科学：小学教师指南/矿物、岩石、地震和侵蚀
矿物是一种天然存在的物质，可以用化学式表示，通常是固体和无机物，并且具有晶体结构。它不同于岩石，岩石可以是矿物或非矿物的集合体，没有特定的化学成分。矿物的精确定义仍在争论中，尤其是在关于有效物种必须是无机物的要求方面，以及在一定程度上关于其具有有序原子结构的要求方面。对矿物的研究称为矿物学。
硅酸盐矿物占地球地壳的90%以上。矿物种类的多样性和丰度受地球化学控制。硅和氧约占地球地壳的75%，这直接导致硅酸盐矿物占主导地位。矿物可以通过各种化学和物理性质来区分。化学成分和晶体结构的差异区分了不同的物种，而这些性质反过来又受到矿物形成的地质环境的影响。岩石质量的温度、压力或体积成分的变化会导致其矿物发生变化。
矿物可以通过各种物理性质来描述，这些性质与其化学结构和成分有关。常见的区分特征包括晶体结构和习性、硬度、光泽、透明度、颜色、条痕、韧性、解理、断口、解理和比重。更具体的矿物测试包括磁性、味道或气味、放射性和对酸的反应。
地壳的岩石可以分为三组。
沉积岩，它们是由地球表面聚集在一起的沉积层形成的，并被压力和化学物质压在一起。岩浆岩，是熔融岩石材料的形成，称为岩浆。这两种类型的岩石都暴露在非常高的温度和压力下。变质岩，是一种经历过变化的岩石。
矿物被定义为固体、无机天然化合物。地球地壳中几乎所有化学元素都与一种矿物有关。矿物在各种各样的地质环境中生长，例如深海、盐湖和火山。
在地质学中，岩石或石头是天然存在的由一种或多种矿物或矿物类物质组成的固体集合体。例如，常见的岩石花岗岩是由石英、长石和黑云母矿物组成的。地球的外部固体层，即岩石圈，是由岩石构成的。
岩石在人类历史上一直被使用。从石器时代开始，岩石就被用作工具。岩石中发现的矿物和金属对人类文明至关重要。
岩石被定义为三大类：岩浆岩、沉积岩和变质岩。对岩石的科学研究称为岩石学，是地质学的重要组成部分。
岩浆岩
由岩浆或熔岩冷却和凝固形成。这种岩浆可以来自行星地幔或地壳中预先存在的岩石的部分熔融。通常，岩石的熔融是由以下三种过程之一或多种过程引起的：温度升高、压力降低或成分变化。
两种类型的岩浆岩
- 喷出岩：由熔岩（到达地球表面的岩浆）形成
- 侵入岩：由在地表以下冷却和凝固的岩浆形成
沉积岩
在地球表面形成，由早期岩石、矿物和生物的碎片积累和胶结而成，或者作为水中化学沉淀物和有机生长物（沉积）。此过程导致碎屑沉积物（岩石碎片）或有机颗粒（碎屑）沉降和积累，或矿物从溶液中化学沉淀（蒸发岩）。然后，颗粒物质在中等温度和压力下（成岩作用）进行压实和胶结。
三种类型的沉积岩
- 碎屑沉积岩：将沙子、砾石、淤泥、粘土等材料胶结在一起；砂岩
- 生物沉积岩：将动植物遗骸胶结在一起；海洋贝壳和煤炭。
- 化学沉积岩：溶解在水中的化学物质沉淀出来；盐和石灰岩。
变质岩
通过将任何类型的岩石——沉积岩、岩浆岩或其他更古老的变质岩——置于与原始岩石形成时不同的温度和压力条件下而形成。这个过程称为变质作用；意思是“改变形态”。结果是石头的物理性质和化学性质发生深刻变化。原始岩石，称为原岩，通过重结晶转化为其他矿物类型或相同矿物的其他形式。
地震（也称为震动、震颤或地震）是指地球表面发生的可感知的震动，是由地球地壳中突然释放的能量引起的，从而产生地震波。地震的破坏力足以将人抛向空中并摧毁整个城市。一个地区的震动性或地震活动是指该地区一段时间内所经历的地震频率、类型和规模。
存在三种主要类型的断层，所有这些断层都可能导致板块间地震：正断层、逆断层（逆冲断层）和走滑断层。
正断层和逆断层是倾滑断层的例子，其中断层上的位移是沿倾斜方向的，并且它们的运动涉及垂直分量。正断层主要发生在地壳正在伸展的区域，例如一个离散边界。逆断层发生在地壳正在缩短的区域，例如一个汇聚边界。走滑断层是陡峭的结构，断层两侧水平地相互滑动；转换边界是一种特殊的走滑断层。许多地震是由具有倾滑和走滑分量的断层运动引起的；这被称为斜滑。
逆断层，特别是那些沿着汇聚板块边界的断层，与最强大的地震有关，即巨型逆冲地震，包括几乎所有震级 8 或以上的地震。走滑断层，特别是大陆转换断层，可以产生高达约 8 级的大地震。与正断层相关的地震通常小于 7 级。对于每增加一个震级单位，释放的能量大约会增加三十倍。
地震学是研究地震产生的地震波的科学。地震学是一门年轻的科学，只有大约 150 年的历史。在科学研究开始之前，关于地震的观念很大程度上基于神话和迷信。北美第一个地震仪安装在加利福尼亚州圣何塞附近的利克天文台。该仪器后来记录了 1906 年旧金山地震。从 20 世纪 60 年代开始，计算机被应用于更大的数据集和问题：例行地震定位逆问题理论地震图
地震是由板块移动产生的冲击波引起的。这些板块可以通过三种方式之一相互作用
- 汇聚运动 当板块相互推挤时
- 离散运动 当板块相互推开时
- 转换运动 当板块彼此滑动时
在地球科学中，侵蚀是指表面过程（如流水或风吹）的作用，这些过程从地球地壳上的一个位置去除土壤、岩石或溶解物质，然后将其运送到另一个位置。岩石或土壤的颗粒分解为碎屑沉积物称为物理或机械侵蚀；这与化学侵蚀形成对比，在化学侵蚀中，土壤或岩石物质通过溶解到溶剂（通常是水）中从一个区域去除，然后该溶液流走。侵蚀的沉积物或溶质可能被运送仅几毫米，也可能被运送数千公里。侵蚀是破坏事物的过程。就我们而言，侵蚀是大洲和周围土地的破坏。破坏和风化土地的总效应称为剥蚀。剥蚀是侵蚀的过程。在自然界中，大的东西被分解成小的东西。巨石变成沙子。山被雨淋变成了山丘。山体碎片变成更小的碎片，顺着山坡流下。风化和侵蚀总是沿着下坡方向发生。侵蚀是一个容易理解的概念。如果你看到一块石头，把它从一座山里拉出来。然后把它扔到地上。你现在是这座山侵蚀的一部分。你已经取了一个大的物体（一座山），并开始用它制造小的物体（一块石头）。当那块石头撞到地面时，它可能已经裂开，形成了一些小块石头（沙子）。侵蚀就这么简单。下雨时，也会发生同样的过程。岩石被冲下山坡或溪流。土壤被冲走。海洋拍打悬崖，将其击碎。它们都是剥蚀的例子。
根据岩石的起源，地球地壳岩石可分为三类。沉积岩是由沉积物形成的，如沙丘中的物质以及沉积在湖泊和海洋底部的物质。沉积岩是由河流和溪流携带的砾石、沙子、粘土等物质沉积到湖泊和海洋底部，经过长时间的积累而形成的。另一种类型的沉积岩是由海洋生物的遗骸形成的。第三种类型的沉积岩包括盐和碳酸钙等化学物质，这些化学物质从水中沉淀出来，并在海底堆积，最终硬化成岩石。 岩浆岩是由来自地球内部的岩浆形成的。喷出岩冷却速度很快，以至于没有足够的时间形成大型晶体，因此喷出岩通常是玻璃状或由非常细小的晶体组成。侵入岩由于岩浆冷却速度慢，因此具有较大的粗晶。变质岩是由岩浆岩或沉积岩在极端高温下发生形态变化形成的。 硅酸盐矿物 是指含有硅元素的矿物。 非金属矿物 是指含有钙、镁等金属的矿物。 金属矿物 是指包括金、银、铜、铁、铅、锌、铝、汞和钛等金属的矿物。 宝石矿物 是指可制成宝石和半宝石的矿物，包括钻石、祖母绿、红宝石和托帕石。