Развитие методов геологии и методология науки

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ

УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФФЕСИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НЕФТЕГАЗОВЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

ИНСТИТУТ ГЕОЛОГИИ И НЕФТЕГАЗОДОБЫЧИ

Кафедра геологии месторождений нефти и газа

 

 

 

«Развитие методов геологии и методология науки»

 

 

                                         Выполнил 

                                         Проверил:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

г.Тюмень, 2014

Оглавление

Введение.

1.Донаучный этап развития  геологических знаний.

2.Научный этап развития  геологии.

3.Методология геологических  наук.

3.1.Обьект и предмет  геологии, их изменение в ходе  развития науки.

3.2.Общие закономерности  развития геологических наук.

Заключение.

Список литературы.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

Геология – наука о происхождении, строении и истории развития Земли. Изучая горные породы, слагающие земную кору, а также происходящие в ней процессы, геологи всегда стремились использовать свои знания для поиска полезных ископаемых, скрытых в недрах Земли.

Значение геологической науки для хозяйственной деятельности человека неуклонно возрастало по мере вовлечения в эту деятельность все новых и новых видов полезных ископаемых – от угля до урановой руды и редких элементов, – пока их спектр практически не охватил всю таблицу Менделеева. В двадцатом столетии к этой традиционной прикладной функции геологии добавилась новая: без серьезного геологического обоснования стало невозможным проектирование и строительство крупных инженерных сооружений – гидроэлектростанций, атомных электростанций, каналов и т.п. Позднее определилась еще одна важная роль геологии: предупреждение о проявлении и учет возможных последствий природных катастрофических явлений – землетрясений, вулканических извержений, оползней и т.д. Когда сравнительно недавно человечество осознало необходимость сохранения окружающей природной среды и оценки направленности (так называемого мониторинга) ее естественного изменения, наука об окружающей среде – экология заняла видное место среди других наук, а в ее составе оформился раздел, относящийся к геологической компоненте этой среды, – геоэкология или экогеология. Нетрудно предвидеть, что это направление геологических исследований будет быстро развиваться в следующем столетии.

Тема реферата актуальна, поскольку потребность в полезных ископаемых, их наборе и количестве быстро росла с развитием производства, и не удивительно, что история геологических знаний тесно переплетается с историей человеческого общества.

 

 

 

 

 

 

1.Донаучный этап развития геологических знаний (с древности до середины XVIII века)

        Уже на первых этапах развития человеческого общества древние люди начали использовать горные породы и минералы, сначала – в каменном веке – для изготовления примитивных каменных орудий, позднее – в течение бронзового и железного веков – для выплавки Au, Ag, Cu, Sn, Fe. Использование природных богатств сопровождалось и первыми попытками их изучения, о которых упоминается в древнейших клинописных памятниках Месопотамии, а также Египта (III-II тыс. до н.э.). В Китае сохранились рукописи VII-IV веков до н.э., в которых даны первые описания минералов и горных пород и приводятся сведения об их твердости, цвете, блеске, прозрачности. С другой стороны, издавна привлекали и поражали людей различные геологические явления, особенно землетрясения и извержения вулканов. Естественно, ученые уже в древности стремились к познанию строения Земли. В эпоху расцвета Древней Греции многие философы и ученые (Фалес, Гераклит, Аристотель, Анаксимандр и др.) высказывали различные гипотезы о происхождении и строении Земли, о преобразованиях земной поверхности, о различных геологических явлениях.

          Интересные высказывания о многих геологических процессах оставил греческий философ Аристотель (384-322 гг. до н.э.). Вслед за Гераклитом он признавал, что мир существует вечно, но на поверхности Земли непрерывно происходят различные изменения, обусловленные периодическими затоплениями суши морем. Причину этого Аристотель объяснял циклическими колебаниями климата.

В средние века геологическая наука, как, впрочем, и все науки, развивалась слабо. В эту эпоху безраздельно господствовала церковь со своими догмами о сотворении мира и его неизменности, преследовавшая все иные воззрения на происхождение и развитие Земли. В эти мрачные времена наука успешнее всего развивалась в Азии, на арабском Востоке. Например, в Средней Азии в связи с необходимостью добычи металлов, в эпоху феодализма довольно высокого развития достигла минералогия. В этом отношении нельзя не упомянуть таджикского врача и философа Абу Али ибн-Сина (Авиценна, 980-1037) и ученого из Хорезма Абу Рейхан аль-Бируни (973-1048), в трактатах которых подробно описаны минералы, известные в то время, а также затрагиваются общегеологические вопросы.

С началом эпохи Возрождения резко усилился интерес к научному познанию нашей планеты. Среди ученых XV-XVII веков, занимавшихся вопросами геологии, следует отметить Леонардо да Винчи, Георга Бауэра (Агрикола) и др. В их сочинениях резкой критике были подвергнуты религиозные воззрения на природу окаменелостей, встречаемых в земных пластах, которые считали в средние века "игрой природы", "порождением звезд". Леонардо да Винчи (1452-1519) правильно понимал природу окаменелостей как остатков, некогда живших в море разнообразных животных, высказывал мысль о постепенном и длительном развитии Земли и многократной смене физико-географических условий на ее поверхности.

Немецкий врач, металлург и минералог Георг Бауэр (Агрикола, 1494-1555) оставил интересные наблюдения над рудными жилами и труды по технике горного дела.

Крупным научным достижением эпохи Возрождения было открытие польского астронома Николая Коперника (1473-1543), доказавшего гелиоцентрическое строение Солнечной системы. Он в своем труде "Об обращении небесных сфер" доказал вращение Земли вокруг своей оси и вокруг Солнца.

В XVIII веке немало было ученых, пытавшихся примирить достижения науки с религиозными догмами. Широко, например, были распространены идеи сторонников делювиальной гипотезы (лат. diluvium – потоп, наводнение), рассматривавшей окаменелости и рельеф земной поверхности как остатки всемирного потопа. Подобные же стремления мы находим у великого математика и философа Г.В.Лейбница (1646-1716), который в своем геологическом труде укладывал образование Земли в шесть библейских дней.

Основатель школы нептунистов (Нептун – римский бог моря) профессор Фрайбергской горной академии в Саксонии А.Г. Вернер (1750-1817) считал, что Землю некогда полностью покрывал Мировой океан. Из его вод последовательно отлагались различные виды пород, в том числе и так называемые "первичные породы" (гранит, сиенит, гнейсы). Это учение сыграно положительную роль в изучении осадочных пород и условий осадконакопления. В остальном же оно служило тормозом для развития геологической науки, так как полностью отрицало значение внутренних сил в развитии Земли.

Более прогрессивным, хотя также односторонним, было учение плутонистов (Плутон – греческий бог подземного царства), возникшее в конце XVIII века. Выразителем идей плутонистов был шотландский геолог Дж. Геттон (1726-1797). В своем труде "Теория Земли" он признавал вертикальные движения земной коры, причину которых видел в "подземном жаре" Земли. Этим же "жаром" он объяснял существование вулканов, происхождение жил, образование магматических пород. Недостатком этой концепции было игнорирование осадочных образований.

Но задолго до Геттона подобные же мысли о влиянии "подземного жара" на развитие земной поверхности высказывал гениальный русский ученый Михаил Васильевич Ломоносов (1711-1765). В замечательном трактате "О слоях земных" (1763) он говорит об изменчивости природы, о ее развитии и критикует тех, кто в разнообразии природных явлений видел божественное начало. В его работе рассматриваются самые различные вопросы геологии: причины образования гор и вулканов, происхождение слоистых горных пород, связанное с осаждением из водных бассейнов, происхождение рудных жил, угля, нефти и др. М.В. Ломоносов писал: "...напрасно многие думают, что все как видим, с начала творцом создано; будто не токмо горы, долы и воды, но и разные роды минералов произошли вместе со всем светом; и потому де не надобно исследовать причин, для чего они внутренними свойствами и положением мест разнятся. Таковые рассуждения весьма вредны приращению всех наук, следовательно, и натуральному знанию шара земного, а особливо искусству рудного дела".

Кроме подземного жара М.В. Ломоносов признавал влияние на формирование земной поверхности и внешних факторов (ветра, рек, волн). Силы, меняющие лик Земли, он разделял на внутренние и внешние: "Внешние действия суть сильные ветры, дожди, течение рек, волны морские, льды, пожары в лесах, потопы; внутреннее одно землетрясение". Признанием синтеза внешних и внутренних сил в их влиянии на развитие Земли М.В. Ломоносов намного опередил свою эпоху, в течение которой на Западе происходила борьба между нептунистами и плутонистами.

Весьма прогрессивным у Ломоносова является часто применявшийся им метод объяснения некоторых явлений геологического прошлого путем сравнения их с современными геологическими процессами, в котором можно видеть зачатки чрезвычайно плодотворного для геологии метода актуализма.

 

 

 

 

 

 

 

2. Научный этап  развития геологии (с начала XIX века)

          Крупный шаг в развитии геологии был сделан в начале XIX века английским землемером Вильямом Смитом (1769-1839), обратившим внимание при прокладке каналов на различие в органических остатках, встреченных в разных пластах. В.Смит впервые установил возможность определения возраста, а значит и последовательности отложения пластов на основании заключенных в них ископаемых. Он первый заложил основы расчленения и корреляции отложений по палеонтологическим остаткам.

В первой половине XIX века повсеместно начались тщательные и кропотливые работы по систематическому изучению остатков вымерших организмов. Для более дробного расчленения осадочных толщ в целях классификации и выработки общей для всей Земли геохронологической шкалы с 1822 по 1841 гг. были установлены основные подразделения осадочных образований, вошедшие впоследствии в геохронологическую шкалу земной коры.

Работы В. Смита развил и продолжил французский ученый Жорж Кювье (1769-1832), который признан основоположником новой науки палеонтологии. Палеонтология оказывает огромное влияние на последующее развитие исторической геологии. Будучи сторонником теории неизменяемости видов, Ж. Кювье объяснял различия в составе комплексов ископаемых, встреченных в различных пластах, всеобщим вымиранием организмов в результате внезапных геологических катастроф, после чего появлялись новые формы. Эта теория, получившая название катастрофизма, поддерживалась многими видными геологами, объяснявшими все изменения на поверхности Земли катастрофическими событиями. Катастрофизм легко уживался с религией и был по существу реакционным идеалистическим учением. Ф.Энгельс так писал об этом в своем труде "Диалектика природы": "Теория Кювье... была революционна на словах и реакционная на деле. На место одного акта божественного творения она ставила целый ряд повторных актов творения и делала из чуда существенный рычаг изменения природы".

Решительный удар по катастрофизму был нанесен английским геологом Чарльзом Ляйелем (1797-1875). В книге "Основы геологии" (1833) Ляйель доказал, что изменения земной поверхности могут происходить в результате деятельности самых обычных геологических факторов (ветра, дождя, морского прибоя, льда), без всяких катастрофических явлений. При колоссальной длительности геологического времени эти факторы могут произвести огромные изменения на земной поверхности. Ф.Энгельс считал, что Ч. Ляйель "внес здравый смысл в геологию, заменив внезапные, вызванные капризом творца революции постепенным действием медленного преобразования Земли" (там же).

Эволюционные идеи окончательно упрочились в геологии с появлением в 1859 году гениального труда Чарльза Дарвина (1809-1862) "Происхождение видов". Признание эволюционного развития органического мира повысило интерес к изучению палеонтологических остатков, представляющих собой богатый материал для подтверждения дарвиновской теории эволюции.

Палеонтология из чисто описательной науки, какой она была в первой половине XIX века, превратилась в науку, вскрывающую родственные связи между ранее существовавшими организмами и основные закономерности их развития. В 70-х годах XIX века появились блестящие работы русского ученого В.О. Ковалевского (1842-1883) – основоположника эволюционного направления в палеонтологии. Он не только установил связи между отдельными видами организмов в процессе их развития (на примере позвоночных), но и показал причины, вызывающие изменения во внешнем облике животных, в частности, роль среды.

Успехи палеонтологии способствовали созданию стройной картины развития органического мира Земли и восстановлению палеогеографических условий прошлых эпох. Все это привело к возникновению в начале ХХ века нового направления в геологии – палеогеографии. Конец XIX – начало ХХ века ознаменовались бурным ростом геологии и выделением из нее многих новых самостоятельных дисциплин – петрографии, литологии, минералогии, гидрогеологии, геохимии и других. Большую роль в развитии различных отраслей геологических наук играли успехи физики и химии, на основе которых происходило совершенствование методов изучения минералов и горных пород, свойств глубоких недр Земли и других геологических исследований.

После смерти М.В. Ломоносова в России шло интенсивное накопление фактического материала по геологическому строению земной коры. Совершались многочисленные экспедиции в различные районы страны, носившие рекогносцировочный характер. Эти экспедиции в значительной степени стимулировались неуклонным ростом горной промышленности в России.