Geologi

Geologi är vetenskapen om uppkomst, sammansättning och förändring av jordskorpans berg- och jordarter. Geologi ingår som en del inom ämnesområdet geovetenskap. Inom geologin finns flera olika underavdelningar, såsom petrologi, mineralogi, tektonik, sedimentologi, stratigrafi och paleontologi. Jordens utvecklingshistoria studeras inom ämnesområdet historisk geologi. Olika bergarters åldrar kan bestämmas med hjälp av fossil (biostratigrafi) eller olika grundämnens sönderfallshastigheter (geokronologi). Utifrån dessa har ett tidsschema över jordens utveckling fastställts, en så kallad geologisk tidsskala. Den som arbetar med geologi kallas för geolog.

Historia

Geologen, 1800-talsmålning av Carl Spitzweg.

Vetenskapligt arbete om jorden och berg har länge utövats; Peri Lithon (om stenar) av den grekiske vetenskapsmannen Theofrastos (372–287 f.Kr.) var ett aktat verk i tusen år. Men geologin som självständig vetenskap, och med den innebörd den ges idag kommer från slutet av 1700-talet. Innan dess hade geologiska frågeställningar hamnat under geografin. Fram till tidigt 1700-tal hade Bibelns skapelseberättelse ett stort inflytande på föreställningen om geologiska processer, till exempel ansågs jorden vara ungefär 6 000 år, enligt beräkningar från händelser i Bibeln.

Leonardo da Vinci var en av de första som verkligen kan kallas geolog.

Dansken Nicolaus Steno studerade geologiska lagerföljder i Toscana och presenterade en avhandling 1669 ("De solido intra solidum naturaliter contento", 'Om en fast kropp som på ett naturligt sätt innesluts i en annan fast kropp') där han visade hur lagerföljden byggts upp och brutits ned i en kontinuerlig process. Dessa arbeten utfördes då för att stödja konceptet att den globala syndafloden omnämnd i Bibeln står till svars för större delen av våra geologiska formationer. Stenos arbeten blev dock inte riktigt uppmärksammade, förrän de återupptäcktes på 1800-talet.

Under 1700-talet började man så sakta upptäcka att bergskedjorna verkade ha en lång och komplicerad tillkomsthistoria. Fransmannen Jean-Étienne Guettard upptäckte på 1750-talet slocknade vulkaner i Auvergne och Nicolas Desmarest visade på 1770-talet att basalt hade vulkaniskt ursprung.

Efter förebild från Carl von Linné började den tyske bergsmannen Abraham Gottlob Werner samla kring sig en skara lärjungar och bilda en vetenskaplig skola för studiet av olika bergarter, och klassificerade dem i grupper efter sitt läge i berget - äldst "grundberget" eller "urberget", så "övergångsberget" och "flötsberget" samt yngst "de hopsvämmade bergen". Werner menade att alla bergarter, förutom ett mindre antal yngre lavabergarter och några som bildats på kemisk väg, var avsatta som sediment i havet.

James Hutton lade i Theory of the Earth, med undertiteln an Investigation of the Laws Observable in the Composition, Dissolution and Restoration of Land upon the Globe 1785 fram sina plutonistiska teorier som gick ut på att alla bergarter var vulkaniskt bildade och råkade där i konflikt med Abraham Gottlob Werner och hans neptunism som i stället gick ut på att bergarterna var sedimentärt bildade. Huttons vän John Playfair kom 1803 att popularisera hans teorier, och under 1800-talet kom plutonismen att få allt starkare stöd, och Werners gamla lärjungar Leopold von Buch och Alexander von Humboldt gick över till plutonismen, vilket markerade en seger för denna skola.

Lantmätaren William Smith hade i slutet av 1700-talet observerat att olika bergavlagringar verkade innehålla olika typer av fossil, och genom William Bucklands insatser i början av 1800-talet där han jämförde bergarternas lagerföljd i olika länder, kunde han hitta samstämmighet i lagrens ordningsföljd och bygga en kronologisk serie över deras tillkomsttid.

Någon säker datering av lagren eller fanns inte, och en annan vetenskaplig strid pågick samtidigt mellan katastrofister som Buckland och Georges Cuvier som tänkte sig en rad på varandra följande naturkatastrofer som hastigt förändrat livet på jorden och uniformister som tänkte sig att ett långsamt och uniformt skeende format jorden. Redan James Hutton hade anslutit sig till tanken på långsamt verkande processer, men "aktualismteorin" som den under 1800-talet kom att kallas och vilken gick ut på att samma processer som ännu är aktiva hade format jorden under mycket lång tid framställdes först av Karl Ernst Adolf von Hoff 1822, därefter av Charles Lyell 1833 i hans viktiga Principles of Geology som från mitten av 1800-talet kom att helt dominera geologin.

Geologiämnets historia i Sverige kan läsas här: Geologin i Sverige

Geologisk tidsskala

Geologisk tidsskala i ett diagram som kallas en geologisk klocka, som visar de relativa längderna av eonerna i jordens historia.

Den geologiska tidsskalan sträcker sig över jordens historia. Den börjar omkring inledningen till solsystemets bildande för 4,567 miljarder år sedan och jordens bildande för 4,54 miljarder år sedan och sträcker sig till nutid.

Viktiga milstolpar

• 4,567 miljarder år sedan: Solsystemet bildas
• 4,54 miljarder år sedan: Jorden bildas
• c:a 4 miljarder år sedan: Slutet av Sena tunga bombardemanget, livet uppstår
• c:a 3,5 miljarder år sedan: Fotosyntes börjar
• c:a 2,3 miljarder år sedan: Syresatt atmosfär, första snöbollsjorden
• 730–635 miljoner år sedan: två perioder av snöbollsjord
• 542 ±0,3 miljoner år sedan: Kambriska explosionen – stor ökning av fossilbildande livsformer; början till paleozoikum
• c:a 380 miljoner år sedan: Första Ryggradsdjuren på land
• 250 miljoner år sedan: Perm–trias-utdöendet – 90 % av alla landdjur dör. Slutet av paleozoikum och början till mesozoikum
• 65 miljoner år sedan: Krita/Tertiär-gränsen – Dinosaurierna dör ut; slutet av mesozoikum och början till kenozoikum
• c:a 7 miljoner år sedan – nutid: Hominider
  • c:a 7 miljoner år sedan: första hominiderna uppträder
  • 3,9 miljoner år sedan: Australopithecus uppträder, en direkt förfader till Homo sapiens.
  • 200 000 år sedan: Första moderna homo sapiens uppträder i östra Afrika

Kortfattad tidsskala

Den andra och tredje tidsaxeln är utdrag ur föregående axel (markerat med gröna och röda asterisker). Den senaste epoken, holocen är för kort för att kunna visas tydligt på den tredje axeln.

Miljoner år

Datering

Geologiska händelser kan antingen anges med exakta tidpunkter, eller i relation till andra händelser före och efter i tiden. Inom geologin finns ett antal metoder både för absolut och relativ datering.

Relativ datering

Genomskäranden kan användas för att bestämma de relativa åldrarna hos strata och andra geologiska strukturer.
Förklaring:(A äldst och F yngst)
A - veckad strata genomskuren av en förkastning
B - stor intrusionskropp (skär genom A)
C - erosionsplan (skär genom A och B) på vilket nya strata lagrats
D - vulkanisk gång (skär genom A, B och C)
E - yngre strata som överlagrar C och D
F - normalförkastning (skär genom A, B, C och E)

Metoder för relativ datering utvecklades när geologin började utvecklas till en formell vetenskap. Geologer använder fortfarande följande principer, men de kan kompletteras med absolut datering.

Principen om intrusiva relationer behandlar inträngande intrusiva kroppar. Där en intrusiv magmatisk bergart skär genom en sedimentär bergart är intrusionsbergarten yngre än den sedimentära. Det finns flera olika typer av intrusioner: Lakkoliter, batholiter och gångar.

Principen om genomskäranden behandlar i huvudsak förkastningar, och sekvensen de skär genom. Förkastningar är yngre än berget de skär genom. Om en förkastning skär genom vissa lager, men inte andra så är de genomskurna äldre än förkastningen och de ogenomskurna yngre(jämför förkastningarna A och F med lager C i figuren intill).

Principen om inneslutningar anger att i sedimentära bergarter med inneslutningar av andra bergarter så är de inneslutna bergarterna äldre. Till exempel är det vanligt vid bildning av sedimentära bergarter att grus från en äldre bergart rivs upp och innesluts i den nya. En liknande situation för magmatiska bergarter är Xenoliter.

Principen om uniformitarianism anger att de processer som modifierar jordytan nu fungerade liknande i historien.

Principen om ursprunglig horisontalitet anger att sediment i huvudsak avsätts i plana bäddar. Studier av moderna sediment över och under vatten stödjer denna princip. Vid korsvisa bäddar avsätts inte sedimenten horisontellt, men hela enheten är horisontell.

Principen om superponering anger att ett sedimentärt lager i en lagerföljd som är opåverkad av tektoniska processer är yngre än lagret under, och äldre än lagret över. Logiskt sett kan inte ett yngre lager bildas under ett som redan fanns på plats. Utifrån denna princip han kan betrakta sedimentära lager som en vertikal tidslinje, som helt eller delvis beskriver tiden från det understa lagret avsatts till det översta.

Principen om faunans växlingar baseras på förekomsten av fossil i sedimentära bergarter. Eftersom organismer finns ungefär samtidigt över hela världen kan deras förekomst eller avsaknad användas för att bestämma den relativa ålder på formationen som de är inneslutna i.

Absolut datering

Geologer kan också precist datera geologiska händelser. Dessa dateringar kan användas för sig själva eller tillsammans med relativa metoder, eller för att kalibrera de relativa dateringsmetoderna.

De första absoluta dateringsmetoderna bland annat genom mätning av radioaktiva isotoper uppkom i början på 1900-talet och innebar stora framsteg för geologin eftersom de förändrade och fördjupade förståelsen för den geologiska tidsskalan. Tidigare hade geologerna endast kunnat använda sig av fossil för att kunna datera bergarter relativt varandra, men med isotopdatering kunde de fossilbärande bergarterna dateras precist och de äldre relativa fossilsekvenserna kunde uppdateras med nya absoluta åldrar.

I många geologiska tillämpningar mäts isotopförhållandet i en bergart, och detta kan användas för att beräkna tiden sedan bergarten passerade sin kristallisationstemperatur och kristalliserade. Detta eftersom de radioaktiva isotoperna då binds i bergartens kristallgitter, och inte längre kan diffundera ut och in i gittret. Isotopförhållandena används i geokronologiska och termokronologiska studier. Vanliga metoder för isotopdatering är Uran-bly-metoden, Argon–argondatering och uran-thoriumdatering.

Geologiska material

Förklaring, material: A. Extrusiva magmatiska bergarter B. Intrusiva magmatiska bergarter C. Magma D. Metamorfa bergarter E. Sediment�ra bergarter F. Sediment

F�rklaring, processer: Vittring Konsolidering Kristallisering Sm�ltning Metamorfos Litifiering (kompaktion och cementering) Deposition Transport Exponering

Merparten av den geologiska data som finns kommer fr�n forskning p� fasta jordmaterial, dessa kan antingen ben�mnas som berg eller okonsoliderade material, jord.

Bergarter

Det finns tre huvudtyper av bergarter: magmatiska, sediment�ra och metamorfa. Bergartscykeln �r ett system som beskriver hur dessa tre bergartstyper bildas och ombildas ur varandra och magma. N�r en bergart kristalliserar fr�n en sm�lta (magma eller lava) �r det en magmatisk bergart. Denna bergart kan vittra och erodera och sedan sedimentera och kompakteras till en sediment�r bergart. Den kan ocks� genomg� metamorfos p� grund av tryck och temperatur som f�r�ndrar mineralsammans�ttningen och d�rmed bilda en metamorf bergart. Sediment�ra bergarter som uts�tts f�r h�gt tryck och temperatur kan ocks� genomg� metamorfos och bilda metamorfa bergarter. Metamorfa och sediment�ra bergarter kan ocks� vittra, erodera, sedimentera och bilda nya sediment�ra bergarter. Metamorfa bergarter kan genomg� ytterligare metamorfos. Alla tre bergartstyper kan ocks� sm�lta, och n�r detta h�nder bildas en ny magma, fr�n vilken nya magmatiska bergarter kan bildas.

Okonsoliderade material

Geologer studerar �ven okonsoliderade material, som kan delas in i sediment och jordarter och oftast �r nyare �n bergarterna. Studier av dessa kallas kvart�rgeologi, eftersom de sannolikt bildats under kvart�r, den senaste perioden i den geologiska tidsskalan. Kvart�rgeologin innefattar sediment och jordarter.

Global uppbyggnad

Plattektonik

De tektoniska plattorna kartlades under 1900-talet.

Jordens litosf�r �r uppdelad i ett antal tektoniska plattor som r�r sig ovanp� den plastiskt deformerande astenosf�ren. Det finns ett n�ra samband mellan r�relser hos de tektoniska plattorna och mantelkonvektion: r�relser hos oceanplattorna r�r sig alltid i samma riktning som mantelkonvektionen eftersom litosf�ren i oceanplattorna best�r av det �versta, fasta lagret av manteln. Detta samband mellan r�relser hos fasta plattor p� jordens yta och konvektion i dess inre kallas plattektonik.

Uppt�ckten av plattektonik gav f�rklaringar till en rad geologiska fenomen p� jordytan och havsbotten. L�nga linj�ra egenskaper kunde f�rklaras som plattgr�nser. Mittoceanska ryggar, h�jdpartier p� havsbotten d�r hydrotermiska �ppningar och vulkaner finns kunde f�rklaras som divergenta plattgr�nser, d�r tv� plattor r�r sig is�r fr�n varandra. B�gar med m�nga vulkaner och jordb�vningar kunde p� samma s�tt identifieras som Subduktionszoner, d�r en platta tvingas in under en annan. Omvandlingsgr�nser, som San Andreasf�rkastningen resulterar i vidstr�ckta, kraftfulla jordb�vningar. Plattektonik utg�r ocks� en f�rklaring till Alfred Wegeners teori om kontinentaldrift d�r kontinenterna r�r sig �ver jordytan. Plattektonikens styrka ligger i att den kan kombinera och f�rklara alla de ovan n�mnda fenomenen i en samlad teori om hur litosf�ren r�r sig p� den konvekterande manteln.

Jordens uppbyggnad

Jordens olika lager. (1) inre k�rnan; (2) yttre k�rnan; (3) undre manteln; (4) �verg�ngszon; (5) yttre manteln; (6) jordskorpan

Jordens lagerstruktur, typiska v�gr�relser fr�n en jordb�vning likt dessa gav seismologer insikt i de olika lager som utg�r jorden.

Framsteg inom seismologi, datormodellering, mineralogi och kristallografi vid h�ga temperaturer och tryck ger kunskap om den inre sammans�ttningen och uppbyggnaden hos jorden.

Seismologer kan anv�nda ankomsttider hos seismiska v�gor f�r att kartl�gga jordens inre. Tidigt kunde man visa att jorden har en flytande yttre k�rna (d�r transversella v�gor inte kunde spridas) och en t�t inre k�rna. Detta ledde till att en lagermodell med jordskorpa och litosf�r ytterst, manteln under och en yttre och en inre k�rna innerst. P� senare �r har mer detaljerade m�tningar av hur v�ghastigheter f�r�ndras i jordens inre kunnat utf�ras. Dessa m�tningar har lett till mycket mer detaljerade modeller av jorden.

Geologisk utveckling av ett omr�de

En ursprungligen horisontell sekvens av sediment�rt berg (ljusbruna nyanser) p�verkas av magmatisk aktivitet. Djupt ned finns en magmakammare och stora magmatiska kroppar. Magmakammaren f�rser vulkanen med lava, och skickar ut magma som stelnar till g�ngar (sill och dike). Magma avancerar �ven upp�t f�r att bilda intrusiva magmatiska kroppar. Figuren visar b�de en konvulkan som sl�pper ut aska, och en stratovulkan som sl�pper ut b�da lava och aska.

En illustration av tre typer av f�rkastningar. Strike-slip-f�rkastningar intr�ffar n�r bergssidor r�r sig horisontellt relativt varandra. Normalf�rkastningar intr�ffar n�r bergssidor glider is�r. reversf�rkastningar intr�ffar n�r en bergssida glider in under en annan.

Bilden visar synklin (tr�g) och antiklin (topp).

Geologin i ett omr�de utvecklas allteftersom bergkroppar avs�tts p� och tr�nger in i befintligt berg, och deformerande processer f�r�ndrar deras form och placering. Avs�ttning intr�ffar n�r partiklar sedimenterar och litifierar till sediment�ra bergarter eller n�r lava flyter ut och t�cker den befintliga bergytan. Magmatiska intrusioner s�som batoliter, lakkoliter och g�ngar tr�nger upp i ovanliggande berg och kristalliserar allteftersom de svalnar. Efter att bergartssekvensen har avsatts kan den deformeras eller genomg� metamorfos. Deformationer uppst�r som en effekt av att bergmassan trycks ihop, eller dras is�r horsontellt eller uts�tts f�r skjuvning. Dessa deformationer h�nger vanligen samman med de olika plattektoniska gr�nserna.

N�r bergskroppar uts�tts f�r horisontellt tryck blir de kortare och tjockare. Eftersom volymen inte �ndras n�mnv�rt sker deformationerna huvudsakligen p� tv� s�tt: genom f�rkastningar och genom veckning. I den �vre delen av jordskorpan, d�r spr�da deformationer kan intr�ffa bildas reversa f�rkastningar, och eftersom bergarter djupare ned ofta �r �ldre (lagen om superponering ovan) kan dessa f�rkastningar leda till att �ldre berg hamnar ovanp� yngre.

R�relser l�ngs f�rkastningar kan resultera i veckning antingen eftersom f�rkastningen inte sker plant eller f�r att berglagren dras med, och bildar dragveck. Djupare ned i jordskorpan uppf�r sig berggrunden plastiskt och veckas snarare �n att bilda f�rkastningar. Dessa veck kan antingen ske s� att mitten p� vecket b�jer upp�t, antiform, eller s� att mitten b�jer ned�t, synform. Om antiformen och synformen beh�ller sina riktningar kallas de antiklin och synklin, och om de inte g�r det kallas de omkullv�lta.

H�gre tryck och temperaturer i samband med horisontell sammanpressning kan orsaka b�de veckning och metamorfos hos bergarterna. Metamorfosen orsakar f�r�ndringar i mineralkompositionen hos bergarterna. Dessa f�r�ndringar kan till exempel vara foliation, mineralkornen blir utplattade eller att originalstrukturen f�rsvinner, till exempel skikt hos sediment�ra bergarter, fl�desm�nster fr�n lavor och kristallm�nster hos kristallina bergarter. F�rl�ngning f�r bergkropparna att bli l�ngre och tunnare. Detta sker fr�mst genom normalf�rkastningar och plastisk utstr�ckning. P� plateser d�r bergkroppar glider mot varandra bildas strike-slip-f�rkastningar n�ra ytan och skjuvzoner p� st�rre djup d�r berget deformeras plastiskt.

Tillkomst av nya bergkroppar b�de genom deposition och intrusion, intr�ffar ofta samtidigt som deformationer. F�rkastningar och andra deformationsprocesser resulterar i topografiska gradienter, som f�r den stigande sidan att erodera och deponeras p� den sjunkande sidan. Om f�rkastningsr�relsen forts�tter bildas mer utrymme f�r erosionsprodukter att sedimentera p�. Deformationer h�nger ofta ihop med vulkanism och magmatisk aktivitet. Vulkanisk aska och lava ackumuleras p� ytan, och magmatiska intrusioner tr�nger in underifr�n. G�ngar, som �r l�nga plana intrusioner fyller sprickor och sprickzoner, och d�rf�r finns ofta m�nga inslag av g�ngbergarter p� platser d�r bergsmassan har deformerats.

Alla processer som n�mns ovan beh�ver inte �ga rum p� varje plats, och beh�ver inte n�dv�ndigtvis intr�ffa i en enda best�md ordning. Hawaii till exempel best�r n�stan uteslutande av lager av basaltiska lavafl�den. De sediment�ra lager som finns i centrala USA, som kan sk�das i Grand Canyon best�r n�stan uteslutande av snart sagt odeformerade lager, som har legat stilla sedan kambrium. Andra omr�den �r mycket mer komplexa. I sydv�stra USA har sediment�ra, vulkaniska och intrusiva bergkroppar genomg�tt metamorfos, utsatts f�r f�rkastningar och veckats.

Geologisk metodik

Geologer anv�nder sig av ett antal f�lt- laboratorie- och numeriska modelleringsmetoder f�r att tyda jordens historia och f�rst� de processer som sker inuti och p� jordens yta. I typiska geologiska unders�kningar anv�nder geologer fr�mst information relaterad till petrologi (studier av bergarter), stratigrafi (studier av sediment�ra lager) och strukturgeologi (studier av bergarters f�rh�llanden till varandra och deras deformationer). I m�nga fall studeras �ven moderna jordarter, floder, landskap och glaci�rer samt biogeokemiska v�gar och geofysiska metoder f�r att unders�ka jorden under ytan.

F�ltmetoder

Ett typiskt l�ger p� 1950-talet f�r geologer som f�ltkarterar �t USGS

Idag anv�nds ofta handdatorer med GPS och GIS-programvara f�r geologiskt f�ltarbete.

Geologiskt f�ltarbete varierar beroende p� vad som ska unders�kas. Nedan listas metoder som anv�nds i vissa situationer.

• Geologisk kartering
  • Strukturell kartering: Lokaliserar st�rre bergskroppar, och de f�rkastningar och veckningar som tagit dem dit.
  • Stratigrafisk kartering: Lokaliserar facies.
  • Ytkartering: Lokaliserar jordarter och avlagringar p� jordytan
• Kartl�ggning av topografiska egenskaper
  • Framst�llande av topografiska kartor
  • Bilda f�rst�else f�r f�r�ndring i landskapet, s�som:
    • Erosionsm�nster och avlagringar
    • F�r�ndringsm�nster hos floder; meander
    • Sl�ntprocesser
• Underjordskartering genom geofysiska metoder
  • Dessa metoder innefattar:
    • Grunda seismologiska kartl�ggningar
    • Markgenomtr�ngande radar
    • resistivitetsm�tningar
  • och anv�nds f�r att:
    • Finna petroleum och malm
    • Finna grundvatten
    • Finna arkeologiska l�mningar
• H�guppl�st stratigrafi
  • M�tning och beskrivning av stratigrafiska omr�den p� jordytan
  • Brunnsborrning och unders�kningar av borrh�l
• Biogeokemi och geomikrobiologi
  • Provtagning f�r att:
    • Best�mma biokemiska v�gar
    • Identifiera nya organismer. Dessa organismer kan anv�ndas f�r att:
    • Identifiera nya kemiska f�reningar
  • och anv�nda dessa uppt�ckter f�r att:
    • F�rst� hur det tidiga livet p� jorden fungerade, och dess metabolism
    • Finna viktiga f�reningar som kan anv�ndas i l�kemedel
• Paleontologi: utgr�vning av fossil
  • F�r att f�rst� tidigare liv p� jorden och evolutionen
  • Till museer och utbildning
• Insamlande av prover till geokronologi och termokronologi
• Glaciologi: m�ta k�nnetecken och r�relser hos glaci�rer.

Laboratoriemetoder

Petrologi

Petrologer identifierar bergprover i laboratorium som ett komplement till f�ltkartering av bergarter. Tv� av de grundl�ggande metoderna f�r att identifiera bergarter i laboratorium �r genom optiskt mikroskop och med elektronmikrosond. I en optisk analys av mineralen i bergprov unders�ks tunna skivor av provet i ett mikroskop. Mineralen i provet best�ms med hj�lp av kunskap om deras egenskaper i olika former av polariserat ljus. Vid ekektronmikrosondering analyseras den exakta kemiska sammans�ttningen och variationer inom varje kristall hos en del av ett bergartsprov. Studier av stabila och radioaktiva isotoper ger insikt om den geokemiska utvecklingen av bergenheter.

Petrologer anv�nder sig av data om sm� bubblor av v�tska och gas som inneslutits i mineralkristaller och utf�r fysiska experiment under h�g temperatur och h�gt tryck f�r att f�rst� vid vilka tryck och temperaturer som olika mineral bildas och hur de f�r�ndras genom magmatiska och metamorfa processer. Dessa studier kan sedan anv�ndas f�r att f�rst� metamorfa processer och kristallisation av magmatiska bergarter. Studierna kan �ven bidra till att f�rklara de processer som sker inuti jorden, till exempel subduktion och magmakammare.

Strukturgeologi

Ett diagram �ver en hur en orogen kil bildas. Kilen v�xer genom inre f�rkastningar och l�ngs den huvudsakliga undre f�rkastningen som kallas d�collement. Formen byggs upp till en kritisk spets, i vilken vinklarna i kilen blir konstanta, eftersom brott inom kilen balanserar brott l�ngs d�collementet. Detta fungerar p� samma s�tt som en bulldozer som skjuter en h�g jord framf�r sig (bulldozern i detta fallet �r plattan som hamnar �verst)

Strukturgeologer analyserar tunna skivor av geologiska prover f�r att finna den strukturella sammans�ttningen i provet som ger information om sp�nningar i kristallstrukturen hos bergarten. De kombinerar �ven m�tningar p� geologiska strukturer f�r att rekonstruera de historiska bergdeformationerna i omr�det.

Strukturgeologiska analyser genomf�rs ofta genom att riktningen hos olika s�rdrag plottas i stereografiska projektioner. En s�dan projektion projicerar en sf�r p� ett plan, d�r plan i sf�ren blir linjer och linjer blir punkter. Dessa projektioner kan anv�ndas f�r att hitta veckaxlar, f�rh�llanden mellan f�rkastningar och f�rh�llanden mellan andra geologiska strukturer.

Till de mest v�lk�nda experimenten inom strukturgeologin h�r de med orogena kilar, som �r de zoner d�r bergskedjor bildas l�ngs konvergenta tektoniska plattgr�nser. I den analoga versionen av s�dana experiment dras horisontella sandlager mot ett stopp, vilket ger realistiska f�rkastningsm�nster och bildar en orogen kil. Numeriska modeller av orogena kilar fungerar p� samma s�tt, men �r mer sofistikerade och kan ta h�nsyn till erosionsm�nster och h�jningar i bergskedjan. Dessa modeller bidrar till f�rst�else om f�rh�llandet mellan erosion och formen hos en bergskedja.

Stratigrafi

Geologer unders�ker en nyligen upptagen borrk�rna. Chile, 1994.

I laboratorium unders�ker stratigrafer prover av stratigrafier som kan samlas in i f�lt, till exempel borrk�rnor. Stratigrafer analyserar �ven data fr�n geofysiska unders�kningar som visar stratigrafin under markytan. Geofysiska data och borrh�lsunders�kningar kan kombineras f�r att f� en b�ttre bild av hur det ser ut under markytan. Till detta anv�nds ofta datorprogram som arbetar i tre dimensioner. Denna data kan sedan anv�ndas f�r att rekonstruera ur�ldriga processer som intr�ffat p� jordytan, tolka milj�n och d�rigenom lokalisera omr�den l�mpliga f�r att utvinna vatten, kol, eller petroleum.

Biostratigrafer utf�r �ven laboratorieanalyser p� fossil i bergprover fr�n h�llar och borrk�rnor. Dessa fossil bidrar till f�rst�else om sedimentationsmilj�n som bergproverna bildats i. Geokronologer daterar bergarter inom stratigrafin f�r att f� sn�vare intervall kring tid och hastighet f�r depositionen. Det g�r �ven att analysera magnetiska f�r�ndringar i magmatiska bergarter i borrk�rnor.

Sedimentologi

Sedimentologi �r studier av sediment och de processer som bildat sedimenten. Sedimentens kretslopp kan beskrivas enligt f�ljande: vittring, erosion, transport, avs�ttning, diagenes och litifikation. Vittring �r nedbrytning av bergarter till jord eller sediment, antingen fysiskt eller kemiskt. Erosion f�rflyttar l�sa sediment fr�n en plats till en annan. Transport �r den huvudsakliga r�relsen som sedimenten uts�tts f�r fr�n att de l�sg�rs fr�n berget tills att de hamnar i havet.

Till�mpad geologi

Geologisk kunskap �r till stor nytta vid flera olika tillf�llen. Uppt�ckter av nya mineral kan ge upphov till nya, b�ttre material. Inom samh�llsplaneringen spelar geologin en stor roll p� flera olika s�tt. En bergarts mekaniska egenskaper �r viktiga f�r att man ska kunna bryta r�tt sorts material till ballast f�r v�gar och j�rnv�gar. Det �r viktigt att man tar reda p� hur geologiskt stabilt ett omr�de �r s� att det inte finns risk f�r skred n�r en lera kommer i r�relse p� grund av mycket regn. Spricksystemen i berggrunden fungerar som viktiga transport�rer av grundvatten, vilket inneb�r att milj�f�roreningar och utsl�pp som n�r ner till grundvattnet kan sp�ras om man har kunskap om hur vattnet i ett omr�de r�r sig.

Ekonomisk geologi

De geologer som arbetar med ekonomisk geologi inriktar sig p� att finna och hantera jordens naturresurser. De resurser som mest arbete riktas mot �r petroleum och kol f�r energiutvinning och malm f�r metallutvinning.

Gruvgeologi

Gruvgeologi behandlar utvinnande av mineralresurser ur jordskorpan. N�gra resurser av ekonomiskt intresse �r �delstenar, metaller och m�nga mineraler, s�som asbest, perlit, glimmer, fosfater, zeoliter, lera, pimpsten, och �ven grund�mnen som svavel, klor och helium.

Petroleumgeologi

Petroleumgeologer studerar platser i jordskorpan som kan inneh�lla kolv�ten som g�r att utvinna, fr�mst petroleum och naturgas. Eftersom m�nga petroleumfynd �r i sediment�rb�cken studerar petroleumgeologer även bildandet och den tektoniska utvecklingen av dessa bäcken.

Geoteknik och jordmekanik

Inom Väg- och vattenbyggnadsteknik används geologiska principer och analysmetoder för att bestämma de mekaniska egenskaperna för det material som byggnader och andra konstruktioner byggs på. Detta möjliggör att tunnlar kan byggas utan att rasa; broar och skyskrapor kan byggas med robust grund och för byggnader på lera kan sättningar minimeras.

Hydrologi och miljöfrågor

Geologi och geologiska principer kan även tillämpas på miljöproblem såsom att återställa flodfåror vars lopp påverkats, eller att sanera gamla industritomter. Hydrogeologi används för att finna grundvatten, något som är särskilt viktigt för att förse torra områden med oförorenat vatten. Hydrogeologi kan också användas för att övervaka och förutse utbredningen av föroreningar i grundvattenbrunnar.

Geologer samlar data genom stratigrafier och borrhål, där även borrkärnor och iskärnor kan utvinnas. Iskärnor och sedimentkärnor används för att få kännedom om hur till exempel nederbördsmängder, temperaturen och havsnivån har varierat över tiden. Dessa data är den huvudsakliga informationskällan om den globala klimatförändringen, bortsett från mätdata.

Naturkatastrofer

Geologer och geofysiker studerar naturkatastrofer för att kunna stadga säkra byggnormer och varningssystem som undviker att egendom och liv går till spillo. Några exempel på sådana naturfenomen, som är relevanta för geologi är:

• Laviner
• Jordbävningar
• Översvämningar
• jordskred
• Sättningar
• Vulkaner
• Tsunamier
• Slukhål

Se även

• Geokemi
• Geofysik
• Grundvatten
• Kvartärgeologi
• Maringeologi
• Sveriges geologiska undersökning
• Medicinsk geologi
• Geovetenskap
• Geologin i Sverige
• Geologins dag

Referenser

Den här artikeln är helt eller delvis baserad på material från engelskspråkiga Wikipedia. Där anges följande referenser:

Externa länkar

• Wikimedia Commons har media som rör Geologi.
  Bilder & media