Развитие методов геологии и методология науки

Значительную роль в развитии русской геологической науки сыграл Московский университет, открытый в 1755 году по инициативе М.В. Ломоносова, а также открытые позднее Петербургский горный институт, Петербургский университет и другие высшие учебные заведения. При университетах создавались общества испытателей природы. Из среды русских геологов начинают выделяться крупные теоретики, положившие начало школе русских ученых в различных областях геологической науки. Академик В.М. Севергин (1765-1826) осуществил идею М.В. Ломоносова о создании "Всеобщей минералогии России", опубликовав в 1809 году крупную сводку "Опыт минералогического землеописания государства Российского".

Руководство геологическими исследованиями в России с начала XIX века осуществлялось Департаментом горных и соляных дел, а с 1834 года – Штабом Корпуса горных инженеров. В 1882 году был организован Геологический комитет. Несмотря на весьма ограниченный штат (8 человек), Геолком широко развернул работы по геологической съемке территории России. В этих работах принимали участие талантливые исследователи-геологи: С.Н. Никитин (1851-1909), А.П. Павлов (1854-1929), Н.А. Головкинский (1834-1897) и другие проводили исследования на Русской платформе, А.П. Карпинский (1847-1936) изучал геологическое строение Урала, К.И. Богданович (1864-1947), Д.В. Голубятников (1866-1933), И.М. Губкин (1871-1939) проводили исследования на Кавказе, Ф.Н. Чернышев (1856-1914) разработал стратиграфию палеозоя Урала, Тимана и Новой Земли, Л.И. Лутугин (1864-1951) проводил многолетние исследования геологии Донецкого бассейна. Изучением геологического строения Средней Азии занимались И.В. Мушкетов (1850-1902), В.Н. Вебер (1871-1940). Работы этих исследователей внесли не только огромный вклад в познание геологического строения различных территорий, но и способствовали развитию геологии как науки. А.П. Павлов, например, занимаясь изучением четвертичных отложений Европейской части России, разработал общепринятую генетическую классификацию континентальных отложений и типов рельефа. Его исследования, посвященные оползням, их происхождению и классификации, заложили основы для развития инженерной геологии. А.П. Карпинский, бывший с 1885 по 1903 г. директором Геологического комитета, известен как основоположник многих направлений в различных областях геологии, особенно в палеогеографии, стратиграфии и др. И.В. Мушкетовым была написана книга "Физическая геология", не потерявшая значения до сих пор как один из лучших учебников по динамической геологии.

В 1918 году в Томске было организовано Сибирское отделение Геологического комитета, у истоков которого стояли такие крупные геологи, как В.А. Обручев (1863-1956) и М.А. Усов (1883-1939). Это была первая производственная геологическая организация на территории Сибири. Высшее геологическое образование в Азиатской части России впервые начало осуществляться в Томском технологическом (ныне политехническом) институте и Томском государственном университете. Два этих вуза (первые высшие учебные заведения за Уралом) до сих пор являются крупнейшей кузницей кадров для геологических организаций азиатской части России и стран СНГ.

Наиболее значимым для развития геологии в России был советский период, одним из главных достижений которого стал беспрецедентный в мировой практике размах геологических исследований, который за несколько десятилетий превратил 1/6 часть суши из слабоизученной территории в крупнейшую кладовую полезных ископаемых. Задел был так велик, что, несмотря на распад СССР и трудности, переживаемые постсоветскими странами в результате просчетов управления, созданная в советское время минерально-сырьевая база и в XXI веке послужит основой существования России и почти всех стран СНГ.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Методология  геологических наук

3.1 Объект и  предмет геологии, их изменение  в ходе развития науки

             Термин «геология» (от греч. ge – Земля, logos – понятие, учение) в современном понимании начал применяться с XVII в. на заре своего зарождения геология была единой наукой и в первых трудах определялась как геогнозия. Для современной геологии, объединяющей целый комплекс наук о Земле, часто предлагается название геономия. «Вряд ли целесообразно вводить этот новый термин, – отмечает акад. А.В. Сидоренко, – ибо геологи всегда рассматривали свою науку как комплекс тесно связанных, взаимно переплетающихся наук о земной коре… Может быть, целесообразнее трактовать геономию не как новую науку, а как метод комплексных геолого-геофизико-геохимических исследований».

Земля как объект может изучаться с различных позиций. Она является космическим телом и связана с Космосом происхождением, взаимодействием с другими космическими телами, между которыми и Землей существует обмен веществом и энергией. Эти вопросы рассматривает наука космогония. Поверхность Земли, ее природу изучает физическая география, историю развития земной "Поверхности – палеогеография. Объектом геологии служит строение и состав Земли, прежде всего ее верхней оболочки – литосферы. При этом выясняется состав литосферы, динамика ее формирования и развития, закономерности образования и размещения полезных ископаемых.

Таким образом, одни ученые определяют геологию как науку о Земле в целом, другие объектом геологии склонны считать лишь твердую ее оболочку – литосферу или даже только земную кору.

Геология определяется как наука о строении, составе и развитии Земли, использующая современные достижения физики, химии, астрономии, биологии и других наук. Исходя из этого геология решает такие задачи:

Изучение вещественного состава земной коры, слагающих ее минералов и горных пород. Эти проблемы разрабатывают древнейшие отрасли геологии – минералогия, петрография (от греч. petга – скала, камень, grapho – пишу), кристаллография (от греч. krystallos – твердое тело + grapho), на вооружении которых достижения физики, химии, математики и других наук. В последнее время все большее значение приобретает геохимия, изучающая распределение и миграцию элементов в земной коре.

Сведения о составе и строении различных участков земной коры синтезирует региональная геология. В составе горных пород и минералов отражаются особенности внешних оболочек Земли – гидросферы, атмосферы, биосферы. Вот почему данные о вещественном составе земной коры чрезвычайно важны для выяснения сложной эволюции и этих сфер.

Изучение геологических процессов, происходящих в недрах Земли и на ее поверхности, в ходе которых образуются горные по роды и минералы. Эти процессы изучает динамическая геология, которая тесно связана с палеогеографией (от греч. Palaios – древний + ge + grapho). Частными по отношению к динамической геологии являются сейсмология (от греч. seismos – землетрясение + logos), вулканология (от: лат. Vulcanus – бог огня и кузнечного искусства + logos). Геоморфология (от греч. ge + morphc – форма + logos) – наука, пограничная с географией, изучает процессы формирования современного и древнего (палеогеоморфология) рельефа Земли.

Выявление общих закономерностей развития земной коры и внешних оболочек Земли (историческая геология). Реконструкция истории Земли базируется на изучении горных пород с заключенными в них остатками организмов. Хотя наука об ископаемых организмах – палеонтология относится к циклу биологических, она тесно связана с геологией. Горные породы, формировавшиеся в сходных условиях, вместе с заключенными в них органическими остатками слагают фации (от лат. facies – наружность, форма), которые отражают ландшафты прошлого. Так, на дне моря образуется мел (морские фации), на суше – болотные, речные и другие фации. Геотектоника (от греч. tektoriike – строительное искусство) – наука о частных и общих закономерностях движений земной коры. Эти движения отражаются как в составе горных пород, так и в особенностях их залегания. Методы структурной геологии позволяют выявить нарушения первичных условий залегания горных пород (тектонические деформации). На основании изучения различных регионов геотектоника призвана создать общую теорию развития Земли и земной коры.

Таким образом, историческая геология дает картину не только возникновения и развития Земли, но и внешних ее оболочек – гидросферы, атмосферы, биосферы. Специфика развития Земли в последние несколько миллионов лет привела к выделению особой науки – четвертичной геологии, или геологии антропогена (от греч. anthropos – человек, genos – рождение).

Кроме того, геология призвана решать и более частные вопросы, имеющие важное практическое значение. Прежде всего, это относится к разработке учения о полезных ископаемых. А.Л. Яншин, рассматривая развитие геологии, отмечает, что на протяжении длительного времени она находилась в стороне от практики и даже в работах, ставших классическими (например, в «Основах геологии» Ч. Лайеля), о полезных ископаемых ничего не говорилось. Поиски и разведка полезных ископаемых осуществлялись рудознатцами, позже специалистами-геологами и только в пятидесятых годах текущего столетия геология становится наукой, служащей производству.

К практическим разделам геологии относятся гидрогеология – учение о подземных водах, их формировании, составе, движении, взаимоотношениях с горными породами. В задачу гидрогеологии входят также вопросы, связанные с поисками и разведкой подземных вод для нужд народного хозяйства. Инженерная геология – наука о грунтах как основаниях различных сооружений при строительстве, прокладке дорог и т.п. Геологическое картирование – разработка теоретических основ изображения геологического строения территории в плане и разрезе. Поисково-разведочное дело – методы и приемы поиска и разведки полезных ископаемых, определения их запасов. Рудничная и шахтная геология решает проблемы, связанные с добычей полезных ископаемых, рациональным извлечением их из недр Земли.

Следовательно, современная геология выступает как сложный комплекс наук, базирующийся на достижениях физики, химии, математики, биологии.

Науки о Земле занимают особое место среди других разделов естествознания. Прежде всего, необходимо отметить их определяющее значение для формирования материалистического понимания природы. В трудах Ф. Энгельса, В.И. Ленина есть целый ряд примеров, когда достижения геологической науки привлекаются для борьбы с идеалистическими концепциями. Так, Ф. Энгельс в работе «Людвиг Фейербах и конец немецкой классической философии» наряду с другими открытиями, послужившими основой для развития материализма, называет гипотезу происхождения Земли Канта – Лапласа. Разбирая концепции идеалистов, В.И. Ленин в работе «Материализм и эмпириокритицизм» обращается к вопросам, связанным с возрастом Земли.

 

 

 

 

3.2 Общие закономерности  развития геологических наук

В геологии накапливается значительный материал по изучению минералов земной коры, географических зон Земли, эволюции земной коры во времени и др. Тем не менее, геология еще не порывает с метафизическими взглядами.

Очень ярким примером этого является борьба двух односторонних концепций о факторах геологических изменений, характерная для геологии второй половины XVIII века. Нептунисты во главе с саксонским геологом А.Г. Вернером (1750-1817) исходили из предположения, что горные породы (все без исключения) образовались в результате накопления и кристаллизации осадков в водах первичного Океана. Факторам глубинным отводилась ничтожная роль. Сохранявшееся еще представление о «всемирном потопе» препятствовало анализу эволюции земной коры. Плутонисты во главе с шотландским ученым Дж. Геттоном (1726-1797), наоборот, пытались объяснить все геологические изменения действием «внутреннего жара Земли», одинакового во все периоды существования нашей планеты. Внутренними процессами (вулканизм) плутонисты объясняли образование гор, морей и континентов. Действию воды отводилась только разрушительная роль. История Земли рассматривалась поэтому как множество повторяющихся циклов созидания и разрушения, без каких-либо новообразований.

Обе эти концепции сыграли определенную положительную роль в развитии геологической теории. С позиций нептунизма становилось возможным разрабатывать проблему разновозрастности слоев Земли и разновременности образования геологических формаций с учетом различных условий среды. С позиций плутонизма стало возможным изучение глубинных процессов, обоснование идеи длительности геологического времени и дальнейшая разработка метода актуализма.

Большое значение для развития геологической мысли имело постепенно укрепляющееся представление об изменениях органического мира во времени. К концу XVIII и в начале XIX в. геологами были заложены основы палеонтологии и стратиграфии, подрывающих идею К. Линнея о неизменяемости видов и идею механической эволюции (преформизма), развиваемую во второй половине XVIII в. французским биологом Боннэ. Геологическая мысль стимулирует развитие биологической теории, в которой вновь постепенно пробивает себе дорогу идея самозарождения жизни, теория эпигенеза (индивидуального развития организма), как и идея эволюции органического мира в целом.

Таким образом, геологическая наука шаг за шагом завоевывала себе новые научные позиции в борьбе, как против идеалистической интерпретации природы, так и против метафизического способа мышления. Однако этот процесс развивался в острейшей идейной борьбе.

Спор о естественном источнике геологического развития подводит к вопросу о соотношении приповерхностных (экзогенных) и глубинных (эндогенных) процессов в этом развитии, выходя из рамок тектоники в область общей геологии. Идея эволюции геологических процессов, подчиненной действию естественных причин, завоевывает себе новые позиции.

Концепция развития в геологии во второй половине XIX в. получала обоснование в двух основных направлениях: в палеонтологии, стратиграфии и исторической геологии, с одной стороны, и в тектонике – с другой.

В то же время в геологии продолжается разработка концепции развития. Наряду с дальнейшим развитием стратиграфии важное значение приобрело учение о фациях (разнотипных, но одновозрастных комплексах горных пород, образующихся в различных условиях геологической среды). Изучается последовательность их смены во времени, а на этой основе разрабатывается метод фациального анализа (Головкинский, Иностранцев, Вальтер). Одновременно развиваются, палеогеография и палеоклиматология с соответствующими методами исследования, расширяющими научный материал, необходимый для понимания исторического развития земной поверхности и основных ее структур – материков и океанов, различных климатических зон и др. Очень интересны в этом отношении исследования А.П. Карпинского, изучавшего Русскую платформу.