Основні етапи розвитку історичної геології

Размещено на http://www.allbest.ru/

Основні етапи розвитку історичної геології

Вступ

1. Розвиток історичної геології до XVIII століття

Ще античні дослідники і філософи звертали увагу на тривалу історію нашої планети і на ті зміни, які вона зазнавала. Багато які цікаві ідеї про виникнення і розвиток Світу були висловлені Фалесом, Емпедоклом, Арістотелем, Анаксимандром та ін.. Середні віки з тривалими міжусобними війнами, із занепадом наукового мислення і виробництва не знали інакшої історії створення і розвитку Землі, крім біблійної. У епоху Відродження стався перелом в пізнанні Землі, так само як і в інших областях науки і техніки. Леонардо так Вінчі (1452 - 1519 рр.), вивчаючи шари осадкових порід в Ломбардії (Північна Італія) в процесі проведення інженерних робіт, зрозумів значення викопних раковин як залишків життя, що зникло.

У 1669 р. Нільс Стено (1638 - 1686 рр.), що працював в Італії (Тоськане) і відомий в наукових колах Ніколаус Стенон, сформулював шість основних принципів стратиграфії:

1. Шари Землі - результат осадження у воді;

2. шар, що укладає обломки іншого шара, утворився після нього;

3. всякий шар відклався пізніше за шар, на якому залягає, і раніше того, який його перекриває;

4. шар, що містить морські раковини або морську сіль, утворився в морі; якщо він містить рослини, то він утворився від річкового паводка або появи протічних вод;

5. шар повинен мати невизначену протяжність і його можна простежувати упоперек якої-небудь долини;

6. шар відклдався спочатку горизонтально; похилий шар вказує на те, що віндбувся який-небудь переворот. Якщо наступний шар залягає на похилих шарах, то переворот стався раніше відкладення цього шару.

У цих положеннях Н. Стенона заклв рснови стратиграфії і тектоніки.

У середині XVIII ст. М. В. Ломоносов (1711 - 1765 рр.) відмічав тривалість геологічного часу, багаторазові зміни земної поверхні різними геологічними процесами, значні зміни клімату і ландшафту протягом історії Землі. [3]

Історична геологія виникла у другій половині XVIII ст. і зводилася в основному до стратиграфії. Великий внесок в розвиток цієї науки вніс італійський вчений Д. Ардуїно, що створив в 1760 р. першу схему розчленування гірських порід за віком. Завдяки дослідженням німецьких геологів, особливо А. Г. Вернера (1750 - 1817 рр.), була розроблена регіональна стратиграфічна схема центральної Німеччини, і на її основі зроблена спроба реконструювати геологічну історію розвитку Європи.

Французький дослідник Ж. де Бюффон (1707-1788 рр.) в своєму труді «Теорія Землі» (1749 р.) зробив першу спробу виділення певних етапів в розвитку Землі. Він розділив всі осадкові товщі на первинні, повторні, третинні. Останній термін зберігся в літературі до наших днів.

Велике значення для розвитку історичної геології мало пояа палеонтологического методу. Фундаторами цього методу є англійський дослідник У. Сміт (1769- 1839 рр.) і французькі вчені Ж. Кювье (1769 - 1832 рр.) і А. Броньяр (1801 - 1876 рр.). Проводячи геологічні дослідження в один і той же час, але незалежно один від одного, вони дійшли однакових висновків, пов'язаних з послідовністю залягання шарів і залишків викопної фауни, що знаходяться в них і флори, що дало можливість скласти перші стратиграфічні колонки, геологічні карти і розрізи ряду районів Англії і Франції. [2]

2. Історична геологія XVIII - ХХІ століття

Як наука історична геологія почала формуватися на рубежі XVIII - XIX ст., коли У. Сміт в Англії, а Ж. Кювье і А. Броньяр у Франції дійшли однакових висновків про послідовну зміну шарів і залишків викопних організмів, що знаходяться в них. На основі біостратиграфічного методу були складені перші стратиграфічні колонки, розрізи, що відображають вертикальну послідовність осадових порід. Відкриття цього методу поклало початок стратиграфічному етапу розвитку історичної геології. Протягом першої половини XIX ст. були встановлені майже всі основні підрозділи стратиграфічної шкали, проведена систематизація геологічного матеріалу в хронологічній послідовності, розроблена стратиграфічна колонка для всієї Європи. У цей період в геології панувала ідея катастрофізму, яка зв'язувала всі зміни, що відбуваються на Землі (зміна залягання товщ, утворення гір, вимирання одних видів організмів і поява нових та інш.) з великими катастрофами.

Ідею катастроф зміняє вчення про еволюцію, яке всі зміни на Землі розглядає як результат дуже повільних і тривалих геологічних процесів. Засновниками вчення є Ж. Ламарк, Ч. Лайель, Ч. Дарвін.

До середини XIX ст. відносяться перші спроби провести реконструкцію фізико-географічних умов по окремих геологічних епох для великих ділянок суші. Ці роботи, проведені вченими Дж. Дана, В. О. Ковальовським і інш., поклали початок палеогеографічному етапу розвитку історичної геології. Велику роль для становлення палеогеографії мало введення поняття «фація» вченим А. Гресслі в 1838 р., суть його полягає в тому, що породи одного і того ж віку можуть мати різний склад, що відображає умови їх утворення.

У другій половині XIX ст. зароджується уявлення про геосинкліналі як про протяжні прогиби, заповнені товщами осадкових порід. А до кінця століття А. П. Карпінським закладаються основи вчення про платформи.

Уявлення про платформи і геосинкліналі як про найголовніші елементи структури Земної кори дає початок третьому «тектонічному» етапу розвитку історичної геології. Воно уперше було викладене в трудах вченого Е. Ога «Геосинкліналі і континентальні площі». У Росії поняття про геосинкліналі було введене Ф. Ю. Левінсон-Лессінгом на початку ХХ ст.

20-40-ті роки XX ст. були часом широкого розвитку геологічних досліджень в різних регіонах Землі. На їх базі були створені великі узагальнюючі роботи по геологічній будові і історії розвитку Європи (С. Н. Бубнов, 1888 - 1957 рр.), Сибіру (В. А. Обручев, 1863 - 1956 рр.), європейської частини Росії (А. Д. Архангельський), Північної Америки і інших регіонів. Розробці регіональних досліджень сприяло узагальнення закономірностей розвитку земної кори завдяки уявленням про орогенні фази, обгрунтованим найбільшим німецьким тектоністом Г. Штілле (1876 - 1966 рр.) у другій половині XX ст. внаслідок вивчення найбільш величезного фактичного матеріалу по стратиграфії, палеогеографії, магматизму, тектоніці.

Таким чином, до середини ХХ ст. історична геологія розвивалася з переважанням якогось одного наукового напряму. На сучасному етапі історична геологія розвивається у двох напрямах. Перший - це детальне вивчення геологічної історії Землі в області стратиграфії, палеогеографії і тектоніки. При цьому удосконалюються старі методи досліджень і притягуються нові, такі як: глибоке і надглибоке буріння, геофізичні, палеомагнітні; космічного зондування, абсолютної геохронології і т. д. [5]

Другий напрям - роботи по створенню цілісної картини геологічної історії земної кори, виявленню закономірностей розвитку і встановленню причинної залежності між ними.

Великий поштовх і подальший розвиток історичної геології дало глибоководне буріння на дні Світового океану, яке планомірно стало проводитися з середини 60-х років. Внаслідок цих робіт уперше були отримані неоцінимі відомості про будову і розвиток земної кори не тільки в межах континентів, але і океанів. Відкриття в 50-ті роки ХХ ст. палеомагнетизму і явища періодичної інверсії магнітного поля Землі привело до виникнення в стратиграфії нового фізичного методу - магнітостратиграфії.

Величезне значення мав для історичної геології прогрес радіогеохронометрії. Він уперше дозволив розшифрувати докембрійську історію нашої планети, по тривалості більш ніж в шість разів перевищуючу фанерозойску і зашифровану в основному в товщах глибоко метаморфізованних порід. Раніше їх вік визначався в основному по мірі метаморфізму, що іноді приводило до грубих помилок, оскільки на Канадському щиті архейські поклади вважалися молодшими і сильніше метаморфізованіші середньопротерозойських.

Певні успіхи були досягнуті і в області бвостратиграфвї пізнього докембрвю і, зокрема, була відкрита пвзньопротерозойска фауна безпозвоночних.

Концепції, висунені у другій половині XX ст., сприяли відкриттю нових великих родовищ корисних копалин, яким передували ретельні і всебічні историко-геологічні дослідження. Внаслідок историко-геологічних досліджень були виявлені унікальні родовища нафти і газу в Волго-Уральській області і Західному Сибірі, в Середній Азії, найбільші родовища алмазів, кам'яного вугілля, заліза, руд кольорових і рідких металів, родовища урану, дорогоцінних металів і каменів та інш.

3. Цілі та задачі історичної геології

Історична геологія вивчає геологічну історію Землі з часу її виникнення, встановлює причини утворення і розвиток літосфери, атмосфери, гідросфери, кріосфери і біосфери, дає характеристику ландшафтно-кліматичних і геодинамічних обстановок, визначає час виникнення і досліджує умови утворення гірських порід і пов'язаних з ними корисних копалин.

Тривала історія Землі насичена безліччю різних геологічних подій, явищ і процесів. Розглядаючи геологічне минуле в хронологічному порядку, історична геологія дає можливість намітити як загальні закономірності розвитку нашої планети і земної кори, так і особливості від ділових етапів геологічної історії.

Історична геологія є одним з найважливіших курсів в геологічній освіті. Історія розвитку континентів і океанів, еволюція клімату, ландшафту і органічного світу, катастрофічні природні явища, що розглядаються історичною геологією, дають суцільне наукове уявлення про загальні закономірності історичного розвитку геосфер і Землі загалом.

Літосфера знаходиться в безперервній взаємодії з іншими геосферами. Утворення осадових гірських порід відбувається внаслідок взаємодії водного або повітряного середовища, клімату і ландшафтних обстановок. Кліматичні умови, фізико-хімічні особливості морських басейнів, що визначають їх солоність, температуру, газовий режим, а також рельєф дна і гідродинамічний режим, характер континентальної денудації і акумуляції, завжди відбиваються на текстурах і речовинному складі осадових гірських порід. Тому осади, що утворилися в морській або континентальній обстановці являють собою документальні свідчення фізико-географічних умов, що існували в геологічному минулому, а нашарування гірських порід відображає послідовність їх змін. Вивчення хімічного і мінерального складу і структурно-текстурних особливостей магматичних гірських порід і форми складових їх тіл розкриває ряд особливостей їх формування і дає можливість судити про специфічні риси глибинних магматичних розплавів. Склад, умови залягання, фізико-хімічні і структурно-текстурні особливості вулканогенних і вулканогенно-осадових порід дозволяють встановити типи вулканічних апаратів і інші риси наземного і підводного вулканізму.

Залишки тварин і рослини, поховані в гірських породах, є документальним свідченням минулого життя нашої планети і дозволяють розглядати історію Землі і розвиток на ній життя як єдине ціле. [7]

4. Розділи історичної геології