История развития геологии

Геология как наука возникла сравнительно недавно в результате больших обобщений, но корни ее теряются в глубокой древности. Люди начали изучать Землю на первых порах своего существования. Это изучение вызывалось необходимостью, т.к. Земля в конечном итоге является той материальной базой, на которой развивается общественное производство. Развитие материальной культуры, рост общественного производства теснейшим образом связаны с изучением и всесторонним освоением Земли.

В каменный век люди добывали из недр определенные сорта камней, в бронзовый – медь и олово, в железный – железо. Использование природных богатств сопровождалось и первыми попытками их изучения. Упоминания о некоторых минералах можно найти в древнейших (II-III тысячелетие до н.э.) клинописных памятниках Месопотамии и Египта. В Китае сохранились рукописи, относящиеся к VII-IV вв. до н.э., в которых даны описания минералов и горных пород и приводятся сведения об их твердости, цвете, блеске, прозрачности, о месторождениях и закономерностях распространения. Эти элементы исследования физических свойств вещества Земли явились зачатками одного из направлений в геологии, которое впоследствии стало называться геогностическим (От греческих слов «гео» - земля и «гносис» - познание. Термин «геогнозия» был введен Фюкселем в 1761 г. для обозначения науки о Земле, рассматривающей строение и состав земной коры).

Добывать указанные материалы люди могли лишь при тщательном изучении строения земной коры, ее особенностей. Совершенно неоспоримые, несомненные свидетельства подобного изучения – памятники глубочайшей древности, созданные за тысячелетия до нашей эры, - встречаются часто, например, в виде горных выработок, известных в Средней Азии, в Туве, в Китае и многих других местах земного шара, и свидетельствуют о глубоких эмпирических знаниях закономерностей распространения и залегания некоторых руд (меди, золота, железа) и умении пользоваться этими знаниями.

Горные выработки древних людей проходились иногда с исключительной целесообразностью, показывающей, что рудокопы разбирались не только в рудах, но и в породах, среди которых руды залегают, а также и в других, иногда очень тонких деталях геологического строения того или иного рудоносного района, о которых мы узнаем лишь путем тщательного изучения. 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 и даже целых рудоносных районов.

Следует отметить, однако, что древние люди были еще очень далеки от каких бы то ни было научных выводов и обобщений. Представления их о Земле носили не научный, а религиозный характер и лишь тормозили развитие науки. Тем не менее, неуклонный рост общественного производства ставил перед обществом совершенно конкретные задачи в области изучения Земли. Люди были вынуждены их решать независимо от существующих представлений и господствующих идей. Вместе с добычей руд возникла необходимость распознавания их, изучения рудных минералов, что обусловило появление впоследствии минералогии. Развитие торговли и общения между народами привело к зарождению географии и геодезии. Перечисленные и многие другие естественные науки, имеющие самое непосредственное отношение к геологии, развивались самостоятельно, независимо друг от друга, и понадобились тысячелетия, чтобы обобщить их и подойти к идее взаимосвязи наблюдаемых в природе явлений, без чего невозможно было появление современной геологии.

Дошедшие до нас труды древних ученых имеют лишь исторический интерес, т.к. здравые мысли в них переплетаются с фантастическими измышлениями и легендами. Интересны наблюдения Аристотеля (384-322 гг. до н.э.), представившего первые доказательства шарообразности Земли, труды Аристарха Самосского (III век до н.э.), гениально предвосхитившего гелиоцентрическую систему мира, доказанную Коперником через 18 веков, произведения Пифагора (571-497 гг. до н.э.), Геродота (V в. до н.э.), Страбона (63-20 гг. до н.э.), в которых изложены наблюдения над вулканами, эродирующей работой рек, образованием дельты Нилы и соображения о колебаниях уровня моря.

Древнегреческий философ и ученый Аристотель (384-322 гг. до н.э.) сделал попытку объяснить причины землетрясений, составить первую классификацию минералов и описать некоторые геологические явления. Аристотель считал, что землетрясения чаще происходят там, где есть трещины и пещеры, в которые попадает воздух и вода, вызывающие землетрясение. По его мнению, мир существует вечно и состоит из 4 взаимодействующих стихий: земли, воздуха, воды и огня.

Несколько позже древнегреческий ученый Страбон (63/64 до н.э. – 23/24 н.э.) предположил, что причиной поднятий и опусканий земной поверхности являются землетрясения. Он считал, что остров Сицилия образовался из продуктов извержения вулкана Этна. Подобного мнения о причинах поднятий и опусканий земной поверхности придерживался и римский ученый Плиний Старший (23-79), погибший при извержении вулкана Везувий в 79 г.

В эпоху расцвета Древней Греции многие философы и ученые высказывали различные гипотезы о происхождении и строении Земли, о преобразованиях земной поверхности, о различных геологических явлениях. Тогда уже наметились два различных направления в познании геологических процессов, которые позднее (в XVIII в.) были названы нептунизмом (по имени бога моря Нептуна) и плутонизмом (по имени бога подземного царства Плутона). Ярким выразителем взглядов нептунистов был в Древней Греции философ Фалес (VII-VI вв. до н.э.), утверждавший, что Земля со всеми населяющими ее первыми организмами произошла из воды. В противоположность этому воззрению представители плутонистов утверждали, что все существующее порождается огнем и Земля, подобно Солнцу, возникла из огня.

Не только наблюдения и догадки, но и ценные изобретения, относящиеся к горному делу и геологическим наукам, известны в глубокой древности. Например, бурение применялось египтянами еще 6000 лет назад при постройке пирамид. Древние римляне знали ударное бурение. В Китае соляные рассолы добывались из буровых скважин свыше 2000 лет назад. В Китае был изобретен компас в III веке до н.э., а в 132 г. китайский ученый Чжан Хэн сконструировал первый сейсмограф. Перечисленные достижения древних ученых, конечно, способствовали развитию науки, хотя многие философские труды античных мыслителей не только не содействовали прогрессу, но тормозили его. Таково, например, метафизическое учение Птоломея и Аристотеля о гелиоцентрической системе мира, воспринятое христианской церковью и использованное для борьбы с наукой.

В эпоху Средневековья, когда жестоко карались даже еретические мысли, т.е. отступающие от церковных догматов, развитие естествознания, подрывающего устои церковно-феодальной идеологии, почти прекратилось. В эту эпоху безраздельно господствовала церковь со своими догмами о сотворении мира и его неизменности, преследовавшая все иные воззрения на происхождение и развитие Земли. На фоне общего застоя науки в этот период выделяются работы ученых Средней Азии Авиценны и Бируни. Таджикский философ и врач Абу Али Ибн Сина (Авиценна, 980-1037) написал «Книгу исцеления», в которой указывал, что суша раньше была морским дном, а морское дно – сушей, что море неоднократно наступало на сушу, оставляя после себя слои горных пород. Он предложил классификацию минералов, согласно которой все природные образования были поделены на камни, плавкие тела (металлы), горючие, серные вещества и соли. Среднеазиатский ученый-энциклопедист А ль_Бируни (973-1048) написал «Книгу сводок для познания драгоценностей», в которой описал свыше 100 минералов, собранных в Средней Азии, Китае, Индии и других странах. Этот труд Аль Бируни неоднократно переводился на европейские языки и в течение последующих веков играл роль важного справочного пособия.

Современное исследование природы началось с эпохи Возрождения. Этот период (конец XV - начало XVI вв.), характеризующийся переходом ремесла в мануфактуру, был подготовлен великими географическими открытиями, расширившими рынки сбыта товаров и подготовившими почву для развития мировой торговли (открытие Америки в 1492 г., путешествие Васко да Гама в Индию в 1497 г., кругосветное путешествие Магеллана в 1519-1522 гг.). Геология в это время едва начала формироваться, как видно хотя бы из высказываний Леонардо да Винчи (1452-1519 гг.), отвергшего библейскую легенду о всемирном потопе и считавшего окаменелые остатки морских организмов в горных породах свидетелями перемещений моря и суши. Немецкий врач, металлург и минералог Георг Бауэр (Агрикола, 1494-1555 гг.) оставил интересные наблюдения над рудными жилами и труды по технике горного дела. К этому же времени относится и величайшее творение польского астронома Николая Коперника (1473-1543 гг.) «Об обращении небесных кругов», с появлением которого началось освобождение науки от гнета религии. Он доказал, что не Земля, а Солнце является центром Солнечной системы.

На основе открытия Коперника в течение XVII-XVIII вв. многие ученые делали попытки создания гипотез об образовании Земли и ее развитии. Одни из них (Декарт, Лейбниц, Ж. Бюффон) усматривали причину всех изменений земной поверхности в действии вод первичного океана. Другие (Гук, Моро) рассматривали в качестве основного созидающего фактора огонь и полагали, что рельеф земной поверхности создан геологическими явлениями (землетрясениями, вулканическими извержениями), связанными с существованием в недрах Земли «подземного жара»

Однако в мануфактурный период капиталистического производства (первая половина XVIII в.) «наука все еще глубоко увязает в теологии. Она повсюду ищет и находит в качестве последней причины толчок извне, необъяснимый из самой природы» (Энгельс Ф. Диалектика природы). Например, великий математик и философ Г.В. Лейбниц (1646-1716 г.) в труде «Protogaer» «укладывал» образование Земли в 6 библейских дней. Были широко распространены идеи сторонников дилювиальной гипотезы, рассматривавших окаменелости и рельеф земной поверхности как остаток всемирного потопа. И.В. Мушкетов главной особенностью этой эпохи считал полное пренебрежение к непосредственным исследованиям при обилии гипотез и философских рассуждений. Особого упоминания заслуживают труды датчанина Н. Стено (1638-1687 гг.), положившего начало учению о дислокациях земной коры и наступлениях моря на сушу. Его труды способствовали развитию стратиграфии, а его вулканическая теория образования гор держалась более столетия.

Не менее замечательны труды М.В. Ломоносова (1711-1765 гг.) «Слово о рождении металлов от трясения Земли» 1757 г.), «Первые основы металлургии или рудных тел» (1763 г.) и «О слоях земных», в которых с совершенной очевидностью Земля и все происходящие на ней процессы рассматриваются как нечто, развивающееся во времени. Говорится о поднятиях и опусканиях земной поверхности, о смещении берегов, о появлении и исчезновении гор, островов и целых материков. Однако общего признания в то время эти работы не находили. Его глубокие мысли были не поняты современниками и преданы забвению на многие годы. По настоящему заслуги Ломоносова были оценены лишь в советское время, когда в результате тщательного изучения его литературного наследия был установлен приоритет великого ученого-энциклопедиста во многих областях научного знания, в т.ч. и в геологии.

В последней трети XVIII и в XIX в. в результате промышленного переворота радикально изменилась энергетическая база промышленности, нашла универсальное применение паровая машина, появились железные дороги. Возникла новая отрасль промышленности – машиностроение. Все это потребовало огромного количества металлов и привело к замене древесного топлива минеральным. Горная промышленность начала быстро развиваться. Мировая добыча минерального сырья к 60-м годам XIX в. увеличилась более чем в 13 раз и достигла 225,3 млн. т (против 17,3 млн. т за первые 20 лет XVIII в.), причем около 80 % этого количества падало на каменный уголь.

Все это не могло не сказаться и на развитии геологических наук. Уже в XVIII в. началось интенсивное изучение геологического строения большинства европейских стран. В России такие исследования проводились еще при Петре I, но особенного развития они достигли во второй половине XVIII и в начале XIX в., когда были организованы крупные экспедиции в различные районы нашей страны. К XVIII в. относится и появление первых технических высших горных школ: в 1716 г. в Остраве (Чехия), в 1765 г. – во Фрейберге (Саксония), в 1773 г. в Санкт-Петербурге, в 1795 г. в Париже. Однако до конца XVIII в. геологии как самостоятельной науки еще не было. Была «минералогия», мало похожая на современную. Минералами называли металлы, соли, «дикие камни», земли, пески, окаменелые остатки организмов, т.е. все составные части земной коры, различные по форме, составу и происхождению, что уже давно понимали, т.к. накопилось много наблюдений и материалов о строении и составе земной коры, о геологических процессах и их результатах. Короче говоря, почва для оформления геологии была подготовлена, и в 1780 г. профессор Фрейбергской академии А.Г. Вернер разделил минералогию на две самостоятельные науки – собственно минералогию, которую он назвал ориктологией (от греч. oriktos – ископаемый) и геогнозию (от греч. ge - земля, gnosis – познание) - геологию.

А.Г. Вернера справедливо считают одним из основоположников современной минералогии. Однако для развития теоретической геологии он сыграл скорее отрицательную роль. Будучи крайним нептунистом, он учил, что Землю некогда покрывал океан, из вод которого последовательно осаждались гнейсы, граниты, кристаллические сланцы, базальты, порфиры и сиениты. На эти первозданные слои отложились формации переходной группы – химические и механические осадки. Вулканы Вернер связывал с подземными пожарами. Это направление было названо нептунистическим. В 1788 г. шотландский геолог Д. Геттон в книге «Теория Земли» высказал гораздо более здравые мысли. Как и Ломоносов, он считал, что в образовании горных пород принимают участие подземный жар и механические перемещения, которые он представлял во всей сложности – вплоть до надвигания древних слоев на молодые. Направление Д. Геттона было названо плутоническим. Спор нептунистов и плутонистов продолжался несколько десятилетий и, как указывает И.В. Мушкетов, не только не принес пользы для науки, «но подорвал уважение к геологии, тем более что к нему примешались религиозные вопросы».

Огромную положительную роль в геологии сыграла, как упоминалось, разработка палеонтологического метода определения относительного возраста горных пород, произведенная на рубеже XVIII и XIX вв. в Англии В. Смитом (1769-1839 гг.), а во Франции – Ж. Кювье (1769-1832 гг.). В. Смита окаменелые остатки интересовали организмов интересовали как руководящие формы для сопоставления пластов осадочных пород и определения их относительного возраста, и его справедливо считают основоположником стратиграфии. Ж. Кювье рассматривал окаменелости как остатки вымерших животных и положил начало новой тогда науки – палеонтологии. Он был сторонником теории катастрофизма, сыгравшей, как упоминалось, отрицательную роль в развитии геологии.

В первой половине XIX в. вместе с выходом трудов В. Смита и Ж. Кювье началось систематическое изучение остатков вымерших организмов для более подробного расчленения осадочных толщ и выработки для всей Земли геохронологической шкалы. С 1822 по 1841 г. были выделены палеозойская, мезозойская и кайнозойская группы осадочных образований, кембрийская, силурийская, девонская, каменноугольная, пермская, триасовая, юрская, меловая, третичная и четвертичная системы.

Будучи сторонником теории неизменяемости видов, Ж. Кювье объяснял различия в составе комплексов ископаемых, встречаемых в разных пластах, вымиранием организмов в результате внезапных геологических катастроф. Эта теория, получившая название катастрофизма, поддерживалась видными геологами Л. фон Бухом (1774-1853) и Эли де Бомоном (17981874), разработавшими на ее основе гипотезы развития земной коры и образования гор. Отрицая постепенность в развитии Земли и объясняя все изменения ее поверхности катастрофическими событиями, катастрофизм легко уживался с религией и был по существу реакционным идеалистическим учением.

Решительный удар катастрофизму был нанесен английским геологом Ч. Ляйеллем (1797-1875).

В 1830-1833 гг. появилась знаменитая работа Ляйелля Ч. «Основы геологии», в которой он доказал, что изменения земной поверхности могут происходить в результате деятельности самых обычных геологических факторов (ветра, дождя, морского прибоя, ледников и др.), без всяких катастрофических явлений. В 1859 г. известные труды Ч. Дарвина («Происхождение видов») окончательно упрочили эволюционные идеи в геологии.

В России после открытия в 1773 г. Горного училища (современного Ленинградского горного института) появились первые руководства по геологическим наукам для высшей школы. В 1817 г. при Горном училище было организовано Минералогическое общество, сыгравшее огромную роль в деле организации региональных геологических исследований, а в 1825 г. начал выпускаться Горный журнал, один из старейших в мире, в котором печатались (и печатаются) труды многих видных русских геологов. В 1829, 1841 и 1845 гг. были изданы первые геологические карты Европейской России.

Во второй половине XIX в. произошло воссоединение Италии (1859 г.), отмена крепостного права в России (1861 г.), гражданская война и отмена рабства в США (1861-1865 гг.), буржуазная революция в Японии (1868 г.), объединение Германии (1871 г.). Все это привело к быстрому росту промышленности.

Бурный рост тяжелой индустрии, электротехнической и химической промышленности, производства вооружений требовали в огромных и неуклонно растущих количествах различных видов минерального сырья и неизбежно способствовали интенсивному развитию геологических работ. Это повлекло за собой широкое применение в науке эксперимента с использованием быстро развивающейся техники и точных методов исследования. В середине XIX в. как самостоятельная наука выделилась геофизика. Были достигнуты большие успехи в деле изучения глубоких недр и строения земного шара при помощи сейсмологических и гравиметрических методов. Во второй половине XIX в. оформилась как самостоятельная наука гидрогеология. Были высказаны близкие к современным идеи о развитии рельефа Земли и тем самым положено начало обособлению геоморфологии (П.А. Кропоткин, И.Д. Черский, В.В. Докучаев в России, У.М. Дэвис в США и другие).

Во второй половине XIX в. в России появилась первая группа крупнейших геологов. «Отцом русской геологии» справедливо называют акад. А.П. Карпинского (1847-1936 гг.), классические разносторонние труды которого имеют огромное теоретическое и практическое значение. Его выводы о залегании девонских отложений на Дону и о характере дислокаций на юге Европейской России послужили основанием для суждения о глубине залегания курских магнитных руд и положили начало исследованиям Большого Донбасса. Он первый составил палеогеографические карты Европейской России и объяснил морские трансгрессии волновыми колебательными движениями земной коры. Карпинский одним из первых применил онтогенический метод в палеонтологии. Он основал школу геологов-петрографов в Петербургском горном институте. Под его руководством русскими геологами были разработаны международная терминология для основных геохронологических подразделений и условные обозначения их на геологических картах, принятые Вторым международным геологическим конгрессом в Болонье (1881 г.) и вошедшие в мировую геологическую практику.

В 1882 г. В Петербурге при непосредственном участии Карпинского был организован Геологический комитет (ныне ВСЕГЕИ), в задачи которого входило изучение геологии России, ее минеральных богатств, составление геологических карт и помощь геологическим организациям и частному капиталу в решении практических вопросов, связанных с геологией. Комитет сыграл исключительную роль в деле изучения геологии России.

А.П. Карпинский был первым советским президентом Российской Академии наук и работал на этом посту до конца жизни.

Другим крупнейшим геологом и кристаллографом был акад. Е.С. Федоров (1853-1919 гг.), заложивший основу современного структурного анализа кристаллов и создавший теорию пространственных групп симметрии. Школе Е.С. Федорова принадлежат поколения русских геологов, и в их числе такие крупные русские ученые, как академик А.Н. Заварицкий, проф. А.К. Болдырев, акад. С.С. Смирнов и многие другие.

Выдающимся достижением русской геологии конца XIX в. было зарождение эволюционного почвоведения, развиваемого геологом-почвоведом проф. В .В. Докучаевым, определившим место почв среди горных пород и установившим главнейшие законы почвообразования.

К началу ХХ в. относится возникновение геохимии как самостоятельной науки. Геохимия появилась одновременно в разных странах, однако обобщение накопленного материала и точное определение основных задач и идей, превратившее ее в современную передовую геологическую науку, было сделано русским акад. В.И. Вернадским (1863-1945 гг.).

В области структурной и полевой геологии в конце XIX - начале XX в. огромное значение имели труды проф. Л.И. Лутугина (1865-1915 гг.), разработавшего методику детального геологического картирования и вместе со своими учениками составившего геологическую карту Донбасса масштаба 1:42000 (1898-1915 гг.). К его школе принадлежат такие ученые, как акад. П.И. Степанов, Н.Н, Яковлев, А.А. Гапеев, В.И. Яворский и другие. Из исследователей Русской равнины в этот период следует отметить С.Н. Никитина, акад. А.П. Павлова, создателя московской («павловской») школы геологов, Н.И. Андрусова и других.

Однако изучение геологии России в дореволюционный период было далеко не достаточно. По данным Министерства геологии на 1 января 1918 г. геологическими съемками всех масштабов было покрыто лишь 30,3 % территории страны, из которых съемками среднего масштаба – только 2, 2%, а более крупномасштабными – 0,2 % общей площади (Е.Т. Шаталов). К 1945 г. покрыто съемкой 66 % территории стран.

Поиск по сайту: