ЛЕКЦИЯ №1

ВВЕДЕНИЕ. ПРЕДМЕТ, ОБЪЕКТ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ НАУКИ ГЕОЛОГИИ

Любая наука имеет свою точку отсчета, свои исторические вехи. К Геологии особенно применимы слова Альберта Эйнштейна: «Знание является функцией времени». Геология, с одной стороны, опирается на точные факты и знания. Но, с другой стороны, ее теоретическая база до сих пор в немалой степени «соткана» из гипотез и интуитивных догадок. Становление и развитие Геологии было длительным, извилистым и тернистым. Их не обошли годы мрака, застоя и теоретических блужданий. «Mente et malleo» («Умом и молотком») начертано на эмблеме Международного геологического конгресса. Но истина в Геологии добывалась не только умом и «молотком» (в экспедициях), но и в азартных, нередко нелицеприятных и жестоких спорах.

Люди начали пристально изучать и осваивать Землю уже на первых этапах своего существования. Геология (греч. «гео» - земля, «логос» - учение) как наука о составе, строении, геологических процессах, истории формирования и развитии земной коры в целях прогнозирования закономерностей распределения в ней полезных ископаемых оформилась с середины XVIII в. Объектом изучения геологии является земная кора; предметом - состав, строение, история формирования и конечной целью -полезные ископаемые. Помимо этого каждая наука обладает собственным набором принципов, гипотез, теорий и методов исследований.

Первые попытки создать научную геологию связаны с именами трех крупнейших ученых того времени – М.В Ломоносова в России, А.Г. Вернера в Германии и Д. Геттона в Шотландии.

Становление геологии происходило в процессе решения практических запросов человеческого общества. Различные минералы и горные породы использовались первобытным человеком для изготовления примитивных каменных орудий. В бронзовый и железный века огромное значение уже имели самородные металлы — медь, золото, серебро, а также руды меди, олова, железа. Рост тяжелой индустрии, электротехнической и химической промышленности, войны потребовали огромного количества минерального сырья. Это обусловило интенсивное развитие геологических исследований в конце XIX – в начале XX в.

Еще больше возросла роль минерального сырья и самой геологии во второй половине XX в. Разнообразие природных ресурсов и степень их изученности определяли уровень экономической независимости государства. А глубокие и достоверные знания о геологическом строении недр и происходящих в них процессах позволяли прогнозировать и преодолевать последствия многих геологических катастроф.

Главными принципами геологии являются актуализм и историзм. В лаконичном виде принцип (метод) актуализма формулируется следующим образом: "Настоящее - ключ к познанию прошлого", т. е. исследование современных геологических процессов и использование результатов этого исследования для познания аналогичных процессов и их продуктов (явлений) в прошлом. Поскольку развитие темной коры, как и любой другой геосферы, носит эволюционный характер, актуализм уравновешивается (корректируется) принципом историзма, т.е. признается возможность отсутствия прямых аналогий между современными и прошлыми процессами, поэтому геологические явления должны изучаться в их развитии, взаимной связи и обусловленности, с учетом конкретных условий, времени и места их совершения.

В своих исследованиях геология опирается на комплекс смежных наук о 'Земле и Жизни - астрономию, геодезию, геофизику, геохимию, географию, биологию, биогеохимию и другие с привлечением методов этих наук, а также методов физики, химии, математики, информатики.

Современная геология значительно дифференцировалась и представляет собой комплекс взаимосвязанных дисциплин. При этом каждый раздел, составляющих предмет геологии, имеют свою группу дисциплин со своими частными объектами и предметами исследований.

Первую группу образуют дисциплины о составе земной коры: минералогия изучает минералы, природные химические соединения; петрография - горные породы, природные агрегаты минералов; литология - осадочные горные породы; кристаллография - природные кристаллы земной коры.

Вторую группу образуют дисциплины о строении земной коры, геотектоника и структурная геология изучают структуры земной коры, условия залегания горных пород их деформации и причины (движения) изменения структуры земной коры; геофизика - строение внутренних сфер земли; сейсмология - геологические условия возникновения землетрясений; вулканология - деятельность вулканов и др.

Третье важное направление в геологии образуют дисциплины, изучающие историю и закономерности развития земной коры со времени ее возникновения до наших дней: стратиграфия - изучает последовательность формирования горных пород и их первичные пространственные взаимоотношения, геохронология - относительный и абсолютный возраст горных пород и слагаемых ими слоев; палеогеография -изменения физико-географических условий земной поверхности в течении геологического времени; палеонтология - ископаемые остатки растительных и животных организмов.

Кроме перечисленных выделяются также геологические дисциплины, пограничные с другими науками (географией, гидрологией, инженерией): геоморфология - наука о рельефе земной поверхности, гидрогеология - о подземных водах, инженерная геология и грунтоведение - о земной коре в качестве среды обитания человека. Объединяет все эти дисциплины в единую науку общий объект и предмет исследований. Вместе с тем каждая дисциплина формулирует свой ракурс, предмет, свою задачу в исследуемом объекте. Отсюда и множество, разнообразие методов, привлекаемых для решения своих задач.

Геологические методы исследования вещества земной коры делятся на прямые и косвенные, визуальные и инструментальные, лабораторно-аналитические и экспериментальные. Методы прямого, визуального исследования основываются па изучении горных пород в естественных обнажениях (каньоны, обрывы по берегам рек, морей, озер), в шахтах и ручниках, а также в буровых скважинах, из которых извлекали я образцы пород (керны). Методами непосредственного исследования можно охватить лишь самую верхнюю часть земной коры и ограничиваться высотой естественных обрывов глубиной шахт и рудников, а также буровых скважин (наиболее глубокая скважина на Кольском п-ове достигает 12,5 км). Более глубокие слои изучаются геофизическими методами сейсмический - по скорости распространения в земной коре и подстилающих слоях упругих волн либо естественных (землетрясения), либо искусственно вызванных с помощью взрывов; гравиметрический - по распределению силы тяжести и ряд других методов. Отобранные в полевых условиях минералы и горные породы подвергаются лабораторному анализу с привлечением методов физики и химии (вещественный состав, оптические и механические свойства, признаки радиоактивности и т. д.).

Исключительно важны геологические знания для решения актуальных и предсказуемых проблем экологии и рационального, природосберегающего использования ресурсов недр. В частности, данные о геологическом строении территории - основа экологической экспертизы проектов недропользования и налагаемых при этом экологических ограничений вплоть до запрета реализации проектов. Этим самым определяется место геологии в теории и практике экологии и природопользования. Здесь неизбежно возникает конфликт интересов между необходимостью наращивания добычи полезных ископаемых, как основы экономики, научно-технического прогресса и охраной природы, сохранением среды обитания в приемлемых для здоровья населения параметрах.

Для нахождения допустимого компромисса в конфликтных ситуациях необходимо овладеть основами, геологии на определенном профессиональном уровне. Для этого, прежде всего, необходимо овладеть понятийным аппаратом геологии, представляющим собой систему взаимосвязанных понятий, находящимся между собой в отношениях субординации (соподчинения) и координации (рядоположения).

Геология - не только прикладная наука, помогающая людям умножать материальные богатства общества. Она затрагивает непосредственным образом проблемы происхождения Земли, зарождения и развития жизни на нашей планете и строения других планет Солнечной системы.