9 місяців тому
Немає коментарів

Sorry, this entry is only available in
Російська
На жаль, цей запис доступний тільки на
Російська.
К сожалению, эта запись доступна только на
Російська.

For the sake of viewer convenience, the content is shown below in the alternative language. You may click the link to switch the active language.

Геология как наука о Земле, ее строении, происхождении и раз­витии сформировалась на рубеже XVIII и XIX вв. после появления основополагающих работ велико­го русского ученого М. В. Ломо­носова и замечательных естество­испытателей того времени А. Г. Вернера, Дж. Хаттона (Гет­тона), Ж. Кювье и после фор­мулировки всемирно извест­ной гипотезы И. Канта и П. Лапла­са об образовании Земли и планет за счет сгущения вращавшегося протосолнечного газового облака.

С тех пор геология добилась большого совершенства при изуче­нии строения и состава самых верх­них частей континентальной коры. Геологи умеют составлять деталь­ные описания выделенных ими гео­логических объектов с определе­нием их структуры, состава, возра­ста и последовательности форми­рования. Геологам удалось также выявить ряд важных эмпириче­ских закономерностей в распреде­лении горных пород и в условиях их залегания на поверхности Земли. Этими закономерностями они умело пользуются при поисках по­лезных ископаемых, но только в приповерхностных частях земной коры. Кроме того, в отдельных разделах геологии, таких, напри­мер, как петрология и геофизика, широко использовался экспери­мент, а разработанные в рамках этих разделов частные теории по­зволяли проводить уверенную ин­терпретацию экспериментальных данных. Однако до конца 60-х гг. нашего века геология во многом носила описательный характер, и, несмотря на более чем полутора­вековой ее возраст, еще не, была сцементирована единой научной теорией.

И дело здесь вовсе не в том, что ранее не делалось попыток создания такой обобщающей тео­рии. Как раз наоборот, одна из наиболее впечатляющих геологи­ческих гипотез всеобъемлющего плана, стремившаяся объяснить весь комплекс геологических про­цессов на Земле и ее эволюцию во времени, появилась еще в начале XIX в. и окончательно сформи­ровалась к середине того же века. Это знаменитая контракционная гипотеза Эли де Бомона, объ­яснявшая происхождение складча­тых горных поясов постепенным сокращением радиуса Земли за счет охлаждения ее изначально пе­регретого огненно-жидкого веще­ства. Контракционная гипотеза ка­залась столь логичной и последо­вательной и так хорошо вписыва­лась в господствовавшую тогда космогоническую модель образо­вания Земли, что почти на столе­тие буквально заворожила геоло­гов своей красотой. К сожалению, эта стройная гипотеза не удовле­творила требованиям современ­ной физики, не выдержала коли­чественной проверки расчетом и не смогла объяснить многих основ­ных закономерностей развития Земли.

С тех пор как стала выясняться несостоятельность контракционной гипотезы, в геологии возникла масса частных, а иногда и взаимо­исключающих друг друга гипотез, предназначенных для описания от­дельных сторон геологических яв­лений, но явно неспособных объ­яснить весь геологический процесс в целом. В подавляющем большин­стве эти гипотезы носили качест­венный и описательный характер, не поддавались количественному расчету, а часто и прямо противо­речили законам физики. Яркими примерами тому могут служить многочисленные гипотезы расши­ряющейся, пульсирующей, гид­ридной Земли, базификации кон­тинентальной коры и т. д. Такое положение с геологической теори­ей привело к тому, что среди гео­логов классической школы утвер­дилось скептическое убеждение, будто эндогенные процессы, управляющие геологической жизнью Земли, будут познаны еще очень и очень нескоро.

Однако после крушения контракционной гипотезы необходи­мость разработки общей геологи­ческой теории, опирающейся на материалистическое мировоззре­ние, строгие законы физики и со­временные космогонические пред­ставления о происхождении Зем­ли, ощущалась все более и более остро. Такая теория была необхо­дима прежде всего в мировоз­зренческом аспекте, поскольку геологи да и вообще все люди должны достаточно ясно представ­лять себе общую картину образо­вания и развития планеты, на кото­рой мы все живем. Необходима такая теория геологам и для по­нимания природы отдельных гео­логических процессов, и для про­ведения количественных расчетов их развития. Наконец, в послед­ние годы интерес к геологической теории возрос с особой силой в связи с проблемой увеличения глу­бины прогнозирования и поисков месторождений полезных ископае­мых, не обнажающихся на земной, поверхности и, следовательно, скрытых от глаз геологов. При ре­шении этой важнейшей приклад­ной задачи обойтись без настоя­щей и строго научной геологиче­ской теории уже просто невозмож­но, так как «нет ничего практич­нее, чем хорошая теория». Вот по­чему мы связываем перспективы развития современной геологии с разработкой и внедрением в прак­тику геолого-поисковых работ современной геологической тео­рии.

В этой связи мы хотели бы об­ратить внимание читателей на то, что за последние годы в геологии произошел коренной пересмотр старых представлений о природе глубинных процессов, определяю­щих геологическое развитие на­шей планеты и в науках о Земле сформировалась новая система взглядов, постепенно переросшая в современную эволюционную геологическую теорию. Эта наибо­лее общая теория возникла за счет слияния и дальнейшего совместно­го развития тектоники литосферных плит, т. е. теории, описываю­щей геологические процессы, про­исходящие в верхней (литосфер­ной) оболочке Земли, современ­ной космогонической гипотезы происхождения Земли и гидроди­намической теории, описывающей конвективный массообмен в ман­тии.

Разработка тектоники литосферных плит проводилась большим коллективом ученых из разных стран мира. Большой вклад в ее развитие внесли геофизики и гео­логи из США — Г. Хесс, Р. Дитц, B. Морган, Дж. Хейртцлер, Дж. Оливер, Л. Сайке, Б. Айзекс; из Англии — Д. Мэтьюз, Ф. Вайн, Е. Буллард, Дж. Дьюи; из Кана­ды — Дж. Вильсон; из Франции — К. Ле Пишон, Ж. Франшто; из Япо­нии — А. Миаширо, С. Уеда и др. Развитие идей мобилизма в Совет­ском Союзе прежде всего связа­но с именами таких известных со­ветских геологов, как П. Н. Кро­поткин, А. В. Пейве, В. Е. Хаин, А. Н. Храмов и др. Крупный вклад в разработку самой теории текто­ники литосферных плит внесли со­ветские геофизики и геологи C. А. Ушаков, первым у нас в Сою­зе оценивший значение новой тео­рии для геологии, Ю. И. Галушкин, А. М. Городницкий, Р. М. Демениц­кая, Л. П. Зоненшайн, В. Г. Казь­мин, А. М. Карасик, А. Л. Книппер, А. А. Ковалев, М. И. Кузьмин, A. П. Лисицын, Л. И. Лобковский, B. М. Моралев, Л. А. Савостин, B. В. Федынский, В. Е. Хаин, C. С. Шульц (мл.), авторы брошю­ры и некоторые другие специа­листы.

У истоков современных пред­ставлений о происхождении Земли стоял известный советский ученый и полярный исследователь, акаде­мик О. Ю. Шмидт, тогда как раз­работка самой теории аккреции (слипания) протопланетного газо­пылевого облака принадлежит другому советскому ученому-пла­нетологу В. С. Сафронову. Разра­ботка теории гравитационной диф­ференциации Земли — главного процесса, управляющего эволюци­ей нашей планеты, и гидродинами­ческое описание химико-плотностной конвекции в мантии также принадлежит советским ученым — в том числе и авторам брошюры. Поэтому приятно отметить, что в разработке такой наиболее общей геологической теории Земли ве­дущую роль сыграли именно со­ветские ученые.

За короткое время новая теория с единых материалистических по­зиций и на строгом физическом уровне сумела объяснить природу практически всех эндогенных гео­логических процессов, развиваю­щихся в недрах нашей планеты. Многие из геологических явлений, о существовании которых геологи прежде даже и не подозревали, вначале были открыты чисто тео­ретическим путем и лишь затем обнаружены экспериментально. Кроме того, новая теория факти­чески объединила три главных на­правления в науках о Земле — гео­логию, геохимию и геофизику, по­зволив тем самым рассматривать эволюцию Земли в широком мно­гообразии движения материи, включая механические переме­щения вещества, его химические преобразования и сопутствующие им энергетические процессы.

Все это привело к революцион­ным преобразованиям наук о Зем­ле. Подлинная революция в гео­логии, все последствия которой просто трудно переоценить, про­должается и в настоящее время, буквально на наших глазах. Зна­чение новой теории для геологии без всяких преувеличений можно сравнить лишь со значением кван­товой механики для физики, мо­лекулярной генетики для биологии и кибернетики для техники. В чем же заключаются основы такой эво­люционной геологической теории?

Согласно этой теории наиболее мощным планетарным процессом, управляющим всей эволюцией Земли, является процесс гравита­ционной дифференциации земно­го вещества, приводящий к выде­лению в центре Земли плотного окисно-железного ядра и к возник­новению в ее силикатной оболоч­ке, т. е. в земной мантии, химико-плотностной конвекции. Под влия­нием мантийных конвективных те­чений верхняя жесткая оболочка Земли — ее литосфера оказыва­ется разбитой на ряд плит, пере­мещающихся по поверхности асте­носферы (пластичного слоя в ман­тии Земли). Границы плит четко отмечаются узкими зонами повы­шенной сейсмичности. В тех ме­стах, где плиты расходятся, обра­зуется новая литосфера с океан­ской корой на поверхности, и воз­никают срединно-океанические хребты с рифтовыми зонами на их гребнях. В тех местах, где плиты сходятся и надвигаются друг на друга, возникают сопряженные структуры глубоководных желобов с островными дугами или активными окраинами континентов ан­дийского типа. В этих же зонах поддвига плит формируется кон­тинентальная кора за счет пере­плавления затянутых туда пород океанской коры и осадков.

Как видно, основы новой геоло­гической теории совершенно есте­ственны и предельно просты. В на­стоящее время эта теория пол­ностью согласована с законами фи­зики, основные ее положения ко­личественно рассчитаны по урав­нениям математической физики или промоделированы на ЭВМ, у новой теории на счету имеются и многочисленные примеры соответ­ствия геологическим и геофизиче­ским данным, имеется сейчас и ряд примеров успешной проверки теории с помощью контрольных экспериментов. Очень важно, что на счету у новой теории (в рамках тектоники литосферных плит) уже имеются и первые успешно оправ­давшиеся прогнозы размещения полезных ископаемых (в частности, нефти и газа). Несостоятельной оказалась и критика новой геоло­гической теории, построенная, как правило, на недоразумениях или на простом ее незнании. Все это заставляет нас очень серьезно от­нестись к изучению, пропаганде и внедрению геологической тео­рии в практику геологических ис­следований, как этого и требует от нас решение июньского (1983 г.) Пленума ЦК КПСС, на котором было сказано, что одна из важней­ших задач пропаганды и агита­ции — всемерно способствовать решению кардинальных народно­хозяйственных проблем: интенси­фикации производства, быстрей­шему внедрению достижений нау­ки и техники.

К сожалению, процесс восприя­тия и особенно внедрения в практику новых научных теорий часто оказывается очень длительным. Связано это с тем, что новые тео­рии в науках возникают не на пу­стом месте, а на фоне существо­вавших прежде и уже давно устоявшихся представлений. Кро­ме того, появлению новых науч­ных идей, как правило, предшест­вуют длительные периоды накоп­ления новых фактических данных, не укладывающихся в рамки ста­рых концепций о физической сущ­ности тех или иных природных яв­лений и процессов. Но даже когда такие основанные на новых дан­ных теории появляются, то и тог­да они обычно не сразу завоевы­вают себе признание в научном мире, поскольку восприятию основных положений новой кон­цепции или теории иногда препят­ствуют наши привычные взгляды и «очевидные» представления, пре­одолеть которые, перешагнув че­рез психологический барьер «оче­видности», не всегда легко. Он соз­дается нашими обыденными пред­ставлениями о незыблемости и ста­бильности расположения матери­ков на поверхности земного ша­ра — ведь горные породы так твер­ды, а массы континентов столь ве­лики, что, кажется, нет сил, способ­ных сместить их с места. И пере­шагнуть этот барьер не так-то про­сто. Для этого нужны и очень вес­кие основания в необходимости восприятия новых идей, и убеди­тельные доказательства их спра­ведливости.

Впервые барьер «очевидности» в теоретической геологии удалось перешагнуть талантливому англий­скому физику Осмонду Фишеру еще в прошлом веке в его неза­служенно забытой работе «физи­ка земной коры», изданной в 1889 г. Создавая свою концепцию мобилизма (т. е. горизонтальных перемещений крупных блоков земной коры), О. Фишер исходил из одновременного существования на Земле структур растяжения и сжатия. К первым он отнес струк­туры растяжения в Исландии, на осевом плато Атлантического оке­ана, как тогда называли Срединно-Атлантический хребет, и в других подобных им регионах, в которых сейчас происходят обильные из­лияния базальтов. К структурам сжатия он отнес Тихоокеанский по­движный пояс повышенной сейс­мичности. В качестве геодинами­ческой модели развития земной коры он принял закономерности движения лавовых корок, обра­зующихся при остывании магмы в лавовом озере Килауэа на Гавай­ских островах. В результате О. Фи­шер пришел к таким правильным выводам: 1) океанская кора обра­зуется за счет излияния базальтов из трещин в зонах растяжения, та­ких, например, как Исландия и осе­вое «плато» Атлантического оке­ана (т. е. Срединно-Атлантический хребет); 2) по периферии Тихого океана существуют зоны сжатия, вдоль которых океанское дно опу­скается под островные дуги и кон­тинентальные окраины. Этот-то поддвиг океанской коры под кон­тинентальную и приводит к воз­никновению землетрясений вдоль Тихоокеанского подвижного коль­ца; 3) движущим механизмом яв­ляются конвективные течения подкорового вещества.

Просто поразительно, как за 70—80 лет до появления осново­полагающих работ по тектонике литосферных плит была нарисова­на столь близкая к современной геодинамическая модель развития геологических процессов на Зем­ле. Сейчас приходится только гадать, как пошло бы развитие наук о Земле, если бы современники по заслугам оценили революционные идеи О. Фишера. Однако они слишком опередили свою эпоху, не были восприняты геологиче­ской общественностью того вре­мени, оказались надолго и прочно забытыми, и современную геоло­гическую теорию пришлось созда­вать независимо и заново. Почему же произошла такая задержка с ее разработкой?

Длительная задержка с разра­боткой геологической теории, по­мимо чисто субъективных причин, имела и свою объективную при­чину, связанную с тем, что в науке недостаточно высказать только са­му идею, ее еще надо доказать. Настоящие же доказательства в пользу идей мобилизма и дрейфа континентов, основанные на ис­пользовании принципиально новых данных, были получены лишь в 50—60-х гг. нашего века после про­ведения детальных исследований геологического строения дна Ми­рового океана. Теперь становится понятным, почему одна из старей­ших наук — геология до середи­ны XX в. все еще оставалась без настоящей теории. Объясняется это тем, что «ключ» к познанию процессов геологического разви­тия Земли лежал на дне океана и «поднять» его можно было толь­ко ценой организации широких международных океанологических исследований по всем акваториям Мирового океана. По этой же при­чине основной вклад в разработ­ку тектоники литосферных плит внесли именно геофизики и гео­логи, занимавшиеся изучением строения и развития океанского дна.

К настоящему времени совре­менная геологическая теория уже прочно встала на ноги, полностью «созрела» для использования на практике и готова к внедрению. Но для ее применения на прак­тике необходимо, чтобы и сами геологи были подготовлены к ее восприятию. Для этого прежде всего надо знать новую теорию не понаслышке, а в деталях и уметь ею пользоваться. В этой брошюре мы, естественно, не ставим себе за­дачи детального описания самой теории (ей посвящено немало спе­циальных монографий и статей, часть из которых упоминается в конце брошюры), но предполага­ем дать ее общее популярное из­ложение и наметить те пути со­вершенствования теории и воз­можного ее внедрения в практику, которые, по нашему мнению, и определяют главные перспективы развития современной геологии.