Науки о Земле (геонауки) охватывают науки, занимающиеся изучением планеты Земля (литосферы, гидросферы и атмосферы), а также космического пространства вокруг Земли. Изучение земли служит моделью для исследования других планет земной группы. После появления космических зондов, позволявших исследовать объекты солнечной системы, в науки о Земле была также включена планетология. Планетология занимается изучением Луны, планет и их спутников, астероидов, метеоритов и комет. Часто, говоря о науках о Земле, употребляют более общий термин: науки о Земле и о Вселенной.
Содержание
Основные направления
Геология — это наука, занимающаяся описанием верхних слоёв земной коры и традиционно интересующаяся их составом, структурой и эволюцией. С середины 1960-х годов с появлением теории о тектонике плит, подтверждавшей старинную теорию дрейфа континентов Альфреда Вегенера, расширилась сфера геологических исследований: теперь геологи заинтересовались более глубокими слоями земной коры и мантией, что до 1965 года являлось сферой исследования геофизиков. Однако стоит отметить, что геологи не могут исходить из моделей геологических исследований геофизики, поскольку они основаны на относительно упрощённых физических моделях. Геологии свойственен более сложный и детальный анализ, нацеленный на качественный результат.
Геологические науки включают в себя множество перекликающихся дисциплин, не способных существовать по отдельности:
Лава течёт с вулкана Kīlauea на Гавайских островов
Науки о Земле (геонауки) охватывают науки, занимающиеся изучением планеты Земля (литосферы, гидросферы и атмосферы), а также космического пространства вокруг Земли. Изучение земли служит моделью для исследования других планет земной группы. После появления космических зондов, позволявших исследовать объекты солнечной системы, в науки о Земле была также включена планетология. Планетология занимается изучением Луны, планет и их спутников, астероидов, метеоритов и комет. Часто, говоря о науках о Земле, употребляют более общий термин: науки о Земле и о Вселенной.
Содержание
Основные направления
Геология — это наука, занимающаяся описанием верхних слоёв земной коры и традиционно интересующаяся их составом, структурой и эволюцией. С середины 1960-х годов с появлением теории о тектонике плит, подтверждавшей старинную теорию дрейфа континентов Альфреда Вегенера, расширилась сфера геологических исследований: теперь геологи заинтересовались более глубокими слоями земной коры и мантией, что до 1965 года являлось сферой исследования геофизиков. Однако стоит отметить, что геологи не могут исходить из моделей геологических исследований геофизики, поскольку они основаны на относительно упрощённых физических моделях. Геологии свойственен более сложный и детальный анализ, нацеленный на качественный результат.
Геологические науки включают в себя множество перекликающихся дисциплин, не способных существовать по отдельности:
Список наук о Земле
См. также
Ссылки
Литература
Яницкий И. Н. Новое в науках о Земле. М., Изд. Агар, 1998 г. ISBN 5-89218-080-8
Науки о Земле или же геонаука включает все поля естественные науки относится к планета земной шар. Это раздел науки, изучающий физическое и химическое строение Земли и ее атмосферы. Науку о Земле можно рассматривать как раздел планетология, но с гораздо более древней историей. Наука о Земле охватывает четыре основных направления исследований: литосфера, то гидросфера, то атмосфера, а биосфера, каждая из которых далее разбита на более специализированные области.
Есть оба редукционист и целостный подходы к наукам о Земле. Это также исследование Земли и ее соседей в космосе. Некоторые ученые Земли используют свои знания о планете для поиска и разработки энергетических и минеральных ресурсов. Другие изучают влияние человеческой деятельности на окружающую среду Земли и разрабатывают методы защиты планеты. Некоторые используют свои знания о земных процессах, например: вулканы, землетрясения, и ураганы спланировать сообщества, которые не будут подвергать людей этим опасным событиям.
Содержание
Области исследования
Следующее области науки обычно относятся к категориям наук о Земле:
Земля внутри
Тектоника плит, гора диапазоны, вулканы, и землетрясения находятся геологические явления что можно объяснить с точки зрения физических и химических процессов в земной коры. [9]
Под землей корка лежит мантия который нагревается радиоактивный распад из тяжелые элементы. Мантия не совсем твердая и состоит из магма который находится в состоянии полупостоянного конвекция. Этот процесс конвекции заставляет литосферные плиты двигаться, хотя и медленно. Результирующий процесс известен как тектоника плит. [10] [11] [12] [13]
Тектонику плит можно рассматривать как процесс, с помощью которого Земля всплывает на поверхность. В результате распространение морского дна, новая кора и литосфера создаются потоком магмы из мантия к поверхности через трещины, где он остывает и застывает. Через субдукцияокеаническая кора и литосфера возвращаются в конвектирующую мантию. [11] [13] [14]
Области корки, где образуется новая корка, называются расходящиеся границы, те, куда он возвращается на Землю, сходящиеся границы а те, в которых плиты скользят друг мимо друга, но новый литосферный материал не создается или не разрушается, называются преобразовать (или консервативные) границы [11] [13] [15] Землетрясения возникают в результате движения литосферных плит, и они часто возникают вблизи сходящихся границ, где части коры вдавливаются в землю как часть субдукции. [16]
Вулканы в основном возникают в результате плавления субдуцированного коркового материала. Материал корки, который вдавливается в астеносфера тает, и некоторая часть расплавленного материала становится достаточно легкой, чтобы подняться на поверхность, давая рождение вулканам. [11] [16]
Атмосфера Земли
В тропосфера, стратосфера, мезосфера, термосфера, и экзосфера пять слоев, составляющих атмосферу Земли. 75% газов в атмосфере находится в тропосфере, самом нижнем слое. Всего в атмосфере около 78,0%. азот, 20.9% кислород, и 0,92% аргон. Помимо азота, кислорода и аргона есть небольшие количества других газов, включая CO.2 и водяной пар. [17] Водяной пар и CO2 позволяют атмосфере Земли улавливать и удерживать энергию Солнца посредством явления, называемого парниковый эффект. [18] Это позволяет поверхности Земли быть достаточно теплой, чтобы иметь жидкую воду и поддерживать жизнь. Помимо хранения тепла, атмосфера также защищает живые организмы, защищая поверхность Земли от космические лучи- которые часто ошибочно считаются отклоняемыми магнитное поле. [19] Магнитное поле, создаваемое внутренними движениями сердечника, производит магнитосфера который защищает атмосферу Земли от Солнечный ветер. [20] Как Земля 4,5 миллиарда лет, [21] он бы уже потерял свою атмосферу, если бы не было защитной магнитосферы.
Магнитное поле Земли
Методология
Методики различаются в зависимости от характера изучаемых предметов. Исследования обычно делятся на три категории: наблюдательные, экспериментальные или теоретические. Ученые-геологи часто проводят сложный компьютерный анализ или посещают интересные места для изучения земных явлений (например, Антарктиду или горячая точка островные цепи).
Фундаментальной идеей науки о Земле является понятие униформизм, в котором говорится, что «древние геологические особенности интерпретируются путем понимания активных процессов, которые легко наблюдаются». [ нужна цитата ] Другими словами, любые геологические процессы, действующие в настоящее время, действуют одинаково на протяжении всего геологического времени. Это позволяет тем, кто изучает историю Земли, применять знания о том, как земные процессы протекают в настоящее время, чтобы получить представление о том, как планета развивалась и изменялась на протяжении долгой истории.
Науки о земле изучают историю нашей планеты, из чего состоит и как устроена Земля. Такого рода знания все более активно участвуют в улучшении нашего понимания факторов управления глобальной окружающей средой и в разработке более эффективных способов поиска и оценки природных ресурсов, энергии и воды.
Эти науки пересекающиеся и многие не могут существовать друг без друга, но тем не менее все они изучают нашу матушку-Землю:
Благодаря наукам о земле были значительно усовершенствованы методы прогнозирования природных явлений, таких, как землетрясения, извержения вулканов, оползни, наводнения или Эль-Ниньо (колебания температуры воды у поверхности). Кроме того, важная информация в истории климата земли была получена путем анализа льда около Гренландии. С помощью таких знаний отделены глобальные изменения вызванные людьми от естественно происходящих изменений в глобальной климатической системе.
События в области наук о земле
Другое важное событие в области естественных наук о земле состоялось, когда эмпирически подтвердилась теория тектоники. Хотя более ранняя версия этой теории уже была сформулирована в начале XX века, никто не мог представить себе вид этой силы, которая толкала континенты и гигантские тектонические плиты из которых состоит земная кора. Как стало ясно, твердая поверхность земли является сравнительно тонкой, идея, что кора состоит из нескольких довольно хорошо разделенных частей в относительном движения стала правдоподобной.
Расплавленная магма от земной мантии может сочиться вверх сжимая друг друга.
Явление спрединга (растягивания) морского дна было проверено в Атлантическом океане. Множество эмпирических фактов, касающихся геологических особенностей земли может быть объяснено. К ним относятся распространение вулканов и землетрясений, а также распространение животных и растений на разных континентах.
Науки о земле будут продолжать играть важную роль в диагностике и решении некоторых из наиболее насущных проблем, как изменение климата и определение устойчивых ресурсов с которыми сталкивается мировое сообщество.
Связь наук о Земле с другими областями человеческой деятельности
Неспециалисты обычно считают, что единственным способом изучения Земли, ее внутреннего строения является бурение. Однако этот способ очень дорог, сложен, технически ограничен, требует много времени. Кроме того, совершенно очевидно, что даже самая глубокая скважина, скажем двенадцатикилометровая, ничтожна в сравнении с радиусом земного шара.
Изучение нашей планеты методом сравнительной планетологии
В геологических исследованиях и при геолого-разведочных работах бурение на глубину нескольких десятков, сотен или тысяч метров сложно. Ясно, что структуру Земли как небесного тела нельзя изучать, не зная другие тела, и вот сравнительная планетология — новая, очень молодая дисциплина — показывает, как построены и устроены другие планеты. Такие исследования основаны на отличном знании физических свойств тел. Поэтому, прежде чем рассказать о том, как человек изучает Землю посредством бурения глубоких скважин, посмотрим, что предшествует бурению и какими другими методами человек получает информацию о своей планете. Изучение недр Земли приносит бесчисленное множество проблем. Одной из них, хотя на первый взгляд это кажется парадоксальным, является само определение положения Земли в Космосе.
Естественно, геолог встречается с астрономами и астрофизиками, чтобы понять, где Земля находится, какая судьба ожидает ее тяжести, тепловой поток, исследуются эластические свойства горных пород и минералов, включая те, которые человек никогда не видел собственными глазами, ибо они скрыты в глубине сотен и тысяч километров под поверхностью Земли.
Связь с физикой
Связь науки о Земле с физикой весьма тесная: основные данные о слоистом строении Земли, ее внутреннем устройстве, о давлении и температурах внутри, о земном магнетизме получены из физики, точнее, геофизики. При изучении состава земных горных пород (но здесь нужно начать с состава Солнца) мы подходим к химическим или космохимическим данным, а если ограничимся только Землей — то геохимическим.
Метеорология, гидрология, палеонтология изучает Землю
Изучение самого верхнего слоя Земли — почвы и горных пород — тоже не только лишь геологическое дело, поскольку выветривание происходит при участии гидросферы и атмосферы, в нем принимают участие организмы и т.п.
Наука о Земле включает метеорологию, гидрологию, а там, где она пытается расшифровать вопросы прошлой жизни, опирается на биологию (палеонтологию). Биология же, наоборот, получает от геологии доказательства о развитии отдельных форм жизни. Белых мест на Земле осталось уже немного, поэтому геологи среди нас были бы редким явлением, если бы изучали только их. Однако человечеству нужно сырье для промышленности, источники энергии и вообще земной шар, пригодный для жизни.
Для всего этого необходимы самые разнообразные геологические профессии: геолог как химик, в другом случае — как физик, в следующем — как палеонтолог, а иногда и как геолог-планетолог.
Конечная цель науки о Земле — познать нашу планету так, чтобы мы могли разумно, не нарушая равновесия естественных условий использовать ее источники и обеспечивать сырьем человеческую цивилизацию.
Над проблемой, какой является, например, открытие нового месторождения руды или нефти, необходимо сотрудничество многих специалистов — от геологов, составляющих карту, минералогов, петрографов до горных инженеров и экономистов.
Политика также играет роль
И, естественно, изучение Земли зависит от международного сотрудничества. А поскольку геологические границы, то есть границы между отдельными геологическими образованиями, нигде в мире не совпадают с границами государств, очень важно политическое сотрудничество всех, кто изучает Землю.
Науки о Земле в себя включают следующие направления:
Код
Название специальности
25.00.01
Общая и региональная геология
Области исследований:
Разработка структурно-формационной зональности на основе анализа возраста, стратиграфического расчленения, состава и строения выделяемых в регионе вещественных комплексов. Расшифровка формационной принадлежности вещественных комплексов, реконструкция вертикальных и латеральных формационных рядов
Региональные палеогеографические и палеотектонические реконструкции (на биогеографической и литолого-фациальной основе, с учетом палинспастических и палеомагнитных методов)
Геодинамические модели формирования структурно-формационных комплексов (осадочных, магматических и метаморфических) применительно к конкретному региону, их сравнительная характеристика
Модели геологического развития регионов: разработка пространственно-временных моделей их развития и анализ закономерностей изменения состава и строения осадочных, вулканогенно-осадочных, магматических и рудных формаций
Теория и решение прикладных задач геокартирования
25.00.02
Палеонтология и стратиграфия
Области исследований:
Изучение систематического разнообразия ископаемых организмов
Разработка таксономических и экологических систем для различных групп ископаемых организмов
Изучение морфологии древних организмов, в том числе их скелетов, и сравнительно-анатомический анализ
Изучение микроструктур скелетов и процессов биоминерализации
Изучение закономерностей захоронения и сохранения в ископаемом состоянии остатков организмов и их комплексов (тафономия)
Разработка научных основ эволюции органического мира на ископаемом материале, восстановление филогенезов отдельных групп организмов
Палеоэкологический анализ условий существования отдельных ископаемых организмов и их сообществ
Выявление основных закономерностей развития биосферы в истории Земли, эволюции экосистем, роли различных групп организмов в круговороте вещества
Изучение в горных породах продуктов жизнедеятельности древних бактерий, их таксономическая идентификация, выявление роли бактерий в седиментогенезе и в осадочном рудообразовании
Изучение возможных структур органического происхождения во внеземном веществе – метеоритах, космической пыли и пробах инопланетных материалов
Применение количественного анализа комплексов и сообществ ископаемых организмов для восстановления изменений параметров внешней среды прошлого
Использование минеральных и органических скелетов ископаемых организмов как регистрирующих структур при решении задач палеоклиматических и палеоокеанологических реконструкций на основе применения геохимических, в том числе изотопных, методов
Молекулярно-палеонтологические исследования, в том числе изучение биомаркеров, включая ископаемую ДНК
Создание палеобиогеографических и палеогеографических реконструкций, изучение проблем географического распространения вымерших организмов и разработка палеобиогеографического районирования
Разработка теоретических основ стратиграфии
Расчленение и корреляция осадочных, вулканических и метаморфических толщ определенного региона, разработка местных и региональных стратиграфических схем
Разработка зональных стратиграфических схем по различным группам ископаемых
Использование различных методов (биостратиграфия, литостратиграфия, ритмостратиграфия, ГИС, магнитостратиграфия, хемостратиграфия, событийная стратиграфия и др.) для решения стратиграфических задач
Разработка хронологических шкал и решение стратиграфических задач путем применения методов изотопного и иного датирования
Разработка новых методов расчленения и корреляции
25.00.03
Геотектоника и геодинамика
Области исследований:
Структурный анализ (включая микроструктурный и петроструктурный) – изучение форм залегания горных пород, обусловленных их пластичными или разрывными деформациями
Определение современных и древних полей напряжения в литосфере
Изучение вертикальных и горизонтальных тектонических движений: как современных (инструментальными методами), так и древних (геологическими и палеомагнитными методами)
Сейсмотектоника – изучение тектонических закономерностей проявления землетрясений в пространстве и во времени, составление карт сейсмического районирования
Неотектоника, изучающая тектонические явления новейшего этапа развития литосферы и использующая для этого свои специфические методы исследования
Историческая геотектоника – исследование основных этапов и стадий развития литосферы и ее отдельных структурных единиц
Сравнительная тектоника, основанная на сравнительно-историческом анализе однотипных или родственных тектонических объектов с целью их классификации, а также для выявления их эволюционной последовательности. Использует и данные сравнительной планетологии
Экспериментальная тектоника (тектонофизика), включающая физическое и компьютерное моделирование условий формирования тектонических структур и их сочетаний
Региональная геотектоника, основанная на выделении и изучении тектонических объектов того или иного региона, страны, континента, океанического или морского бассейна
Составление тектонических карт: общих и специальных, в том числе с использованием аэрофотоматериалов и космических съемок. Составление палеотектонических карт
25.00.04
Петрология, вулканология
Области исследований:
Магматическая геология: геологическое положение и геохронология магматических пород, магматические фации, магматические ассоциации и формации, магматические области и геодинамические обстановки их образования
Магматическая петрология:
— петрография, петрохимия и геохимия магматических пород;
— расплавные и флюидные включения в минералах магматических пород как критерии условий образования;
— источники магматических расплавов; физико-химические условия возникновения, существования и эволюции расплавов;
— процессы дифференциации, ассимиляции, смешения и расслоения магматических расплавов и физико-химическое моделирование этих процессов, роль флюидов в процессах магматической дифференциации;
— эволюция магматизма в истории Земли;
— источники магматических расплавов;
— петрология пород Луны и других планет
Рудоносный магматизм: связь магматизма и оруденения, вещественная специализация и петрологические критерии оценки рудоносности магматических комплексов, петрологические факторы образования рудных концентраций
Вулканология: зарождение, функционирование и отмирание вулканов:
— вулканические извержения – динамические характеристики, состав продуктов, типизация извержений, фумаролы и вулканические газы;
— строение вулканов – питающие камеры и выводящие каналы, вулканические постройки и их типизация;
— вулканизм и его влияние на среду обитания человека, вулканизм и климат
Палеовулканология:
— вулканические толщи, фации и ассоциации вулканических пород;
— древние вулканы и вулканические области, их палеогеодинамическая классификация;
— факторы, определяющие зарождение и отмирание вулканических областей, масштабы, интенсивность и энергетика древнего вулканизма
Метаморфизм:
— метаморфические породы, фации и формации;
— эпохи и геодинамические обстановки метаморфизма, тектоно- метаморфические циклы, эволюция метаморфизма в истории Земли;
— фазовые равновесия минералов, определение РТ-параметров и реконструкция РТ-трендов;
— парагенетический анализ метаморфических пород;
— петрографические и литологические методы исследований;
— вещественный состав, структура и геохимия осадочных горных пород (обломочных, хемогенных, органогенных, полигенных);
— систематизация и классификация осадочных горных пород;
— эволюция осадочных пород в истории Земли на разных стадиях литогенеза.
2. Фациальный анализ:
— теоретические основы фациального анализа;
— палеогеографические реконструкции условий осадконакопления;
— процессы гипергенеза и их моделирование;
— процессы транспортировки и аккумуляции осадочного материала и их моделирование;
— геохимия осадочного процесса
Формационный анализ:
— теоретические основы формационного анализа;
— закономерности регионального и планетарного литогенеза;
— палеотектонические и геодинамические реконструкции на основе формационного анализа;
— теория литостратиграфического анализа для целей геологического картирования и поисков полезных ископаемых.
Стадиальный анализ постседиментационных преобразований (диагенетических, катагенетических, метагенетических) и их моделирование
Осадочные горно-породные тела как носители полезных ископаемых: строение, закономерности локализации и условия образования полезных ископаемых осадочного происхождения (глин, песков, карбонатного и кремнистого сырья, бокситов, осадочных и элювиальных руд железа, марганца и др., энергетического сырья)
Экспериментальная литология
25.00.07
Гидрогеология
Области исследований:
Условия образования месторождений различных типов подземных вод – пресных, минеральных (лечебных), промышленных (йодо-бромных и др.), термальных (теплоэнергетических)
Закономерности формирования ресурсов и режима подземных вод различного назначения
Условия и процессы формирования вещественного состава подземных вод (химического, газового, изотопного, бактериального)
Изменение гидрогеологических условий в результате инженерной, сельскохозяйственной и коммунальной деятельности человека
Исследование природно-технических систем, связанных с подземными водами
Оценка защищенности пресных подземных вод от загрязнения
Гидрогеохимические методы поисков месторождений полезных ископаемых (рудных, нефтегазовых)
Особенности условий формирования термальных вод
Современные методы поисков и разведки подземных вод (компьютерное моделирование и др.)
Комплексное использование ресурсов подземных вод
Гидрогеологический мониторинг геологической среды с целью контроля и оценки ее экологического состояния
25.00.08
Инженерная геология, мерзлотоведение и грунтоведение
Области исследований:
Состав и строение не мерзлых, талых и мерзлых пород (грунтов) как многокомпонентных систем, физико-химические явления и процессы при взаимодействии компонентов грунта. Структурные связи и их природа, процессы структурообразования в грунтах
Физические, физико-механические и физико-химические свойства грунтов, природа их деформируемости и прочности, корреляция между свойствами, классификационные и расчетные показатели свойств грунтов
Напряженное состояние массивов пород (грунтовых толщ), оценка их прочности, устойчивости и деформируемости при природных и техногенных нагрузках
Влияние генезиса, петрографического состава, геологических и физических полей, природных вод, истории геологического развития территорий и техногенеза на формирование инженерно-геологических и геокриологических особенностей грунтов и слагаемых ими частей литосферы
Термодинамические и теплофизические закономерности формирования толщ мерзлых пород, динамика их геотемпературных полей и мощности при эволюции Земли, изменениях климата и техногенезе
Тепломассоперенос в грунтах, закономерности образования и существования в них льда, газовых и газогидратных компонентов
Техническая мелиорация грунтов, создание геотехнических массивов пород (грунтовых толщ) с заданными прочностными, деформационными, фильтрационными, теплофизическими и другими свойствами
Технические средства и технологии исследования состава и свойств грунтов в лабораторных и полевых условиях
Типы, механизмы и синергетические особенности геологических, геокриологических и инженерно-геологических процессов, закономерности их возникновения, развития и трансформации в ненарушенных и нарушенных человеком условиях
Роль климата, подземных и поверхностных вод, геологической истории и геодинамических режимов территорий, техногенеза и других факторов в развитии геологических, геокриологических и инженерно-геологических процессов
Мониторинг природно-технических систем, геологических, геокриологических и инженерно-геологических процессов, определяющих их факторов и негативных социально-экономических и экологических последствий с использованием аэрокосмических и наземных методов, технические средства и технологии мониторинга
Физическое, математическое, аналоговое и другое моделирование геологических, геокриологических и инженерно-геологических процессов, прогноз их развития во времени-пространстве, оценка и управление геологическими опасностями и геологическими рисками
Региональные геологические, зональные и техногенные факторы формирования инженерно-геологических и геокриологических условий и природно-технических систем
Закономерности пространственной и временной изменчивости свойств грунтов, геологических, геокриологических и инженерно-геологических процессов, других компонентов инженерно-геологических и геокриологических условий, их устойчивость к природным и техногенным воздействиям разного генезиса
Оценка и прогноз изменений инженерно-геологических и геокриологических условий месторождений полезных ископаемых, урбанизированных и сельских территорий, объектов промышленного, гражданского, энергетического и других видов строительства
Инженерно-геологическое и геокриологическое районирование территорий, составление инженерно-геологических, геокриологических и обосновывающих их карт разного назначения
Геоинформационные системы и геоинформационные технологии решения задач инженерной геологии, мерзлотоведения и грунтоведения
25.00.09
Геохимия, геохимические методы поисков полезных ископаемых
Области исследований:
Разработка принципов и методов оценки количества и состояния химических элементов и изотопов в природных объектах
Разработка принципов и методов экспериментального физико-химического моделирования систем и процессов в условиях, близких к природным
Разработка принципов и методов математической обработки геохимических данных, геохимического картирования биосферы, и математического моделирования геохимических процессов
Изучение химического состава всех типов природного вещества (земной коры, глубинного вещества Земли, гидросферы, атмосферы, живого вещества, внеземного вещества) и закономерностей распространенности в них химических элементов и изотопов
Изучение состояния и форм нахождения химических элементов во всех типах природного вещества
Изучение закономерностей распределения химических элементов и изотопов в природных процессах
Изучение закономерностей концентрирования химических элементов в геологических процессах
Выявление, изучение и геологическая интерпретация ассоциаций химических элементов, характерных для продуктов геологических процессов (горных пород, рудных месторождений)
Экспериментальные физико-химические исследования законов образования минеральных фаз и распределения химических элементов и изотопов между ними, а также между минеральными фазами и минералообразующей средой (силикатными и другими расплавами, водными и другими флюидными фазами)
Экспериментальное изучение механизмов химических и биохимических реакций, контролирующих поведение химических элементов и изотопов в биосфере, а также в других природных системах
Экспериментальное физико-химическое и математическое моделирование процессов массопереноса и поведения химических элементов и изотопов в системах и процессах в условиях, близких к природным
Экспериментальное и теоретическое изучение закономерностей фракционирования изотопов химических элементов в процессах, моделирующих природные
Изучение поведения химических элементов и изотопов в геологических процессах
Изучение поведения химических элементов и изотопов в биогеохимических процессах
Создание геохимической карты биосферы и оценка на ее основе параметров геохимической структуры биосферы, современных путей миграции (потоков), концентрирования и рассеяния химических элементов и изотопов в окружающей среде
Разработка теории и методов изотопной геохронологии
Изучение закономерностей эволюции геохимических процессов в геологической истории земной коры и биосферы, разработка геохимических аспектов прогноза будущего биосферы
Разработка теории и практических приемов геохимических методов прогноза, поисков, разведки и оценки месторождений полезных ископаемых и геохимического мониторинга окружающей среды
25.00.10
Геофизика, геофизические методы поисков полезных ископаемых
Области исследований:
Изучение Земли в целом: фигура Земли, вращение Земли, собственные колебания Земли и ее ядер, движения географических полюсов, приливы. Физические теории эволюции твердой Земли и ее оболочек
Физика внешнего и внутреннего ядра Земли, процессы в ядре, природа и морфология геомагнитного поля Земли, структура и физические свойства мантии
Сейсмология (за исключением аппаратурных разработок и тех ситуаций, когда данные о современной или палеосейсмической активности используются в рамках традиционного геотектонического анализа). Изучение устойчивости техногенных сооружений в связи с сейсмическим риском
Исследование природы, свойств и геодинамической интерпретация деформационных характеристик и естественных геофизических полей, источники которых располагаются в недрах Земли. Поля, индуцированные во внешних оболочках Земли, также могут быть объектом исследования в рамках данной специальности, если они либо используются для изучения внутренней структуры Земли, либо характеризуют взаимодействие различных оболочек Земли (включая твердые оболочки). Взаимодействие деформационных и геофизических полей
Геофизические проявления напряженного состояния недр и оценка напряженного состояния по геофизическим данным
Математическое моделирование геодинамических процессов любых пространственных и временных масштабов. Изучение земной коры в рамках упругих, упругопластических, упруго-хрупких, вязко-упругих и т.п. моделей
Построение новых уравнений, описывающих геофизические поля в блочно-иерархических, самоподобных, пористых, флюидонасыщенных средах. Экспериментальные исследования, связанные с отысканием основных соотношений для таких сред
Изучение Земли и ее частей по таким свойствам, как плотность, теплопроводность, электропроводность, намагниченность, сейсмические скорости или упругие модули, естественная радиоактивность (если последняя играет роль в энергетическом балансе изучаемых геодинамических процессов) и т.п.
Теория распространения сейсмических и электромагнитных волн в Земле. Теория потенциальных полей. Теория ядерно-геофизических методов (дистанционных и на образцах) изучения элементного состава недр. Физические проблемы палеомагнетизма. Физика природных и природнотехногенных геокатастроф
Изучение физических свойств геологического вещества на образцах, если оно ориентировано на изучение новых физических явлений и моделирование геодинамических процессов (независимо от их масштабов), но при условии, что изучение включают геофизические проявления таких процессов
Математические и численные исследования в теории прямых и обратных задач сейсмики, геоэлектрики, гравиметрии, магнитометрии, геотермики, ядерной геофизики, включая геофизические методы разведки, скважинную и инженерную геофизику
Разработка алгоритмов решения прямых и обратных задач геофизики, методов аппроксимации геофизических полей, цифровой фильтрации с целью повышения разрешающей способности методов и подавления помех, построения изображений, соответствующих компьютерных технологий и их применение в геолого-геофизической практике при условии достаточной новизны в чисто математической части работы
Физическое и математическое обоснование новых модификаций и технологий геофизической разведки
Методы обработки и интерпретации результатов измерения геофизических полей
Компьютерные системы обработки и интерпретации геологогеофизических данных
Использование геолого-геофизических данных для построения геологических, гидродинамических и геодинамических моделей месторождений
Мониторинг геологического строения и разработки месторождений геофизическими методами
Интегрированный анализ многомерной, многопараметровой и разнородной информации, включающей геофизические данные
Измерительная техника, средства, технологии, системы наблюдений и сбора геофизических данных; геофизические излучающие и измерительные системы
Метрологическое обеспечение геофизических и петрофизических измерений
Технические средства и технологии геофизического обеспечения проводки, геолого-технологических и ремонтных работ в скважинах
Теоретическое и экспериментальное исследование связей петрофизических и физических свойств горных пород с результатами измерения геофизических полей
Теория, технические средства, технологии, методы сбора и интерпретации каротажной информации, геолого-технологических исследований скважин, геофизических методов исследования технического состояния скважин, вскрытия пластов в скважинах
Контроль разработки месторождений полезных ископаемых по данным наземных и скважинных геофизических исследований
Применение геофизических методов при решении задач охраны окружающей среды
25.00.11
Геология, поиски и разведка твердых полезных ископаемых, минерагения
Области исследований:
Условия образования месторождений твердых полезных ископаемых:
— геология и генетические модели, геодинамические и формационно-магматические условия образования и закономерности пространственного размещения эндогенных месторождений;
— генетические типы: магматогенные и флюидно-магматогенные, ликвационные, пегматитовые, карбонатитовые, гидротермальные;
— месторождения твердых горючих полезных ископаемых;
— метаморфогенные месторождения: геологические и физико-химические условия формирования метаморфических и метаморфизованных месторождений;
— проблемы регенерационного рудообразования, конвергентности месторождений, полихронность и полигенность оруденения;
— генетические и промышленные типы месторождений, их классификация.
Техногенные месторождения, перспективы их промышленного освоения: хвосты обогатительных фабрик, отвалы бедных руд и др.
Металлогения и минерагения: общая, региональная и специальная, цели и задачи
Прогнозирование, поиски, разведка и геолого-экономическая оценка месторождений:
— методология прогнозирования и оценки ресурсов полезных ископаемых;
— современные методы поисков и разведки полезных ископаемых.
Геологическое обеспечение эксплуатационных работ в условиях горнодобывающих предприятий
Теория и решение прикладных задач охраны недр и окружающей среды в процессе геологоразведочных работ
25.00.12
Геология, поиски и разведка нефтяных и газовых месторождений
Области исследований:
Происхождение и условия образования месторождений нефти и газа:
— геология нефтяных и газовых месторождений, типы месторождений, их классификация;
— геохимия нефти и газа;
— резервуары нефти и газа, типы коллекторов и покрышек;
— условия формирования скоплений нефти и газа в земной коре;
— нефтегазогеологическое районирование недр (нефтегазоносные провинции и бассейны);
— проблема происхождения углеводородов, современные подходы в ее решении
Прогнозирование, поиски, разведка и геолого-экономическая оценка месторождений:
— методология прогнозирования, оценки ресурсов и подсчет запасов нефти и газа;
Происхождение и классификация подземных льдов и мерзлых толщ
Криогенные процессы на суше и дне арктических морей
Эволюция мерзлых толщ и криогенных ландшафтов
Рельефообразующая роль мерзлых толщ; разработка моделей мерзлотного микрорельефа; термокарст и связанные с ним катастрофические события техногенного и природного происхождения
Геоиндикаторы мерзлотных процессов геологического прошлого
Реконструкция палеотемпературной и палеоклиматической обстановки возникновения мерзлых толщ на основе изучения стабильных изотопов с целью выявления глобальных особенностей формирования мерзлых толщ
Сезонное промерзание и протаивание и их распознавание
Особенности хозяйственного освоения криолитозоны, проблемы экологии и охрана природы
25.00.32
Геодезия
Области исследований:
Определение параметров земного эллипсоида, геоида и гравитационного поля Земли, изменение их в пространстве и во времени
Создание геодезической координатно-временной основы различного назначения с использованием геодезических, астрономических, гравиметрических и других (космических, наземных и подземных) методов измерений; оценка их степени устойчивости и характера изменений, вопросы их проектирования и оптимизации. Геодезические системы координат
Геодезические (глобальные) навигационные спутниковые системы и технологии. Формирование активного координатно-временного пространства на основе навигационной инфраструктуры ГЛОНАСС и др. Геодезические системы наземного, морского и космического базирования для определения местоположения и навигации подвижных объектов геопространства, в том числе транспорта, военной техники, людей и животных
Разработка новых принципов, методов, технических средств и технологий геодезических измерений для определения геометрических и физических параметров Земли, ее поверхности, объектов, явлений и процессов на ней, в том числе для производства наземных топографических съемок
Методы, технические средства и технологии геодезического обеспечения строительно-монтажных, кадастровых, землеустроительных, проектно-изыскательских, маркшейдерских, геолого-разведочных и лесоустроительных работ; освоения шельфа; монтажа, юстировки и эксплуатации технологического оборудования
Геодезическое обеспечение изысканий, проектирования, строительства и эксплуатации крупных инженерных комплексов, в том числе гидротехнических сооружений, атомных и тепловых электростанций, промышленных предприятий, линейных сооружений. Геодезический контроль ведения технического надзора при строительстве и эксплуатации нефтегазодобывающих комплексов
Геодезическое обеспечение геодинамического мониторинга состояния окружающей среды, в первую очередь, опасных процессов и явлений, способствующих возникновению кризисных ситуаций
Геодезический мониторинг напряженно-деформированного состояния земной коры и ее поверхности, зданий и сооружений, вызванного природными и техногенными факторами, с целью контроля их устойчивости, снижения риска и последствий природных и техногенных катастроф, в том числе землетрясений
Геодезическое информационное обеспечение устойчивого развития территорий на основе ГИС-технологий. Принципы формирования, состав и структура геоинформационного пространства, отображающего совокупность пространственных характеристик территорий
Разработка принципов и технологий создания геоинформационных систем различного назначения по геодезическим данным
Теория и практика математической обработки результатов геодезических измерений и информационное обеспечение геодезических работ. Автоматизированные технологии создания цифровых трехмерных моделей технологических объектов, процессов и явлений по геодезическим данным
Современные системы накопления, обработки, хранения, передачи и использования геодезической информации, в том числе форматы геоданных, инфраструктуры и территориальные банки геопространственных данных, электронные геопространства, базы геодезических знаний, геосервисы, геослужбы, геопорталы и другие геодезические системы в Интернет
Геодезическая метрология. Разработка методов, средств и нормативных документов для метрологического обеспечения геодезических средств измерений. Создание и функционирование эталонных геодезических полигонов, базисов и компараторов для поверки, калибровки и аттестации геодезических средств измерений
Проектирование и маркетинг геодезических работ. Разработка методов и технологий реализации надзорной функции государства за геодезической деятельностью. Разработка методов и средств автоматизации и информатизации деятельности органов Государственного геодезического надзора. Геодезическое обеспечение создания и ведения российской инфраструктуры пространственных данных с целью обеспечения программ: «Электронная Россия», «Электронное правительство», «Электронный документооборот» и др.
Разработка научно-методических основ и принципов геодезического образования
25.00.33
Картография
Области исследований:
Феноменология картографии – исследования феноменов языка карты (знаковой системы), картографического знака и карты, типов и видов карт, структуры и грамматического строя этого языка, его функций (коммуникативной, познавательной и др.), закономерностей устройства, функционирования и развития (эволюции), феномена картографической информации
Общая теория картографии – развитие учения о ее предмете, рабочей модели, методе и языке, структуре и задачах науки, связях и взаимодействии с другими дисциплинами и областями знаний
Теория картографических проекций и другие проблемы математической картографии
Новые методы составления и проектирования, новые виды топографических и общегеографических карт и атласов
Новые методы составления и проектирования, новые виды и типы тематических и кадастровых карт и атласов
Картографическая генерализация
Картографическая грамматика, карто-языковые ошибки, методы их выявления и устранения
Геоинформационное картографирование и компьютерные технологии
Тематическое дешифрирование и методы дистанционного (аэрокосмического) зондирования
Космическое картографирование
Использование карт в науке и практике, картометрия, математико-картографическое моделирование, точность и надежность исследований по картам
История картографии и картографическое источниковедение
Картографическая топонимика
Технологии издания карт и организация картографического производства
25.00.34
Аэрокосмические исследования Земли, фотограмметрия
Области исследований:
Теория получения изображений
Разработка и исследование технических средств и технологий, фиксирующих в виде изображений различные элементы объектов исследований
Теория, технология и технические средства сгущения по аэрокосмическим снимкам геодезических сетей, создания и обновления топографических, землеустроительных, экологических, кадастровыхи иных карт и планов
Теория и технология дешифрирования изображений с целью исследования природных ресурсов и картографирования объектов исследований
Теория и технология получения количественных характеристик динамики природных и техногенных процессов с целью их прогноза
25.00.35
Геоинформатика
Области исследований:
Теоретические и экспериментальные исследования в области развития научных и методических основ геоинформатики
Технические средства сбора, регистрации, хранения, передачи и обработки геоинформации с использованием вычислительной техники
Геоинформационные системы (ГИС) разного назначения, типа (справочные, аналитические, экспертные и др.), пространственного охвата и тематического содержания
Базы и банки цифровой информации по разным предметным областям, а также системы управления базами данных
Базы знаний по разным предметным областям
Математические методы, математическое, информационное, лингвистическое и программное обеспечение для ГИС
Геоинформационное картографирование и другие виды геомоделирования, системный анализ многоуровневой и разнородной геоинформации
Компьютерные геоизображения новых видов и типов, анимационные, мультимедийные, виртуальные и другие электронные продукты
Геоинформационные инфраструктуры, методы и технологии хранения и использования геоинформации на основе распределенных баз данных и знаний
Телекоммуникационные системы сбора, анализа, обработки и распространения пространственно-временной геоинформации
Взаимодействие геоинформатики, картографии и аэрокосмического зондирования
25.00.36
Геоэкология (по отраслям)
Области исследований:
1. Науки о Земле:
1.1. Глобальные геосферные жизнеобеспечивающие циклы – изучение роли геосферных оболочек Земли в глобальных циклах переноса углерода, азота, воды и др.
1.2. Геодинамика и ее влияние на состав, состояние и эволюцию окружающей среды.
1.3. Исторические реконструкции и прогноз современных изменений природы и климата. Палеогеоэкология.
1.4. Влияние дегазации, геофизических и геохимических полей, геоактивных зон Земли на окружающую среду.
1.5. Геоэкологические последствия влияния гелиофизических процессов.
1.6. Глобальные и региональные экологические кризисы – комплексные изменения окружающей среды, приводящие к резкому ухудшению условий жизни и хозяйственной деятельности. Геоэкологические последствия природных и техногенных катастроф.
1.7. Междисциплинарные аспекты стратегии выживания человечества и разработка научных основ регулирования качества состояния окружающей среды.
1.8. Природная среда и геоиндикаторы ее изменения под влиянием урбанизации и хозяйственной деятельности человека: химическое и радиоактивное загрязнение почв, пород, поверхностных и подземных вод и сокращение их ресурсов, наведенные физические поля, изменение криолитозоны.
1.9. Оценка состояния, изменений и управление современными ландшафтами.
1.10. Разработка научных основ рационального использования и охраны водных, воздушных, земельных, рекреационных, минеральных и энергетических ресурсов Земли, санация и рекультивация земель, ресурсосбережение.
1.11. Геоэкологические аспекты функционирования природно-технических систем. Оптимизация взаимодействия (коэволюция) природной и техногенной подсистем.
1.12. Геоэкологический мониторинг и обеспечение экологической безопасности, средства контроля.
1.13. Динамика, механизм, факторы и закономерности развития опасных природных и техноприродных процессов, прогноз их развития, оценка опасности и риска, управление риском, превентивные мероприятия по снижению последствий катастрофических процессов, инженерная защита территорий, зданий и сооружений.
1.14. Моделирование геоэкологических процессов.
1.15. Геоэкологическое обоснование безопасного размещения, хранения и захоронения токсичных, радиоактивных и других отходов.
1.16. Геоэкологические аспекты устойчивого развития регионов.
1.17. Геоэкологическая оценка территорий. Современные методы геоэкологического картирования, информационные системы в геоэкологии. Разработка научных основ государственной экологической экспертизы и контроля.
Кроме того, важная информация в истории климата земли была получена путем анализа льда около Гренландии. С помощью таких знаний отделены глобальные изменения вызванные людьми от естественно происходящих изменений в глобальной климатической системе.