Часть - 1
- Краткое содержание дисциплины (аннотация)
Данный курс даст студенту представления о современных принципах и методах наблюдения, описания, объяснения и прогнозирования природных катастрофических процессов. Основные темы, рассматриваемые в данном курсе:
1. Неотектоника и современная геодинамика.
2. Понятие о геокатастрофах. Классификация геокатастроф. Понятие геодинамического риска. Факторы геодинамического риска.
3. Постановка проблемы предсказуемости геокатастроф.
4. Современное развитие компьютерной техники как универсальный инструмент изучения геокатастроф.
Цели и задачи освоения дисциплины
Целями освоения дисциплины «Неотектоника и катастрофические процессы» являются подготовка специалистов в области оценки и прогнозирования геокатастрофических явлений на основе изучения новейших и современных тектонических процессов и геодинамических аспектов механизмов возникновения геокатастроф.
Задачами дисциплины является – научить студентов применять методы изучения новейшей геотектоники, основам системного подхода к изучению тектонических движений, использовать теорию катастроф и ее применение к конкретным задачам новейшей геодинамики, а также умению применять эти знания для прогнозирования природных геокатастроф.
Место дисциплины в структуре ООП
Дисциплина «Неотектоника и катастрофические процессы» является дисциплиной профилизации профессионального цикла (В-ПД) и относится к профилю Геология. Она базируется на курсах базовой части математического и естественно-научного цикла (Б-МЕН) «Высшая математика» и «Физика», на дисциплинах профессионального цикла (Б-ПД) «Общая геология», «Геодезия с основами космоаэросъемки», читаемых в 1 – 4 семестрах, а также на материалах вариативной части профессионального цикла (В-ПД): «Историческая геология», «Структурная геология и геокартирование», «Геоморфология» и дисциплине профилизации (В-ПД) «Дистанционные методы при геологических исследованиях», читаемых в 3-4, 4-5 и 5 семестрах соответственно. Студенты, обучающиеся по данному курсу на первом этапе к 6 семестру должны знать основы общей геологии, структурной геологии и геокартирования, исторической геологии, особенно геоморфологии и владеть методиками дистанционных геологических исследований. Теоретические и практические знания, полученные в курсе «Неотектоника и катастрофические процессы» являются основой для последующих курсов магистратуры «Методы изучения деформаций новейшего этапа», «Структурно-геоморфологическое дешифрирование топокарт», «Сейсмотектоника», «Компьютерное дешифрирование дистанционных и картографических материалов», «Космическая геодезия в геодинамике», «Физические аспекты риска геологических процессов», а также для прохождения производственных и научно-исследовательских практик и выполнения научно-исследовательских курсовых, бакалаврских и магистерских работ.
Требования к результатам освоения дисциплины:
В результате освоения дисциплины «Неотектоника и катастрофические процессы» обучающийся должен:
Знать: основные методы изучения неотектонических движений; принципы построения карт новейшей и современной тектонической активности; основы системного подхода к изучению тектонических движений; системную тектодинамическую модель литосферы; тектонофизические методы изучения механизма новейшего структурообразования; методы рангового анализа неотектонических движений; использование рангового подхода в решении задач прогнозирования; классификацию геокатастроф; их математическое описание; теорию катастроф и ее применение к конкретным задачам геодинамики; основы нелинейной геодинамики; опасные геологические процессы связанные с эндогенными факторами и экзогенными процессами.
Уметь: определять степень геодинамического риска для конкретного промышленного объекта; рассчитывать морфометрические параметры рельефа; выбирать материалы космического зондирования для решения задач новейшей геодинамики; проводить анализ новейшей геодинамики с помощью аэрокосмических методов; использовать специальное программное обеспечение для анализа материалов дистанционного зондирования Земли; делать прогноз нефтегазоносности по результатам дешифрирования космических материалов с использованием геоинформационных систем (ГИС) и картографических БД.
Владеть: методиками построения карт остаточного рельефа, горизонтальной и вертикальной расчлененности рельефа; продольных профилей речных долин; ситуационных космокарт; тектонофизическими методами реконструкции полей напряжения, а именно: методом сопряженных пар Гзовского, статистическим методом Николаева, кинематическим методом Гущенко-Анжелье, дифференцированным методом.
Структура и содержание дисциплины:
Общая трудоемкость дисциплины составляет 1 зачетных единиц, 24 часов.
Структура дисциплины
|
№ п/п |
Раздел Дисциплины |
Семестр |
Неделя семестра |
Виды учебной работы, включая самостоятельную работу студентов и трудоемкость (в часах) |
Формы текущего контроля (по неделям семестра) Форма промежуточной аттестации (по семестрам |
|||
|
Лекции |
Практические занятия |
Семинары. |
Самостоятельная раб студ. |
|||||
|
Введение
|
6 |
1 |
2 |
|
|
2 |
|
|
|
Земля как сложная динамическая саморегулирующаяся система
|
6 |
2 |
2 |
|
|
3 |
Опрос |
|
|
Методы изучения вертикальных и горизонтальных неотектонических движений |
|
3-5 |
6 |
|
|
3 |
|
|
|
Принципы построения карт новейшей и современной тектонической активности.
|
6 |
6-7 |
4 |
|
|
2 |
Опрос |
|
|
Системная тектодинамическая модель литосферы. |
9 |
8-9 |
4 |
|
|
|
Опрос |
|
|
Тектонофизические методы изучения механизма новейшего структурообразования. |
6 |
10-12 |
6 |
|
|
2 |
Опрос |
|
Содержание дисциплины:
Введение. История представлений о причинах возникновения природных катастроф. Эволюция понятия "катастрофы" в геологии. Концепция катастрофизма в геологии. Геологическое время (абсолютная геохронология) и понятие "катастрофа". Катастрофические события в масштабе геологического времени. "Неокатастрофизм", дискуссия о принципах развития в геологии. Представления о глобальности и синхронности проявления геологических процессов в истории Земли.
Современные представления о катастрофах. Пути реализации геологических процессов и влияние внешних и внутренних факторов на их развитие. Современный сценарий геологических процессов в различных геосферах Земли, их взаимосвязь, ранговый анализ. Неравновесное состояние системы - определяющий фактор процессов самоорганизации вещества. Понятые детерминированного хаоса и принципиальное изменения представлений о предсказуемости развития системы. Определение неотектоники. Основные понятия и история изучения неотектонического этапа и его влияния на опасные геологические процессы.Земля как сложная динамическая саморегулирующаяся система.
Земля как сложная динамическая саморегулирующаяся система. Основные особенности энергетического баланса Земли. Основные круговороты вещества: водный, биогеохимические, денудации-седиментации-метаморфизма-магматизма, циркуляция атмосферы и океана. Современные представления об основных закономерностях и взаимосвязях различных процессов, происходящих в литосфере. Неотектоника как научная дисциплина. Общие понятия, определения, терминология. Новейшие и современные тектонические движения. Объекты изучения неотектоники.
Методы изучения вертикальных и горизонтальных неотектонических движений
1. Структурно-геологические методы (изучение фаций и мощностей, региональных стратиграфических перерывов, тектоно-магматических циклов, палеонтологических остатков);
2. Геоморфологические методы (изучение орографических особенностей рельефа на суше и под водой, морфометрических параметров, характера строения речных долин и береговых линий, поверхностей выравнивания и т.д.);
3. Дистанционные методы (исследование ландшафта с помощью космо- и аэроснимков, дешифрирование цифровых картографических материалов, теодолитная съемка, аэровизуальные наблюдения.);
4. Геофизические методы (изучение гравитационных, магнитных и геотермических аномалий, сейсмологические данные, сейсмическое зондирование, палеомагнетизм, геоэлектрические параметры);
5. Инструментальные методы (изучение современных тектонических движений на геодинамических полигонах, повторная триангуляция, высокоточное нивелирование, радиоинтерференционный метод определения расстояния между пунктами наблюдений, данные GPS, деформографы);
6. Гидрологические методы (изучение современных тектонических движений при помощи мореографов и футштоков, мониторинг изменения уровня подземных вод);
7. Геохимические методы (изучение газового дыхания Земли, водородные, гелиевые, радоновые и прочие эманации);
8. Историко-археологические методы;
9. Тектонофизические методы изучения напряженного состояния (по сопряженным системам скалывания, при помощи статистического анализа трещиноватости, методом кинематического анализа).
Принципы построения карт новейшей и современной тектонической активности. Типы и масштабы карт. Производные от карт новейшей тектоники. Карты градиентов, тектонической активности, дробности, дисперсии амплитуд неотектонических движений. Соотношение современных, новейших и более древних движений. Выделение групп, категорий и типов движений.
Системная тектодинамическая модель литосферы. Основы системного подхода к изучению неотектонических движений. Постулаты и принципы системного подхода. Понятие о рангах неотектонических движений. Характер и специфика проявления неотектонических движений на платформенных и орогенных территориях. Методы рангового анализа неотектонических движений для дизъюнктивных и пликативных деформаций.
Тектонофизические методы изучения механизма новейшего структурообразования. Адаптивное физическое моделирование. Тектонофизические методы реконструкции полей напряжения. a)Метод сопряженных пар (метод Гзовского) b)Статистический метод (метод Николаева) c)Кинематический метод (метод Гущенко-Анжелье) d) Дифференцированный метод
Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины
В течение преподавания курса «Неотектоника и катастрофические процессы» в качестве форм текущего контроля успеваемости студентов используются такие формы, как собеседование при приеме результатов практических работ с оценкой. По итогам обучения в 6-ом семестре во время зачетной сессии проводится зачет.
Разработчик:
Зайцев В.А. v.zaitsev@mail.ru