Geologi bahan
Sebagian besar data geologi berasal dari penelitian tentang bahan bumi yang solid. Ini biasanya jatuh ke dalam salah satu dari dua kategori: batu dan material yang tidak dikonsolidasi.
Rock
Ini diagram skematik siklus batuan menunjukkan hubungan antara magma dan sedimen, batuan metamorf, dan batuan beku
Artikel utama: Rock (geologi) dan siklus Batu
Ada tiga jenis utama dari batuan: beku, sedimen, dan metamorf. Siklus batuan merupakan konsep penting dalam geologi yang menggambarkan hubungan antara ketiga jenis batuan, dan magma. Ketika batu mengkristal dari lelehan (magma dan / atau lava), itu adalah batuan beku. Batu ini bisa lapuk dan terkikis, dan kemudian redeposited dan lithified menjadi batuan sedimen, atau berubah menjadi batuan metamorf karena panas dan tekanan bahwa perubahan kandungan mineral dari batu dan memberikan kain khas. The batuan sedimen kemudian dapat kemudian berubah menjadi batuan metamorf karena panas dan tekanan, dan batuan metamorf dapat lapuk, terkikis, disimpan, dan lithified, menjadi batuan sedimen. Batuan sedimen juga dapat kembali terkikis dan redeposited, dan batuan metamorf juga mungkin mengalami metamorfosis tambahan. Semua tiga jenis batuan dapat dicairkan lagi, ketika hal ini terjadi, sebuah magma baru terbentuk, dari mana suatu batuan beku mungkin sekali lagi mengkristal.
Sebagian besar penelitian di bidang geologi dikaitkan dengan mempelajari batuan, seperti batu memberikan catatan utama dari mayoritas sejarah geologi Bumi.
materi Tidak dikonsolidasi
Ahli geologi juga mempelajari materi unlithified, yang biasanya berasal dari deposito yang lebih baru. Karena itu, studi materi tersebut sering dikenal sebagai geologi Kuarter, setelah Periode Kuarter terakhir. Ini mencakup studi sedimen dan tanah, dan penting untuk beberapa (atau banyak) studi di geomorfologi, sedimentologi paleoklimatologi, dan.
Whole Earth-struktur
Oceanic-benua konvergensi menghasilkan busur subduksi dan vulkanik menggambarkan salah satu efek dari lempeng tektonik.
Lempeng tektonik
Pada diagram ini, lembaran mensubduksi dengan warna biru, dan margin kontinental dan batas lempeng sedikit yang merah. Gumpalan biru di bagian cutaway adalah pelat Farallon seismik dicitrakan, yang mensubduksi bawah Amerika Utara. Sisa-sisa dari pelat ini pada Permukaan bumi adalah Juan de Fuca Plate dan lempeng Explorer di Northwestern Amerika Serikat / Barat Daya Kanada, dan Lempeng Cocos di pantai barat Meksiko.
Pada tahun 1960, serangkaian penemuan, yang paling penting dari yang dasar laut menyebar, menunjukkan bahwa litosfer Bumi, yang meliputi kerak dan bagian paling kaku mantel atas, dipisahkan menjadi beberapa tektonik piring yang bergerak di dalam mantel, plastis deformasi padat, bagian atas, yang disebut astenosfer. Ada kopling intim antara gerakan pada patahan di permukaan dan konveksi mantel: gerakan lempeng samudera dan arus konveksi mantel selalu bergerak dalam arah yang sama, karena litosfer samudera adalah bagian atas kaku lapisan batas termal dari mantel convecting . Ini penghubung antara pelat kaku yang bergerak di permukaan bumi dan mantel convecting disebut lempeng tektonik.
Perkembangan lempeng tektonik memberikan dasar fisik untuk pengamatan banyak bumi padat. Daerah linier panjang fitur geologi dapat dijelaskan sebagai batas lempeng. Mid-laut pegunungan, daerah tinggi pada dasar laut di mana ventilasi hidrotermal gunung berapi dan ada, yang dijelaskan sebagai batas divergen, di mana dua lempeng bergerak terpisah. Busur gunung berapi dan gempa bumi yang dijelaskan sebagai batas konvergen, di mana subducts lempeng satu di bawah yang lain. Transform batas, seperti sistem sesar San Andreas, mengakibatkan gempa bumi kuat yang meluas. Lempeng tektonik juga memberikan mekanisme untuk teori Alfred Wegener pergeseran benua, di mana benua bergerak di seluruh permukaan bumi dari waktu ke waktu geologi. Mereka juga menyediakan kekuatan pendorong untuk deformasi kerak, dan pengaturan baru untuk pengamatan struktur geologi. Kekuatan dari teori lempeng tektonik terletak pada kemampuannya untuk menggabungkan semua pengamatan menjadi sebuah teori tunggal bagaimana litosfer bergerak di atas mantel convecting.
Struktur Bumi
Bumi berlapis struktur
.(1) dalam inti,
(2) inti luar,
(3) mantel bagian bawah,
(4) mantel atas,
(5) litosfer,
(6) kerak
Bumi berlapis struktur. Jalur gelombang khas dari gempa bumi seperti ini memberikan wawasan awal seismolog ke dalam struktur berlapis Bumi
Kemajuan dalam seismologi, pemodelan komputer, dan mineralogi dan kristalografi pada suhu tinggi dan tekanan memberikan wawasan ke dalam komposisi dan struktur internal Bumi.
Seismolog dapat menggunakan waktu kedatangan gelombang seismik secara terbalik untuk gambar interior bumi. Awal kemajuan dalam bidang ini menunjukkan adanya inti luar cair (di mana gelombang geser tidak mampu untuk menyebarkan) dan inti padat padat. Kemajuan ini menyebabkan perkembangan dari model berlapis Bumi, dengan kerak dan litosfer di atas, mantel bawah (dipisahkan dalam dirinya sendiri oleh diskontinuitas seismik di 410 dan 660 kilometer), dan inti luar dan inti di bawah itu. Baru-baru ini, ahli gempa telah mampu membuat gambar detil dari kecepatan gelombang di dalam bumi dengan cara yang sama seorang dokter gambar tubuh dalam CT scan. Gambar-gambar ini telah menyebabkan pandangan yang jauh lebih rinci dari interior bumi, dan telah menggantikan model berlapis disederhanakan dengan model yang jauh lebih dinamis.
Mineralogists telah mampu menggunakan tekanan dan data temperatur dari studi seismik dan pemodelan samping pengetahuan tentang komposisi unsur dari bumi pada kedalaman untuk mereproduksi kondisi dalam pengaturan eksperimental dan mengukur perubahan dalam struktur kristal. Studi ini menjelaskan perubahan-perubahan kimia yang berhubungan dengan diskontinuitas seismik utama dalam mantel, dan menunjukkan struktur kristalografi diharapkan dalam inti Bumi.
Geologi perkembangan suatu daerah
Urutan awalnya horizontal batuan sedimen (dalam nuansa cokelat) dipengaruhi oleh aktivitas beku. Jauh di bawah permukaan adalah ruang magma dan besar badan beku terkait. Ruang magma gunung berapi feed, dan mengirim off tunas dari magma yang nantinya akan mengkristal menjadi tanggul dan kusen. Magma juga kemajuan ke atas untuk membentuk tubuh beku intrusif. Diagram menggambarkan kedua gunung berapi cinder cone, yang melepaskan abu, dan gunung berapi komposit, yang melepaskan keduanya lava dan abu.
Sebuah ilustrasi dari tiga jenis kesalahan. Pemogokan slip-kesalahan terjadi ketika batu melewati unit geser satu sama lain, sesar normal terjadi ketika batuan menjalani ekstensi horisontal, dan kesalahan dorong terjadi ketika batuan menjalani pemendekan horisontal.
Geologi suatu daerah melalui perubahan waktu sebagai satuan batuan yang disimpan dan dimasukkan dan proses deformational mengubah bentuk dan lokasi.
Satuan batuan yang pertama emplaced baik oleh deposisi ke permukaan atau intrusi ke dalam batu di atasnya. Deposisi dapat terjadi ketika sedimen menetap ke permukaan bumi dan kemudian lithify ke batuan sedimen, atau ketika material vulkanik seperti abu vulkanik atau lava selimut arus permukaan. Intrusi batuan beku seperti batolit, laccoliths, tanggul, dan kusen, mendorong ke atas ke dalam batu di atasnya, dan mengkristal karena mereka mengganggu.
Setelah urutan awal batuan telah disimpan, unit batuan dapat berubah bentuk dan / atau bermetamorfosis. Deformasi biasanya terjadi sebagai akibat dari pemendekan horisontal, ekstensi horisontal, atau sisi ke sisi (strike-slip) gerak. Rezim-rezim struktural luas berhubungan dengan batas-batas konvergen, batas divergen, dan mengubah batas, masing-masing, antara lempeng tektonik.
Ketika satuan batuan ditempatkan di bawah kompresi horisontal, mereka mempersingkat dan menjadi lebih tebal. Karena batu unit, selain lumpur, tidak berubah secara signifikan dalam volume, hal ini dilakukan dalam dua cara utama: melalui patahan dan lipat. Dalam kerak dangkal, di mana deformasi rapuh dapat terjadi, dorong bentuk kesalahan, yang menyebabkan batuan lebih dalam untuk bergerak di atas batu dangkal. Karena batu yang lebih sering lebih tua, seperti dicatat oleh prinsip superposisi, hal ini dapat mengakibatkan batuan yang lebih tua bergerak di atas yang lebih muda. Gerakan sepanjang kesalahan dapat mengakibatkan lipat, baik karena kesalahan tidak planar, atau karena lapisan batuan yang diseret, membentuk lipatan tarik, sebagai slip terjadi di sepanjang kesalahan. Lebih dalam Bumi, batu berperilaku plastis, dan lipat bukannya faulting. Ini lipatan dapat menjadi orang-orang di mana materi di tengah atas gesper lipat, menciptakan "antiforms", atau di mana gesper bawah, menciptakan "synforms". Jika bagian atas satuan batuan dalam lipatan tetap menunjuk ke atas, mereka disebut anticlines dan synclines, masing-masing. Jika beberapa unit di flip yang menghadap ke bawah, struktur disebut antiklin atau sinklin terbalik, dan jika semua satuan batuan yang terbalik atau up-arah yang benar tidak diketahui, mereka hanya disebut dengan istilah yang paling umum, antiforms dan synforms.
Sebuah diagram lipatan, menunjukkan sebuah antiklin dan sinklin a.
Tekanan yang lebih tinggi dan suhu selama pemendekan horisontal dapat menyebabkan baik lipat dan metamorfosis dari batu. Metamorfosis ini menyebabkan perubahan komposisi mineral batuan, menciptakan foliation, atau permukaan planar, yang berhubungan dengan pertumbuhan mineral di bawah tekanan, dan dapat menghilangkan tanda-tanda dari tekstur asli dari batuan, seperti seprai tambahan di batuan sedimen, fitur aliran dari lava, dan pola kristal dalam batuan kristal.
Perpanjangan menyebabkan satuan batuan secara keseluruhan menjadi lebih panjang dan tipis. Hal ini terutama dicapai melalui patahan normal dan melalui peregangan ulet dan menipis. Sesar normal menjatuhkan satuan batuan yang lebih tinggi di bawah mereka yang lebih rendah. Hal ini biasanya hasil dalam satuan yang lebih muda yang ditempatkan di bawah unit yang lebih tua. Peregangan unit dapat mengakibatkan penipisan mereka, bahkan, ada lokasi dalam Lipat Maria dan Belt Thrust di mana urutan sedimen seluruh Grand Canyon dapat dilihat lebih panjang kurang dari satu meter. Rocks pada kedalaman yang akan ductilely membentang sering juga bermetamorfosis. Batuan ini membentang juga dapat mencubit ke lensa, dikenal sebagai boudins, setelah kata Perancis untuk "sosis", karena kesamaan visual mereka.
Dimana batuan unit geser melewati satu sama lain, pemogokan slip-kesalahan berkembang di wilayah dangkal, dan menjadi zona geser pada kedalaman yang lebih dalam di mana batu-batu merusak ductilely.
Geologi penampang Gunung Kittatinny. Ini penampang menunjukkan batuan metamorf, ditindih oleh sedimen muda disimpan setelah acara metamorfik. Unit-unit batuan itu kemudian dilipat dan menyalahkan selama mengangkat gunung.
Penambahan unit rock baru, baik depositionally dan intrusif, sering terjadi selama deformasi. Faulting dan lainnya deformational hasil proses dalam penciptaan gradien topografi, menyebabkan materi pada unit batuan yang semakin meningkat di ketinggian yang akan terkikis oleh hillslopes dan saluran. Sedimen ini disimpan pada unit batuan yang akan turun. Gerak terus-menerus sepanjang sesar mempertahankan gradien topografi terlepas dari pergerakan sedimen, dan terus menciptakan ruang akomodasi untuk bahan untuk deposit. Peristiwa Deformational sering juga dikaitkan dengan vulkanisme dan aktivitas batuan beku. Abu vulkanik dan lava menumpuk di permukaan, dan intrusi batuan beku masuk dari bawah. Tanggul, panjang, gangguan batuan beku planar, masukkan sepanjang retakan, dan karena itu sering terbentuk dalam jumlah besar di daerah-daerah yang sedang aktif cacat. Hal ini dapat mengakibatkan emplacement dari kawanan tanggul, seperti yang diamati di seluruh perisai Kanada, atau cincin dari tanggul di sekitar tabung lava dari gunung berapi.
Semua proses ini tidak selalu terjadi dalam satu lingkungan, dan tidak selalu terjadi dalam urutan tunggal. Kepulauan Hawaii, misalnya, hampir seluruhnya terdiri dari berlapis aliran lava basaltik. Urutan sedimen dari pertengahan benua Amerika Serikat dan Grand Canyon di Amerika Serikat barat daya mengandung tumpukan hampir-pelat badan kaku dari batuan sedimen yang tetap di tempatnya sejak Cambrian. Daerah lain yang jauh lebih kompleks geologis. Di barat daya Amerika Serikat, batuan sedimen, vulkanik, dan mengganggu telah bermetamorfosis, menyalahkan, foliated, dan dilipat. Batu bahkan lebih tua, seperti gneiss Acasta dari craton Slave di barat laut Kanada, batu tertua di dunia telah bermetamorfosis ke titik di mana asal mereka adalah undiscernable tanpa analisis laboratorium. Selain itu, proses ini dapat terjadi secara bertahap. Di banyak tempat, Grand Canyon di Amerika Serikat barat daya menjadi contoh yang sangat terlihat, satuan batuan yang lebih rendah yang bermetamorfosis dan cacat, dan kemudian deformasi berakhir dan, atas unit pelat badan kaku diendapkan. Meskipun setiap jumlah emplacement batuan dan deformasi batuan dapat terjadi, dan mereka dapat terjadi beberapa kali, konsep-konsep ini memberikan panduan untuk memahami sejarah geologi suatu daerah.
