地質學,是與數學、物理、化學、生物并列的自然科學五大基礎學科之一。狹義的地質學是研究地球的物質組成、內部構造、外部特征、各層圈之間的相互作用和演變歷史的知識體系。但是,隨著社會生產力的發展,科學研究門類不斷細化,以及各學科領域之間的相互交叉,地質學又衍生出一系列的分支學科。
這其中大家比較熟悉的分支學科主要有:
研究地球物質組成的:礦物學、巖石學、地球化學、地球物理學、同位素地質學、土壤學;
研究地球歷史的:地史學、地層學、古生物學、前寒武紀地質學、第四紀地質學;
研究地殼運動的:構造地質學、火山地質學、地震學;
研究地表特征和地質作用的:地貌學、冰川地質學、海洋地質學、動力地質學;
研究和開發能源及礦產資源的:礦山地質學、礦床地質學、石油天然氣地質學、煤地質學、水文地質學;
研究人類生存環境和工程建設的:工程地質學、環境地質學、災害地質學;
研究相關技術科學的:勘查地球物理學、勘查地球化學、地質調查技術、地質勘查技術、探礦工程技術、地球物質的測試分析技術、地質測繪技術、遙感地質學、地質信息技術等。
其他:還有農業地質學、經濟地質學、軍事地質學等等。
不過,除了以上這些地質學分支之外,還有一些卻并不為大家所熟悉,下面我們就來介紹幾種比較另類的地質學。
法庭地質學
“法庭地質學”顧名思義就是研究地質學相關內容的法庭科學,是以土壤物證為主要研究內容的一種現代科學技術。地球上的土壤系統十分龐大也十分復雜,既能指一個宏觀的大概念,同時也可以指某個局部地域的特定土壤。土壤系統包羅萬象,受到不同的地形、氣候、初期地質等非生物因子及微生物環境、人類活動等生物因子的影響,所包含的的微生物群體、動植物殘體和各種金屬都有差異。
因此,法庭地質學不僅僅是作為一門學科而建立,更是在地質學知識的基礎上,通過科學的方法對各種土壤進行分析總結,從而在認定犯罪嫌疑人與犯罪現場的關系上提供極為重要的證據,為案件的偵破提供線索。
1908年,在德國巴伐利亞州的羅肯豪森附近,一個名叫瑪爾加伊特·費爾伯特的婦女被人謀殺了。當時負責此案的喬治·波普開始搜集案件的證據,通過對當地民眾的走訪,案件的調查重心很快集中到一個偷獵者身上。但是經過詢問,嫌疑犯并不承認自己當天去過案發地,反而說自己當天在自己的農場干活。值得注意的是,該嫌疑犯的妻子在案件發生的前一天剛好把她丈夫的衣服和鞋子都清洗過了。細心的喬治·波普發現,嫌疑犯家周圍地面上留有許多綠色的鵝糞;嫌疑犯的農田里可以發現斑巖、乳石英和云母的碎片;而在犯罪現場的泥土中,波普找到了紅水晶、含鐵量豐富的紅色黏土。
波普對犯罪嫌疑人的鞋底進行了觀察并發現上面含有3種泥土。最上面那一層,也就是最早沾上去的那層泥土含有綠色的鵝糞以及其他地質材料,與嫌疑犯家門口路上的泥土相匹配。中間那一層的泥土含有紅水晶和紅色黏土的顆粒,與犯罪現場(發現尸體的地方)的泥土相匹配。最后沾上去的那層泥土含有煤灰、磚塊碎片、水泥以及其他塵土物質。通過當地居民的幫助,波普發現這最后的一層泥土與城外的一處地方土質相匹配,于是他帶領警察趕到此處,發現了嫌疑人的槍支與衣物。而嫌疑人聲稱自己在農場干活,但是并沒有在其鞋底發現相應的泥土痕跡,因此可以確定嫌疑人在撒謊,他便是真兇。通過對嫌疑人鞋底的泥土分析,不僅確定了他是作案人,同時對整個案件的過程也做出了準確的推測,并最終借助法庭地質學知識找到了作案工具。這就是古老而著名的“費爾伯特案”,也是法庭地質學在案件偵破中的應用典范。
今天,科技的力量日新月異,研究方法也變得多種多樣。如利用掃描電鏡-X射線能譜儀對土壤物證進行檢測,就可以繪制出有關土壤的礦物三角圖,更加精確地確定土壤物質的特定屬性。如若能取得相關嫌疑人的衣褲、鞋襪等物就可以提取粘附在上面的泥土或污點,同時利用礦物三角圖知識,對兩種物質進行對比檢測,最終可以確定嫌疑人是否到過案發現場,為案件提供依據。再如可以通過對樣本中微量重礦物質進行檢測,通過結晶情況將內部組成和化學性質反應出來。有些礦物質具有很強的地域性,如黑云母及其風化后的物質在花崗巖區域的粗糙沙石表面上非常常見。
風水地質學
風水學,乃是傳統五術之一相術中的相地之術,即臨場校察地理的方法,目的是用來選擇宮殿、村落選址、墓地建設等方法及原則,叫地相,中國古代稱堪輿術。著名風水考略家史箴先生撰文認為:“風水”別名地理,或為地學,故風水家又多稱地理家、地師等。但是,古代風水學從內容到形式卻浸染了許多迷信的色彩,需要我們用現代科學的觀點正本清源!
風水地質學,顧名思義就是這么一門利用現代地質學知識對傳統風水學進行科學解釋的學科。在風水學的許多方面,地質科學都起到了決定性的作用。因此有人認為,“風水學”是中國先民認識自然、利用自然的積極探索的成果,是“樸素的應用地質學”。
圖示為風水龍脈圖
著名地質學家李四光1923年就曾在北京大學地質研究會上做過一場題為《風水之另一種解釋》的演講。
李四光認為:倫敦之所以為倫敦,有人以為純系偶然,其實大謬。倫敦地盤的構造像一個盆形,故名倫敦盆地。盆中都是為四邊翹起中間凹下的地層填滿。那些地層的構造對于造天然噴水井非常相宜。因為有這種天然的便利,所以當初有許多人家積居在倫敦盆地的中間,漸漸繁盛,于是才有今日的倫敦。巴黎之所以為巴黎,也可用同樣的理由解釋。不要說這種大地方,就是極小的一個村落,一條道路的存在,只要仔細的考察,往往能找出地下的原因出來。比如一個小折皺;或是一個地層中的小裂縫;或是一層特別的巖石的露頭,都可為收集居民的原因。常在實地調查地質的人,都知道這種奇怪的事實。綜括以上種種,可以下一個斷案:那就是地下的種種情形有左右地上居民生活狀態的勢力。那種勢力的作用,常連亙不斷。它的影響雖然不能見于朝夕,然而積久則偉大而不可抗。
考古地質學
考古學和地質學看似兩個不同的學科,但就考古學的研究過程而言,它在很大程度上要求助于各有關的自然科學的技術和手段,尤其是地質學中的第四紀地質學、地層古生物學、巖石礦物學、地球化學等,從而使我們能夠更全面地和科學地提取遺址中的信息,認識并恢復古代人類社會的歷史。從這方面講,考古學的發展和地質學息息相關。兩者相互作用, 交叉滲透,使兩者本來存在的關系, 顯示得愈來愈密切,即產生了新的邊緣學科——考古地質學。
對人工制品進行巖石學研究的最早地質學家之一是法國礦物學家 A Damour 博士。他于1864年分析了一批凱爾特人使用的硬質石斧,以后幾年又分析了黑耀巖制品,并探討了其可能的來源,開創了地質學者研究考古的先河。
20世紀50年代以來,美國人類考古學研究人員開始把地質研究應用于環境的恢復。70年代以來,考古學和地質學的結合在美國得到了較大的發展,形成了考古地質學。
所以說,考古地質學是一門利用地質學方法進行考古學研究的應用地質學。
除了以上這些,大家是否還知道其他不為人熟知的另類地質學?歡迎留言分享。
(地一眼編輯:楊為先)
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