Основные этапы в развитии геологии. Борьба катастрофизма и эволюционизма, нептунизма и плутонизма.

Геология, как всякая наука, возникла и развивалась из потребностей практики человеческого общества. В ее становлении можно выделить донаучный этап. Наши далекие предки начали использовать горные породы и минералы сначала в каменном веке – для изготовления примитивных орудий, позднее в течение бронзового и железных веков – для выплавки золота и серебра: меди, олова, железа. Горные выработки древних людей, сохранившиеся до нашего времени, доказывают, что проходились они с исключительной целесообразностью, показывающей, что рудокопы разбирались не только в рудах, но и породах, среди которых руды залегают, и вообще в деталях геологического строения рудоносного района. Поэтому древние горные выработки, являющиеся как бы памятниками искусства древних рудокопов, не только не утратили значения в наше время, но широко используются в поисковой практике и часто указывают на наличие «новых» месторождений полезных ископаемых.

Использование природных богатств сопровождалось и первыми попытками их изучения. Дошедшие до нас труды древних ученых имеют лишь исторический интерес, т.к. здравые мысли в них переплетаются с фантастическими измышлениями и легендами. Интересны наблюдения Геродота (V в. до н.э.) о геологической деятельности р. Нил и образовании ее дельты, Аристотеля (384-322 г.г. до н.э.), представившего первые доказательства шарообразности Земли, Страбона и Плинии (I в. до н.э.) об извержении вулкана Везувий.

Нам известно, что в глубокой древности имелись ценные изобретения, относящиеся к горному делу и геологическим наукам. Например, бурение применялось египтянами еще 6000 лет назад при постройке пирамид. В Китае соляные рассолы добывались из буровых скважин свыше 2000 лет назад. В Китае же был изобретен компас в Ш в. до н.э., а в 132 г. китайский ученый Чэкан-Хэн сконструировал I-ый сейсмограф. Все эти достижения древних ученых, конечно, способствовали развитию науки.

Эпоху Средневековья можно отнести к ранненаучному этапу. В это время в Европе жестоко карались еретические мысли (т.е. отступающие от церковных догматов), развитие естествознания почти прекратилось. Однако народы, находившиеся под воздействием арабской культуры, достигли успехов в познании природы. Среди ученых этого времени (XI-XIII вв.) следует назвать Таджикского ученого Абу-Али Ибн-Сина (Авиценна 980-1037 г.). В «Книге исцеления», написанной Авиценной содержится объяснение процессов горообразования, высказываются мысли о неоднократных изменениях лица Земли; им была также предложена первая классификация горных пород и минералов. Хорезмиец Аль-Бируни (972-1048 г.) в труде «Книга сводок для познания драгоценностей» описал 100 минералов и горных пород, указал их месторождения. Этот труд переводился на европейские языки и в течение последующих веков играл роль важного справочного пособия.

С началом эпохи Возрождения (XV-XVII вв.) резко усилился интерес к научному познанию нашей планеты. Этому содействовали великие географические открытия (открытие Америки 1492г.: кругосветное путешествие Магеллана…), развитие торговли и производства товаров.

Среди ученых этого времени, занимавшихся различными вопросами геологии, следует отметить Леонардо да Винчи (1452-1519), немецкого ученого Георга Бауэра (Агриколы), датчанина Нильса Стенсена (Николаус Стено) и др. Леонардо да Винчи доказал, что окаменелые остатки принадлежат морским организмам, и на основании их присутствия высоко в горах предполагал движения земной коры, изменения положения суши и моря и образование осадков в морях. Он имел также правильное о процессах разрушения гор реками.

Агрикола составил значительную для своего времени сводку знаний о минералах и рудах, способах их отыскания, добычи и переработки.

Рис. . Выработки древних рудокопов (предполагаемых возраст 700 лет) на месторождении благородной шпинели Кухилал. Ю-З. Памир. (фото С.А. Ананьева)

Николаус Стено установил ряд закономерностей в образовании и залегании слоев горных пород, которые были положены в основу структурной геологии и геотектоники.

Несмотря на эти успехи в развитии человеческих знаний они имели ограниченное значение и не получали распространения. В то время преобладали нелепые взгляды на природу и среди этих взглядов самым ложным было представление о неизменяемости природы, широко было распространено в то время представление о существовании в истории Земли всемирного потопа, описанного в библии.

Геология как наука (научный этап) начинает формироваться с середины XVIII в. Первые попытки создать научную геологию связаны с именами 3-х крупнейших ученых того времени – М.В. Ломоносова в России, Джеймс Геттона в Шотландии и Ч. Ляйелля в Англии. В этот период XVII-XVIII вв. в объяснении причин изменения лика Земли естествоиспытатели,

Рис. . Горные выработки эпохи возрождения в Рудных горах Германии, Фрайберг (фото С.А. Ананьева)

чаще всего придерживались одного из 2-х направлений, наметившихся еще в древней Греции – нептунического (Нептун – бог морей у римлян) и плутонического (Плутон – бог подземного царства у древних греков). Представители нептунического направления (талантливый профессор саксонец Абрам Вернер, 1750-1817 г.) утверждали, что во всех геологических процессах главная роль принадлежит воде, ее деятельности, и все горные породы, слагающие земную кору, представляют собой водные осадки, т.е. образовались на дне водных бассейнов. Так, Фалес в своем учении утверждал, что Земля со всеми населяющими ее первыми организмами произошла из воды.

Представители плутонического направления основное значение придавали «подземному огню» и с ним связывали преобразования лика Земли и возникновение горных пород. Учение плутонистов было более прогрессивным. Наиболее полное выражение идей плутонистов находится в известном сочинении шотландского геолога Джемса Геттона «Теория Земли», 1795 г. Существование вулканов, образование жильных пород Геттон объяснял действием «подземного жара», наличием подземных очагов, с которыми он связывал происхождение базальтов, гранитов и других магматических пород. Придавая основное значение «подземному жару» Геттон, не был ортодоксальным плутонистом по сравнению с другими, и в его трудах можно обнаружить попытки синтеза нептунического и плутонического направлений.

Следует заметить, что еще задолго до Геттона подобные же мысли о влиянии «подземного жара» на развитие земной поверхности высказывал наш гениальный соотечественник М.В. Ломоносов (1711-1765). Свои основные геологические представления М.В. Ломоносов изложил в известном сочинении «О слоях земных» и работе «Слово о рождении металлов от трясения Земли», 1757 г. В этих сочинениях Ломоносова красной нитью проходят его представления о непрерывных изменениях, которым подвергается земная поверхность. В качестве факторов, вызывающих эти изменения, Ломоносов указывает на «господствующий жар в земной утробе», служащих причиной «земных трясений» и долговременных понижений и повышений земной поверхности, а также возникновения вулканов. С другой стороны, М.В. Ломоносов признавал влияние на формирование земной поверхности и внешних факторов (ветра, рек, морских волн, и т.д.). 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.

Очень прогрессивным у М.В. 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. На основании наблюдений над выделением смолы у современных хвойных М.В. Ломоносов правильно объяснил происхождение янтаря как ископаемой смолы (посвятив этому вопросу стихотворную оду); таким же путем он подошел к решению вопроса об образовании торфа, каменного угля, нефти.

Однако труды Ломоносова долгое время не получали должного признания. Его глубокие мысли непонятны современникам и преданы забвению. По настоящему заслуги Ломоносова были оценены лишь в советское время, когда в результате изучения его литературного наследия был установлен приоритет великого ученого – энциклопедиста во многих областях научного знания, в том числе и в геологии.

В конце XVIII в. и начале XIX в. были заложены основы стратиграфии и палеонтологии.

Английский ученый, землемер, Вильям Смит (1769-1839), принимая участие в работах по прокладке каналов, обратил внимание на различие органических остатков, встречающихся в разных пластах. Смит впервые установил возможность определения последовательности отложения пластов на основании заключенных в них ископаемых, заложив, таким образом, основы для развития исторического направления в геологии. Важное открытие Смита было подтверждено работами французских ученых Жоржом Кювье (1769-1832) и Александром Броньяра (1770-1847), изучавших ископаемых позвоночных из отложений Парижского бассейна. Анализируя фауну и флору из различных слоев, эти исследователи сумели восстановить геологическую историю Парижского бассейна и смену морских условий континентальными.

Жорж Кювье заложил основы палеонтологии – новой науки о животных и растениях прошлых геологических периодов и установления по ним возраста содержащих отложений. Его работы сыграли огромную роль в истории науки, но вместе с тем он создал теорию катастрофизма. Кювье объяснял различия в составе комплексов ископаемых, встречаемых в разных пластах вымиранием организмов в результате геологических катастроф.

Удар по катастрофизму был нанесен английским геологом Ч. Ляйеллем (1797-1875 г.). В книге «Основы геологии» 1833 г. Он доказал, что изменения земной поверхности могут происходить в результате деятельности самых обычных геологических факторов (ветра, дождя, ледников, морского прибоя и др.) без всяческих катастрофических явлений. Появившийся немного позднее в 1859 г. гениальный труд Ч. Дарвина «Происхождение видов» окончательно упрочил эволюционные идеи в геологии.