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8.13 : Décryptage des matériaux géologiques - Géosciences


8.13 : Décryptage des matériaux géologiques - Géosciences

Page d'accueil d'introduction à la géologie structurale

Le cours d'introduction à la géologie structurale présente aux géoscientifiques novices des informations essentielles à la pratique professionnelle de la géologie et de la géophysique, que ce soit dans la recherche universitaire ou appliquée pour répondre aux besoins de la société en ressources, à la reconnaissance/atténuation des risques, au développement sûr des bâtiments et autres infrastructures, ou la planification/politique publique. Ceci est une introduction à la géologie structurale, dans le même sens que ce que vous voyez d'un iceberg au-dessus de l'eau est une introduction à l'ensemble de l'iceberg.


Cartographie géologique et santé publique

Les cartes géologiques peuvent être utilisées pour comprendre et atténuer les risques pour la santé publique aux États-Unis, en plus de leur utilisation plus traditionnelle dans les décisions relatives aux ressources et aux infrastructures. Les cartes géologiques peuvent montrer l'emplacement des matières dangereuses d'origine naturelle et aider les scientifiques à déterminer si ces matières constitueront ou non une menace pour les communautés environnantes.

Par exemple, une unité rocheuse qui contient de l'arsenic n'est pas nécessairement dangereuse, mais si l'arsenic s'infiltre dans les eaux souterraines, et si les gens utilisent cette eau souterraine comme source d'eau potable, cela pourrait avoir un impact sur leur santé. De même, il est peu probable que les minéraux d'amiante constituent une menace lorsqu'ils ne sont pas dérangés, mais s'ils sont exposés à la surface de la Terre par des processus naturels ou par l'activité humaine, ils peuvent se répandre dans l'air et augmenter le risque de certaines maladies.

Cartes Radon

L'une des applications les plus communément reconnues des cartes géologiques en santé publique est la cartographie des dangers du radon. Le radon, élément radioactif couramment associé à certains types de roches, est la principale cause de cancer du poumon chez les non-fumeurs, selon les estimations de l'Environmental Protection Agency (EPA) 1 . En cartographiant l'emplacement des roches contenant du radon, les géologues aident les décideurs à déterminer les communautés les plus à risque de contracter des maladies liées au radon, et où des tests et des mesures correctives peuvent être recommandés.

Image au microscope électronique à balayage (MEB) d'érionite « laineuse », un minéral d'amiante d'origine naturelle. Crédit image : Richard Sheppard, USGS

Qu'est-ce que l'amiante d'origine naturelle (ANO) ?

« Amiante » est un terme industriel et non minéralogique qui désigne six minéraux cancérigènes réglementés par la loi fédérale : chrysotile, crocidolite, amosite, anthophyllite, trémolite et actinolite 2,3 . Ces six minéraux étaient largement utilisés à des fins commerciales avant la découverte que l'exposition professionnelle comporte un risque grave de maladie. Le terme « amiante d'origine naturelle » (NOA), quant à lui, fait référence aux six minéraux d'amiante réglementés par le gouvernement fédéral ainsi qu'à d'autres minéraux fibreux présents dans les roches et les sols qui peuvent avoir un impact négatif sur la santé humaine lorsqu'ils sont inhalés. L'inhalation de NOA peut se produire lorsque les minéraux sont en suspension dans l'air en raison de l'altération naturelle ou de l'activité humaine 4 .

Étude de cas : Érionite dans le Dakota du Nord

L'érionite est un minéral naturel d'amiante (NOA) et un cancérogène respiratoire connu du groupe 1 5,6 qui a été trouvé sur tous les continents et dans au moins douze États américains 7 . Semblable à l'amiante réglementé, la forme fibreuse des cristaux d'érionite microscopiques leur permet de s'incruster dans les poumons d'une personne lorsqu'ils sont inhalés. L'exposition à l'érionite ou à d'autres minéraux NOA peut avoir des effets néfastes sur la santé, tels que des maladies respiratoires, divers cancers, des maladies cardiovasculaires et une fonction immunitaire déprimée 2 . Dans la région de la Cappadoce en Turquie, une exposition prolongée à l'érionite en suspension dans l'air a été associée à un nombre inhabituellement élevé de décès dus au mésothéliome malin, un cancer du poumon rare également associé à l'amiante 8,9 .

Dans l'ouest du Dakota du Nord, l'érionite se trouve dans des roches volcaniques qui ont été extraites pendant de nombreuses décennies pour les agrégats, qui ont été utilisés pour construire plus de 300 milles de routes de gravier dans le comté de Dunn, ND 8 . Conduire ou perturber ces routes peut créer des nuages ​​de poussière contenant de l'érionite en suspension dans l'air. Des terrains de jeux, des terrains de baseball, des parkings et d'autres travaux publics à fort trafic ont également été pavés de gravier 10 .

Carte des occurrences d'érionite dans l'ouest des États-Unis Figure créée par Abby Ackerman pour AGI, sur le modèle de Van Gosen et al. (2013), « Occurrences géologiques d'érionite aux États-Unis : une préoccupation nationale émergente de santé publique pour les maladies respiratoires »

Réponse à Erionite dans le Dakota du Nord

Une fois que les géologues ont réalisé les risques pour la santé associés aux agrégats contenant de l'érionite du comté de Dunn et que le comté l'utilisait depuis des décennies, des travaux interdisciplinaires ont commencé pour évaluer l'exposition à l'érionite et protéger le public. Étant donné que les zones contenant des roches contenant de l'érionite avaient déjà été cartographiées en détail par le North Dakota Geological Survey (NDGS), des cartes générales d'évitement ont été rapidement créées et envoyées à l'Environmental Protection Agency (EPA) et à d'autres agences. À partir de 2006, des géoscientifiques du U.S. Geological Survey (USGS), du NDGS et de plusieurs universités ont prélevé des échantillons de gravier et de nuages ​​de poussière pour déterminer la quantité d'érionite présente. En comparant les échantillons d'érionite du Dakota du Nord avec ceux de Turquie 10 , les chercheurs ont découvert que les deux échantillons avaient des propriétés physiques et chimiques similaires. Bien que la plupart des concentrations atmosphériques d'érionite mesurées dans le Dakota du Nord étaient inférieures à celles des villages turcs avec les taux de mortalité les plus élevés par mésothéliome, les concentrations étaient comparables à celles d'autres régions qui ont des taux élevés de maladies liées à l'érionite, ce qui a conduit les chercheurs à conclure qu'il y a toujours lieu de s'inquiéter 8 .

Les responsables de la santé et le ministère des Transports du Dakota du Nord ont recommandé d'arrêter l'utilisation de l'agrégat contenant de l'érionite et de recouvrir les routes avec d'autres graviers ou goudron pour réduire les risques d'inhalation de poussière d'érionite, ou d'éliminer complètement le gravier 10 . La priorité la plus élevée a été accordée aux zones où les enfants seraient exposés en raison des effets d'une exposition prolongée, et des précautions supplémentaires ont été prises pour les travailleurs qui entreraient régulièrement en contact avec la poussière d'érionite. Alors que des études sur les effets de l'érionite sur la santé publique dans le Dakota du Nord sont en cours, les leçons apprises du comté de Dunn peuvent éclairer les protocoles de protection des résidents dans d'autres régions.

En 2012, l'USGS a commencé à accroître les efforts de cartographie géologique pour aider à mettre à jour la carte des occurrences d'érionite à l'échelle nationale 11,12. Des cartes géologiques précises font partie intégrante de la prévention de l'exposition non intentionnelle à ce danger naturel. Avec une solide compréhension de la distribution de l'érionite, les planificateurs, les ingénieurs, les entreprises de carrières et minières, les experts en santé publique et les communautés peuvent prendre des décisions éclairées sur les activités qui pourraient mettre la santé publique en danger.


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Salaire annuel médian des professionnels titulaires d'un diplôme en génie géologique

En géosciences et génie géologique et pétrolier

La structure unique de notre département profite à nos efforts de recherche et offre aux étudiants des opportunités uniques de collaboration et de compréhension multidisciplinaire.

Les recherches en géosciences et en génie géologique et pétrolier portent sur la compréhension et la caractérisation du sous-sol terrestre.

La recherche appliquée est offerte dans des domaines d'intérêt pour les industries de la consultation minière, pétrolière et géotechnique et environnementale. La recherche fondamentale implique le développement de nouvelles technologies et la modélisation des processus naturels.

Le département est spécialisé dans les recherches suivantes :


La géologie est la discipline scientifique dédiée à la compréhension des caractéristiques physiques et des processus de la Terre, ainsi que de l'histoire de la planète et de ses habitants depuis son origine. Une compréhension de base des principes fondamentaux de la géologie peut améliorer votre appréciation des sites du géopatrimoine et des vues panoramiques.

Temps géologique

Nos parcs nationaux contiennent un magnifique enregistrement du temps géologique - les roches de chaque période de l'échelle de temps géologique sont préservées.

Roches et minéraux

Les roches et les minéraux sont partout autour de nous ! Ils sont importants pour l'apprentissage des matériaux, de la structure et des systèmes de la terre.

Tectonique des plaques et nos parcs nationaux

Les processus tectoniques façonnent le paysage et forment certaines des structures les plus spectaculaires des parcs nationaux.

Géologie et méthode scientifique

La méthode scientifique est utilisée en géologie pour trouver la meilleure réponse aux questions sur les matériaux, les processus, les systèmes et l'histoire de la Terre.

Principes géologiques fondamentaux

Découvrez les principes de base que les géologues utilisent depuis des centaines d'années pour résoudre les énigmes de l'histoire géologique.

Les intempéries et l'érosion

Par l'action de l'eau, du vent, de la glace et de la gravité, l'érosion façonne constamment la terre.


Géologie

L'identité du New Hampshire en tant qu'« État de granit » remonte au début des années 1800, avant même que la première commission géologique ne soit autorisée par la législature de l'État du New Hampshire en 1839.

Bien que le surnom soit bien mérité étant donné l'occurrence répandue du substratum granitique et l'importance précoce des carrières de granit en tant que sources locales, puis commerciales, de pierre de construction, il ne traduit pas la véritable complexité de la géologie que l'on trouve ici. Les roches du New Hampshire enregistrent plus de 625 millions d'années d'histoire de la Terre.

Les premières études géologiques du New Hampshire étaient axées sur la découverte et la documentation des ressources d'importance économique pour les industries et l'agriculture de l'époque. Les gisements de minerai de fer, de « plumbago » (graphite), de cuivre, d'argile pour la fabrication de briques, de sables de silice pure pour la fabrication de verre et même d'or ont été les cibles des premières opérations minières. Bien que l'apogée de l'extraction de roches dures dans le New Hampshire soit révolue depuis longtemps, les gisements de sable et de gravier glaciaires continuent d'être un produit économiquement important, non seulement en tant que matière première dans l'industrie de la construction, mais aussi en tant qu'aquifères fournissant de grandes quantités d'eau souterraine pour une gamme de usages vitaux.

La géologie a un rôle majeur à jouer pour déterminer où les ressources en eaux souterraines sont les plus susceptibles d'être trouvées et comment elles sont reconstituées. La qualité de l'eau, y compris la présence ou l'absence de contaminants naturels tels que l'arsenic, le radon et l'uranium, est très influencée par les matériaux géologiques dans lesquels l'eau souterraine est stockée et à travers laquelle elle s'écoule.

Parce qu'une grande partie de l'eau qui coule dans les rivières et les ruisseaux du New Hampshire pendant les mois d'été et pendant les sécheresses provient des eaux souterraines, la cartographie géologique moderne a un lien très étroit avec la gestion des ressources en eau. Les inondations, un autre événement hydrologique extrême, sont également une réponse à la forme de la surface terrestre (topographie) et à sa géologie sous-jacente. La géologie est partout.

Le New Hampshire Geological Survey (NHGS) remplit sa mission de fournir au public des informations précises et utiles sur les ressources foncières, minérales et hydriques de l'État, tout en cartographiant l'État, en maintenant une base de données sur les puits d'eau, en évaluant les dangers et en préservant la riche histoire du New Hampshire. de l'exploitation minière, de la cartographie et de la recherche géologiques, et du changement de paysage. Si vous avez une question sur les ressources foncières, minérales ou hydriques de l'État de granit, contactez NHGS.


Problèmes d'utilisation des terres attendus dans la vallée d'Ivanpah, Nevada

La construction d'une installation aéroportuaire majeure sur la plage de Roach et les zones de basse altitude immédiatement environnantes a été proposée. Un aménagement de cette ampleur aura un effet significatif sur le drainage local. Il est également probable que le traitement de ces effets impliquera des efforts d'atténuation des risques d'inondation sur les zones de piémont dans une grande partie de la zone d'étude. La construction de l'aéroport se traduirait également par une infrastructure de services publics et de transport considérablement améliorée dans la vallée, ce qui stimulerait probablement un développement supplémentaire, dont une grande partie se produirait sur les surfaces de piémont. Les zones de Piémont et de playa représentent 60% de la zone d'étude. Les résultats de cette étude indiquent que plus de 50 % de cette zone pose d'importants problèmes de gestion des plaines inondables.


Centre des sciences des géosciences et des changements environnementaux

Les scientifiques du GECSC créent des cartes géologiques et des modèles-cadres tridimensionnels des roches et des dépôts de surface à et sous la surface de la Terre pour fournir des informations sur les aquifères critiques des eaux souterraines, les dangers (sismiques, affaissement, glissement de terrain), les ressources (minéraux, énergie) et réponses des systèmes géomorphologiques aux changements environnementaux.

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Cartographie géologique des géorisques du parc national Denali

Le parc national Denali (DENA) est un attrait majeur pour le tourisme et les loisirs et un moteur économique majeur pour le centre de l'Alaska. Cependant, les forces géologiques qui ont créé le paysage escarpé de DENA le rendent également sujet aux risques géologiques (géorisques) tels que les glissements de terrain, les coulées de débris et les tremblements de terre. La DENA n'a qu'une seule route principale, appelée « Park Road », qui dessert la quasi-totalité de ses infrastructures.

Transect Ozark Dome-Arkoma Basin-Ouachita

Le projet Ozark Dome-Arkoma Basin-Ouachita (ODABOuT) examine la géologie tridimensionnelle d'un transect de la marge orogénique sud de l'Amérique du Nord dans sa meilleure exposition de surface dans l'ouest de l'Arkansas. Le dôme d'Ozark et le bassin d'Arkoma représentent un soulèvement d'avant-pays et un bassin d'avant-pays qui se sont formés à la suite de l'impact de la ceinture orogénique d'Ouachita. Comprendre la géométrie et.

Cadre géologique de l'Intermountain West

Le cadre géologique du projet Intermountain West a été lancé dans le but de produire une nouvelle base de données de cartes géologiques numériques et un modèle géologique 3D d'un transect du rift du Rio Grande au bassin et à la chaîne, basé sur une synthèse des cartes géologiques existantes avec de nouvelles cibles nouvelle cartographie, données de sous-surface et autres ensembles de données. Cette base de données intégrera des données cartographiques disparates, résolu.

Évolution du paysage cénozoïque des montagnes Rocheuses du Sud

Le projet d'évolution du paysage cénozoïque du sud des montagnes Rocheuses est une enquête pluriannuelle financée par le Programme national coopératif de cartographie géologique. Ce projet utilise une combinaison de cartographie géologique, de levés géophysiques, de modélisation de bassin et d'études structurelles, néotectoniques, géomorphologiques, volcaniques, stratigraphiques et géochronologiques pour mieux comprendre le paysage géologique.

Études de cartographie géologique à Buffalo National River, dans le nord de l'Arkansas

Une cartographie géologique détaillée est menée par l'USGS dans et à proximité de la rivière Buffalo National, un parc administré par le National Park Service, afin de mieux comprendre et caractériser les ressources naturelles et les écosystèmes associés de cette zone dans la région du plateau d'Ozark. Les cartes géologiques à usage général sont créées pour fournir un cadre à une multitude de ressources naturelles, naturelles.

Études du cadre géologique des bassins de la rivière Greater Platte et des plaines du Nord

Les principaux objectifs du projet sont de mener des études de cartographie géologique de surface dans le centre et le nord des Grandes Plaines à l'appui de la recherche sur les écosystèmes et les changements climatiques. Les principaux objectifs sont d'obtenir une meilleure compréhension (1) des informations climatiques passées enregistrées dans les archives géologiques, et (2) des seuils géomorphologiques ou climatiques qui peuvent avoir déclenché des changements majeurs dans les écosystèmes de la.


Voir la vidéo: De la géoscience à la géologie économique-par Managem (Octobre 2021).