Эволюция геологических концепций

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Противостояние разных геотектонических идей, включая взаимоисключающие говорит о том, что ни одна из них не основывается на научных фактах.
В литературе, содержащей критический анализ гипотез, в особенности в дискуссиях сторонников соперничающих геодинамических воззрений, доказывается несостоятельность предполагаемых исходных причин тектогенеза и геоэволюционных выводов. По словам Ф.А. Летникова «… мы до сих пор не располагаем единой теорией, в рамках которой, в свою очередь, можно было бы рассмотреть все многообразие геологических процессов».
Подобное положение дел может быть объяснено тем, что в геотектонике преобладают идеи феноменологического характера, которые отражают скорее конструкции сознания исследователей, чем объективную реальность. Дальнейшее распространение феноме ...

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ 3

1. История развития геологических концепций 5
2. Основные научные концепции о геологическом и географическом прошлом Земли 13
4. Современные концепции развития геосферных оболочек 18
4.1. Концепция глобальной геологической эволюции Земли 18
4.2. История формирования геосферных оболочек 20

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 25
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 26

ВВЕДЕНИЕ

Формирование теории геологического развития Земли является достаточно большой проблемой для современной науки, эта теория описывает закономерности и причины эволюции внешних оболочек Земли. Кроме планетологии и геологии в решении этой задачи заинтересованы экология и биология – в связи с изучением условий существования и появления живых организмов. В области природопользования подобная теория используетсяпри прогнозировании строения земной коры на значительной глубине, протекающих там процессов и находящихся там полезных ископаемых. В области устойчивого, с экологической стороны, развития цивилизации теория является необходимой для прогнозирования глобальных геодинамических последствий человеческой деятельности.
Объяснению геологической эволюции Земли посвящено достаточно большое число геотектонических гипотез.
В наиболее широко известных разработках поддерживается теория, что причина движущих сил геоэволюции лежит в глубинных процессах нашей планеты. Так, в концепции неомобилизма (“тектоника литосферных плит”) подразумевается крупномасштабное конвективное движение вещества в мантии. На базе этого вводятся представления о зарождении, взаимодействии и движении литосферных плит. Сторонниками концепции увеличения размеров Земли считается, что в процессе геологической истории происходил значительный рост размера планеты, вызвавший разделение литосферы на плиты. Напротив концепция сжатия (контракции) планеты, предполагает, уменьшение ее размера и неравномерное оседание литосферных плит. В пульсационной гипотезе чередование эпох расширения и сжатия Земли являются постулатами.
В основе гипотезы глубинного диапиризма лежит представление о том, что значительная масса вещества, которое имеет мантийное происхождение может всплывать на поверхность и внедряться в область земной коры. Соответственно представлениям о плюмтектонике и мантийных плюмах, из мантии струи расплава, являющиеся причиной региональных особенностей вулканизма или даже кругооборота веществ в теле Земли и глобальноготектогенеза.  

в геологии доминирующей стала именно концепция эволюционизма, в свете которой нептунизм, плутонизм, катастрофизм и униформизм представлялись довольно наивными попытками осмысления значения океана и мантии Земли, а также исключительных (катастрофических) событий и единообразия геологических процессов. Основная забота геологов теперь состояла в тщательной разработке самой концепции эволюционизма, в освобождении ее от каких-либо черт умозрительности. Надо было понять в деталях как эволюцию каждой геосферной оболочки в отдельности, так и взаимодействие геосферных оболочек Земли. Особое внимание привлекла литосфера, занимающая в шаровидной скорлупообразной структуре Земли центральное место. Геологический эволюционизм получает существенную поддержку со стороны мобилизма (от лат. Mobilis - подвижный).Концепция мобилизма восходит к именам английского геофизика О. Фишера и немецкого геофизика А. Вегенера. Согласно их воззрениям (Фишер, 1889 г., Вегенер 1912 г.), вопреки концепции фиксизма континентов, дно океанов и острова находятся отнюдь не в строго фиксированном положении, а дрейфуют. К сожалению, обоим основателям мобилизма для подтверждения своих воззрений недоставало фактического материала. Лишь в 50-60-х годах XX в. идеи мобилизма получают фактическое подтверждение.В конце 50-х годов были обнаружены крупнейшие подводные хребты протяженностью до 60 тыс. км. Возраст дна океанов (не более 150 млн лет) существенно уступал возрасту континентов (2-2,5 млрд. лет). По гребням подводных хребтов располагались рифовые зоны (трещины, растяжения), из которых извлекались лишь молодые базальты. Осмысление этих фактов выразилось в концепции неомобилизма, авторами которой были американский геолог Г.Хесс (1962), американский геофизик Р.Дитц (1961) и др. Согласно этой концепции, океаническая кора относительно молода, расширяется и погружается в мантию в зонах глубоководных желобов, континенты дрейфуют под действием конвективных течений магмы.Постепенно неомобилизм был преобразован в концепцию тектоники литосферных плит. Эта концепция, бесспорно, имеет яркий эволюционный характер и придает всему эволюционизму очевидное динамическое содержание. В концепции тектоники литосферных плит не только описывается движение плит, но и рассматриваются его динамические причины.О.Г.Сорохтин и С.А.Ушаков, плодотворно разрабатывающие концепцию тектоники литосферных плит, пишут: «Теперь становится понятным, почему одна из древнейших наук - геология - до середины XX в. все еще во многом оставалась описательной и не имела собственной теории. Объясняется это тем, что «ключ» к познанию процессов геологического развития Земли лежал на дне океана и «поднять» его можно было лишь ценой организации широких океанологических исследований по всем акваториям Мирового океана».К началу 70-х годов XX в. в геологии сложилась принципиально новая ситуация, специфика которой определяется в первую очередь следующими четырьмя обстоятельствами. Во-первых, существенно возрос динамический потенциал геологии, выразившийся в анализе причин явлений. Во-вторых, геология выступает как синтез междисциплинарных исследований: географических, геохимических, геобиологических и др. В-третьих, геологическая картина мира связывается с взаимодействием геосфер. В-четвертых, ее фактуальный потенциал возрос настолько, что оказалась возможной разработка концепции глобальной эволюции Земли. По сути, именно глобальный эволюционизм определяет концептуальный лик современной геологии.Многие полагают, что возможен решающий эксперимент по определению степени истинности различных современных геологических концепций. В этой связи особые надежды возлагаются на данные бурения глубоких горизонтов океанической коры. Если глубокие слои коры континентов и океанов окажутся идентичными по составу, то это будет свидетельствовать против концепции тектоники плит, согласно которой раздвижение океанического дна (спрединг) сопровождается подвигом океанической коры под континентальную кору (субдукцией). Сторонники концепции тектоники плит, которую обычно тесно увязывают воедино с концепцией глобальной эволюции Земли, полагают, что описанный выше эксперимент уже реализован и дал неопровержимые данные в пользу реальности подвига плит.На наш взгляд, концепция глобальной эволюции Земли позволяет интерпретировать содержание огромного числа геологических фактов намного более обстоятельно, чем любая другая концепция.Последние три десятка лет геология существует в новом качестве. Она органически сомкнулась с целым рядом наук, в том числе физикой и химией, ранее ее достигших этапа неклассических наук. Это означает, что она сама стала неклассической. Весьма показательны в этом отношении, например, представления о земном магнетизме, о котором впервые написал книгу У. Гильберт еще в 1600 г. Об источнике земного магнетизма ему ничего не было известно. Современный геолог, рассуждая о магнетизме, непременно обратится к земному ядру, в том числе к плотной упаковке атомов во внутренней его части. Придется вспомнить и электронную конфигурацию атомов железа, и спин электронов, а для расчета движений частиц в магнитных ловушках понадобятся новейшие математические достижения.Основные научные концепции о геологическом и географическом прошлом ЗемлиЗемля, как космическое тело, представляет собой значительный интерес для познания эволюции планет Солнечной системы. Изучение геологического строения Земли, ее возраста и развития географической оболочки осуществляется целым рядом естественных наук. При этом изучаются история и особенности развития как географической оболочки в целом (палеогеография), так и особенности развития отдельных ее компонентов — земной коры, биосферы, гидросферы, атмосферы (историческая геология, стратиграфия, палеонтология и др.).Каждая из наук, изучающих древнюю географическую оболочку, наряду с частными специфическими задачами, преследует прежде всего три основные, универсальные:1) изучение отдельных предметов, явлений и природной обстановки прошлого во времени и пространстве;2) исследование на базе палеогеографических реконструкций настоящего состояния геосистем, как результата конкретного пространственно-временного развития; 3) прогнозирование тенденций развития и состояния природной среды на основе их анализа в прошлом и настоящем.Решение этих задач представляется невозможным без методологической базы, на которой основываются науки, изучающие геологическое и географическое прошлое Земли, и осуществляется в результате применения целого ряда общих и частных (специфических) методов.Методические основы палеогеографии и других наук о геологическом прошлом Земли формировались в процессе борьбы концепций катастрофизма с одной стороны, униформизма и эволюционизма (актуализма и историзма) — с другой. В настоящее время методологической основой для физико-географических реконструкций является исторический подход, в основе которого лежат принципы актуализма и историзма, которые требуют изучения предметов и явлений в конкретных исторических условиях их становления и развития.Зарождению и развитию униформизма долгое время предшествовала концепция катастрофизма, сущность которой состояла в понимании геологической истории Земли как чередования длительных эпох относительного покоя и сравнительно коротких, но внезапных и глобальных катастроф, преображавших лик планеты и осуществлявших смену форм жизни. Идея о катастрофах зародилась в глубокой древности, ее сторонниками и основоположниками были Ж. Кювье, А. Д. Орбини, Э. де Бомон и др. Выдвинутая в 1818 г. Ж. Кювье концепция катастроф (переворотов), во время которых на большей части планеты якобы погибало все живое, а опустошенные места впоследствии заселялись другими видами организмов, сохранявшихся во время катастроф в отдаленных районах, объясняла грандиозность прошлых преобразований Земли и преодолевала противоречие между господствовавшей убежденностью в неизменности видов и уже тогда прочно установленным фактом многократной смены в геологическом разрезе отличных друг от друга ископаемых флор и фаун. Согласно этой концепции, в геологической истории Земли насчитывалось 27 глобальных катастроф, приводивших якобы к гибели всего органического мира. Последний формировался заново и поэтому был представлен совершенно новыми растительными и животными организмами, не связанными с ранее существовавшими. Каждый раз новые формы жизни становились все более сложными и совершенными, чем предшествовавшие, однако никакого развития (эволюции) и изменений органический мир в периоды между катастрофами не претерпевал. Вместе с тем следует отметить, что катастрофы, и даже очень крупные, были в истории нашей планеты, но они никогда не принимали общепланетарных масштабов.Положительная роль катастрофизма заключалась в развитии представлений и положений биостратиграфии (учении о резких границах между разновозрастными толщами и своеобразии органического мира; о руководящих формах окаменелостей, о сочетании медленных эволюционных и скачкообразных катастрофических изменений в развитии органического мира), что нашло отражение в неокатастрофизме — представлениях об одновременности на всей планете процессов горообразования; катастрофах во Вселенной, вызывающих повышение радиации наряду с гибелью одних групп организмов и быстрыми мутациями других, а также возникновением новых видов и родов организмов. При этом современная трактовка концепции катастроф уже не противоречит униформизму и эволюционизму.Униформизм. Уже к концу первой трети ХIХ в. катастрофизм становится явным тормозом в развитии науки. На смену ему постепенно приходит концепция униформизма, основоположником которой в то время являлся Ч. Лайель (1830-1835 гг.), а предшественниками – Ж.Б. Ламарк и К. Гофф. Сущность униформизма выражается в предположении того, что геологическая история нашей планеты обладает преемственностью и целостностью. В его основе заложены следующие положения: а) силы, преобразовывавшие Землю на протяжении геологических эпох, однообразны по характеру и интенсивности (принцип однообразия); б) они продолжают действовать и сейчас, но только медленно, непрерывно, без катастроф (принцип непрерывности); в) благодаря тому, что работа совершается в течение огромного промежутка времени, эти малозаметные изменения в сумме вызывают грандиозные преобразования земной поверхности (принцип суммирования незначительных отклонений в течение длительного времени).Униформизм не отрицает возможности катастроф, но он не допускает их глобального характера. Отсюда Ч. Лайель сделал вывод об однообразии земных изменений во всех геологических периодах. Однако принятие этого тезиса означало отрицание прогрессивного развития. Таким образом, ошибочность униформизма заключалась в предположении того, что в геологическом прошлом действовали те же силы и с той же интенсивностью, что и сейчас. Поэтому для объяснений причин тех или иных событий в истории Земли знания, полученные при изучении современных геологических явлений и процессов, можно без поправок переносить на любую геологическую эпоху.Помимо вышеупомянутых причин, проблемы интерпретации палеогеографических условий связаны также и с неполнотой геологической летописи Земли, которые более подробно рассматриваются в главе 2.2.5.Актуализм. Рассматривается как принцип или метод, при котором процессы прошлого объясняются исходя из представлений о современных процессах и явлениях. Сущность актуализма состоит в предположении, что в сходных условиях геологические процессы развиваются одинаково; поэтому, наблюдая современные природные процессы (деятельность рек, осадконакопление в водоемах, характер растительности, формирование почв и др.) или моделируя их искусственно (подвергая образцы горных пород воздействию высокой температуры и давлению), можно судить о том, как развивались аналогичные процессы в далеком прошлом. Таким путем часто удается восстановить физико-географические и физико-химические условия, в которых формировались древние слои, а для метаморфических горных пород — и примерную глубину, на которой происходил метаморфизм. Данная идея была высказана еще М. В. Ломоносовым, а в 30-е гг. 19 в. Ч. Лайель сформулировал это положение в виде принципа “Современность — ключ к пониманию прошлого”. Однако проводить полную аналогию между современными и протекавшими ранее физико-географическими процессами нельзя.Основными факторами, ограничивающими широкое использование принципа актуализма, являются как необратимая эволюция физико-географических условий с ходом геологической истории, так и то, что современные осадки, в отличие от древних пород, еще не прошли стадии диагенеза, не говоря уже о последующих стадиях изменения пород (песок—песчаник—кварцит). В связи с этим, говоря, что процессы геологического прошлого объясняются исходя из представлений о современных явлениях, необходимо учитывать, что в прошлом, особенно удаленном, и палеогеографическая обстановка, и происходившие тогда процессы, отличались от современных тем существеннее, чем более удалена от нас прошлая геологическая эпоха. Поэтому чем древнее изучаемые толщи, тем ограниченнее применение принципа актуализма. Последний применим в основном к геологической истории Земли, которая оставила следы в виде различных пород и форм рельефа, причем достоверность результатов уменьшается с увеличением возраста исследуемых объектов. Историзм. Основоположниками историзма были К.Ф. Рулье и Ч. Дарвин. Сущность историзма заключается в подходе к действительности с позиции рассмотрения каждого положения или явления исторически, в связи с другими явлениями и в связи с конкретным опытом истории, которая требует изучения предметов и явлений в конкретно-исторических условиях их становления и эволюции. Поэтому природа земной поверхности должна рассматриваться как изменяющаяся и саморазвивающаяся система во времени и пространстве. В палеогеографии принцип историзма позволяет: а) изучить прошлые состояния геосистем в конкретных пространственно-временных обстановках; б) исследовать на основе палеогеографических реконструкций состояние географической оболочки в настоящее время как результата конкретного пространственно-временного развития; в) прогнозировать тенденции будущего развития и состояния геосистем на основе их анализа в прошлом и настоящем. Принцип историзма предполагает использование различных научных методов для палеогеографических реконструкций. Например, актуализм является одним из выражений сравнительно-исторического метода. В геологии исторический метод впервые был употреблен Ч. Лайелем при исследовании земной коры.3. Современные концепции развития геосферных оболочек3.1. Концепция глобальной геологической эволюции Земли Разработка концепции глобальной эволюции Земли позволила представить развитие геосферных оболочек.Концепция глобальной эволюции Земли в объяснении динамических истоков развития геосферных оболочек решающее значение придает:изменению ее термодинамических состояний под воздействием энергетических потоков;однородности химического состава первичной Земли;образованию в результате дифференциации вещества Земли ее геосферных оболочек;приобретению расплавленным веществом Земли текуче-подвижных состояний, приводящих к его химико-плоскостной дифференциации;эволюции геосферных оболочек в процессе непрекращающихся изменений динамических характеристик Земли.Каждый новый шаг в осмыслении возникновения, эволюции и развития (коренных преобразований) геосферных оболочек требует четкого выделения тех динамических факторов, которые детерминируют геологические события. В этом состоит основная суть, главное содержание концепции глобальной эволюции Земли.Энергетическая динамика Земли определяется в основном тремя составляющими: энергией гравитации (около 82%), энергией радиоактивного распада (около 12%), приливной энергией (около 4%). Что касается солнечной энергии, то она, частично поглощаясь внешними геосферными оболочками, отражается ими же в космос.