferenciacija). Magma, kildama į viršų sudarė šių planetų plutą, o išsilydžiusi geležis kaupėsi branduolyje. Lydymasį sukėlusi aukšta temperatūra pirminiuose kūnuose (protoplanetose) galėjo susidaryti dėl kelių priežasčių: trumpaamžių radioaktyvių izotopų (26Al, 60Fe) skilimo; susidūrimo su kitais kūnai metu išskiriamos kinetinės energijos; dėl tankėjimo ir smulkesnių planetezimalių kritimo, Apie tai irgi liūdyja meteoritai. Kaip žinoma, dauguma jų, apie 87 proc., yra chondritai, kosminėje erdvėje susidariusios pirminės medžiagos santalkos, kuri dar nėra diferencijuota, tai yra nepersiskirsčiusi kūnų viduje. Dalis meteoritų yra geležiniai. Jie gali būti tų pirminių, neišlikusių planetezimalių ir planetų užuomazgų branduolių skeveldros. Maža dalis meteoritų yra achondritai (eukritai). Jie sudaryti iš magminų uolienų artimų gabrui, bazaltui, diabazui ir greičiausiai susidarė išorinėse planetų dalyse, netgi jų paviršiuje, kaip vulkaninės uolienos. Kitaip sakant, tai yra planetų plutos liekanos. Achondritų amžius yra apie 4,55 mlrd metų. Pavyzdžiui Padvarninkų achondritas susidarė prieš 4553+/-13 mln. m. (Bukovanska ir kt., 1991; Bukovanska ir kt., 1997). Remiantis tuo, kad tokio amžiaus meteoritų motininiai kūnai jau buvo diferencijuoti, turėjo branduolį, mantiją, plutą, galima prielaida, kad planetų akrecija ir jų medžiagos diferenciacija įvyko tarp 4.560 ir 4.515 Ga (30-50 mln. metų po „nulinio taško”). (C.Allegre, 1995; Delseme, 1998; Wood, Walter, 2006). Tuo metu susidarė pagrindinė planetų, taip pat ir apie 99% dabartinės Žemės masė. Greičiausiai apie tą laiką buvo įvykusi ir pradinė Žemės diferenciacija, susidarė jos geležinis branduolys ir didžioji dalis mantijos ir pradinė pluta. Todėl tą laiką reikia laikyti ir geologinių procesų pradžia. 4,5 Ga- Mėnulio susidarymas. Dėl Mėnulio kilmės yra daug hipotezių, bet šiuo metu pagrindine laikoma hipotezė aiškinanti, kad Mėnulis susidarė, kai į Žemę trenkė planeta apie 30% didesnė už Marsą, vadinama Tėja (Theia) (Haliday, 2000). Ji smogė į žemę įstrižai, beveik liestine ir išmušė iš jos išorinių sferų didelę medžiagos masę. Šis įvykis truko vos 18-20 minučių (Wasserburg, 1987). Per kitas kelias valandas smūgio metu išmušta medžiaga pasklido erdvėje aplink Žemę, tačiau jos gravitacinės traukos dėka, vėl pradėjo telktis jos orbitoje. Maždaug po 24 valandų Žemė jau turėjo palydovą – Mėnulį (Taylor, 1998). Ši hipotezė neįrodo, kad Mėnulis susidarė būtent taip, bet ji geriausiai paaiškina žinomas Mėnulio sudėties ir sandras ypatybes. Mėnulio tankis – 3,34 g/cm3, daug mažesnis negu Žemės ( 5,54 g/cm3) ir kitų gretimų planetų. Tai aiškinama tuo, kad jis susidarė iš Žemės mantijos ir plutos medžiagos, kurių tankis mažesnis dėl to, kad didesnę dalį Žemės masės sudaro geležis, susikaupusi branduolyje. Tuo tarpu pats Mėnulis neturi metalinio branduolio. 4,4 - 4,43 Ma - galutinis Žemės susidarymas. Laikoma, kad Žemė galutinai susidarė tada, kai ji įgijo savo dabartinę masę. Manoma, tai įvyko po to, kai baigėsi dažni susidūrimai su planetezimalėmis ir jų nuolaužomis – asteroidais ir meteoroidais. Tai laikotarpis, kai iš esmės baigėsi Žemės, kaip planetos akrecija. Tuo metu sąlygos Žemėje buvo labai kaičios. Tai sąlygojo kelios priežastys: - stiprus „meteoritinis bombardavimas“, - intensyvi medžiagų apykaita ir jų greitas persiskirstymas Žemės viduje ir su tuo susiję intensyvūs tektoniniai procesai; - aukštas geoterminis gradientas; - greitas Mėnulio sukimasis ir artima jo orbitos padėtis, dėl ko Žemę daug stipriau veikė jo trauka; - agresyvi atmosfera ir hidrosfera turinti daug sieros, chloro junginių, dėl ko vyko spartus cheminis dūlėjimas. Prielaida dėl dažno asteroidų, meteoritų ir kometų kritimo ant Žemės šiame leikotarpyje grindžiama duomenimis apie Mėnulio paviršių, kuriame tokių susidūrimų pėdsakai ryškūs ligi šiol. Šis procesas turėjo keletą svarbių pasekmių: - kito Žemės masė, papildant ją nukritusių kūnų medžiaga; - kito Žemės fizinės sąlygos: temperatūra, geoterminis gradientas, vandens fazinė būsena, atmosferos ir hidrosferos sudėtis; atmosferos slėgis. Manoma, kad šiuo laikotarpiu, daugiausiai dėl susidūrimo su stambesniais kosminiais kūnais, Žemė viršutinės sferos periodiškai buvo išlydomos, tai yra jos paviršiuje susidarydavo „magmos vandenynai“. Plutos raida Nedokumentuotas, tai yra neapibudintas konkrečia medžiaga laikotarpis Žemės istorijoje tarp Žemės akrecijos ir pirmųjų suarastų mineralų yra viso labo tik apie 150 mln. metų tai yra apie 3% viso Žemės amžiaus. Seniausia žemiškos kilmės medžiaga aptikta vakarų Australijoje, Jilgarno (Yilgarn) kratone Neriero gneisų srityje (Narrier Gneiss Terrane) Džeko kalvų (Jack Hills) rajone. Tai mineralo cirkono grūdeliai, kurių amžius - 4,4 mlrd.m., tai yra ne daug jaunesnis už seniausių meteoritų amžių (Wilde et al, 2001). Jie rasti kvarcite – metamorfizuotame smėlyje į smėlį ir konglomerate, kuris buvo suplautas upių deltose, seno žemyno pakraštyje maždaug prieš 3 mlrd. metų. Taigi, šios uolienos, nors ir labai senos, bet gerokai jaunesnės už jose rastus cirkonus, todėl, manoma, kad cirkonai šiame smėlyje yra nuotrupinės kilmės, kitaip sakant - detritiniai. Jie pakliuvo į šį smiltainį ardant kažkokias dar senesnes uolienas. Ištyrus tuos cirkonų grūdelius labai tiksliais metodais, buvo nustatyta, kad jų sandara, retųjų žemių elementų ir deguonies izotopų pasiskirstymas juose rodo, kad pirminės uolienos, kuriose šie cirkonai susidarė prieš 4,4 mlrd. metų greičiausiai buvo granitas, išsikristalizavęs iš magmos. Ši magma, savo ruožtu susidarė lydantis žemyninei plutai, kurioje buvo nuosėdinių uolienų, susidariusių vandens terpėje. Tokia prielaida remiasi tuo, kad cirkonų sudėtyje esantis deguonis turi padidintą sunkaus izotopo - 18O kiekį. Toks deguonies izotopų santykis susidaro vandenyje, kuriam garuojant, garų pavidalu išsiskiria daugiau lengvojo izotopo 16O, o vandneyje santykinai padaugėja sunkiojo. Tirdami retųjų elementų Hf ir Lu izotopų santykį Džeko kalvų cirkonuose mokslininkai padarė išvadą, kad pluta, tokio tūrio kaip dabartinė, galėjo susidaryti jau per pirmąjį 100, o gal net ir 30 mln. metų. Tačiau aprašti senieji cirkonai iš Australijos yra tik pavieniai mineralai, esantys jaunesnėse uolienose. Seniausios Žemės uolienos yra surastos Akastos rajone Kanadoje, Vergų provincijoje (Slave province). Tai - granito ir tonalito sudėties gneisai, juostuoti, nevienalytės sandaros ir sudėties. Jose esančių cirkonų amžius, nustatytas U-Pb metodu yra apie 4,01 Gm, o Nd izotopų tyrimo duomenys rodo galimą amžių iki 4,1 Gm. Tai pirminės magminės uolienos, susidariusios Žemės plutos gelmėse. Panašūs Nanok ir Uivak gneisai Šiaurės Atlanto kratone, Labradoro pusiasalyje yra 3,92 Gm senumo. Tai taip pat sugneisuotos, pirminės intruzinės uolienos. Nuuko plote Vakarų Grenlandijoje yra kiek jaunesni Itasko (Itsaq) gneisai susidarę prieš >3,85-3,78 mlrd. m. (.K.D.Collerson (Terra Nova Abstracts, 1995). Visa tai yra magminės uolienos, susidariusios Žemės gelmėse, greičiausiai formuojantis jos plutai. Seniausios nuosėdinės ir vulkaninės uolienos, susidariusios jau Žemės paviršiuje yra surastos Issua rajone, tarp Vakarų Grenlandijos ledynų. Jos yra įvairiu laipsniu pakeistos vėlesnių metamorfizmo procesų - perkristalizuotos, suraukšlėtos, tačiau jų sudėtis, sandara, slūgsojimas liudyja apie sąlygas ir aplinką Žemės paviršiuje ir ten vykusius procesus. Seniausių Issua serijos suprakrustalinių uolienų amžius yra apie 3,8 Ga. Seriją sudaro pirminiai smiltainiai, juostuoti magnetitiniai kvarcitai (džespilitai), rūgštūs efuzyvai, bazalto klodai, kuriuose aptiktas rutulinis arba “pagalvinis” skyrumas, rodo, kad jie išsiliejo po vandeniu. Azijoje, vienos seniausių nustatyto amžiaus uolienų yra šiaurės rytų Kinijoje, Šiaurės Kinijos platformoje. Čia yra surasta tonalitinių vadinamųjų “pilkųjų” gneisų storymė kurios amžius yra 3804 mln.metų. Nedidelė, vos 1 km2 ploto šių senųjų uolienų atodanga yra Anšanio miesto parke (Nutman, 2001). Apskritai senųjų uolienų Žemės paviršiuje išliko labai nedaug. Bendras šiuo metu nustatytų senesnių negu >3,55 mlrd.metų uolienų išeigų plotas sudaro vos 10 000 km2. Tai rodo, kad duomenų apie Žemės būklę tuo laikotarpiu turime labai nedaug. Archejaus 3-3,5 mlrd. metų uolienų storymės surastos daugelyje pasaulio vietų - Pietų Afrikos Kapvalio ir Zibabvės, Vakarų Australijoje, Pilbaros ir Yilgarno kratonuose, Baltijos skydo rytinėje dalyje – Suomijoje ir Rusijoje, Indijoje, Kandos skyde ir kitur. Tačiau duomenų apie plutos raidą archejuje šios uolienos suteikia ne tiek daug. Žemės gelmėse buvo daug daugiau negu dabar radioaktyvių elementų. Jų skilimo metu skyrėsi daug radiogeninės šilumos. Todėl Žemės gelmės archejuje buvo karštesnės, didesnis buvo geoterminis gradientas, tai yra su gyliu greičiau kilo temperatūra. Su laiku radioaktyvių elementų skaičius mažėjo. Dėl to skyrėsi vis mažiau radiogeninės šilumos. Per 4,5 milijardus metų nuo Žemės susidarymo iki dabar radiogeninės šilumos išsiskyrimas sumažėjo 85%. . ...pav. Galimas litosferos plokščių išsidėstymas AR, lyginant su dabartiniu. De Wit&Hart, Lithos, 1993 Archejaus pradžioje pluta, manoma, buvo buvo daug plonesnė negu dabar ir sudaryta daugiausiai iš bazinių uolienų. Dėl aukštesnės temperatūros gelmėse intensyviau vyko konvekcija mantijoje, didelių plumų iškilimas ir grimzdimas. Tai skatino litosferos plokščių susidarymą ir judėjimą. Tačiau litosferos plokštės archejuje buvo plonesnės ir daug mažesnės negu dabartinės, o žemyninės plutos plotai jose buvo nedideli. Tai parodyta ...pav.. Smulkios plokštės lengviau judėjo astenosferos paviršiumi, dažniau susidurdavo, greita lydėsi. Tuo pačiu buvo intensyvesnis magmatizmas, tiek giluminis, tiek paviršinis, sparčiau vyko akrecija ir suaugimas. Šių procesų metu, maždaug nuo 3,8 mlrd. metų pradėjo palaipsniui didėti litosferos plokščių plotas, storis ir žemyninės plutos dalis jose. Tačiau jų augimas vyko netolygiai. Nustatyta, kad buvo keli labai didelio mąsto, „katastrofiško“ magmatizmo laikotarpiai, kurių metu išsiliejo itin daug bazalto lavos. Tokių įvykių pėdsakai laikotarpyje tarp 2,715-2,705 Ga, atsekami Aukštutiniojo ežero, Ylgarno ir Kapvalio kratonuose, kur vyko bazaltų išsiliejimai. Tai rodo suintensyvėjimą giluminių procesų mantijoje, tokių, kaip konvekcija, plokščių jusdėjimas ir susidūrimai, kurių metu ir atsiranda nauja pluta. Plutos priaugimo periodiškumą rodo diagrama ...pav. . Intensyvus archejaus pabaigos magmatizmas matyt labai pagreitino ir žemyninės plutos susidarymą ir žemynų augimą. Manoma, kad archejaus ir proterozojaus riboje susidarė jau apie 60% dabartinės žemynų plutos (...pav.) . Tuo, beje daugiausiai ir sąlygotas šių dviejų didžiausių Žemės istorijos laikotarpių išskyrimas. Kontinentinė pluta yra išskirtinė žemės ypatybė. Tokios plutos kitos planetos neturi. Kontinentinėje plutoje susikaupė tam tikri elementai – Si, K, Na, Ca, Al, retieji elementai, kurių santykinai mažiau kitose geosferose. Dėl to pakito ir mantijos ir atmosferos bei vandenyno sudėtis. Erozija ir dūlėjimas vykstantys žemynuose pašalina iš atmosferos ir perneša į vandenynus karbonatų pavidalu didelę dalį CO2 , kur jisyra ištirpęs vandenyje arba surišamas nuosėduose. Žemynai, vėliau, sudarė sąlygas tam tikrų gyvybės formų išsivystymui, taip pat ir žmonėms su jų ypatinga civilizacija. Todėl kontinentinės plutos susidarymas buvo svarbus Žemės raidos etapas. Tai yra vienas svarbiausių priežasčių nustatant ribą tarp dviejų stambiausių eonų - archejaus ir proterozojaus (2,5 mlrd. metų). Tai pirma reikšminga stratigrafinė riba Žemės istorijoje. Svarbiausi įvykiai, kuriais remiantis atskirti šie du eonai yra: • Stambių kontinentinės plutos masių ir šiuolaikinio tipo žemynų susidarymas. • stabilių sąlygų žemynuose susidarymas; • sedimentacinių baseinų žemynuose susidarymas; • evaporitų (druskų) šalinimas iš vandenyno vandens sedimentaciniuose baseinuose ir pasaulinio vandenyno gėlėjimas. Kaip jau minėta, archejaus pabaigoje, palaipsniui susiliejant smulkioms plokštėms į stambesnes susidarė didelio ploto litosferos plokštės su dideliais storos kontinentinės plutos plotais. Proterozojuje tas procesas tęsėsi. Apskritai, visos dabartinės kontinentų plutos vidutinis amžius yra apie - 2,0-2,3 mlrd. metų. Kontinentai, sudarė didelės masės nesubdukuojančios plutos, nesuardomos litosferos plokščių susidūrimo metu. Juose susidaro kratonai - ilgą laiką stabilios sritys, kurių didelė dalis yra sausuma. Tektoniniai režimai pasikeitė ir vandenyne. Čia susidarė ištęstos linijinės ar lankinės subdukcijos juostos– vulkaniniai arba magminiai lankai. Tokie lankai šiuo metu tęsiasi visa Ramiojo vandenyno pakrante. Pasikeitė ir geocheminiai procesai Žemėje. Archejuje didelę dalį smulkių plokščių sudarė bazinės ir ultrabazinės sudėties uolienos, kuriose buvo daug Fe ir Mg, mažai K, Na, Si, Al. Tuo tarpu žemynų plutos viršutiniame sluoksnyje bazinių uolienų yra daug mažiau. Čia vyrauja granitoidai ir artimos jiems sudėties uolienos, kuriose yra padidintas kiekis K, Na, Ca, Si, Al, Rb, Sr ir kai kurių kitų elementų. Archejaus magminės uolienos daugiausiai susidarė lydantis mantijai, o proterozojuje didelė dalis plutos lydėsi iš senesnes plutos uolienų ir jų ardymo produktų, tik su nedideliu naujos mantijinės medžiagos papildymu. Atitinkamai pasikeitė ir nuosėdinių uolienų sudėtis, nes jose padidėjo žemynų ardymo produktų dalis. Atitinkamai ir vandenyno vandenyje padaugėjo elementų ir jų izotopų, prinešamų iš žemynų. Pavyzdžiui po 2,5 mlrd. metų jūrų nuogulose atsiranda 87Sr izotopo, kurio šaltinis - granitų ardymo produktai (Knauth, 1998). Žemės istorijoje ne kartą yra buvę, kai beveik visi kontinentais susiduria ir susijungią vieną didžiulį superkontinentą. Yra atkuriama keletas tokių žemynų, tiesa, kai kurie dar neužtikrintai. Jie yra pažymėti klaustuku. Atkuriami tokie superžemynai jų susidarymo ir iširimo laikas: • ?Valbara 3,3(3,6) - 2,8 mlrd. m. • ?Kenorlandas 2,7 - 2,45 mlrd. m. • ?Kolumbija 1,8 - 1,5 mlrd. m. • Rodinija 1,1- 0,75 mlrd. m. • ?Panotija 0,6 - 0,540 mlrd. m. • Pangeja 0,29 - 0,18 mlrd. m. Seniausias atkuriamas žemynas yra pavadintas Valbaros vardu. Manoma jis buvo sudarytas iš seniausios dabartinių Kapvalio (PAR), Pilbaros (Australija) kratonų ir (Austarlija) ir Indijos plutos blokų. Jie susijungė prieš 3,3 o gal ir 3,6 mlrd. metų ir išsilaikė, maždaug iki 2,8 mlrd. metų. Kiti autoriai, beveik iš tų pačių dalių atkuria kitą seniausią žemyną – Urą. Visa tai gana hipotetiškos rekonstrukcijos, tačiau jos remiasi vieninga nuomone, kad žemynų ir net superžemynų buvo jau paleoarchejuje. Kenorlandas, manoma susidarė prieš 2,7 mlrd . metų, susijungus Laurentijos, dabartinių Europos Kolos ir Karelijos, Australijos Jilgarno ir Afrikos Kalahario kratonams. Jis suskilo tarp 2.48 to 2.45 mlrd. m. Kolumbija, Nuna arba Hudsonija kai kas laiko seniausiu superžemynu, kuris egzistavo tarp 1.8 to 1.5 mlrd. m. Paleoproterozojaus metu. billion years ago in the Paleoproterozoic Era. Jį sudarė beveik visi tuo metu buvę žemynai – Laurencija (dabartinės Šiaurės Amerikos dalis), Baltika (dabartinis Rytų Europos kratonas), Amazonija (didelė dalis dabartinio Brazilijos skydo), Siberija (centrinė dabartinio Sibiro dalis apmianti Aldano ir Anabaro skydus), dalis Australijos, Šiaurės Kinijos kratonas, Kalaharis. Kartu su Kolumbijos žemynu, kaip jo dalis susidarė ir Rytų Europos kratonas, susijungus trims, ligi tol atskiroms jo dalims – Sarmatijai, Volgouralijai ir Fenoskandiji. Į ją įėjo ir Lietuvos bei aplinkinių kraštų pluta, kuri susidarė apytikriai tarp 1.9 ir 1.8 mlrd. metų. Ar tikrai bvo anksčiau išvardinti žemynai ir ar jie buvo tikrai superžemynai, apjungiantys visus žmynus nėra vieningos nuomonės. Daug patikimiau išskiriamas Rodinijos superžemynas, kuris susidarę prieš 1,2 ir suskilo prieš 0,75 mlrd. metų. Jis apjungęs bene visus iki to laiko buvusius kontinentus. Jų sandūros vietas žymi didžiulis kalnynas (tiksliau jo liekanos), kuris buvo nutįsęs kelis tūkstančius metų. Kai kurie tyrinėtojai laiko jį didžiausia iš buvusių Žemėje kalnynų juostų. Jo susidarymas vadinamas Grenviliška kalnodara arba orogenija. Rodinėją jį supo ir vientisas pasaulinis vandenynas - Pantalasas. Ši didžiulė kontinentinės plutos masė turėjo įtakos daugelio geologinių procesų eigai, klimato kitimui ir gyvybės raidai. ...pav. Rodinijos superžemynas. Langeliais paūymėtos Grenviliškos kalnodaros juostos Prieš 0.75 mlrd. metų Rodinijos superžemynas suskilo į atskirus Laurentijos, Baltikos, Siberijos, Gondvanos kontinentus. Gondvana buvo didžiausias iš jų, jungęs dabartinę Afriką, Pietų Ameriką, Australiją ir Antarktidą. Tarp jų atsivėrė ir nauji vandenynai - Japetaus, Tornkvisto, Rejos ir kiti. Siluro – devono periodais, Laurentija, Baltika ir nuo Gondvanos atskilusi Avalonija susijungė į vieną žemyną. Sandūros zonoje susidarė Kaledoniniai kalnai, kurie dabar tęsiasi per visą Skandinavijos pusiasalį, Rytų Grenlandijos kalnai ir Šiaurės Amerikos Apalačai. Šių kalnynų susidarymas vadinamas Kaledonine orogeneze. Tuo pačiu metu, prie Pietvakarinio Baltikos pakraščio prisišliejo Rytų Avalonijos žemyninis blokas. Tai buvo vakarinės Europos susidarymo pradžia. Vakarų Europos pluta toliau augo herciniškos arba variscinės orogenezės metu, vykusios karbono-permo periodais, laikotarpyje tarp 360-250 mln. metų. Tuo pačiu metu iš rytų prie Europos priaugo žemyninė plokštė, kurios branduolį sudarė senasis Siberijos žemynas. Tai buvo bendro Eurazijos žemyno susidarymo pradžia. Juos tarytum siūlė sujungė tuometu andūroje susidarę Uralo kalnai. Paleozojaus pabaigoje kalnodara vyko ir daugelyje kitų pasaulio vietų. Šių procesų metu, prieš 290 mln. metų susidarė naujas superžemynas – Pangeja. Jis apjungė beveik visus tuo met buvusius kontinentus į vieną didžiulį kontinentinės plutos masyvą. Pačioje permo pabaigoje, laikotarpyje apie 250 – 248 mln.metų vyko labai stiprus mąsto magmatizmas Sibire. Susidarė didžiulės masės intruzinių ir vulkaninių uolienų. Vien vulkaninių bazaltų - trapų užimamas plotas vertinamas iki 2,5 mln. km2, jų storis, įvairiais vertinimais siekia 6500 m, o tūris - 1.2-3 mln. km3. Mezozojaus pradžioje, triase, maždaug prieš 200 mln. metų, prasidėjo Pangėjos superžemyno skilimas, kuris truko dar ir juros periode. Šį įvykį lydėjo didžiuliai bazaltų išsiliejimai, kuriuos sukėlė dideli plumai, iškilę mantijoje po Pangejos litosfera ir ją galiausiai suskaldę į atskiras plokštes. Daugelyje žemynų, buvusių Gondvanos dalimis susidarė vulkaniniai plokščiakalniai - Karu (PAR), Paranos (Brazilija), Entendeko (Namibija), Feraros-Tasmanijos ir Kergeleno-Radžmahalo, Indijos vandenyne, Meri Biord, Antarktidoje. Tuo metu iš esmės ir prasidėjo dabartinių žemynų susidarymas. Jų kontūrai tik vietomis pasikeitė vėlesnių plokščių susidūrimų ir to sukeltų kalnodarų metu. Mezozojuje Gondvanos liekana – Afrikos plokštė susidūrė su Eurazija, dėl ko prasidėjo didžioji Alpiškoji kalnodara, besitęsianti ligi šiol. Buvęs tarp šių plokščių Tetės vandenynas užsidarė. Jo liekanos yra Viduržemio, Juodosios ir Kaspijos jūros. Plokščių sandūros vietoje iškilo Alpių, Balkanų, Mažosios Azijos, Arabų pusiasalio, Krymo ir Kaukazo kalnai. Abi plokštės toliau artėja ir galiausiai turėtų suaugti į vieną. Jau kainozojuje, prieš ~40 mln. metų, kitai Gondvanos skeveldrai - Indijos plokštei spaudžiant Azijos kontinento pakraštį, prasidėjo Himalajų kalnų susidarymas. Andų-Kordiljerų kalnodara nuo mezozojaus pradžios ar net paleozojaus pabaigos, vyksta rytiniame Ramiojo vandenyno pakraštyje, susiduriant Ramiojo vandenyno, Nazkos, Kokosų ir kitoms smulkesnėms plokštėms su Pietų ir Šiaurės Amerikos plokštėmis. Šiuo metu, atrodo, plokštės vėl telkiasi į naują superkontinentą (Scotese, internetas) artėdamos vienos prie kitų. Tačiau jo susidarymas numatomas tik po poros šimtų milijonų metų, o tokios prognozės yra menkai tepagrįstos, nes mantijos plumų susidarymo priežastys ir dėsningumai nėra žinomi, o nuo jų ir priklauso plokščių judėjimo kryptys, greičiai ir trukmė. Tačiau bet kuriuo atveju, plokštės nuolat judėdamos keičia Žemės veidą, jos paviršių, o tuo pačiu ir kitų geosferų – plutos, hidrosferos, atmosferos ir biosferos būklę. Hidrosfera Iš kur Žemėje atsirado vanduo? Numanomi du pagrindiniai vandens šaltiniai –išsiskyrimas iš Žemės gelmių, vadinamo Žemės degazacijos proceso metu ir kometų kritimas. Manoma, kad dulkių ir dujų debesies temperatūra siekė 1000oC, todėl vandens jame buvo nedaug. Atitinkamai jo nedaug buvo ir Žemėje, todėl didelė tikimybė, kad vandenį į ją atnešė kometos. Didelę kometų dalį sudaro lakios medžiagos, jų branduoliuose yra daug vandens ir kitų dujų ledo. Apskaičiuota, kad, jei kometos sudarė apie 10% krinatančių ant Žemės kūnų „didžiojo bombardavimo“ metu (4,4-3,8 mlrd. m.), to visiškai pakaktų Žemės hidrosferos susidarymui. L.A. Frankas su kolegomis apskaičiavo, kad kometos galėjo atnešti į Žemę apie 1,4x1021 kg vandens, tai yra maždaug tiek kiek jo yra Žemėje dabar (Frank ir kt., 1997). Kitais skaičiavimais, vandens galėjo būti prinešta daug daugiau, bet didesnė jo dalis buvo prarasta meteoritinio bombardavimo metu ir atsitrenkus į Žemę Tėjai, kai susidarė Mėnulis. Čia yra kelios nuomonės. Dėl meteoritų kritimo vandenynai galėjo išgaruoti ir po to vėl atsinaujinti arba, priešingai, meteoritų bombardavimas tik ištirpino ledą, kuris dengė Žemę. Kaip bebūtų, dauguma autorių mano, kad pirminė paviršinė hidrosfera, taip pat ir vandenyno pavidalu turėjo susidaryti Žemėje prieš 4,4 – 4,45 mlrd. metų, tai yra vos keletas milijonų metų po Mėnulio susidarymo. Tai patvirtina ir padidintas sunkaus deguonies izotopo (18O) kiekis seniausiuose Žemėje cirkonuose iš Neriero Australijoje. Padidintas sunkaus deguonies izotopo kiekis susidaro vandenyje, nes jam garuojant, išlekia daugiau lengvo izotopo (16O), kuris yra judresnis. Tuo pačiu santykinai daugiau sunkaus izotopo lieka vandenyje. Taigi, padidintas 18O kiekis gali reikšti, kad ta magma, iš kurios kristalizavosi senieji Australijos cirkonai, galėjo susidaryti lydantis nuosėdinėms uolienoms, susiklojusioms vandens baseine. O tai, savo ruožtu rodo, kad jau prieš 4,4 mlrd. metų, Žemėje galėjo būti skysto vandens ir netgi jo telkinių, kuriuos galime įsivaizduoti, kaip jūras ar vandenynus. Pluta tuo metu buvo plonesnė, žemynai - žemesni, todėl vanduo galėjo dengti didesnį Žemės paviršiaus plotą negu dabar. Įvairiais metodais įvertintas archejaus vandenyno gylis, bent jau tarp 3,5 ir 3 mlrd. metų mažai nusileido dabartiniam (Harrison, 1999). Dar viena svarbi pirminio vandenyno ypatybė yra jo temperatūra. Duomenų apie tai reikia ieškoti nuosėdinių uolienų storymėse, o jų iš tų laikų išliko labai nedaug, ir tos pačios yra pakitusos, metamorfizuotos. Naujausius duomenis apie tai gavo Robertas ir Šosidonas, tyrę Si izotopų sudėtį nuosėdinės kilmės silicituose iš įvairaus amžiaus nuogulų. Jie rėmėsi prielaida, kad sunkaus (30Si) ir lengvo (29Si) santykis priklauso nuo temperatūros. Remiantis šiais duomenimis, jie priėjo išvados, kad tarp 3,5 ir 2 mlrd. metų vandenyno vandens temperatūra buvo tarp 60 ir 80oC. Po to ji pradėjo vėsti ir prieš 1,5 mlrd. metų jau buvo apie 20-30oC (De La Rocha, 2006; Robert, Chaussidon, 2006). Proterozojaus hidrosferos ypatybės siejasi su kontinentinės plutos padidėjimu. Kontinentų pakraščiais, užlietais vandenyno ir sekliose jūrose, įsiterpusiose į žemynus susidarydavo dideli sedimentaciniai baseinai. Juose susikaupė didelės storymės nuosėdinių uolienų – žemynų ardymo produktų. Didelę dalį tų nuogulų sudaro karbonatai, o karšto ir sauso, dykuminio klimato sąlygomis čia kaupėsi evaporitai ­­– gipso, anhidrito, halito, silivino ir kitų druskų klodai. Tai žymiai sumažino vandenyno sūrumą, tai yra jo vandenyje ištirpusių druskų kiekį. Vandenyno sūrumas archejuje ir paleoproterozojuje pradžioje galėjo viršyti 5%, tai yra buvo 1,5-2 kartus didesnis negu dabar (3,5%) (Knauth, 1998). Tokia prielaida daroma remiantis tuo, kad druskos iš vandenyno gali būti pašalintos tik nuosėdų pavidalu. Tokie nuosėdiniai druskų klodai pradėjo formuotis kontinentuose tik proterozojuje, po 2,5 Ga, o intensyviai šis procesas vyko tik po 2 Ga, kai susidarė didesnės kontinentinės plutos masės ir žemyninės jūros jų paviršiuje. Reiškia ligi tol druskos buvo ištirpusios vandenyne. Sūrumo sumažėjimas galėjo turėti didelės reikšmės gyvybės raidai. Didelis jūros vandens sūrumas, manoma, stabdė gyvybės vystymąsi, nes daugeliui organizmų 5% druskos vandenyje yra išgyvenimo galimybių riba. Be to, sūrumas mažina deguonies tirpumą ir jo kiekį vandenyje. Kaip metėme ankstesniame skyriuje, žemynų skaičius, dydis ir padėtis nuolatos kito. Atitinkamai kito ir vandenynų skaičius ir dydis. Tais laikotarpiais, kai Žemėje susidarydavo superžemynas, būdavo ir vienas supervandenynas. Vandenynai irgi turėjo savo pavadinimus. Jie dar nėra nusistovėję. Tik nuo paleozojaus vandenynai jau vadinami daugmaž vienodai. Pavyzdžiui prieš 750 metų suskilus Rodinijai tarp Baltikos ir Laurencijos atsirado Japetaus vandenynas. Greta jo, pietinius Baltikos krantus (kur beje buvo ir dabartinė Lietuva) skalavo Tornkvisto vandenynas arba jūra. Kiek toliau į pietryčius plytėjo Rejos vandenynas. Dabartinių vandenynų istorija prasidėjo po Pangėjos skilimo, maždaug prieš 200-190 mln. metų. Tada, tolstant Pietrų Amerikos plokštei nuo Afrikos, o Šiaurės Amerikos nuo Europos maždaug prieš 100 mln. metų, atsivėrė Atlanto vandenynas, o tarp Europos ir Afrikos - Tetės vandenynas. Atlantas, kaip žinia tyvuliuoja ligi šiol, o Tetės vandenynas jau užsidarė, susidūrus Afrikos, Arabijos ir Eurazijos plokštėms. Jo liekanos yra Kaspijos, Juodoji ir Viduržemio jūros. Taigi dabartiniai vandenynai, skirtingai nuo žemynų yra labai jauni. Seniausia okeaninė pluta, esanti pietvakariniame Ramiojo vandenyno pakraštyje yra tok apie 170 mln. metų senumo, tai yra tik juros periodo. Vandenyno lygis nuolatos kito. Tai veikė žemynų dydžio ir padėties kaita, taip pat ir klimato kaita. Tam tikrais laikotarpiais, ypač atšalus klimatui labain daug vandens susikaupdavo žemynuose ledynų pavidalu ir ilgą laiką negrįždavo į vandenyną. Dėl to jo lygis gerokai nukrisdavo. ....pav.. Paskutiniojo ledynmečio metu, manoma, vandenyno lygis buvo nukritęs net iki 150 metrų žemiau dabartinio lygio. Vandenyno lygis svyravo ir dėl kitų priežasčių. Pavyzdžiui didelių žemyninės plutos plotų susidarymo, kurių centrinės dalys buvo dykuminės. pav. matyti, kad vien per fenerozojų vandens lygis svyravo iki 300 m. Reikšmingi hidrosferos būklės pakitimai susiję su apledėjimais, kurių metu didelė dalis vandens susikaupdavo ledo pavidalu žemynuose. Jų pėdsakai aptinkami dar mezoarchejaus storymėse. Pagal būdingas ledynines nuogulas nustatyta keletas pasaulinių apledėjimų, kurių metu ledynai užklojo didelius žemynų ir vandenynų šelfo plotus. Smulkiau apie apledėjimus pakalbėsime Klimato raidos skyriuje. Apledėjimų metu vandenyno lygis gerokai nukrisdavo. Kaip tai vyko praeityje nėra tikslių duomenų, tačiau pastarojo, pleistoceno Apledėjimo metu vandenyno lygis, manoma, buvo 150 metrų žemenis, negu dabartinis. Pastaruoju metu, galimai dėl klimato šiltėjimo ir ledynų tirpimo, vandenynų lygis kyla 1-2 mm per metus. Atmosferos raida Atmosferos susidarymas prasidėjo kartu su pačios Žemės susidarymu jau per pirmuosius 50 mln. metų. Ji pradėjo formuotis dėl staigaus dujų išsiskyrimo (degazacijos) Žemės akrecijos metu. Prisidėjo ir kometų atneštos lakios medžiagos. Svarbiausiais pirminiais atmosferos dujų šaltiniais yra laikomos Žemės gelmės ir vandenynas. Iš Žemės gelmių ligi šiol nuolat skiriasi dujos, užgriebtos dar pirminio ūko kondensacijos metu. Tai H, CH4 ir kitos. Jos pasiekia paviršių daugiausiai per vulkanus. Kitas šaltinis yra vandenynų vanduo, iš kurio garuojant išsiskiria lakios medžiagos, be to, vandenilis gali išsiskirti fotocheminių reakcijų metu, veikiant Saulės spindulių radiacijai. Daug dujų turėjo susidaryti kosminių smūgių metu, degant kosminiams kūnams atmosferoje ir jiems sprogstant, atsitrenkus į žemės paviršių. Per „Didijį susidūrimą“, kurio metu susidarė Mėnulis, Žemė turėjo prarasti pirminę atmosferą, kuri po to susidarė beveik iš naujo. Vieningos nuomonės apie pirminės atmosferos sudėtį nėra, tačiau nabejojama, kad ji buvo kitokia negu dabar ir žymiai kito. Vieni autoriai laiko, kad pradžioje atmsferoje vyravo metanas ir amonis (CH4 ir NH3), o CO2 ir N buvo mažai. Kiti mano, kad atmosferą sudarė daugiausiai CO2 ir N, truputis H2S ir H2, bet ir metano galėjo būti daug (Glasby, 1998, p.253). Jei atmosferoje vyravo CO2, jos slėgis turėjo būti apie 60-80 barų (1 baras = 0,986924 atm), tai yra tiek pat kartų didesnis, negu dabar. Beveik visi tyrinėtojai mano, kad deguonies pirminėje atmosferoje buvo nedaug, o laisvo gal ir visai nebuvo. Jo kiekis vertinamas itin mažu skaičiumi - 35 mln. metų CO2 kiekis atmosferoje buvo 1250+-250 tūrio ppm (ppmV), o vandenyno lygis, lyginant su dabartiniu – 73 metrais aukštesnis. Artimiausias žemiausio CO2 kiekio ir kartu žemiausio vandenyno lygio laikotarpis buvo prieš 21 000 metų, paskutiniojo apledėjimo didžiausio paplitimo metu. Tada CO2 lygis tebuvo 185 ppmV, o vandenyno lygis – 130+-10 metrų žemesnis (Pagani ir kt., Science, 309, 600 (2005); Alley ir kt., Science, 310, 456 (2005) . Apžvelgiant klimato kaitos fanerozojuje modelius, Buko ir Grejus, daro išvadą, kad pasiūlyti modeliai yra pernelyg skirtingi, todėl nepakankamai patikimi. Nepakankamai pagrįsta ir priklausomybė tarp klimato ir CO2 kiekio svyravimo atmosferoje. Jie daro prielaidą, kad „ .. pagrindinis fanerozojaus klimato gradientas yra pasekmė sąveikų atsirandančių kintant geografinei aplinkai. Šie geografiniai pakitimai apima kitimą žemynų masės, žemynų padėties, orografijos, vandenyno srovių stiprumo ir jų padėties. Autotrofai šiuo požiūriu labjau atrodo kaip šių kitimų pasekmė, o ne priežastis...“ (Boucot ir kt., 2001, p. 135). Jie dar išvadą, kad klimato ir CO2 kaitą atmosferoje veikia labai daug faktorių, kurie kolkas nepakankamai pažinti, kad juos būtų galima apjungti į patikimą modelį. Reikia pasakyti, kad žemas CO2 lygis atmosferoje yra pavojingas augalams, nes apsunkina fotosintezės reakcijas. Pastebėta, kad atšalimo ir žemo CO2 lygio laikotarpiais augalai imdavo naudoti kitokį fotosintezės reakcijų geocheminį mechanizmą - C4 fotosintezę, vietoj įprastos C3, kuris yra geochemiškai sudėtingesnis, bet leidžia efektyviau naudoti CO2 esant jo stygiui (Morris, 2003, p. 293) Priešpramoniniu laikotarpiu CO2 kiekis atmosferoje buvo 280 tūrio ppm (ppmV). E. Tadžika nustatė, kad CO2 svyravimai atmosferoje labiausiai priklauso nuo tektoninių veiksnių ir magmatizmo. Laikotarpyje nuo Kreidos periodo iki dabar svarbiausi veiksniai buvo vulkanizmas ir padidėję erozijos mastai dėl Himalajų ir Tibeto plokščiakalnio iškilimo. Papildomas veiksnys buvo taip pat padidėjęs dirvožemio biologinis aktyvumas – dėl dirvožemio mikroorganizmų ekosistemos įvairovės padidėjimo (Tajika, 1998). Metano pirminėje atmosferoje buvo santykinai daug, gal būt apie – apie 0.3% (dabar – 0.00017%). Jo kekis, manoma staigiai sumažėjo pradėjus daugėti laisvo deguonies, po 2,4 mlrd. metų. Esant pakankamai deguonis, bakterijos, naudoja metaną pagal tokią reakciją: CH4 + 2O2 --- CO2 + 2H2O (Goldblatt, Lenton ir kt., 2006). Klimatas Archejuje Žemė buvo karštesnė negu dabar, nes radioaktyvus skilimas tada buvo daug intensyvesnis, daugiau šilumos skyrėsi ir Žemės paviršiuje. Atmosferoje buvo daug daugiau „šiltnamio dujų“ – anglies dvideginio ir metano. Tačiau Saulės spinduliuojamas energijos srautas buvo net 30-40 proc. mažesnis. Ilgainiu, tuopačiu metu kai mažėjo radiogeninės šilumos išsiskyrimas paviršiuje ir šiltnamio dujų kiekis atmosferoje, tuo pačiu didėjo Saulės šilumos srautas pasiekiantis paviršių. Todėl, manoma, kad temperatūra Žemės paviršiuje archejaus metu iš esmės nesiskyrė nuo dabartinės (Priem, 1998). Aukštesnės temperatūros palaikymui buvo svarbus CO2 ir metano, kiekis atmosferoje, kuris ankstyvaisiais Žemės istorijos laikotarpiais buvo žymiai didesnis. Galėjo turėti reikšmės ir dažnas kosminių kūnų kritimas, kurio metu išsiskirdavo daug šilumos. Atmosferos ir klimato būklei Paleozojuje didelės reikšmės turėjo didžiulių Pangejos superžemyno plotų susidarymas. Centrinėse to žemyno dalyse, nutolusiose nuo vandenyno vyravo sausas dykuminis klimatas. Žymiausių klimato pakitimų liudininkais yra ledynmečiai, kurių pėdsakai randami praeities storymėse. Seniausi yra 2.9 mlrd. metų Pangolos ledyniniai dariniai surasti PAR, taip pat 2.75 mlrd. metų apledėjimo požymiai Namibijoje. Tačiau jie rasti tik atskirose vietose ir galėjo būti palikti kalnų ar ašigalių ledynų. Prieš 2.45-2.22 mlrd.metų įvyko pirmas pasaulinis apledėjimas, vadinamas Huroniškuoju. Šio apledėjimo požymiai yra surasti keliuose žemynuose – Kanadoje, Huronio supergrupėje; JAV Vajominge; PAR Makagenyenes rajone; Suomijoje, Ojakangas vietovėje. Pirmasis pasaulinis apledėjimas aiškinamas deguonies kiekio didėjimu atmosferoje, kuris prasidėjo kaip tik tuo metu. Didėjant deguonies kiekiui buvo oksiduojamas metanas (CH4), kurio ligi tol atmosferoje buvo daug – apie 0.3% (dabar – 0.00017%). Toks didelis metano kiekis sudarė žymų šiltnamio efektą tuo metu, nes jis sukelio 20 kartų stipresnį šiltnamio efektą, negu CO2. Dėl metano sumažėjimo įvyko atšalimas ir apledėjimas. Tam prielaidas sudarė ir 20-30% silpnesnė negu dabar Saulės radiacija (Catling ir kt., EUG). Tačiau pats didžiausias Žemės istorijoje apledėjimas įvyko proterozojaus pabaigoje, Kriogenio periode. Apledėjimai vyko dviem laikotarpiais 0.76-0.70 ir 0.62-0.58 mlrd. metų. To laikotarpio ledyniniai dariniai nustatytyti po visą pasaulį – Kongo upės baseine (950-750 ir 620-600 mlrd. m., Saharoje (730-650 mlrd. m.), Australijoje (800-780 ir 690-680 mlrd.m), Kinijoje (800-760 ir 740-700 ir 600 mlrd. m.), vakarinėje Šiaurės Amerikos dalyje (850-800 mlrd. m.) Norvegijoje Varangerio pusiasalyje (650 mlrd. m.), Špicbergeno saloje (593-573 mlrd. m.). Paleozojuje vienas didžiausių apledėjimų buvo vėlyvojo Ordoviko (Ašgilio) metu prieš ~450 mln. metų. Tiesa, jo mąstai dar nėra tiksliai įvertinti. Plataus masto Gondvanos žemyno apledėjimas prasidėjo karbone - Namiuryje arba Vizėjuje.(Smith ir kt., 2000). Jo pėdsakų randama pietinėje Afrikos dalyje, tačiau nėra aišku, ar tai globainis ar tik vietinis apledėjimas, vykęs Gondvanai esant ties pietiniu ašigaliu. Žymiausias klimatinis įvykis kainozojuje buvo apledėjimas prasidėjęs pleistoceno metu prieš 2 mln. metų. Per pastarąjį milijoną metų įvyko bent 8 atšalimo ir pašiltėjimo ciklai. Dalis jų yra laikomi tarpledynmečiais, o dalis tarpstadialais, tai yra tik ledynmečio atšilimo stadijomis. Didžiausių atšalimų metu ledynai išplisdavo dideliuose Šiaurės Amerikos ir Europos plotuose. Labai pailgėdavo ir kalnų ledynai, kurie daugelyje vietų išplito į priekalnių lygumas. Pasislinko pusiaujo link ir Antarktidos ledynai. Tropinėse platumose klimatas ne tik atšaldavo, bet ir pasausėdavo, padidėdavo dykumų plotai. Tuo pačiu metu vandenyno lygis nukrisdavo net iki 150 metrų žemiau dabartinio lygio, nes ledynuose susikaupdavo žymi dalis Žemės vandens. Matyt vyko ir daug kitų reikšmingų pakitimų apie kuriuos dar žinoma nedaug, pavyzdžiui kito vandenyno srovių kryptys (Smithson, Addison, 2002, p.166). Paskutinio apledėjimo metu didžiausią išplitimą ledynai pasiekė prieš 18-16 tūkstančių metų, po to pradėjo trauktis. Laikoma, kad ledynmetis baigėsi prieš 10 tūkstančių metų. Tačiau daugelio mokslininkų nuomone, ledynmetis dar nesibaigė ir mes gyvename tik tarpledynmetyje. Ryškūs klimato pakitimai, dažnai būna labai staigūs. Pavyzdžiui Ankstyvojo Driaso atšalimas, tarp 12900 ir 11700 metų, kurio metu vidutinė temperatūra priartėjo prie buvusios ledynmetyje, įvyko vos per 20 metų (........), tai yra beveik per vienos žmonių kartos trukmę. Šio vadinamojo Heinricho įvykio metu, Škotijoje atsirado ledynų kalnų cirkuose, o vidutinė liepos mėnesio temperatūra nukrito 10oC. Atšilimas, kurio metu temperatūra vėl pakilo bent 7oC igi įvyko vos per 10-20 metų (Smithson, Addison, 2002, p.168, 172). Šilčiausias laikotarpis poledynmečio buvo maždaug prieš 5000 metų, kai vidutinė temperatūra buvo 1-2oC aukštesnė negu dabar. Kitas šiltas laikotarpis buvo tarp 1000 ir 1200 metų. Tuo metu ir atmosfera buvo ramesnė, retesnės audros vandenyne. Tomis palankiomis sąlygomis pasinaudojo norvegų vykingai, kurie 984 metais atrado Grenlandiją ir ten įkūrė koloniją. Ji išsilaikė apie 500 ir išnyko arba galima pasakyti žuvo apie 1500 metus atšalus klimatui (Smithson, Addison, 2002, p.168; Diamond, 2006). Tas žymus atšalimas, pavadintas net mažuoju ledynmečių prasidėjo maždaug XIII amžiaus pradžioje. Europoje ir Šiaurės Amerikoje klimatas žymiai atšalo, pailgėjo ledynai Alpėse, Norvegijos Kaledoniniuose kalnuose. 1690 metų vidutinė temperatūra Anglijoje, jau tiesiogiai išmatuota, buvo 2oC žemesnė, negu dabar. Maždaug tuo metu tapytuose garsaus tapytojo Pitero Breigelio paveiksluose žmonės Olandijoje brenda per gilų sniegą ir čiuožinėja užšalusiais kanalais (Smithson, Addison, 2002, p.169). Atšalimas trūko iki XVIII, o gal net XIX amžiaus pradžios ir nuo to laiko klimatas šyla, su nedideliais atvėsimo laktarpiais. Tai tęsiasi ir dabar. Greičiausiai prie to prisideda ir žmogus, dėl kurio veiklos atmosferoje daugėja šiltnamio dujų. Bet kokia šiame procese yra žmogaus dalis, o kokia gamtinių priežasčių dar nenustatyta. Žinomi ne tik šaltieji, bet ir šiltieji, žymaus vidutinės temperatūros Žemės paviršiuje padidėjimo laikotarpiai. Fanerozojuje buvo tokie šilti laikotarpiai, kai Žemėje, netgi ašigaliuose nebuvo nuolatinės ledo dangos. Itin stipraus atšilimo laikotarpis buvo maždaug prieš 55 mln. metų. Tai, vadinamas paleoceno-eoceno terminis maksimumas (Pagani, Pedentchouk ir kt., 2006). Jo metu Arkties vandenyno paviršiuje, ties Šiaurės ašigaliu vidutinė temperatūra buvo apie 23oC. Tai reiškia, kad tuo metu net ašigalyje nebuvo ledo (Sluijs A., ir kt., 2006). Nuo to laiko iki dabar klimatas pamažu šaltėjo. Jei prieš 55 mln. metų Žemėje ko gero visai nebuvo ledynų, tai 45 mln. metų nuogulos rodo, kad tiek Arkties vandenyne, tiek Antarktidos priekrantėse pasirodė pirmųjų ledkalnių atneštas gargždas ir rieduliai, o prieš 14 mln. metų jų būta labai daug. Tuo metu kontinentiniai ledai išplito Antarktidoje, o prieš 3,5 mln. metų ir Grenlandijoje (Moran ir kt., 2006). Su tuo siejasi ir CO2 kiekio atmosferoje svyravimai. Jūrų dumblių (marine algae) liekanose nustatytą izotopų sudėtis rodo, kad prieš 55 mln. metų CO2 kiekis atmosferoje galėjo siekti 1500-2000 ppm. To priežastimi galėjo būti CO2 išsiskyrimas iš vandenyno vandens arba intensyvus vulkanizmas, vykęs veriantis Atlanto vandenynui. CO2 kiekis žymiai sumažėjo tarp 45 ir 25 mln. metų (Stall, 2006). Žymus atšilimo laikotarpis buvo ir prieš >35 mln. metų. Tuo metu CO2 kiekis atmosferoje buvo 1250+-250 tūrio ppm (ppmV), o vandenyno lygis, lyginant su dabartiniu – 73 metrais aukštesnis. Apžvelgiant klimato kaitos fanerozojuje modelius, Buko ir Grejus, daro išvadą, kad pasiūlyti modeliai yra pernelyg skirtingi, todėl nepakankamai patikimi. Nepakankamai pagrįsta ir priklausomybė tarp klimato ir CO2 kiekio svyravimo atmosferoje. Jie daro prielaidą, kad „ .. pagrindinis fanerozojaus klimato gradientas yra pasekmė sąveikų atsirandančių kintant geografinei aplinkai. Šie geografiniai pakitimai apima kitimą žemynų masės, žemynų padėties, orografijos, vandenyno srovių stiprumo ir jų padėties. Autotrofai šiuo požiūriu labjau atrodo kaip šių kitimų pasekmė, o ne priežastis...“ (Boucot ir kt., 2001, p. 135). Jie dar išvadą, kad klimato ir CO2 kaitą atmosferoje veikia labai daug faktorių, kurie kol kas nepakankamai pažinti, kad juos būtų galima apjungti į patikimą modelį. Yra ir daugiau mokslininkų abejojančių, kiek ilgalaikis ir reikšmingas yra dabartinis klimato šiltėjimas ir kiek jis apskritai yra susijęs su CO2 daugėjimu atmosferoje? Jie laiko, kad tai dar neįrodyta ir tėra prielaidų lygyje. Pavyzdžiui, gerai žinomas prancūzų mokslininkas, geologas ir geochemikas Klodas Alegre (Claude Allègre), beje, buvęs Prancūzijos Žemės instituto direktoriumi ir šios šalies Mokslo ministru, viešai pareiškė, kad pripažindamas klimato kitimą, jis nelaiko dabartinio šiltėjimo esminiu reiškiniu ir abejoja ar klimato šiltėjimas susijęs su CO2 kiekio didėjimu atmosferoje (Science, 2006, 443, no.7112, p.618-619. Svarstant, kaip kis atmosferos sudėtis ir klimatas ateityje, svarbu įvertini žmogaus indėlį, dėl ko yra gana skirtingų nuomonių. Vieni mokslininkai ir ypač žurnalistai dėl klimato šiltėjimo pastaruoju metu labiausiai kaltina žmogų. Kiti, pripažindami žmogaus indėlį nelaiko jo lemiamu. Aiškesnė nuomonė yra dėl metano. Manoma, kad du trečdaliai metano, patenkančio į atmosferą yra antropogeninės kilmės. Kartu s metano kieku atmosferoje didėja ir ozono kiekis. Be to metanas reaguoja su hidroksilo radikalu ir mažina jo kiekį, o šis yralabai svarbus veiksnys atmosferos valymui (Lelieveld, 2006). Metano išmetimų sąryšis su pramone ir žemės ūkiu matomas jau iš to, kad didžiausi jo išmetimai yra šiauriniame pusrutulyje, kur intensyviausia ir žmogaus veikla (...pav.) Gyvybė Kas tai yra gyvybė? Kas yra gyvi organizmai ir koks yra jų esminis skirtumas lyginant su negyvosios gamtos dariniais? Į šį klausimą atsakymas nėra lengvas, ypač kalbant apie paprasčiausias gyvybės formas. Gyvybę galima apibudinti kompleksu požymių, kurių svarbiausi yra: Sudėtingų organinių junginių sistema Medžiagų ir energijos apykaita su aplinka Struktūros ir sudėties palaikymas tam tikrą laiką, kol organizmas yra gyvas. Gebėjimas reprodukuotis, tai yra sukurti kitą organizmą, panašų į save Kisti, prisitaikant prie aplinkos kitimo Evoliucija, tai yra raida su tam tikra paveldėjimo dalimi Trumpiau kalbant, gyvi padarai apibudinami, kaip gebantys judėti, kvėpuoti, reaguoti į aplinkos kitimą, maitintis, šalinti nereikalingus medžiagų apykaitos produktus, augti ir reprodukuotis (Living things in elementary biology are characterized as being able to move, respire, respond to the environment, feed, excrete, grow and reproduce) (Enciklopedia of Life. Internetas).. Didelė dalis šių požymių būdingi ir negyviesiems gamtos objektams. Aukščiau išvardintų gyvybės bruožų turi kristalai, kurie palaiko tam tikrą energetinę pusiausvyrą su aplinka, gali pasisavindami iš aplinkos tam tikrus cheminius elementus ar junginius ir, panaudojant juos augti, sudarant būdingą jam kristalinę gardelę. Ir negyvojoje gamtoje yra stebimi reiškiniai panašūs į gyvų organizmų evoliuciją. Rusų mokslininkas Dmitrijus Rundkvistas rašė apie rūdinių telkinių evoliuciją. Jis turėjo galvoje tai, kad telkiniai ankstyvais Žemės raidos laikotarpiais buvo sudaryti iš paprastų cheminių junginių (oksidų, sulfidų, grynuolių) o vėlesniais laikotarpiais - iš sudėtingesnių (pavyzdžiui, sulfodruskos). Kita vertus vėlesniais laikotarpiais atskirų telkinių susidarymas prasideda nuo paprastų junginių kaupimosi, kurie tik vėliau tampa ar pasipildo sudėtingesniais. D. Rundkvistas tai pavadino „telkinių filogenezės ir ontogenezės dėsniu“, pritaikydamas žinomus biologijos terminus. Filogenezė reiškia rūšies raidą jos evoliucijos eigoje, o ontogenezė – atskiro organizmo raidą nuo jo užsimezgimo iki mirties. Tuo metu organizmas vystosi nuo paprastesnių formų prie sudėtingesnių tarsi pakartodamas savo rūšies evoliucijos kelią tai yra filogenezę. Gyvybės, kaip materijos būsenos atsiradimas vis dar yra mokslo neatskleista paslaptis. Neaišku ir kada atsirado gyvybė. Garsiausias rusų geologas V.V.Vernadskis, dar XX amžiaus pradžioje rašė, kad mes nežinome ar Žemės istorijoje buvo laikotarpis, kai joje nebuvo gyvybės? Šiam teiginiui negalima prieštarauti ir šiandien. Palankios sąlygos gyvybei atsirasti Saulės sistemoje ir Žemėje susidarė jau formuojantis Saulės sistemai. Čia turėjo reikšmės keletas sutapimų arba atsitiktinumų, kurių galėjo ir nebūti. Vienas iš tokių atsitiktinumų yra tai, kad Visatoje branduolių susidarymo (nukleosintezės) metu susidarė santykinai daug anglies, kuri yra ketvirtas labiausiai Visatoje paplitęs elementas. Anglis yra tinkamiausias elementas organiniams junginiams susidaryti, nes jos atomai gali jungtis tarpusavyje ir su vandenilio, deguonies, sieros, azoto atomais ir su jais sudaryti sudėtingas organines molekules. Reikalas tame, kad anglies susidarymo reakcijoje dalyvauja Be, kuris jungiasi su He. Ta jungtis yra galima dėl ilgo 8Be skilimo laikotarpio. Jei jis būtų trumpesnis, anglis nesusidarytų. Kitas „pavojus“ yra anglies ir helio jungties galimybė susidarant deguonies branduoliui. Ši reakcija yra nerezonansinė, bet jos lygis labai nedaug skiriasi nuo deguonies, todėl labai nedaug trūko, kad vietoj anglies Visatoje atsirastų daugiaus deguonies, o be anglies gyvybės atsiradimas būtų neįmanomas (Cataldo, 2004). Antras atsitiktinumas, kad Saulės sistemoje anglies yra santykinai daugiau. Visatoje apskritai yra 225 carbono atomai milijonui vandenilio atomų, o Saulės sistemoje – 350-470 (Cataldo, 2004). Ištikrųjų, jau ankstyviausiais Žemės gyvavimo laikotarpiais jos paviršiuje galėjo būti palankios sąlygos gyvybei atsirasti. Tai – neaukšta temperatūra, kurioje gali išlikti organiniai junginiai, panašus į dabartinį klimatas, skystas vanduo ir jo vandenyno dydžio sankaupos, organinė medžiaga, prinešama iš kosmoso meteoritų ir kometų. Atmosferoje vyravo medžiagos (metanas, azotas, anglies oksidai) palankios susidaryti organinėms molekulėms ir Žemės sąlygomis. Vyko vulkanizmas, lydimas karštų hidroterminių srautų, kurių išeigos vandenynų dugne laikomos vienomis palankiausių vietų sudėtingų organinių junginių susidarymui. Apie gyvybės atsiradimą yra sukurta daug hipotezių - Oparino, Holdeino ir kitų. Jos atsiradimo galimybė jau seniausiais laikais yra grindžiama ir eksperimentais, kurie įrodo, kad organinė medžiaga, tiek atskirų molekulių, tiek jų sankaupų (įvairių globulių, koatcervatų ir kt. pavidalu) galėjo susidaryti žemėje, tiek iš meteoritų medžiagos, tiek iš atmosferos medžiagos. Pavyzdžiui, Urejau ir Milerio eksperimentai. Mileris padarė uždarame inde, iš kurio buvo išsiurbtas oras mišinį iš vandens garų, vandenilio, metano ir amonio dujų, ir jį sujungė su kitu indu, kuriame buvo skysto vandens. Pirmame inde su dujomis jis įrengė įtaisą skleidžiantį elektros išlydžius. Visas ši aplinka inde atitiko įsivaizduojamą archejaus laikų hidrosferos ir atmosfreos sąveiką, o elektros išlydžiai imitavo žaibus. Jis tęsė eksperimentą savaitę. Per tą laiką vanduo antrąjame inde tampo drumstas, o jo paviršiuje plaukiojo plėvelė panaši į aliejų. Ištyręs šias medžiagas vandenyje Mileris nustatė, kad jas sudarė įvairios organinės medžiagos, tarp kurių buvo ir kelių rūšių amino rūgščių (Wills, Banda, 2000). Pirmoji gyvybė galėjo atsirasti įvairioje aplinkoje, įvairiomis sąlygomis, įvairiais būdais ir įvairiais pavidalais. Tai galėjo atsitikti hidrosferoje, atmosferoje ir uolienų storymėje, įvairių geologinių procesų metu – veikiant Saulės spinduliams, elektros išlydžiams (žaibui), radioaktyvumui, ugnikalnių išsiveržimų metu. Ypač tikėtinas organinių junginių susidarymas vandenynų ir jūrų dugne, tose vietose kur iš gelmių veržiasi karšto vandens ir dujų versmės, prinešančios į aplinką įvairių junginių ir cheminių elementų, tarp jų sieros, azoto o taip pat metalų (Mg, Fe, Mn, Mo), reikalingų metabolizmui. Tokių versmių daug dabartinių vandenynų dugne, ypač vidurio vandenynų riftų zonose, kur vyksta aktyvus vulkanizmas. Pagal E.G. Nisbetą ir C.M.R. Foulerį šiuolaikiniai mikroorganizmai iš savo pirmtakų, atsiradusių ir gyvenusių tokių karštų versmių aplinkoje paveldėjo vadinamuosius “šiluminio šoko proteinus” – junginius, susidarančius staiga pakylant aplinkos temperatūrai (Nisbet et al., 1996; McClendon, 1999). Palankiomis vietomis laikomos ir seklios įlankos kuriose vyko nuolatinė sąlygų kaita potvynių ir atoslūgių metu.Ten galėjo būti ir molingų uolienų sluoksnių, o molio mineralų paviršiuje yra palankios sąlygos sudėtingų organinių junginių sintezei. Yra nuomonių, kad gyvybė galėjo atsirasti labai greitai, vos per 10-20 mln. metų (Morris, p.73). Numanomi tokie gyvybės susidarymo etapai: 1) Paprastų molekulių susidarymas hidro-, atmo- ir litosferose, veikiant įvairiems energijos šaltiniams ir katalizatoriams; 2) Organinės medžiagos kondensacija ir polimerizacija, sudėtingų molekulių susidarymas; 3) Organinių junginių molekulių replikavimas, atsigaminimas. Tačiau nei viena hipotezė neįrodo ir nepaaiškina, kaip iš negyvos medžiagos susidarė gyva, kaip buvo peržengta riba, tarp gyvo ir negyvo? Tikriausiai gyvų organizmų susidarymas įvyko ne vieną kartą. Atsiradusi pirminiuose židiniuose gyvybė galėjo būti sunaikinta kosminių kūnų kritimo, ugnikalnių išsiveržimo, vandenyno lygio svyravimų ir daugelio kitų procesų, kurie tuo metu vyko labai intensyviai. Tačiaus išnykusi vienoje vietoje gyvybė galėjo ir vėl atsirasti kitoje vietoje, kitokiu pavidalu? Tai galėjo vykti tol, kol gyvi organizmai nepaplito po visą Žemės rutulį, neužpildė daugumos ekologinių nišų ir nesusijungė į vieningą biosferą arba ekosistemą, kurioje medžiagos gamintojai ir jos naudotojai (skaidytojai) sudaro vieningą mitybiniais ryšiais susietą sistemą. Šiuo metu gyvybė praktiškai nebegali susidaryti, nes organinė medžiaga, iš kurios ji galėtų atsirasti sunaudojama kitų organizmų greičiau, negu gali susikurti nauji organizmai. Pasibaigus „didžiajam bombardavimui“ gyvybė iš susidarymo vietų paplito po Žemę per keliasdešimt milijonų metų (Glasby, 1998). Kada susidarė globalinė biologinė sistema nežinoma? Tačiau, manoma, kad jau archejuje buvo tam tikra bakterijų ir archejų rūšių įvairovė, o bendra organinės medžiagos masė galėjo prilygti dabartinei. Prielaidas apie ankstyvą gyvybės atsiradimą patvirtina ir jos buvimo požymiai, nustatyti jau seniausiose nuosėdinėse uolienose, susidariusiose prieš 3.8 mlrd. metų. Grenlandijos Issua serijos pelaginiuose skalūnuose, tai yra metamorfizuotuose giluminėse vandenyno nuogulose yra grafito intarpėlių rutuliukų pavidalo. Jie sudaro apie 0.5 % uolienoje. Anglies izotopų santykio rodiklis (δ13C PDB) šiame grafite yra apie -22.8 ‰ (Rosing, EUG; Rosing, Bridgewater.Terra Nova Abstracts, 1995). Tai rodo, kad anglis galėjo susidaryti iš planktoninių organizmų. Anglis dalyvauja įvairiose reakcijose, vykstančiose gyvuose organizmuose, bet jie įsisavina iš aplinkos daugiau lengvojo anglies izotopo - 12C, nes jo perėjimo energija vidinių reakcijų vykstančių organizmuose metu yra žemesnė. Tai atsispindi iš organizmų susidariusio grafito sudėtyje. Panašų δ13C rodiklį, rodantį santykinai didesnį lengvojo anglies izotopo kiekį turi ir dabartiniai augalai, cianobakterijos (McClendon, 1999, p.72). Jei toje pačioje vietoje, kur gyvena organizmai nuosėda ir chemogeninės kilmės karbonatai, jų anglies izotopinėje sudėtyje bus padidintas sunkesnio, 13C izotopo kiekis, nes jie sėdo iš vandens iš kurio gyvi organizmai buvo paėmę santykinai daugiau lengvojo anglies izotopo. Issua serijos nuosėdinių karbonatų anglies izotopų santykis yra artimas dabartiniam (δ13C= -2,28%), todėl, manoma, susidarė dalyvaujant gyviems organizmams (Wilde et al. 2001). 3,5 mlrd. metų storymėse jau randama neabejotinų gyvybės veiklos požymių – bakterijų liekanų ir stromatolitų. Tai karbonatiniai dariniai, smulkiai sluoksniuotų gurvuolių pavidalu, sutinkami karbonatų storymėse. Jie susidaro bakterijų kolonijų vietose, kurios savo gyvybine veikla sudarė palankias sąlygas sparčiau sėsti iš vandens karbonatams. Bakterijos fotosintezės reakcijų būdu pasisavina iš aplinkos CO2, dėl ko joje sumažėja karbonatų tirpumas ir jie nusėda. Stromatolitų rasta ankstyvojo archejaus nuosėdinėse storymėse PAR (Barbertono žaliųjų skalūnų juostoje, Onvervacht ir Fig Tree formacijose), Australijoje, Kanadoje. Beje stromatolitai susidaro ir dabar – jais garsi Ryklių įlanka (Shark bay) Australijos pakrantėje. Australijoje, vadinamoje Eipekso storymėje (Apex formation), kurios amžius yra 3,465 mlrd. metų, rastos seniausios mikrofosilijos, savo forma ir dydžiu panašios į dabartines cianobakterijas (McClendon, 1999). Jų nustatyta 11 skirtingų pavidalų, kurie yra gali būti ir atskirais taksonais? 2.9 milijardų metų Vitvatersrando supergrupės (PAR) metamorfizuotose nuosėdinėse uolienose surasta net ir naftos požymių, kas liudyja apie didelį kiekį tuo metu gyvavusių organizmų (England ir kt., 2002). Dauguma mokslininkų sutaria, kad pirmioji gyvybės forma Žemėje veikiausiai buvo termofilinės bakterijos ir archėjos, gyvenusios karštame vandenyje, iki 90-110oC temperatūros. Pirmieji organizmai buvo prokariotai - neturėjo branduolio ir branduolio membranos ir dauginosi dalinimosi būdu. Energiją jie galėjo gauti skaldydami metaną, sieros ir azoto junginius. Pirminiame vandenyne galėjo būti nemažai organinės medžiagos, tiek prineštos meteoritų, tiek susidariusios žaibuojant atmosferoje, kurioje buvo daug azoto, metano ir vandenilio. Tai patvirtino Urejaus ir Milerio eksperimentas. Pirmieji organizmai galėjo gauti energijos skaldydami šią organinę medžiagą pagal tokią reakciją: C6H2O6 ---- 2CO2 + C2H5OH + energija Tik vėliau buvo „išrasta“ ir fotosintezė: CO2 + H2O + šviesa ------ (CH2O) + O2 Šią reakciją naudojusių bakterijų galėjo būti jau prieš 3.7 Ga (Rosing, EUG, Nisbet, EUG). Tačiau yra manančių, kad deguonį gaminančios bakterijos išsivystė ir išplito tik prieš 2,7 mlrd. metų (Kasting, 2006). Fotosintezę vykdančių bakterijų atsiradimas sudarė sąlygas plisti gyvybei vandenyne už hidrotermų veikimo vietų (Rosing, EUG). Tačiau deguonis buvo kenksmingas pirmiesiems mikroorganizmams, nes O2 ardo nitrogenazės enzymą (Siefert, EUG), kurio pagalba anaerobiniai prokarijotai fiksavo azotą. Prireikė beveik 2 milijardų metų, kol organizmai išmoko apsisaugoti nuo neigiamo deguonies poveikio ir gyventi deguoninėje (aerobinėje) aplinkoje. Pirmieji organizamia atsirado ir gyveno vandenyje. Tačiau jau archejaus pabaigoje, aptikti bakterijų veiklos pėdsakai ir sausumoje. Mount Roe kalnuose Australijoje rastas paleodirvožemis, susidaręs prieš 2,78 Ga, kuriame esančių karbonatų izotopinė sudėtis galimai susidarė veikiant bakterijoms (Beukes, ir kt., 2002)? Šio eono pradžioje, kaip ir archejuje Žemėje viešpatavo prokarijotai - bakterijos lastelėse neturėjusios branduolio. Jos vystėsi didindamos įvairovę, bet ne vidinį sudėtinmą, tai yra išlaikydamos palyginti aprastą lastelės sandarą. Tai perspektyvus išlikimo prasme, kelias, nes ir dabar Žemėje prokarijotų ra daugiau, neg bet kokių kitų gų padarų (Wills, 2006). Jų, „vienvaldystė“ Žemėje truko maždaug 2 milijardus metų. Proterozojaus metu įvyko esminiai biosferos pokyčiai, pakeitę tolimesnę gyvybės raidą. Paleoproterozojaus pabaigoje, prieš 2,3-2 milijardus metų, o kitų autrorių duomenimis – apie 1.8-1.5 mlrd. metų atsirado naujo tipo organizmai – eukariotai (Eukaria). Tai buvo irgi mikrorganizmai, bet jų lastelės turėjo branduolį, kuriame slypėjo genetinė informacija. Eukariotai dauginosi lytiniu būdu, susiliejant dviem lastelėms iš kurių susidarydavo nauja ląstelė, turinti atsitiktinį abiejų senųjų ląstelių genų derinį. Indų fiziologo B.S. Venkatačlos nuomone, iki tol Žemėje buvo tik gyvybė, o su eukariotų atsiradimu atsirado ir mirtis (Venkatachala et.all, 1988). Anksčiau lastelės dalijosi ir susidarydavo naujos ląstelės, lygiai tokios pačios, kaip ir senoji. Iš esmės tas pats organizmas tęsė gyvavimą. Aišku, organizmai žūdavo susidarius nepalankioms sąlygoms, bet tai buvo atsitiktinumas - žūtis. Su eukariotų atsiradimu atsirado mirtis, kaip neišvengiama, genetiškai užprogramuota būtinybė. Atsiradus lytiniam dauginimuisi, senieji organizmai-tėvai ėmė mirti, o nauji organizmai-vaikai jau skyrėsi nuo senųjų, nes turėjo kitokį genų rinkinį, paveldėta iš abiejų tėvų. Atsitiktiniai genų deriniai reiškė ir naujų organizmų ypatybių ir savybių įvairovę, o tuo pačiu galimybę prisitaikyti prie įvairių ir kintančių aplinkos sąlygų. Nuo to laiko gyvybė pradėjo vystytis ir kitu keliu, didindama organizmų sudėtingumą. Tai vyksta ligi šiol. Tiesa, buvo ir svyravimų, bet suvidurknant, oganizmų vidinė sandara ir jų elgesys darosi vis sudėtingesni. Pavyzdys yra smegenų vystymasis – cefalizacija, atvedusi prie tokio sudėtingo darinio, kaip žmogaus smegenys. Mokslininkai mano, kad evoliucija, prasidėjusi atsiradus eukarijotams, būtinai sukuria vis sudėtingesnius (ir tobulesnius?) organizmus, panaudodama, visus gamtoje galimus ir gyvybei tinkamus fizinius ir cheminius mechanizmus (Morris, 2003). Tai labai pagreitino gyvybės evoliuciją. Su eukarijotų atsiradimu įvyko didysis Žemės gyvybės medžio išsišakojimas į tris šakas arba domeinus: archejų, bakterijų ir eukarijų. Šių šakų atstovai ir dabar sudaro gyvąjį pasaulį. Bakterijų (Bacteria arba Eubacteria) šaka apima visas paprastas bakterijas, taip pat cianobakterijas, mitochoindrijas ir chloroplastus. Archejų (Archeaea) arba archeobakterijų šakai priklauso karštųjų versmių, druskamėgiai (halofiliniai) ir rūgščiamėgiai (acidofiliniai) organizmai, kurie gyvena ekstremaliose, mažiausiai palankiose gyvybei vietose. Eukarijų (Eucaria) šakai priklauso visi kiti organizmai, tarp jų augalai (Planta), grybai (Mycota) ir gyvūnai (Zoa), taip pat ir žmonės. Filogenetiniai tyrimai parodė, kad Eukarijos ir Archėjos turi bendrą protėvį, jos panašesnės tarpusavyje negu kiekviena iš jų su bakterijomis (Pace, 2006). 2,5-2,0 - Dulitlio įvykis - atpažįstamo „pirmojo bendro protėvio“ laikas. 1,7 – seniausi eukarijotų biomarkeriai (Brasier, 1998) Deguonis atmosferoje. Taigi deguonies atsiradimas atmosferoje sudarė sąlygas gyvybei plisti žemynuose, nes jis apsaugo Žemės paviršių nuo kenksmingo Saulės spindulių poveikio. Tiesa, serniausi bakterijų veiklos pėdsakai sausumoje aptikti 2,78 Ga amžiaus paleodirvožemyje Mount Roe Australijoje (Beukes, at al., 2002). Tačiau daug dažnesni ir užtikrintesni jie yra proterozojuje 2,45-2.2 mlrd. metų nuogulose. Tai organinės kilmės karbonatai, geležies junginiai paleodirvožemiuose ir senos dūlėjimo plutos sluoksniuose Eliot Lake grupėje, Transhudzono juostoje, Kanados Ontario provincijoje (2.45 mlrd.m.), Hekporto (Hekpoort) laterituose Transvalio supergrupėje, PAR (2,2 mlrd.m.). Karelijoje 2.1-1,95 mlrd.metų Jatulio storymėje žinomi anglingų šungitinių skalūnų sluoksniai, kuriuose yra iki keliasdešimt procentų anglies. Neseniai buvo nustatyta, kad jų anglinga medžiaga - šungitas tai metamorfizuoti naftos tipo anglaivandeniliai, susidarę iš tuo metu klestėjusių bakterijų. Mezoproterozojaus pabaigoje, prieš 1,1‑1,2 mlrd.metų atsirado pirmieji gyvūnai (metazoa). Jų veiklos pėdsakai - mažučiai urveliai, aptikti Indijoje, Čorčato (Chorchat) smiltainiuose iš Vindijano (Vindhyan) supergrupės, kurios amžius yra apie 1,12 Ga (Brasl???er, 1998). Tačiau, manoma, kad gyvūnai atsirado dar anksčiau. Remiantis “molekuliniu laikrodžiu”, arba numanomu genų sekų raidos periodiškumu, daroma išvada, kad bestuburių linijos pradėjo skaidytis jau prieš 1,2 Ga. O tai reiškia, kad seniausi gyvūnai (animals) tiesiog dar neaptikti (Brasler, 1998). Neoproterozojaus gale tarp 575 ir 555 (600-580) mln. metų gyvūnai ypatingai suklestėjo visoje Žemėje. Daugelyje pasaulio vietų surastos ištisos jų bendrijos, vadinamos Ediakaros biotos vardu. Pavadinimas kilęs nuo Ediakaros kalvų pietvakarių Australijoje, kur pirmiausiai buvo nustatyti tokių gyvūnų pedsakai. Jų taip pat surasta Jakutijoje (Rusija), Kinijoje, Kanadoje, Brazilijoje, ir kitur. Tai labai savotiški gyvūnai, kurių dydis siekė keliasdešimt centimetrų. Jie buvo mums neįprasto pavidalo, minkštakūniai, neturėjo skeleto. Randami tik jų atspaudai išlikę itin palankiose sąlygose. Nepaisant to, nustatyta didelė šių organizmų rūšių įvairovė. Pagal šį įvykį išskirtas paskutinysis Proterozojaus periodas, pavadintas Ediakariu, po kurio seka jau naujas Žemės istorijos laikotarpis Fanerozojus. Pažodžiui verčiant iš graikų kalbos, fanerozojus reiškia atviros gyvybės laikotarpis. Iš tikrųjų, nuo pat jo pradžios Žemėje atsiranda gyvybės formų įvairovė artima dabartinei. Jos plačiai paplinta, ne tik vandenynuose, bet ir sausumoje. Be to atsiranda daug gyvūnų turinčių vidinį skeletą ir išorinį kiautą iš fosfatų, karbonatų ar chitino, kuris gerai išlieka fosilijose. Tai padeda geriau pažinti gyvybę, atsekti jos evoliuciją. Todėl fanerozojus jau skirstomas į smulkesnius laikotarpius pagal paleontologinius duomenis tai yra pakitimus gyvąjame pasaulyje – vienų gyvūnų išnykimą, kitų atsiradimą, vertinant visą gyvybės formų kompleksą. Pagal tai yra išskirtos trys eros - Paleozojinė, Mezozojinė ir Kainozojinė, kas išvertus iš senosios graikų kalbos reiškia atitinkamai - senosios, viduriniosios ir naujosios gyvybės eras. Pirmąjame Paleozojaus eros periode - Kambre atsirado visi ir dabar gyvuojantys gyvūnų tipai - vėžiagyviai, moliuskai, taip pat ir stuburiniai. Kaip tik tada atsirado visi gyvūnijos ytipao ir staigiai pradėjo didėti gyvų organizmų rūšinė įvairovė. …pav. Organizmų genčių daugėjimo kreivė. Sepkosky, 1996 …..pav. Išmirusių gyvūnų genčių santykinis kiekis. Sepkosky, 1996 Nuo kambro gyvų organizmų rūšinė įvairovė nuolat kilo, išskyrus atskirus laikotarpius, kai ji staiga sumažėdavo. Tokie laikotarpiai vadinami masiniais išmirimais. Šių reiškinių priežastys nėra žinomos, tiksliau jie siejami su įvairiais reiškiniais ir įvykiais: klimato kaita, stirpiu vulkanizmu, asteroidų kritimu,. Na ir pačių gyvų organizmų ekosistemų evoliucijos ypatybėmis. Masinių išmirimų metu išnykdavo iki 50, kai kurių autorių nuomone net iki 90 proc. gyvų organizmų rūšių. Tačiau po kiekvieno tokio išmirimo, gyvūnų įvairovė gana greitai, per kelis ar keliliką milijonų metų atsistatydavo, tiesa, jau kitos sudėties. Butent pagal biosferos sudėties pakitimus – vienų organizmų išnykimą, kitų atsiradimą ir vedamos stratigrafinės, tai yra geologinės istorijos etapų ribos. Todėl kiekvienas periodas turi savo paleontologines ypatybes. Kambro ypatybe ir savotišku simboliu yra trilobitai. Šiame periode jie atsirado ir klestėjo, jų gausu to laikotarpio nuogulose, kur jie yra tarp vedančiųjų faunos rūšių išskiriant smulkesnius kambro stratigrafinius padalinius. Ordovike išplito galvakojai moliuskai – dabartinių kalmarų, aštuonkojų ir nautiloidėjų pirmtakai - ortocerai, endocerai. Čia atsiranda koralai, pečiakojai moliuskai brachiopodai, jūrų lelijos - krinoidejos, graptolitai. Vėlyvąjame ordovike apie 450-440 mln.metų įvyko vienas didžiausių Žemės istorijoje masinis išmirimas. Jo metu išnyko apie 85% jūrinės faunos rūšių. Jis siejamas su pasauliniu apledėjimu, bet tikrosios jo priežastys nėra žinomos. Siluro laikotarpyje vandenynuose toliau plito galvakojai ir kitokie moliuskai bei graptolitai. Maždaug prieš 420 mln. metų, atsiranda pirmieji augalai sausumoje. Ligi tol sausumoje nebuvo nei augalų, nei gyvūnų, ten yra tik bakterijų gyvenimo pėdsakų. Nuo šiol prasideda sausumos apgyvendinimas. Devono laikotarpio ypatybė yra žuvų paplitimas, ypač šarvuotųjų. Prieš 410 mln. metų jau buvo ir dabartinių ryklių pirmtakai. Prieš 400 mln. metų atsiranda pirmieji amonitai – galvakojai moliuskai, kurie ypač suklestės vėlesniais permo, triaso ir juros periodais. Karbono pradžioje, apie 363 mln. metų atsiranda pirmieji medžiai. Medžiai ir kiti augalai, kaip paparčiai, asiūkliai tuo metu sparčiai užima laisvus sausumos plotus. Vandenynų pakrantėse išplinta jų sąžalynai, palikę didžiausius anglies išteklius. Prieš 367 mln.metų įvyksta dar vienas masinis išmirimas. Su juo siejama dviejų devono amžių – franio ir famenio riba. Šio išmirimo priežastys nėra žinomos, bet kaip tik tuo laiku (367 mln.metų) į Žemę trenkė didelis asteroidas, išmušęs 50 km skersmens kraterį. Tai - Siljano astroblema Švedijoje. Karbone, prieš 310 atsirado „pirmas“ kiaušinis. Juos ėmė dėti driežai – kotilozaurai. To paties periodo nuogulose surasti seniausi vabalai, o prieš 300 mln.metų – vabzdžiai jau išmoko skraidyti. Pradžioje jų sparnai buvo naudojami kaip šiluminės baterijos, greitai sugeriančios šilumą ir padedančios apsisaugoti nuo šalčio. Tai pavyzdys, kaip organai pakeičia savo pirminę paskirtį. Tai ne karta įvyko evoliucijos eigoje. Kitas pavyzdys yra akys, kurios pradžioje buvo naudojamas fotosintezei ir tik vėliau tapo regėjimo organu (Delsemme, p. 179). Pačioje paleozojus pabaigoje, permo - triaso riboje, prieš 255-250 (kai kurių autorių duomenimis – 248 mln.metų) įvyko dar vienas masinis išmirimas – didžiausias žinomas Žemės istorijoje. Tuo metu. Išnyko apie 90% visų gyvų organizmų rūšių. Vandenynuose išliko tik apie 5% gyvūnų rūšių, o žemynuose - mažiau kaip trečdalis. Išnyko dauguma brachiopodų, trilobitų, krinoidejų, amonoidejų, koralų rūšių. Tuo metu iš sausumos gyvūnų klestėjo reptilijos sinapsidai, tarp kurių buvo tiek žolėdžių, tiek plėšrūnų, mitusių pastaraisiais. Iš jų, virš permo ribos, triase randamos tik žolėdžių Lystrosaurus fosilijos, kurios triase plačiai paplito po visą Žemę. Išnyko ir labai daug augalų rūšių, tarp jų beveik visi medžiai. Tai gerai nustatyta Alpėse, kur permo-triaso ribos nuogulose beveik išnykasta medžių žiedadulkės, bet yra nepaprastai padaugėja pelėsių (Fungi) sporų, kurie, manoma, suklestėjo ant žuvusių medžių. Išmirimas nebuvo labai staigus, gyvybės formų kitimas vyko palaipsniškai. Yra keletas nuomonių dėl šios katastrofos priežasčių. Viena jų - asteroido smūgis. Neseniai didelis, 75 mylių skersmens šio laikotarpio smūginis krateris rastas Australijoje. Kita galima permo-triaso išmirimo priežastis yra Sibiro vulkaninio plokščiakalnio (trapų) susidarymas. Tuo metu, per 1-2 milijonus metų paviršiuje išsiliejo maždaug milijonas kubinių kilometrų lavos. Tokio kiekio pakaktų padengti visą žemę 6 metrų storio sluoksniu. Nustatyta, kad amžiaus skirtumas tarp Sibiro trapų ir permo-triaso ribos nuogulų Kinijoje yra tik 100 000 m. Abiem pastaraisias atvejais gyvybę sunaikino ne smūgis ar lavos išsiliejimas, bet šių įvykių metu išsiveržę didžiuliai kiekiai dujų, tarp jų sieros ir chloro junginiai, sukėlę rūgščius lietus. Dėl jų išnyko augmenija ir suiro gyvūnijos mitybos grandinė. Dar viena galima priežastis - vandenyno, taip pat seklios šelfo zonos apnuodyjimas CO2. Tai galėjo atsitikti sulėtėjus vandenyno vandens apytakai, dėl klimato pašiltėjimo ištirpus ašigalių ledynams. Beje visi minėti veiksniai galėjo pasireikšti ir kartu (Hoffmann, 2000). Pagal biotos pakitimą dėl masinio išmirimo ir vedama Paleozojaus ir Mezozojaus eru riba. Mezozojus truko nuo 251 iki 65.5 mln. metų. Jis skirstomas į tris periodus: Triasas 251-200 Jura 200-145 Kreida 145-65.5 Pokyčiams biosferoje, pagal kuriuos vedamos mezozojaus periodų ribos, tikriausiai turėjo įtakos bazalto išsiliejimai ir kosminių kūnų kritimas, nes su šiais įvykiais sutampa daugelio mezozojaus periodų ir smulkesnių stratigrafinių padalinių ribos (....pav.) Kelių stambių asteroidų smūgiai sudrebino Žemę prieš, apytikriai 214 mln. metų. Jie paliko dideles astroblemas jos paviršiuje: Manikuagano (100 km) ir Saint Martino (40 km), Kanadoje, Rošešuaro (25 km) Prancūzijoje. Nepaisant masinio išmirimo permo-triaso riboje, mezozojuje toliau vystėsi daugelis gyvūnų grupių, gyvenusių dar paleozojuje. Ryškiausios mezozojaus gyvūnų grupės buvo galvakojai moliuskai – amonitai ir ropliai. Mezozojuje iš roplių išsivystė dinozaurai, paukščiai ir žinduoliai. Mezozojaus gyvūnijos ypatybė yra dinozaurai. Pirmieji iš jų - tekodontai atsirado prieš 235 mln.metų. Tai buvo viščiuko dydžio gyvūnėliai, lakstę ant dviejų kojų ir laikę lygsvarą uodegos pagalba. Nuo jų ir prasidėjo „dinozaurų era“ trukusi visą mezozojų, bet ir pasibaigusi kartu su juo. Dinozaurai tikrąja to žodžio prasme užkariavo pasaulį. Viso nustatyta 544 jų gentys, bet mokslininkų vertinimu, viso galėjo būti 1844, tai yra dar apie 1300 genčių gali būti surasta ateityje (Nature, 2006, vol. 443/7 September, p. 14). Prieš 215 mln. metų į orą pakilo pirmieji skraidantys driežai – pterozaurai. Neturėdami čia konkurentų jie greitai suklestėjo. Didžiausių iš jų svoris siekė 80 kg, o sparnų mostas - 10,8 metrų. Greičiausiai iš jų, prieš 150 mln. metų išsivystė pirmieji paukščiai – archeopteriksai. Jie surasti garsiąjame Zolenhofeno karjere Vokietijoje. Čia buvo išgaunamos labai švarios smulkiagrūdės klintys, geriausiai tinkančios litografinio akmens gamybai, tuo metu naudoto graviūrų spausdinimui. Šios klintys susidarė uždarame užutekėlyje, kurio nedrumstė nei vėjas, nei bangos, nei jūros srovės, todėl čia sėdo smulkutis karbonatinis dumblas. Patenkantys į tą dumblą negyvi gyvūnai čia puikiausiai užsikonservuodavo ir išliko su smulkiausiomis savo sandaros detalėmis. Išgaunant šias klintis buvo surasta daugybė puikiai išlikusių fosilijų, tarp jų ir pirmojo paukščio liekanos. Mezozojuje iš roplių išsivystė ir žinduoliai. Bendru visų žinduolių protėviu laikomas roplys, gyvenęs prieš 250 mln.metų, pačioje triaso pradžioje (Delseme, 199 p.183). O pirmieji žinduoliai atsirado prieš 210-200 mln. metų. Tai buvo smulkūs žiurkės dydio gyvūnėliai, buvę tuo metu jau klestėjusių dinozaurų ekologiniame šešėlyje. Prieš 206 mln. metų, triaso ir juros riboje įvyko masinis išmirimas, kai išnyko apie 40-50% reptilijų ir amfibijų šeimų. Jis aiškinamas padidėjusiu vulkanizmu skylant Pangėjai arba asteroidų kritimu, kaip Manikuaganas ir kiti. Kreidos periode vandenynuose ir šelfo jūrose labai išplinta planktoniniai gyvūnai - foraminiferos. Jos sudaro didžiules kreidos ir kitokių karbonatų storymes paplitusias visame pasaulyje. Apskaičiuota, kad foraminiferos gamino apie 1 mlrd. t uolienų per metus, o iš jų organinių liekanų susidarė didžiuliai naftos ištekliai Persų įlankos rajone, Šiaurės jūroje ir kitur. Jie sudaro apie 70% visos pasaulio naftos. Mezozojaus ir kainozojaus, tuo pačiu kreidos ir paleogeno riboje, prieš 65 mln. metų įvyko dar vienas didžiulio mąsto masinis išmirimas. Jo metu, įvairiais skaičiavimais išnyko apie 50-80% visų gyvų organizmų, gyvenusių ne tik sausumoje, bet ir vandenyne. Tuo metu staiga, visiškai išmirė amonitai, dinozaurai, pterosaurai ir pleziozaurai. Paukščių ir pirmųjų žinduolių išmirė apie 75% rūšių. Svarbiausia iš galimų tokio išmirimo priežasčių yra laikomas asteroidas, išmušęs Čiksulubo kraterį Meksikoje. Tai buvo 12 km skersmens bolidas, trenkęs į Žemę 30 km/s greičiu. Šios kosminės katastrofos pėdsakai aptinkami visame pasaulyje. Jie pastebėti nustačius itin didelį iridžio kiekį molio sluoksnelyje žyminčiame kreidos ir paleogeno ribą. Pirmiausiai jis buvo nustatytas Danijoje, po to surastas ir daugelyje kitų šalių. Iridis yra platinos grupės mineralas, labai retas Žemės plutoje, bet jo gana daug meteorituose. Todėl ir kilo mintis susieti šią geocheminę anomalija su katastrofa sukelta kosminio kūno kritimo. Asteroidas trenkė į kontinento pakraštį užklotą nuosėdinės storymės, kurioje buvo kreidos ir gipso klodų. Manoma, smūgio ir srogimo metu į orą buvo išmesta apie 50 000 km3 klinties ir kitų nuosėdų. Be to iš gipso, kurio sudėtis yra CaSO4, galėjo susidaryti daug CO2 ir SO2. Beje, Čiksulubo smūgis nebuvo vienintelis. Pastaruoju metu nustatyta dar keletas tokio pat ar labai artimo amžiaus kraterių. Be to tuo pačiu metu įvyko ir masinis Dekano bazaltų išsiliejimas dabartinėje Indijoje. Apie 0,5-2 mln.km3 bzalto lavos išsiliejo prieš 66,2-65 mln.metų, vos per 0,5-1 mln. metų laikotarpį (Allegre, 1999). Šio vulkanizmo metu į atmosferą turėjo pakliūti labai daug dujų ir dulkių kurios ją galėjo užteršti, užtamsinti, sukelti rūgščius lietus, globalinį atšalimą ir kitus padarinius katastrofiškus gyviems organizmams. Pagal šį, prieš 65 mln. metų įvykusį išmirimą vedama Mezozojaus ir Kainozojaus erų riba. Dinozaurų išnykimas atvėrė kelius vystytis žinduoliams, kurie ligi tol buvo stelbiami dinozaurų.. Už tai turėtume būti dėkingi Čiksulubo asteroidui, nes kitaip žinduoliai vargu ar būtų pasiekię dabartinę padėtį. Dinozaurai gana greitai progresavo. Kai kurių mokslininkų nuomone tarp jų buvo atsiradę šiltakraujų, geriau prisitaikančių prie aplinkos ir galinčių gyventi įvairesniame, taip pat ir šaltame klimate, vyko jų smegenų tūrio augimas – cefalizacija ir visuomeninio gyvenimo atsiradimas - socializacija. Žinduolių išsivystymas ir išplitimas yra ryškiausias kainozojaus bruožas. Kai kurie mokslininkai pastebėjo placentinių žinduolių skaičiaus, įvairovės ir kūno dydžio augimą kartu su deguonies didėjimu atmosferoje, kuris nuo juros pradžios iki mioceno pakilo nuo 10 iki 23 proc. Kokios priežastys lemia vienų gyvūnų rūšių išnykimą, o kitų atsiradimą? Bendriausia prasme tos priežastys yra tarsi žinomos, tai – išorinės, tokios, kaip aplinkos pakitimai ir vidinės – susijusios su tarprūšinė konkurencija. Bet kurios iš jų yra svarbiausios, lemiamos? Utrechto universiteto mokslininkas Janas van Damas, mano, kad lemia išorinės priežastys, pirmiausia klimato kaita. Jis ištyrė kaip kito graužikų rūšinė sudėtis neogeno periode, laikotarpyje tarp 24,5 ir 2,5 mln. metų, tai yra per 22 milijonus metų, vienoje iš Ispanijos vietovių. Ištyręs apie 80000 graužikų dantų, jis nustatė, kad jų rūšinės sudėties kitimas vyko netolygiai. Išskiriami pagreitinto kitimo laikotarpiai, kurių metu vienos rūšys išnykdavo, o kitos atsirasdavo greičiau. Tai vyko ciklais, kurių trukmė nuo 1 iki 2,5 mln. metų. Šie ciklai gerai sutapo su ryškiais klimato pakitimais, tokiais, kaip klimato atvėsimas, kritulių kiekio pasikeitimas, ledynų pasistūmėjimas, susiję su tam tikra Žemės, Saulės ir Marso padėtimi vienas kito atžvilgiu. Juos aprašo Milankovičiaus hipotezė (Science, 2006, no 7112; van Dam, Aziz ir kt., 2006). Tačiau tas pats Van Damas padarė ir kitą išvadą, kad šiuo metu gyvūnų rūšinė sudėtis kinta itin sparčai. Tai kas įvyko dėl žmonių veiklos per pastaruosius kelis tūkstantmečius, paprastai gamtoje vyko per milijoną metų (Science, 443, 7112). Žmogus išnaikino labai daug rūšių, bet kita vertus, žmogus ir kuria naujas rūšis, įvairius genetiškai pakitusius augalus ar gyvūnus, tik jie gyvena jau žmogaus sukurtoje aplinkoje. ŽMOGUS ŽEMĖJE Žmogaus atsiradimas Nuo Č. Darvin laikų žinome, kad žmogus išsivystė iš beždžionės. Tačiau, kada atsiskyrė Homo ir Pan šakos, tai yra hominidai ir žmogbezdžionės atsiskyrė nuo jų bendro protėvio, nuomonės skiriasi. Kraštutiniai vertiniami yra nuo 14 iki 5 mln. metų. Tas atsiskyrimas įvyko matyt, dėl klimato sausėjimo rytinėje Afrikos dalyje. Didžiosios žmogbeždžionės turėjo prisitaikyti prie naujų sąlygų. Jos pradėjo vaikščioti stačios. Peteris Vyleris (Wheeler) iš Murio (Moores) universiteto teigia, kad taip įvyko tam, kad apsisaugoti nuo Saulės spinduliavimo, kuris bezdžionžmogiams, anksčiau gyvenusiems džiunglėse buvo kenksmingas. Stovėdami stačiai jie buvo mažiau veikiami spindulių, ypač kai Saulė yra zenite. Istsaido istorija Nuo 3,9 iki 2-2,5 mln. metų truko australopitekų (Australopithecus afarensis) „era“. Tai jau hominidai, laikomi tiesioginiais dabartinių žmonių protėviais. Jie vaikščiojo stati, dviem kojom, gyveno grupėmis – bendruomenėmis. Tiesa, jokių įrankių susijusių su australopitekais kol kas nerasta. Seniausi, manoma, hominidų jau vaikščiojusių dviem kojom pėdsakai yra 3,7 mln. metų. Tai kelių individų pėdos įspaustos Sedimano ugnikalnio pelenuose Tanzanijoje, kurias surado M. Likė (Leakey) kartu su tyrinėtojų grupe 1978 metais. Sprendžiant iš pėdos ir žingsnio dydžio, jų ūgis buvo apie nuo 1,15 iki 1,56 m. Seniausios rastos australopitekų liekanos yra 3,18 mln. metų senumo. Jas surado Donaldas Džonsonas (Johanson) ir Tomas Grėjus (Gray) Etiopijoje 1974 metais. Tai buvo jauna, bet jau suaugusi, maždaug 25 metų moteriškė, kuri vaikščiojo dviem kojom, jos ūgis buvo apie 1,1 m, o svoris - 29 kg. Atradėjai pavadino ją Liusi (Lucy), pagal vienos Bitlų dainos herojės vardą („Lucy in the Sky with Diamonds“) (Nature, 2006, vol. 444/2, p.8). Maždaug prieš 2,5 mln. metų atirado Homo rudolfensis ir Homo habilis. Pastarasis paradėjo gaminti įrankius iš akmens. Seniausi įrankiai padaryti prieš 2,6-2,5 mln. m., rasti Gona Kaba vietovėje, pietinėje Etiopijoje. Homo erectus gamino įrankius ir pradėjo naudoti ugnį. Prieš 500 000 metų jis skilo į dvi skirtingas populiacijas, viena iš jų buvo Homo neandertalensis, kita Homo sapiens. Visai neseniai, Flores saloje Indonezijoje buvo surasta dar viena visai nauja rūšis – Homo floresiensis, kuris buvo vos 1 metro aukščio ir gyveno vos prieš 13000 metų. Neandertaliečiai buvo bene pirmieji žmonės apsigyvenę Europoje. Tai įvyko tarp 500 ir 160 tūkst. metų. Pavadinimą jie gavo pagal Neanderio upės slėnį, Vokietijoje, kur oloje, ir buvo rasti vieni pirmųjų jų palaikų. Jie gerokai skyrėsi nuo dabartinių žmonių savo kresnumu, trumpom kojom, ilgu liemeniu, žema kakta ir išsišovusiais antakiais. Neandertaliečiai gyveno Europoje sunkiomis ledynmečių sąlygomis ir mokėjo tam tikru būdu darytis įrankius iš kaulo ir akmens. Pagal tokių dirbinių radimvietę Mustjero vietovėje Prancūzijoje (Le Moustier) jie vadinam Mustjero kultūra. Matyt neandertaliečių kūrinys yra ir seniausias dailintas jaučio kaulas, datuojamas 300 t. metų. Neandertaliečiai išnyko apytikriai prieš 30 000 metų, kai Europoje jau atsikraustė dabartiniai žmonės. Neseniai surasta gal paskutinė jų buveinė – Gibraltaro kyšulys, kur jų stovyklauta dar prieš 28000 metų ( Delson, Harvati, 2006). Dabartinis žmogus atsirado vėlgi Afrikoje, tik, šį kartą, atrodo, pirtinėje, maždaug prieš 120-150 tūkst. metų. Nedidelės moteriškos pėdelės įspaustos šlapiame kopos smėlyje išlikusios iš tų laikų buvo surastos PAR. Netoli oloje buvo rasti ir panašaus žmogaus kaulai. Tai jau buvo dabartinio tipo žmogus - Homo sapiens spiens. Jo gyvavimo pradžia, amtyt, buvo nelengva, nes ši rūšis, atrodo, buvo prie išnykimo ribos, vadinamame, „butelio kaklelyje“. Taip vadinamas atvėjis, aki kažkokios gyvūnų rūšies individų skaičius tiek sumažėja, kad jie gali visai išnykti. Manoma, kad ir žmonių tuo metu buvo gal tik apie 10000. Bet jiems pavyko išlipti iš „ekologinės duobės“ ir vėl išplisti. Bet iš visų to meto moterų vėliau išliko tik vienos palikuonės, turinčios tą pačią genetinę žymę, vadinamą mitochondrinę DNR. Taigi visos moterys yra vienos (ar vos kelių) pramotinos palikuonės. Neveltui ta pirmoji moteris, kurios pėdelės rastos kopoje prie Keiptauno pavadinta Ieva. Prieš 75-40 t. metų, žmogus pakyla ant naujos protinio vystymosi pakopos. Tai rodo olų sienų tapyba, kuri, surasta Europoje tiesa kiek iš vėlesnių laikų. Sienų tapyba rodo, kad žmogus įgijo abstraktaus mąstymo galimybę, pradėjo naudotis abstrakčiais simboliais. Apie tą laiką atsirado ir rūbai. Mokslininkai ištyrę žmogaus utelės genetinę evoliuciją, nustatė, kad kūno utelė atsiskyrė no galvos utelės prieš 75 t. metų, o tai reiškia, kad tuo metu atsirado ir rūbai, nes tik ten ši utelių rūšis gyvena. Iš tų laikų žinomi ir seniausi karoliukai (Economist, 2005) Maždaug prieš 40000 metų žmonės praėjo visą Aziją ir pasiekė Australiją ir Naująją Gvinėją. Prieš 34 000 metų žmonės atėjo į Europą. Ten, jau gyveno neandertaliečiai, su kuriais žmonių santykiai nėra aiškūs.Jie galėjo sugyventi gerai, gal net kryžmintis, o galėjo ir kariauti. Kaip bebūtų, greitai po naujųjų europiečių pasirodymo neandertaliečiai išnyko. Žmogaus paplitimui lemiams reikšmės turėjo augalų sukultūrinimas. Tam daugiausiai pasitarnavo trys augalai – kviečiai, kukurūzai ir ryžiai. Prieš 10 tūkst. metų „derlingajame pusmenulyje“, Levante buvo sukultūrinti kviečiai. Jie buvo išvesti iš trijų laukinių porūšių. Nuo tada, dėka to, gyventojų skaičius padidėjo nuo 10 milijonų. iki 6,5 milijardų. Tai gal būt paskatino ir poledynmečio sausra, ištikusi Vakarinę Aziją ir klimato atšalimas, plūstelėjus į Atlantą šaltiems ledyno tirpsmo vandenims. Sumažėję laukinės gamtos ištekliai privertė ieškoti kitų būdų prasimaitinti. Vietomis kviečiai tapo pagrindiniu maistu. Pirmiausiai tai įvyko Karakadago kalnuose, pietryčių Turkijoje. Kaip tik čia yra išlikę augalų (eincorn grass) turinčių genetinių požymių, panašiausius į kultūrinių kviečių. Prieš 9000 metų buvo prijaukinti galvijai. Prasidėjo baltyminio maisto gamyba ir mėšlo panaudojimas tręšimui. Be to pradėta naudoti ir gyvulių fizinė jėga. Civilizacijos (kultūrinių augalų ir gyvūnų, amatų, technologijų, rašto) plitimą lėmė geografinės sąlygos. Vios išvardintos civilizacijos ypatybės geriausiai ir greičiausiai galėjo plisti Azijoje ir Europoje, kurios išsidėstę platumine kryptimi, labai artimose gamtinėse juostose ir čia nėra didelių kliūčių žmonių judėjimui ir kultūriniams mainams. O tai labiausiai ir spartino civilizacijos pažangą. Be to čia buvo ir kultūrinių augalų ir prijaukinamų gyvūnų, kurie tiekė ir maisti ir trašų (mėšlo) ir darbo jėgos ir buvo transporto priemone. Kituose žemynuose – Amerikoje, Afrikoje tai vieno, tai kito dalyko trūko, o patys žemynai išsidėstę ilgumine kryptimi, per skirtinga gamtines juostas, kalnynus ar jūras mainai yra labai sudėtingi ir lėti. Taigi geologinė-geografinė aplinka lėmė, kad civilizacija plito ir vystėsi Europos-Azijos ašyje ir tie regionai, ypač Europa įgijo didesnės galios ir įtakos pasaulyje. Tai įtikinamai parodė ir pagrindė JAV mokslininkas Džaredas Daemondas (Diamond. 1999). Viena iš esminių gyvybės ypatybių yra suebėjimas kaupti ir perduoti informaciją. Panašu, kad didieji gyvybės raidos virsmai įvykę per isą gyvybės istoriją labiausiai susiję su, informacijos kaupimo ir perdavimo būdo tobulėjimu. Pirmieji organizmai buvo nebranduolinės lastelės – prokariotai. Jie dauginosi skildami ir tuo būdu nauji organizmai buvo tapatūs senąjam. Jie peveldėdavo ir tą pačią informaciją. Todėl prokariotų viešpatavimo metu, kuris truko bent 1,5-2 mlrd. metų ypatingų pakitimų gyvąjame pasaulyje ir nebuvo. Buvusi tuo metu organizmų įvairovė, galėjo susidaryti dėl to, kad skirtingoje aplinkoje susidarydavo skirtingos gyvybės formos arba dėl atsitiktinių mutacijų. Proterozojaus pradžioje atsiradus eukarijotams iš esmės pasikeitė gyvybės raidos pobūdis – paspartėjo (o gal tik tada ir pasidėjo) evoliucija, atsirado nauji gyvybės domeinai ir karalystės, daugialąsčiai gyvūnai. Esminis eukarijotų ypatumas – branduolys galintis kaupti ir perduoti genetinę informaciją. Be to, informacijos perdavimas tapo lytiniu. Jo metu vyksta genų manai ir naujų genų derinių susidarymas, dėl ko atsirandantys nauji organizmai turi kitokias savybes, skirtingas negu tėvų. Kitaip sakant su eukarijotų atsiradimu pasikeitė informacijos kaupimo ir perdavimo būdas. Dar vienas informacijos perdavimo būdas atsirado kartu su socializacija, tai yra bendruomeninio, grupinio gyvenimo būdo atsiradimu. Tai iš esmės reiškė kitokį inofmacijos perdavimo būdą. Per judesius, veiksmus, garsus gyvūnai perduodavo žinias apie pavojus, maistą, perduodavo savo sukauptą patirtį. Gal būt virsmas gyvybės raidoje įvyko apytikriai prieš 200 mln. metų, kai staigiai pradėjo daugėti organizmų taksonų skaičius. Gal kaip tik tai padėjo įsigalėti dinozaurams, kurie galėjo vystytis ir toliau, jei nelemtas asteroidas? Žmogaus iškilimas irgi susijęs su informacijos perdavimo būdo pakitimu, pirmiausiai kalbos, paskui rašto ir kitokiu pavidalu. Matyt tai labiausiai ir padėjo žmogui užimti dabartinę padėtį gamtoje? Šiuo met žmogus vėl tobulina informacijos perdavimą. Internetas, pasaulinė ryšių sistema sukuria vientisą informacinį lauką, nepaprastai išplečia žinių kaupimo, perdavimo, pasiekimo galimybes. Ar tai neveda prie naujo virsmo biosferos raidoje? Koks jis bus? Gal tai reiškia naujo superorganizmo arba, kitaip sakant noosferos sukūrimo? Noosfera, išvertus iš graikų kalbos reiškia proto sferą. Tai sąvoka, kurią pasiūlė prancūzų antropologas Teijaras de Šardenas ( ), vėliau ją naudojo ir išpopuliarino Vladimiras Vernadskis. Jai suteikiama įvairi prasmė. Viena - tai ta Žemės dalis kurią valdo protas. Vernadskis turėjo galvoje jau dabartinę žmonių įtakojamą Žemės dalį ir joje veikiančius procesus. Kiti mokslininkai laiko, kad noosfera yra tik ateities dalykas. Ji gali atsirasti tik tada, kai ištikrųjų Žemę valdys protas. Kol kas to nėra, nes žmonės, nors, pavieniui ir būdami protingi visumoje nesielgia kaip protinga bendrija, kaip vientisa žmonijos sitema, derinanti savo veiksmus ir gerinani optimizuojanti) savo elgesį bendram labui ir tikslui. Jiems trukdo trumparegiškas pragmatiškumas, savanaudiškumas ir ąsmeninis ar bendruomeninis priešiškumas. Šiandieninės naudos siekimas, ąsmeninės ar ribotos grupinės, trukdo žmonijai veikti išvien, siekiant bendros naudos, neleidžia kurti ir įgyvendinti vieningos politikos netgi tokiais gyvybiškai svarbiais klausimais, kaip prisitaikymas prie kintančios aplinkos, jos kitimo pasekmių sumažinimas tai yra apskritai žmonijos išlikimas. Pavyzdys yra tarptautinių susitarimų, kad ir dėl CO2 išmetimų sumažinimo, kurių nepasirašė daugelis valstybių tarp jų ir tokios pramoninės galybės, kaip JAV. Toks priešiškumas ir nesugebėjimas veikti sutartinai kelia žmonijai didelį pavojų. Iš vienos pusės tarpusavio priešiškumas ir konfliktai, labai kenkia žmonijos plėtrai, bendravimui, kultūriniams ir techniniams mainams, ardo tai , kas jau padaryta ir pasiekta. Tokia priešstata darosi vis pavojingesnė. Pirmiausia dėl to, kad visuomenės organizacinė sistema vis sudėtingėja, (mažėja jos vidinė struktūrinė entropija). Pramonė telkiasi atskiruose centruose, įmonėse ir energetikos jėgainėse koncentruojasi vis didesni pavojingų medžiagų ir energijos kiekiai. Tai, pavyzdžiui naftos pefrdirbimo įmonės, atominės elektrinės, užtvankos ant didelių upių, cheminės gamyklos, visokiausi kariniai įrenginiai ir taip toliau. Vidinė visuomenės sandara darosi taip pat vis sudėtingesnė. Vis sudėtingėja ryšių sistemos, elektro penergijos perdavimo, naftotiekiai, dujotiekiai, vielinės ryšių sistemos, greitieji plentai, geležinkaliai oro transportas. Vis labjau žmonija darosi priklausoma nuo kompiuterinių ryšių ir valdymo sistemų. Visa tai reikalauja nuolatinio palaikymo, tvarkymo, energetinio aprūpinimo, o pasitaikantys sutrikimai darosi vis skausmingesni ir pavojingesni. Kita vertus, tobulėja ir darosi labjau prieiamos neigiamo poveikio, ardymo terorizmo priemonės. Atsiranda nešvarių branduolinių bombų lagaminuose, įvairių sprogstamų medžiagų, tobulėja nuodingosios masinio poveikio medžiagos, auga kompiuterinių įsilaužėlių, „hakerių“ galimybės ir kompiuterinių sistemų pažeidimo pavojus. Visa tai darosi įmanoma pasidaryti, išvengiant valstybinės kontrolės, o tuo labjau jei valstybė pati tokią veiklą palaiko. Dėl viso to žmonija darosi vis labjau pažeidžiama, didėja vidinio susiardymo (destrukcijos) pavojus. Visa tai verčia žmoniją keisti veiklos pobūdį, imtis priemonių išvengiant sunkių pasekmių, o gal ir išnykimo dėl gamtos kitimo ir paties žmogaus sau sukeliamų pavojų. Ieškant šitų priemonių būtina pasimokyti iš Žemės ir gyvybės praeities, žinoti jos raidos priežastis, būdus ir dėsningumus. Viso ta ira yra geologijos tikslas. Geologijos apyaušrio klasikai paskelbė aktualizmo principą: Dabartis – yra praeities pažinimo raktas“. Dabar svarbesniu darosi kitas principas: Praeitis – yra ateities pažinimo raktas“. Tai šiandien darosi gyvybiškai svarbu visai žmonijai. Žmogus yra vienintelis morališkai atsakinga būtybė pasaulyje (Michelis Polanis (Polanyi), iš Morris, 2003, p. 326) Literatūra Allegre, 1995 Baumgärtner. Toward a History of Geology. The M.I.T Press, 1969, p. Bergström J. Incipient Earth science in the Old Norse mythology. Geologiska Föreningen i Stockholm Förhandlingar, 1989, p. Bousquet P., Ciais P., Miller J.B., Dlugokencky E.J., Hauglustaine D.A., Prigent C., Van der Werf G.R., Peylin, P., Brunke E.-G., Carouge C., Langenfelds R.L., Papa F., Ramonet M., Schmidt M., Steele L.P., Tyler S.C. & White J. Contirbution of antropogenic and natural sources to atmospheric metane variability. Nature, vol. 443, 28 September 2006, p.439-443. Cataldi R.The centenary of the Geothermal-Electric Industry. IGA News, Nr60, 200, p.9-10. Cataldo F. From elemental carbon to complex macromolecular network in space. Astrobiology: Future Perspectives, 2004, p.97-126. Chang K. Earth's Core Spins Faster Than the Rest of the Planet. Science, August 25, 2005 Cotese C.R. www.scotese.com/earth.htm Crovisier J. The molecular complexity of comets. Astrobiology: Future Perspectives, 2004, p.179-203 Van Dam J.A., Aziz H.A., Sierra M.A.A., Hilgen F.J., van den Hoek stende L.W., Lourens L.J, Mein P., van der Meulen A.J.& Pelaez-Campomanes P. Long-period astronomical forcing of mammal turnover. Nature, 443/ 12 October 2006, p. 687-691. Daulton ir kt., 1996. Delsemmer . Our cosmic origins. Cambridge University Press, ........... Delson E., Harvati K. Return of the last Neanderthal. Nature, 2006, vol. 443/19 October, p. 762-763 Diamond J., Guns, Germs, and Steel. The Fate of Human Societies. 1999, 480 p. Dott R.H, Jr. James Hutton and the Concept of a Dynamic Earth. Toward a History of Geology. 1969, pp.122-141. Economist, December, 2005, p. 3-12. Frank ir kt, 1997 Frank S., Kossacki K., Bounama C. Modelling the global carbon cycle for the past and future evolution of the earth system. Chemical Geology, 1999, p.305-317. Frank S., Block A., van Bloh W., Bounama C., Garrido I., Schellenhuber H-J. Planetary habitability: is Earth commonplace in the Milky Way? Naturwissenschaften, 2001, vol. 88, pp. 416-426. Fromas, . Turėti ar būti.... Giudice, 2000 Glasby, 1998 Goldblatt C., Lenton T., Watson A.J. Bistability of atmospheric oxygen and the Great Oxidation. Nature, vol. 443, 12 October, 2006, p. 683-686. Godder, 2000 Harrison T.M., Blichert-Toft J., Müller W., Albareda F., Holden P., Mojzsis S.J. Heterogeneous Hadean Hafnium: Evidence of Continental Crust at 4,4 to 4,5 Ga. Science, vol. 310, p. 1947-1950. Hutko A.R., Lay T., Garnero E.J., Revenaugh J. Seismic detection of folded, subducted lithosphere at the core-mantle boundary. Nature, vol. 441, 18 May 2006. Ibsenas H., Brandas. Dramos,.... Kasting J.F. Ups and downs of ancient oxtgen. Nature, vol. 443, 12 October, 2006, p. 643. Knauth, 1998 Krajick K. Tracking Myth to Geological Reality. Science, 2005, vol. 310, p.762-764. Krupp, 1994 Laskar J., Robutel P. Nature, vol. 361, p. 608-612, 1993. Lelieveld J. A nasty surprise in the greenhouse. Nature, 28 September 2006, p.405-406. Moran K., ir kt., The Cenozoic palaeoenvironment of the Arctic Ocean. Nature, 2006 vol. 441, 1 June, p. 601-605. Morris S.C. Life‘s Solution. Inevitable Humans in the Lonely Universe. Cambridge, 2003,.464 p. Motuza G., Motuza V. Kalevo sūnaus pėdom. Geologijos akiračiai, 1999, p. 35-40. Ohmoto H., Watanabe Y., Ikemi H., Poulson S.R., Taylor B. E. Sulphur izotope evidence for an oxic Archaean atmpsphere. Nature, 2006, vol. 442, 24 August, p. 908-911. Murray T. Greenland‘s ice on the scale. Nature, vol. 443, p. 277-278. Pace N.R. Time for a change. Nature, vol. 441, 18 May 2006, p. 289. Pagani M., Pedentchouk N., Huber M., Slujis A., Schouten S., Brinkhuis H., Damste J.S.S., Dickens G.R. & the Expedition 302 Scientists. Arctic hydrology during global warming at the Palaeocene?Eocene thermal maximum. Nature, vol. 442/10 August, 2006, p. 671-675. Pliny. Natural history. Vol. I. Cambridge, 1949. Prantzos N. Our cosmic Future. Humanity`s fate in the Universe. Cambridge University Press, 2000, 288 p. Robert F., Chaussidon M. A palaeotemperature curve for the Precambrian ocean based on silicon isotopes in cherts. Nature, 2006, vol. 443, p. 969-972. De La Rocha Ch. In hot water. Nature, 2006, vol. 443, p. 920 Roose-Serote M.. Organic molekules in planetary atmospheres. Astrobiology: Future Perspectives, 2004, p.127-147 Roush T.L., Cruikshank D.P. Observations and laboratory data of planetary organics. Astrobiology: Future Perspectives, 2004, p.149-177. Science. An Early, Muddy Mars Just Right for Life. Vol. 310, 23 December, 2005 p. 1899. Schmincke H-U. Volcanism. Springer, 2006, 324 p. Science, vol. 443, no. 7112, 12 October, 2006, p. xiii. Sigmundson F. Magma does the split. Nature, vol. 442/20 July, 2006, p. 251-252. Sluijs A., ir kt., Subtropial Arctic Ocean temperatures during the Paleocene/Eocene thermal maximum. Nature, 2006 vol. 441, 1 June, p. 610-613. Smithson P., Addison K., Atkinson K. Fundamentals of the Physical Environment. Routledge, 2002, 627 p. Stoll H. M. The Arctic tells its story. Nature, 2006 vol. 441, 1 June, p. 579-581. Suveizdis P. Geoterminės energijos tyrimai ir panaudojimas Lietuvoje. Geologijos akiračiai, 2005, 3, p.28-32. Tikhomirov V.V. The Development of the Geological Sciences in the U.S.S.R. from Ancient Times to the Middle of the Nineteenth Century. Toward a History of Geology. The M.I.T Press, 1969, p. 357-385. Trimonis E.. Jūrų ir vandenynų geologija. VU, 2002, 129 p. Wetherill G. Possible consequences of absence of „Jupiters“ in planetary systems. Wills M.A. Evolution‘s highest branches. Science, vol. 443, 12 October, 2006, p. 633. Astrophysics and Space Science, 1994, vol. 212, pp 23-32., Wright T. J., Ebinger C., Biggs J., Ayele A., Yirgu G., Keir D., Stork A. Magma-maintened rift segmentation at Continental rupture in the 2005 Afar dyking epizode. Nature, vol. 442/20 July, 2006, p.291-294. Винер H. Ja matematik. Gir Dž, Šach Ch. Zybkaja tverd.. M., Mir, 1988. Глейк. Apie chaoso teoriją gv, 2001, Katalog gor i morei (Šan chai Czin (be mjagkij znak))M., Hayka, 1977. Kračkovskij ., 1957. Arabskaja geografičeskaja literatūra. Izbrannye cočinenija. M., Izd AN CCCR, 1957, t.4, p. 9-905. Postnikov A.V. Pazvitije kartografiji i ispolzovanije starych kart. M., Hayka, 1985. Пригожин, .....1986 Фeйнмaн, 1977 Folta J., Novy L. Istorija jestestvoznanija v datach. M., Progress 1987. Chomizuri G.P. Geotektoničeskaja mysl v antičnosti. M., Nauka, 2002, 214 p. Internetas Gravitacinis laukas http://earthobservatory.nasa.gov/Newsroom/NewImages/Images/PIA042_lrg.jpg http://www.gfz-potsdam.de/pb1/op/grace/results/grav/g003_eigen-cg01c.html http://www.gfz-potsdam.de/pb1/op/grace/results/grav/g001_eigen-grace01s.html Magnetinis laukas http://www.space.com/scienceastronomy/earth_magnetic_031212.html http://science.nasa.gov/headlines/y2003/29dec_magneticfield.htm http://upload.wikimedia.org/wikipedia/en/f/f3/Magnetosphere_rendition.jpg http://www-istp.gsfc.nasa.gov/Education/Imagnet.html Vidinė sandara http://www.geotimes.org/jan01/earthsinterior.html http://mahi.ucsd.edu/Gabi/mantle.dir/s16b30.jpeg http://www.geotimes.org/april02/WebExtra0419.html (http://www.le.ac.uk/geology/art/gl209/lecture1-u.html). www.swisseduc.ch/glaciers worldwind.arc.nasa.gov/moon.html http://www.ipgp.jussieu.fr/anglais/rub-terre/profondeur/profondeur-panaches.html BENDROJI GEOLOGIJA DALYKO PROGRAMA Įžanga (2.09) Kurso tikslas: • Supratimas apie Žemę: jos sandarą; procesus, jos susidarymą ir raidą • Supratimas apie geologijos mokslą: jos objektą, tikslus, metodus, dalykinę ir organizacinę sandarą, pasiekimus • Svarbiausių geologijos sąvokų, terminų, apibrėžimų supratimas Kurso sandara: Paskaitos Pratybos Savarankiškas darbas su literatūra ir Interneto šaltiniais Įvadas Mokslas ir jo sandara Mokslų skirstymas (klasifikavimas) Geologijos apibudinimas Geologija bendroje mokslų sistemoje Geologijos sandara Geochemija. Mineralogija ir kristalografija. Petrologija. Stratigrafija ir facijos. Tektonika, geodinamika ir struktūrinė geologija. Geofizika. Paleontologija ir paleobotanika, Paleogeografija ir paleoklimatologija; Metalogenija ir naudingųjų iškasenų mokslas; Hidrogeologija; Naftos geologija; Inžinerinė geologija; Ekologinė (aplinkos) geologija; planetų geologija . Fundamentaklios ir taikomosios (praktinės) pakraipos šakos Geologinių tyrimų organizavimas. Geologijos metodai Mente et malleo - analizė ir sintezė. Geologinių objektų atmintis. Lauko darbai, makroskopinis tyrimas. Mikroskopiniai tyrimo metodai. Analitiniai metodai - elementų ir izotopų nustatymas: cheminė, spektrinė ir kitos analizės rūšys; duomenų apibendrinimo ir panaudojimo būdai: cheminės sudėties diagramos, geochronologija; mineraloginiai metodai; petrologiniai metodai; petrofiziniai metodai; paleontologiniai metodai. Nuotoliniai tyrimo metodai: kosminės ir oro nuotraukos; geoofiziniai metodai: potencialiųjų laukų matavimas; seisminiai; elektromagnetiniai metodai. Kompleksiniai tyrimo būdai. Geologinis kartografavimas: geologinis žemėlapis; geologiniai maršrutai; gręžimas. Geologinių procesų stebėjimas (monitoringas): hidrogeologinis; geocheminis; geodinaminis. Naudingųjų iškasenų paieška ir žvalgyba. Geologijos raida ir dabartinė būklė Istorija Mokslo ištakos: Gamtos pažinimas rinkėjų ir medžiotojų bendruomenėse Senosios religijos – gamtos pažinimo ir žinių perdavimo būdas. Žinios apie gamtą seniausiose civilizacijose: „derlingojo pusmenulio, Indijos, Kinijos, Egipto, antikos. Azijos ir Europos viduramžiai: Avicena, Biruni, Agrikola, Kircheris ir kt. Herojinis geologijos amžius: M.Lomonosovas, A.G.Verneris, D.Hetonas ir kt. Geologijos brandos laikotarpis XIX amžiuje: Liajelis, Kiuvje, Smitas, Humboltas. XX amžiaus geologijos „revoliucija“: analitika; vandenynų dugno pažinimas, gelmių pažinimas; litosferos plokščių tektonika; Žemės geologinis žemėlapis; išėjimas į kosmosą; tikslų pasikeitimas. Geologijos raida Lietuvoje Vilniaus universiteto Gamtos istorijos katedra, Mineralogijos kabinetas. Geologija Stepono Batoro universitete. Geologija Kauno ir Vilniaus universitetuose. Geologijos įstaigos Lietuvoje Šiuolaikinė geologija. Dabartinė geologijos organizacinė sandara Geologijos tarnybos; Mokslo tyrimų įstaigos; Tarptautinis tinklas: IUGS; IGCP; Nacionaliniai komitetai. Geologija Lietuvoje: LGT, VU, GGĮ, įmonės Lietuvos Nacionalinis komitetas. Lietuvos geologų sąjunga Žemės kosminė aplinka - Visatos susidarymas ir sandara Padėtis galaktikoje Žemė Saulės sistemoje Saulės sistemos sandara: Saulė; planetozimalės, kometos, asteroidai; meteoroidai, planetos, jų palydovai Žemės dydis ir savybės Žemės sudėtinės dalys Medžiagos (materijos) būsena Žemėje: Laukai Elementai Žemės cheminė sudėtis Molekulės, cheminiai junginiai Kristalai ir mineralai Uolienos Magminės: plutoninės, vulkaninės Nuosėdinės Metamorfinės Žemės vidinės sferos sandara Branduoliai Mantija Litosfera, litosferos plokštės Pluta: okeaninė; kontinentinė: apatinė, vidurinė, viršutinė Hidrosfera: • vandenynai ir jų sandara; • jūros; • ežerai;upės; • pelkės • ledynai Atmosfera; Biosfera Kosmogeniniai dariniai – smūginiai krateriai Naudingosios iškasenos ir kiti geologiniai ištekliai Kaip veikia Žemė. Geologiniai reiškiniai ir procesai Litosferos plokščių tektonika. Pagrindinės sąvokos ir terminai Apibrėžimas Endogeniniai ir egzogeniniai procesai, jų sąveika Magmatizmas Tai visuma reiškinių, apimančių magmos susidarymą, jos judėjimą, išsiliejimą Žemės paviršiuje arba stingimą gelmėse susidarant magminėms uolienoms. Žemės drebėjimai Žemės plutos deformacijos: tektoniniai procesai, struktūrų susidarymas: Tektoniniai judesiai Kalnodara ir orogenų kolapsas Riftingas Lūžiai Žemės drebėjimai ir jų padariniai: lūžiai, nuošliaužos, griūtys, cunamiai Netektoninės deformacijos Gravitacinės raukšlės; Diapyrizmas Orogenai (kalnynai); salų lankai lūžiai; raukšlės; dangos;; Ardymas, pernešimas ir sedimentacija Dūlėjimas: cheminis, mechaninis, biologinis Denudacija: Gravitacinė: nuošliaužos Paviršiaus tekančio vandens Jūrų ir vandenynų Vėjo Ledynų ir amžino įšalo Požeminio vandens: Karstas Gyvybės Metamorfizmas Kosminiai smūgiai Žemės susidarymas ir raida Geologinės raidos sąvoka: Vidiniai reiškiniai ir ryšys su kosmosu; Laikas. Amžius: fizikinis (absoliutinis) ir santykinis. Stratonų išskyrimo principai ir prasmė. Koreliacija. Chronologinė skalė. Cikliški, pasikartojantys, negrįžtami procesai ir atsitiktiniai reiškiniai: Uolienų ciklas Madžiagų apytakos ciklai Žemės susidarymas ir raida: Planetos Geosferų Žemynų Vandenynų Atmosferos Apledėjimai Klimato kaita Metalogeniniai ciklai Magmatizmo cikliškumas Biosferos.Gyvybės atsiradimas ir raida. Žemės raidos kryptingumas, išdava ir ateitis Žmogus žemėje Žmogaus atsiradimas Geologinė aplinka Žmogaus geologinė veikla Žmogaus padėtis Noosfera: ateitis ar iliuzija?

Daugiau informacijos...

Šį darbą sudaro 80239 žodžiai, tikrai rasi tai, ko ieškai!

★ Klientai rekomenduoja


Šį rašto darbą rekomenduoja mūsų klientai. Ką tai reiškia?

Mūsų svetainėje pateikiama dešimtys tūkstančių skirtingų rašto darbų, kuriuos įkėlė daugybė moksleivių ir studentų su skirtingais gabumais. Būtent šis rašto darbas yra patikrintas specialistų ir rekomenduojamas kitų klientų, kurie po atsisiuntimo įvertino šį mokslo darbą teigiamai. Todėl galite būti tikri, kad šis pasirinkimas geriausias!

Detali informacija
Darbo tipas
Šaltiniai
✅ Šaltiniai yra
Failo tipas
Word failas (.doc)
Apimtis
282 psl., (80239 ž.)
Darbo duomenys
  • Geologijos konspektas
  • 282 psl., (80239 ž.)
  • Word failas 3 MB
  • Lygis: Universitetinis
  • ✅ Yra šaltiniai
www.nemoku.lt Atsisiųsti šį konspektą
Privalumai
Pakeitimo garantija Darbo pakeitimo garantija

Atsisiuntei rašto darbą ir neradai jame reikalingos informacijos? Pakeisime jį kitu nemokamai.

Sutaupyk 25% pirkdamas daugiau Gauk 25% nuolaidą

Pirkdamas daugiau nei vieną darbą, nuo sekančių darbų gausi 25% nuolaidą.

Greitas aptarnavimas Greitas aptarnavimas

Išsirink norimus rašto darbus ir gauk juos akimirksniu po sėkmingo apmokėjimo!

Atsiliepimai
www.nemoku.lt
Dainius Studentas
Naudojuosi nuo pirmo kurso ir visad randu tai, ko reikia. O ypač smagu, kad įdėjęs darbą gaunu bet kurį nemokamai. Geras puslapis.
www.nemoku.lt
Aurimas Studentas
Puiki svetainė, refleksija pilnai pateisino visus lūkesčius.
www.nemoku.lt
Greta Moksleivė
Pirkau rašto darbą, viskas gerai.
www.nemoku.lt
Skaistė Studentė
Užmačiau šią svetainę kursiokės kompiuteryje. :D Ką galiu pasakyti, iš kitur ir nebesisiunčiu, kai čia yra viskas ko reikia.
Palaukite! Šį darbą galite atsisiųsti visiškai NEMOKAMAI! Įkelkite bet kokį savo turimą mokslo darbą ir už kiekvieną įkeltą darbą būsite apdovanoti - gausite dovanų kodus, skirtus nemokamai parsisiųsti jums reikalingus rašto darbus.
Vilkti dokumentus čia:

.doc, .docx, .pdf, .ppt, .pptx, .odt