Matematyka – 60 h
Geometria – układy współrzędnych dla płaszczyzny i przestrzeni. Elementy geometrii analitycznej – prosta, płaszczyzna, powierzchnie drugiego stopnia w przestrzeni trójwymiarowej. Elementy geometrii wykreślnej – rzut cechowany prostej i płaszczyzny, zastosowania w geologii. Elementy algebry – wektory w przestrzeni trójwymiarowej, macierze, wyznaczniki, układy równań liniowych. Elementy analizy matematycznej – szeregi liczbowe, szeregi potęgowe. Rachunek różniczkowy funkcji jednej zmiennej (logarytmicznej, wykładniczej, cyklometrycznej). Rachunek całkowy funkcji jednej zmiennej – całka nieoznaczona, całka oznaczona, całka niewłaściwa. Ciągi w przestrzeni trójwymiarowej. Pochodna funkcji wielu zmiennych. Elementy teorii pola skalarnego i pola wektorowego. Równania różniczkowe zwyczajne pierwszego rzędu. Liczby zespolone. Podstawy statystyki matematycznej i rachunku prawdopodobieństwa – zmienna losowa, rozkłady zmiennej losowej, statystyka opisowa (jedna lub dwie cechy, korelacja, regresja liniowa). Elementy wnioskowania statystycznego.
Efekty kształcenia – umiejętności i kompetencje:
posługiwania się podstawowymi metodami matematycznymi; stosowania metod matematycznych w rozwiązywaniu zagadnień geologicznych.
Fizyka – 45 h
Prawa mechaniki punktu materialnego i bryły sztywnej. Zasady zachowania pędu, momentu pędu i energii. Drgania i fale. Elementy termodynamiki – funkcje i parametry stanu, kinetyczna teoria gazów, zasady termodynamiki, przemiany fazowe, opis termodynamiczny zjawisk i procesów w przyrodzie. Mechanika cieczy – prawa hydrostatyki, prawa przepływu cieczy, dynamika cieczy lepkich. Pole elektryczne i magnetyczne. Właściwości magnetyczne materii – indukcja elektromagnetyczna, fale elektromagnetyczne. Fale świetlne, optyka geometryczna. Elementy fizyki kwantowej – kwantowa teoria atomu. Fizyka jądrowa – budowa jądra atomowego, promieniotwórczość naturalna i sztuczna, przemiany promieniotwórcze. Oddziaływanie promieniowania z materią – podstawy spektroskopii, rodzaje spektroskopii. Przewodniki i półprzewodniki.
Efekty kształcenia – umiejętności i kompetencje:
rozumienia podstawowych praw fizyki w stopniu umożliwiającym opanowanie różnych działów geologii; opisu procesów fizycznych dokonujących się w przyrodzie.
Chemia – 45 h
Budowa jądra atomowego i powłok elektronowych a właściwości chemiczne pierwiastków. Właściwości pierwiastków w relacji do ich miejsca w układzie okresowym. Rodzaje wiązań chemicznych. Klasyfikacja związków chemicznych. Budowa i podstawowe właściwości związków nieorganicznych, organicznych i kompleksowych najczęściej występujących w przyrodzie. Reakcje utleniania i redukcji. Elementy termodynamiki i kinetyki chemicznej. Roztwory wodne, dysocjacja elektrolityczna, teorie kwasów i zasad. Aktywność substancji w roztworze. pH, roztwory buforowe. Hydroliza. Rozpuszczalność, iloczyn rozpuszczalności. Koloidy. Metody analizy ilościowej i jakościowej. Metody badania ciał stałych – rentgenografia, mikroskopia elektronowa. Mikrosondy.
Efekty kształcenia – umiejętności i kompetencje:
rozumienia podstawowych praw, chemii w stopniu umożliwiającym opanowanie różnych działów geologii; opisu procesów chemicznych zachodzących w przyrodzie.
Metody komputerowe w geologii – 30 h
Sieci komputerowe lokalne, regionalne i globalne. Oprogramowanie specjalistyczne – programy graficzne, statystyczne, analizy i wizualizacji danych geologicznych. Edytory tekstu do przetwarzania i opracowywania wyników badań. Arkusze kalkulacyjne do przetwarzania i prezentacji wyników badań. Zasady tworzenia i stosowania systemów geoinformacyjnych w geologii i ochronie środowiska. Specjalistyczne programy geologiczne. Zasady konstruowania i analizowania algorytmów przetwarzania danych geologicznych.
Efekty kształcenia – umiejętności i kompetencje:
stosowania podstawowej wiedzy informatycznej; wykorzystywania programów mających zastosowanie w praktyce geologicznej.
Geologia fizyczna
Ziemia we wszechświecie. Formowanie się planety Ziemia. Powstanie litosfery, hydrosfery i pierwotnej atmosfery. Fizyka wnętrza Ziemi – temperatura, trzęsienia Ziemi. Procesy endogeniczne. Procesy magmowe – plutonizm i wulkanizm. Deformacje skorupy ziemskiej – elementy geologii strukturalnej. Procesy egzogeniczne – wietrzenie i jego produkty, powierzchniowe ruchy masowe, erozja, transport, sedymentacja: eoliczna, rzeczna, lodowcowa i morska. Fizyczne i chemiczne podstawy procesów egzogenicznych. Tektonika kier litosfery. Krążenie materii i energii w tektonosferze. Metody fizyki poszukiwawczej, powierzchniowej i otworowej.
Efekty kształcenia – umiejętności i kompetencje:
rozumienia procesów kształtujących wnętrze Ziemi i litosferę; czytania i interpretowania map geologicznych; stosowania metod fizycznych w geologii.
Geofizyka
Ruch obrotowy i kształt Ziemi. Pole grawitacyjne Ziemi. Izostazja. Ziemskie pole magnetyczne. Różnookresowe zmiany pola magnetycznego, paleomagnetyzm, magnetosfera. Pole termiczne Ziemi. Elementy sejsmologii – skale intensywności wstrząsów, mechanizmy ogniskowe, rozkłady energetyczne wstrząsów, fale sejsmiczne. Elementy sejsmotektoniki – przyczyny trzęsień Ziemi, strefy sejsmiczne. Pasywna tomografia sejsmiczna. Budowa wnętrza Ziemi. Metody geofizyki – refrakcyjne, refleksyjne, elektrooporowe, elektromagnetyczne, grawimetryczne, magnetometryczne. Metody geofizyki otworowej – karotaż elektryczny. Metody jądrowe. Metody geofizyczne w: rozpoznawaniu struktury litosfery i skorupy ziemskiej, rozpoznawaniu basenów osadowych, analizie płytkich prac geologicznych.
Efekty kształcenia – umiejętności i kompetencje:
stosowania powierzchniowych metod geofizycznych; wykonywania geofizycznych pomiarów otworowych; wykorzystywania danych geofizycznych w kartografii geologicznej, hydrogeologii, geologii inżynierskiej oraz geologii środowiskowej.
Geochemia
Pochodzenie i częstość występowania pierwiastków chemicznych we Wszechświecie. Geochemiczna charakterystyka meteorytów. Ewolucja geochemiczna Ziemi. Zróżnicowanie składu chemicznego geosfer – jądra, płaszcza, litosfery, pedosfery, hydrosfery, atmosfery, biosfery. Geochemia procesów magmowych, metamorficznych i hipergenicznych. Mechanizm i dynamika obiegu pierwiastków głównych i śladowych w przyrodzie. Identyfikacja środowisk i procesów geochemicznych. Geochemiczna klasyfikacja pierwiastków. Hydrogeochemia. Biogeochemia. Geochemia atmosfery, geochemia gazów cieplarnianych. Geochemia strefy hipergenezy. Geochemia metali ciężkich. Izotopy trwałe i promieniotwórcze. Efekty izotopowe i frakcjonowanie izotopowe. Techniki izotopowe. Geochronologia izotopowa. Izotopowy bilans mas. Termochronologiczne i petrogenetyczne badania izotopowe. Bilans cieplny i geotermia.
Efekty kształcenia – umiejętności i kompetencje:
wykorzystywania wiedzy z zakresu krążenia pierwiastków w przyrodzie; stosowania geochemicznych metod badawczych; stosowania wiedzy geochemicznej w rozwiązywaniu problemów z zakresu geologii i dziedzin pokrewnych.
Geologia historyczna i stratygrafia
Metodyka, zakres i pojęcia podstawowe stratygrafii. Historia poglądów na skalę czasu geologicznego. Pojęcie wieku w geologii – metody określania czasu względnego i bezwzględnego. Profil stratygraficzny, zasada superpozycji. Klasyfikacja bio- lito- i chronostratygraficzna oraz skala geochronologiczna. Korelacja stratygraficzna. Konstrukcja tabeli chronostratygraficznej. Prekambr – zapis skalny, epizody orogeniczne, zlodowacenia. Najwcześniejsza historia życia. Fanerozoik – pojęcie stratotypu, metody ustalania granic systemów. Paleogeografia – fluktuacje poziomu oceanu światowego, zlodowacenia, epizody orogeniczne i powstałe w ich wyniku: pasma górskie, świat organiczny i charakterystyczne facje osadowe (ich rozprzestrzenienie w Polsce na tle Europy). Elementy stratygrafii sekwencyjnej, zdarzeniowej i magnetostratygrafii.
Efekty kształcenia – umiejętności i kompetencje:
rozróżniania i szeregowania – w sekwencji chronologicznej – skał z poszczególnych okresów geologicznych; rozróżniania najważniejszych cykli orogenicznych oraz najważniejszych taksonów flory i fauny poszczególnych okresów geologicznych.
Paleontologia
Procesy fosylizacji. Formy zachowania skamieniałości. Skamieniałości śladowe (ichnofosylia). Przyczyny deformacji zapisu paleontolicznego. Zasada aktualizmu. Gatunek kopalny i współczesny. Skamieniałości przewodnie. Zarys teorii ewolucji. Podstawowe hipotezy powstania życia na Ziemi. Podstawy klasyfikacji świata organicznego. Mikroskamieniałości. Bezkręgowce i półstrunowce (archeocjaty, gąbki), koralowce, pierścienice, stawonogi, mięczaki, ramienionogi, mszywioły, szkarłupnie, graptolity. Kręgowce kopalne – cechy morfologiczne ryb, płazów, gadów, ptaków i ssaków. Etapy filogenezy i cechy form przejściowych. Rośliny kopalne – cechy morfologiczne psylofitów, roślin widłakowych, roślin skrzypowych, benetytów, roślin nagozalążkowych i roślin okrytozalążkowych.
Efekty kształcenia – umiejętności i kompetencje:
rozumienia wiedzy z zakresu kopalnych taksonów zwierząt i roślin; stosowania wiedzy o skamieniałościach do wydzieleń bio-stratygraficznych.
Tektonika
Rejestracja danych tektonicznych i strukturalnych. Fizyczne mechanizmy procesów tektonicznych. Właściwości deformacyjne skał. Fałdy, elementy geometryczne fałdów, przyczyny i mechanizmy fałdowania. Mezostruktury i ich geneza. Uskoki – geometria, klasyfikacja, mechanizmy tworzenia. Spękania – rola w hydrogeologii i mineralogenezie. Tektonity. Tektonika kompleksów metamorficznych. Tektonika ciał magmowych. Tektonika solna. Glacitektonika.
Efekty kształcenia – umiejętności i kompetencje:
identyfikowania struktur geologicznych; rozpoznawania ewolucji struktur geologicznych.
Mineralogia i petrologia
Elementy krystalografii i krystalochemii. Wzrost kryształów. Skład chemiczny i struktura minerałów. Właściwości fizyczne, optyczne i mechaniczne minerałów. Klasyfikacja i przegląd gromad minerałów z uwzględnieniem ich genezy i charakterystyką przedstawicieli. Metody badania minerałów i skał. Skały magmowe – geneza, struktury i tekstury, klasyfikacje, charakterystyka skał plutonicznych i wylewnych. Skały osadowe – podział i geneza, klasyfikacja i charakterystyka skał okruchowych oraz węglanowych. Facje geochemiczne, diageneza, procesy mikrobiologiczne. Skały metamorficzne – geneza, struktury i tekstury, klasyfikacja i charakterystyka. Zastosowania minerałów i skał.
Efekty kształcenia – umiejętności i kompetencje:
makroskopowego i mikroskopowego rozpoznawania (wraz z opisem) ważniejszych minerałów – w szczególności minerałów skałotwórczych; makroskopowego i mikroskopowego rozpoznawania skał magmowych, osadowych i metamorficznych.
Geologia złóż
Geneza i klasyfikacja złóż surowców. Złoża soli i surowców skalnych. Złoża surowców energetycznych. Geologiczne warunki powstawania złóż: węgli, torfów, ropy naftowej, gazu ziemnego i łupków bitumicznych. Jakość kopalin energetycznych. Geochemia i skład petrograficzny kopalin energetycznych. Budowa geologiczna polskich zagłębi węglowych oraz zagłębi na świecie. Znaczenie surowców energetycznych dla bilansu energetycznego – w Polsce i na świecie. Złoża rud metali – geneza i klasyfikacja. Geologiczne warunki powstawania złóż – procesy złożotwórcze, migracja i koncentracja pierwiastków w skorupie ziemskiej. Złoża endogeniczne, egzogeniczne i metamorficzne. Metalogenia obszarów stabilnych i mobilnych kuli ziemskiej. Formy ciał złożonych, rodzaje rud – skład mineralny, jakość. Budowa i rozmieszczenie złóż metali na świecie – zasoby, wydobycie, znaczenie w światowej bazie zasobowej. Złoża rud: żelaza, miedzi cynku, ołowiu, niklu, chromu, cyny i arsenu w Polsce – charakterystyka. Metalogenia Sudetów i rejonu śląsko-krakowskiego. Historia eksploatacji złóż metali w Polsce.
Efekty kształcenia – umiejętności i kompetencje:
rozpoznawania złóż krajowych i światowych metali; wykorzystywania wiedzy geologicznej w poszukiwaniu i dokumentowaniu złóż.
Geologia regionalna Polski
Definicje i klasyfikacja jednostek geologicznych. Charakter i grubość skorupy litosferycznej jednostek geologicznych Polski. Stopień deformacji struktur tektonicznych w relacji do ich geometrii. Polski węzeł tektoniczny – platforma wschodnioeuropejska, waryscydy zachodnio-europejskie, alpidy. Jednostki geologiczne Polski w kontekście tektoniki kier litosfery.
Efekty kształcenia – umiejętności i kompetencje:
wykorzystywania wiedzy z zakresu geologii Polski; wykorzystywania prospektywnych badań złóż surowców mineralnych w Polsce.
Kartografia geologiczna
Rodzaje, metody i techniki kartowania geologicznego. Kartografia powierzchniowa i wgłębna. Zapis warstwy na mapie. Intersekcja. Mapy geologiczne – rodzaje, treść, zastosowania. Symbole stosowane na mapach geologicznych. Objaśnienia do mapy geologicznej. Kartowanie powierzchniowe w terenie. Kartowanie odsłonięć i między odsłonięciami. Mapa dokumentacyjna. Konstruowanie przekrojów geologicznych. Wiercenia w kartowaniu geologicznym. Fotointerpretacja i teledetekcja w kartowaniu geologicznym. Geologiczne kartowanie wgłębne. Geologiczne mapy ilościowe. Edycja map geologicznych. Metody geofizyczne w kartografii geologicznej.
Efekty kształcenia – umiejętności i kompetencje:
stosowania metod kartograficznych; dokumentowania obserwacji; konstruowania map, przekrojów i profili.
Hydrologia i ochrona wód podziemnych
Woda w przyrodzie – jej rola. Obieg wody w cyklu hydrologicznym – wody atmosferyczne, powierzchniowe i podziemne. Hydrogeologia a geologia. Zakres badań hydrogeologicznych. Rozwój hydrogeologii. Geneza wód podziemnych. Woda w strefie aeracji. Woda w strefie saturacji. Właściwości hydrogeologiczne skał. Systematyka i hydrogeologiczna charakterystyka wód podziemnych. Fizyczne, organoleptyczne i chemiczne właściwości wód podziemnych. Wody zwykłe, mineralne, termalne i lecznicze. Jakość wód podziemnych – metodyka badań. Podstawowe prawa i parametry ruchu wód podziemnych. Metody terenowych i laboratoryjnych badań hydrogeologicznych. Sporządzanie przekrojów hydrogeologicznych oraz map hydroizohips i hydroizobat. Metodyka obliczeń hydrogeologicznych. Bilans wodny. Zasoby i ujęcia wód podziemnych. Ochrona wód podziemnych. Rodzaje i treści map hydrogeologicznych.
Efekty kształcenia – umiejętności i kompetencje:
wykorzystywania wiedzy o wodach podziemnych i ich związkach z atmosferą, z wodami powierzchniowymi oraz procesami hydrogeologicznymi; analizy warunków hydrogeologicznych oraz ich schematyzacji; wykonywania obliczeń hydrologicznych.
Geologia stosowana i ochrona środowiska
Metody badań polowych i laboratoryjnych. Właściwości fizyczne i mechaniczne skał i gruntów. Procesy geologiczne oddziaływujące na skały i grunty – ich znaczenie w górnictwie i geotechnice. Działanie wód podziemnych na fundamenty budowli. Wzmacnianie i uszczelnianie gruntów. Grunty budowlane w Polsce – badania geologiczno-inżynierskie dla różnych obiektów. Mapy geologiczno-gospodarcze. Zanieczyszczenia powietrza, gleb, wód powierzchniowych i podziemnych. Zagrożenia radiologiczne. Monitorowanie zmian w środowisku przyrodniczym. Monitoring antropogenicznych odkształceń mas skalnych, stoków i powierzchni terenu. Składowanie odpadów i substancji w strukturach geologicznych. Geologiczne uwarunkowania kształtowania krajobrazu. Katastrofy ekologiczne. Rekultywacja i zagospodarowanie obszarów zdegradowanych i zdewastowanych. Ochrona ekosystemów wodnych i gleb przed skażeniami chemicznymi i radioaktywnymi. Ochrona obszarów powierzchni Ziemi wybranych dla celów badawczych i rekreacyjno-turystycznych. Regulacje prawne w zakresie geologii i ochrony środowiska.
Efekty kształcenia – umiejętności i kompetencje:
wykorzystywania wiedzy o zasobach kopalin użytecznych i ich eksploatacji; wykorzystywania metod badania gruntów do celów budownictwa; rozumienia interakcji między środowiskiem a działalnością człowieka; zapobiegania negatywnym skutkom działalności człowieka.
Zagadnienia prawne w geologii i ochronie środowiska – 30 h
Ustawa – Prawo geologiczne i górnicze. Projektowanie i dokumentowanie. Procedury administracyjno-prawne. Organy administracji geologicznej i nadzoru górniczego – ich kompetencje. Przepisy innych ustaw – Prawo ochrony środowiska, Prawo wodne, Prawo ochrony przyrody oraz ustawy o odpadach –w kontekście przepisów ustawy Prawo geologiczne i górnicze.
Efekty kształcenia – umiejętności i kompetencje:
rozumienia aktów prawnych z zakresu geologii i dziedzin pokrewnych; stosowania aktów prawnych z zakresu geologii i dziedzin pokrewnych.
Geologia regionalna świata
Budowa globu – skład, struktura, dynamika płaszcza i litosfery, tomografia sejsmiczna. Kry litosfery – granice i procesy tektoniczne na obrzeżach oraz we wnętrzu. Pionowe i poziome ruchy kier. Główne elementy tektoniczne skorupy ziemskiej. Rozrost skorupy oceanicznej. Mechanizmy przyrostu skorupy kontynentalnej. Następstwo zdarzeń i procesów tektogenicznych. Procesy tektonotermiczne w litosferze – deformacje, magmatyzm, metamorfizm. Struktura pasm orogenicznych – modele orogenów. Neotektonika. Rekonstrukcje paleogeograficzne kontynentów. Prawidłowości genezy i rozmieszczenia złóż surowców użytecznych. Regionalne jednostki tektoniczne – piętra strukturalne, kryteria wydzielania. Interpretacja budowy jednostek tektonicznych – dynamiczna stratygrafia, ewolucja tektoniczna.
Efekty kształcenia – umiejętności i kompetencje:
rozumienia procesów zachodzących na obrzeżach i wewnątrz kier litosfery; kojarzenia różnorodnych danych geologicznych w spójny model czasowo-przestrzenny rozwoju ciał skalnych w skali regionalnej; przewidywania występowania złóż surowców skalnych.
Ocena oddziaływania na środowiska
Podstawy prawne dokonywania oceny oddziaływania na środowisko. Metodyka badań i zakres stosowania oceny oddziaływania na środowisko. Analiza, ocena i waloryzacja środowiska. Charakterystyka elementów biotycznych i abiotycznych. Przedsięwzięcia inwestycyjne – klasyfikacja pod kątem oddziaływania na środowisko. Wymogi stawiane obiektom w kontekście środowiska geologicznego. Wzajemne oddziaływanie obiektów budowlanych i środowiska przyrodniczego. Wpływ zbiorników wodnych na środowisko – metody badania, prognozowanie zmian, metody przeciwdziałania zmianom. Wpływ obiektów liniowych (dróg, linii kolejowych) na środowisko. Oddziaływanie na środowisko składowisk odpadów komunalnych i przemysłowych, obiektów dystrybucji i magazynowania produktów ropopochodnych, oczyszczalni ścieków, cmentarzy, obiektów przemysłowych oraz osiedli mieszkaniowych. Zakres badań w zakresie oceny oddziaływania na środowisko obiektów pod kątem ich szkodliwości. Czynnik społeczny w procedurach oceny oddziaływania na środowisko. Formy opracowywania oceny.
Efekty kształcenia – umiejętności i kompetencje:
oceny stanu środowiska pod kątem geologicznym oraz podatności na oddziaływanie człowieka; dokonywania oceny oddziaływania na środowisko.
