РЕФЕРАТ
З дисципліни Природознавство
за темою: «Геологія як наука»
Введення
Геологія - це наука мислителів! Мислення пронизує геологію на всіх етапах роботи - від первинного спостереження до узагальнень глобального масштабу. І думка в геології цінніше будь-яких "фактів", бо і вони залежать від думки ... Розум - це розум, підлеглий почуттю прекрасного "
Н. Мартьянов
Геологія - це ціла галузь науки. Вона об'єднує велику кількість наук. Геологія, не дивлячись на корінь гео в назві, не обмежується вивченням Землі. Сонячна Система вивчається такими розділами геології: космохімія, космологія, космічна геологія і планетологія.
Планету Земля можна розділити на оболонки. Зовнішня, газова оболонка Землі - атмосфера. Рідка оболонка планети - гідросфера складається з океану, системи річок і озер і підводних вод. Населена життям оболонка Землі - біосфера. Велика частина Землі знаходиться в твердому стані, і саме тверда Земля є предметом вивчення комплексу геологічних наук. Проте всі оболонки інтенсивно взаємодіють один з одним і їх не можна розглядати окремо. Але і Землю цілком можна розглядати як замкнуту систему. Земля отримує з навколишнього космосу значні кількості речовини та енергії. Вивчення впливу космосу на Землю - прикордонне полі між геологією, астрономією і космологією. Геологія, крім іншого, наука історична, і найважливішим її завданням є визначення послідовності геологічних подій.
Геологи завжди працювали в світі відносного часу. Точність, з якою можна визначити положення нікого події на шкалі відносного часу, прямо залежить від її дробности (тобто числа складових шкалу подій) та повноти (події повинні розподілятися за шкалою більш-менш рівномірно, не залишаючи «порожнеч»). Тому геологи бачили своє завдання в тому, щоб удосконалювати в зазначених напрямках шкалу відносного часу - палеонтологічну літопис.
Вивчення історичного розвитку планети необхідно для прогнозів подальшого існування людської цивілізації, так як глобальні біосферні кризи, супроводжувані масові вимирання організмів відбувалися, за геологічними даними зі значною регулярністю. Це дозволяє говорити про циклічність (періодичності) геологічних процесів, а значить, принципової передбачуваності загрожують людству явищ.
Циклічність полягає в тому, що геологічні явища і процеси, змінюючи один одного в часі, утворюють ланцюг подій, в якій кожна ланка - це є завершений цикл. Наприклад, глобальний цикл - формування суперматерик Пангея і його розкол. Таких циклів в історії земної кори було 2, зараз протікає третій. У свою чергу кожен з таких глобальних циклів складається з декількох тектонічних циклів (або етапів) розвитку земної кори. Для людини глобальні геологічні цикли можуть бути небезпечні, але, не маючи можливості запобігти катастрофі, можна її передбачити. Геологія дозволяє людині дізнатися його минуле, і в цьому минулому людина шукає відповіді на питання майбутнього.
1. Становлення геології як науки
Геологія, як наука пройшла великий серйозний шлях у своєму розвитку. До XVIII століття геологія була відділом мінералогії (пасивне опис мінералів і порід), або фізичної географії. Основним завданням цієї науки вважалося роз'яснення питання за походженням землі. Геологія, як наука в розумінні, близькому до сучасного, оформилася в кінці XVIII століття, коли розрізнений запас геологічних відомостей був систематизований у Росії М. Ломоносовим, в Німеччині А. Вернером та іншими. Термін «геологія» був введений в 1657 р . вченим Емольтом.
Перші згадки про геології можна знайти в древніх пам'ятках Месопотамії та Єгипту (друге-третє тисячоліття до нашої ери). У Китаї збереглися рукописи 7-4 тисячоліття до нашої ери, де дані перші описи мінералів та гірських порід. У 11-13 столітті до н.е. багато східних вчені займалися описом мінералів: таджицький філософ-лікар Абу Ібн-Сіна (Авіценна), узбек Аль-Біруні, азербайджанський учений Мухамед Насерідін (Тусі). У 1021-1023 роках в «Книзі Зцілення» Авіцена намагається пояснити процеси породоутворення і пропонує першу класифікацію мінералів та гірських порід. У 1048 р. Альберта у своїй «Книзі зведень для пізнавання коштовностей» описав понад 100 мінералів та гірських порід.
З давніх пір в каменоломнях і шахтах, а іноді просто на земній поверхні люди знаходили дивні освіти, що нагадували то листя рослин, то кістки тварин, то раковини молюсків. Ці таємничі форми були схожі на справжні листи і кістки, але звідки глибоко під землею могли з'явитися останки організмів?
Одні вчені вважали, що загадкові копалини, які так разюче нагадують рослини і тварин, представляють собою скам'янілі «соки землі»; інші вважали, що це результат «гри природи», треті висували припущення про їх мимовільному зародження. Але приблизно в середині XVIII століття всі ці погляди поступилися місцем так званої ділювіальной теорії, або теорії потопу (по-латині потоп - ділювій). Відповідно до цієї теорії все скам'янілості розглядалися як останки тварин і рослин, які загинули під час всесвітнього потопу.
Ділювіальная теорія була значним кроком вперед у порівнянні з усіма існуючими до неї припущеннями. Тепер до викопних стали ставитися як до останків справжніх, дійсно жили організмів, їх почали збирати, і ретельно описувати. Ці описи супроводжувалися малюнками. Вперше в геологічній літературі з'явилися атласи з зображенням цілих комплексів викопних рослин і скелетів тварин. Зароджувалася нова наука, яку пізніше назвали палеонтологією, що по-грецьки означає «вчення про древніх організмах».
Порівнюючи скам'янілості з сучасними тваринами і рослинами, вчені робили перші спроби встановити умови, в яких жили загиблі організми. Викопні не дозволяли встановити рік потопу, в результаті якого загинули мешканці Землі, але деякі ознаки скам'янілостей, здавалося, давали можливість судити хоча б про сезон, коли могло статися ця подія.
У 1702 р . англійський натураліст Джон Вудворд видав книгу «Природна історія Землі», де описав, зокрема, копалини горіхи. Вудворд звернув увагу на те, що ці горіхи нестиглі. Отже, вони були поховані в кінці весни, коли плоди вже утворилися, але дозріти ще не встигли. До такого ж висновку прийшов швейцарський колега Вудворда - Йоганн Якоб Шойхцер, досліджував рослинні залишки, які він прийняв за незрілі колоски. Шойхцер теж припускав, що потоп стався приблизно в травні.
Але щодо часу початку потопу серед вчених не було єдиної думки. Кожен дослідник називав нові терміни. Ось, наприклад, що писав в 1758 р . Дж. Парсонс, який вивчав копалини плоди з острова Шеппі в гирлі Темзи: «Якщо ці плоди, які я маю честь покласти перед Вами, є доділювіальнимі, то можна уявити, як це робив доктор Вудворд, що вони в деякій мірі вказують час року, коли стався Потоп. Вудворд вважав, що Потоп мав місце в травні, але його думка зустрічає заперечення ... Знайдені скам'янілі плоди настільки досконалі, що змушують припускати, що вони були цілком зрілими, коли були поховані в тих місцях, в яких вони знайдені. Це переконує нас у тому, що Потоп стався ближче до серпня ». Деякі були ще більш категоричні. Так, вищезгаданий ірландський архієпископ Ашер у своїй праці «Аннали світу», посилаючись на знахідки копалин, рішуче заявив, що потоп почався в неділю 7 грудня - ні раніше, ні пізніше.
Але в міру того як зростала кількість зібраних викопних решток, ставало все більш очевидним, що багато копалини тварини та рослини абсолютно не схожі на існуючих нині. З урахуванням цього стали висловлюватися припущення, що серед скам'янілостей зустрічаються не тільки попередники сучасних організмів, а й «допотопні» групи, загиблі під час катастрофи і не мають аналогів у сучасному рослинному і тваринному світі. Крім того, пропонувалося розрізняти «тубільні» форми, поховані там, де вони мешкали, і залишки «екзотичних» організмів, які жили в інших областях і були перенесені до місць їх поховання під час потопу
Вже в 1760 р . товща земних відкладень була підрозділена на три послідовно змінюють один одного групи гірських порід: первинну, вторинну і третинну. Зіставляючи знахідки викопних організмів з цією першою грубої шкалою, дослідники переконувалися, що відмінності стародавніх тварин і рослин від сучасних тим помітніше, чим глибше залягають пласти, що укладають в собі скам'янілості. Але зв'язати розрізнені спостереження в єдину несуперечливу гіпотезу довгий час не вдавалося.
У 1796 р . в графстві Сомерсетшир на південно-заході Англії працював на прокладанні каналу землемір Вільям Сміт. Спостерігаючи різні шари гірських порід, він зауважив, що в кожному зустрічаються «органічні копалини», притаманні лише цього прошарку. В одних пластах є численні раковини, в інших - відбитки рослин; деякі ж товщі взагалі позбавлені викопних решток. Сміт став збирати скам'янілості з кожного шару. Вивчивши їх, він склав першу таблицю послідовності геологічних відкладень Англії. А через кілька років, випустивши у світ «Геологічну карту Англії, Уельсу і частини Шотландії», Сміт приступив до видання свого історичного праці під назвою «Пласти, що визначаються за їх органічним копалин». У передмові він писав, що скам'янілості дають ключ до пізнання підгрунтових шарів, і підкреслював, що знаходити і розпізнавати їх можуть навіть люди абсолютно безграмотні.
Після робіт Сміта вже не залишалося сумнівів в тому, що тваринний і рослинний світ протягом історії Землі неодноразово змінювався. Цей факт неможливо було пояснити з точки зору ділювіальной теорії, яка стверджувала, що і тепер на Землі живуть ті ж види тварин і рослин, які жили на ній до потопу. Гіпотеза про всесвітній потоп втратила свою цінність. Ставало дедалі ясніше, що чим давніший організми, тим істотніше різниця між ними і сучасними тваринами.
Спробу витлумачити це явище зробив французький вчений, засновник порівняльної палеонтології Жорж Кюв'є. Він висловив думку, що в минулі часи на нашій планеті неодноразово відбувалися катаклізми - колосальні катастрофи, в результаті яких гинуло більшість мешканців Землі. І після кожного такого перевороту тваринний світ відроджувався, але вже в іншому складі. Теорія катастроф зіграла в геології та палеонтології велику роль. Вона затвердила ідею, що історія Землі розпадається на ряд етапів, кожному з яких властиві певні форми тварин і рослин.
Визнання значення скам'янілостей для визначення віку земних шарів помітно пожвавило розвиток всіх областей геологічної науки та суттєво сприяло їх прогресу. Вивчення викопних решток підтвердило, що до потопу існував протяжний ряд багаторазово змінювали один одного спільнот організмів. Палеонтологічні матеріали стали широко використовувати при складанні геологічних карт та пошуках родовищ мінеральної сировини.
Проти теорії катаклізмів виступив французький натураліст Жан Батіст Ламарк. З початку XIX століття один за одним виходять у світ його основні праці: «Гідрогеологія», «Природна історія рослин», «Філософія зоології» і багатотомна «Природна історія безхребетних тварин». Набагато випередивши свою епоху, Ламарк створив перше струнке вчення про розвиток органічного світу, обгрунтував нову систематику тварин, уточнив принципи ботаніки, вперше розвинув еволюційні ідеї в біології і висловив думку, що і сама людина є результатом історичного розвитку життя.
Сучасники не змогли повною мірою оцінити значення робіт Ламарка. Але проголошені ним погляди і його величезний науковий авторитет зробили певний вплив навіть на тих дослідників, які продовжували залишатися переконаними катастрофісти. Наслідком цього стали численні сміливі спроби встановити закономірності появи різних груп організмів у часі.
У 1820 р . німецький вчений Каспар Штернберг поділив історію рослинного світу Землі на три великих періоди. Вісім років по тому, французький геолог і палеоботанік Олександр Броньяр встановив існування чотирьох періодів. Дані цих дослідників, які займалися вивченням давньої флори, почали зіставлятися з матеріалами, отриманими в різних країнах фахівцями з вимерлим безхребетним. Це було народження шкали відносного - геологічного - віку земних шарів.
Теорія катастроф продовжувала залишатися головною в науці впродовж декількох десятиліть. Положення її похитнулося тільки в середині минулого століття, коли в 1859 р . вийшов у світ чудова праця англійського натураліста Чарльза Дарвіна «Походження видів шляхом природного відбору, або збереження обраних порід в боротьбі за життя».
Висунута Дарвіном теорія еволюції, згідно з якою в образі тваринного і рослинного світу відбувається нескінченний ряд змін, які відображають взаємовідносини організмів і зміни середовища, де вони живуть, дала новий поштовх розвитку різних областей палеонтології. Десятки людей у багатьох країнах світу починають цікавитися скам'янілостями. Звідусіль надходять повідомлення про нові знахідки викопних організмів.
З кінця XIX століття - початку XX ст. наука геологія розширила свої горизонти, в тому числі і завдяки революційним ідеям Володимира Івановича Вернадського та Олександра Євгеновича Ферсмана, які визначили геологію, як науку про будову землі, її походження і розвиток, яка грунтується на вивченні геологічних процесів і земної кори в цілому. За словами Вернадського, XX століття, є періодом ломки корінних природничо-наукових уявлень, коли історія науки сама наштовхує людину на правильний шлях вирішення багатьох актуальних проблем.
В.І. Вернадський (1863-1945) - видатний російський природознавець, мінеролог і кристалограф, основоположник геохімії та біогеохімії, організатор великого числа наукових установ. Кафедра мінералогії Московського університету, очолювана В.І. Вернадським зіграла виняткову роль у розвитку науки. У своїх дослідженнях і лекціях В.І. Вернадський висунув на перший план з одного боку з'ясування хімічної природи мінералів, з іншого питання їх походження їх змін і перетворень у різних зонах земної кори. Колишньому описовій напрямку мінералогії він протиставляв генетичну мінералогію, або хімію земної кори. Вивчаючи мінерали, як продукти хімічних процесів, що протікають у земній корі, Володимир Іванович природним чином перейшов до історії окремих хімічних елементів, або геохімії.
Геологія є комплексною наукою, до її складу входять численні, часто різнопланові, дисципліни.
Хімічний склад Землі, процеси, що концентрують і розпилюють хімічні елементи в різних сферах Землі, є предметом геохімії. Земну кору - верхню тверду оболонку Землі складають різні генетичні типи гірських порід (магматичні, осадові і метаморфічні), що складаються з певного поєднання мінералів, до складу яких входять різні хімічні елементи. Вивчаючи таку ієрархію - хімічні елементи - мінерали - гірські породи, можна судити про будову земної кори в різних структурних зонах. Нижче розглядаються всі зазначені частини речового складу земної кори.
Хімічні зміни в земній корі визначаються переважно геохімічної історією головних породоутворюючих елементів, вміст яких становить понад 1%. Обчислення середнього хімічного складу земної кори проводилися багатьма дослідниками як за кордоном (Ф. Кларк, Г. С. Вашингтон, В. М. Гольдшмідт, Ф. Тейлор, В. Мейсон і ін), так і в Радянському Союзі (В.І . Вернадський, А. Є. Ферсман, А. П. Виноградов, А. А. Ярошевський та ін.)
Вивчення речовинного складу літосфери, як і інших процесів, проводиться різними методами. У першу чергу це прямі геологічні методи - безпосереднє вивчення гірських порід в природних відслоненнях на берегах річок, озер, морів, розрізів шахт, рудників, кернів бурових свердловин. Все це обмежена відносно невеликими глибинами. Найбільш глибока, поки що єдина у світі, Кольська свердловина досягла всього лише 12,5 км. Але більш глибокі горизонти земної кори і прилеглої частини верхньої мантії також доступні безпосередньому вивченню. Цьому сприяють виверження вулканів, доносять до нас уламки порід верхньої мантії, укладені у застиглій магмі - лавових потоках. Така ж картина спостерігається в алмазоносних трубках вибуху, глибина виникнення яких відповідає 150-200 км.
Крім вказаних прямих методів у вивченні речовин літосфери широко застосовуються оптичні методи та інші, фізичні та хімічні дослідження - рентгеноструктурні, спектрографічні та ін При цьому широко використовуються математичні методи на основі ЕОМ для оцінки достовірності хімічних і спектральних аналізів, побудови раціональних класифікацій гірських порід та мінералів та ін В останні десятиліття застосовуються, в тому числі і з допомогою ЕОМ, експериментальні методи, що дозволяють моделювати геологічні процеси; штучно отримувати різні мінерали, гірські породи; відтворювати величезні тиску і температури і безпосередньо спостерігати за поведінкою речовини в цих умовах; прогнозувати рух літосферних плит і навіть, в якійсь мірі, уявити образ поверхні нашої планети в майбутні мільйони років. З дисципліни Природознавство
за темою: «Геологія як наука»
Введення
Геологія - це наука мислителів! Мислення пронизує геологію на всіх етапах роботи - від первинного спостереження до узагальнень глобального масштабу. І думка в геології цінніше будь-яких "фактів", бо і вони залежать від думки ... Розум - це розум, підлеглий почуттю прекрасного "
Н. Мартьянов
Геологія - це ціла галузь науки. Вона об'єднує велику кількість наук. Геологія, не дивлячись на корінь гео в назві, не обмежується вивченням Землі. Сонячна Система вивчається такими розділами геології: космохімія, космологія, космічна геологія і планетологія.
Планету Земля можна розділити на оболонки. Зовнішня, газова оболонка Землі - атмосфера. Рідка оболонка планети - гідросфера складається з океану, системи річок і озер і підводних вод. Населена життям оболонка Землі - біосфера. Велика частина Землі знаходиться в твердому стані, і саме тверда Земля є предметом вивчення комплексу геологічних наук. Проте всі оболонки інтенсивно взаємодіють один з одним і їх не можна розглядати окремо. Але і Землю цілком можна розглядати як замкнуту систему. Земля отримує з навколишнього космосу значні кількості речовини та енергії. Вивчення впливу космосу на Землю - прикордонне полі між геологією, астрономією і космологією. Геологія, крім іншого, наука історична, і найважливішим її завданням є визначення послідовності геологічних подій.
Геологи завжди працювали в світі відносного часу. Точність, з якою можна визначити положення нікого події на шкалі відносного часу, прямо залежить від її дробности (тобто числа складових шкалу подій) та повноти (події повинні розподілятися за шкалою більш-менш рівномірно, не залишаючи «порожнеч»). Тому геологи бачили своє завдання в тому, щоб удосконалювати в зазначених напрямках шкалу відносного часу - палеонтологічну літопис.
Вивчення історичного розвитку планети необхідно для прогнозів подальшого існування людської цивілізації, так як глобальні біосферні кризи, супроводжувані масові вимирання організмів відбувалися, за геологічними даними зі значною регулярністю. Це дозволяє говорити про циклічність (періодичності) геологічних процесів, а значить, принципової передбачуваності загрожують людству явищ.
Циклічність полягає в тому, що геологічні явища і процеси, змінюючи один одного в часі, утворюють ланцюг подій, в якій кожна ланка - це є завершений цикл. Наприклад, глобальний цикл - формування суперматерик Пангея і його розкол. Таких циклів в історії земної кори було 2, зараз протікає третій. У свою чергу кожен з таких глобальних циклів складається з декількох тектонічних циклів (або етапів) розвитку земної кори. Для людини глобальні геологічні цикли можуть бути небезпечні, але, не маючи можливості запобігти катастрофі, можна її передбачити. Геологія дозволяє людині дізнатися його минуле, і в цьому минулому людина шукає відповіді на питання майбутнього.
1. Становлення геології як науки
Геологія, як наука пройшла великий серйозний шлях у своєму розвитку. До XVIII століття геологія була відділом мінералогії (пасивне опис мінералів і порід), або фізичної географії. Основним завданням цієї науки вважалося роз'яснення питання за походженням землі. Геологія, як наука в розумінні, близькому до сучасного, оформилася в кінці XVIII століття, коли розрізнений запас геологічних відомостей був систематизований у Росії М. Ломоносовим, в Німеччині А. Вернером та іншими. Термін «геологія» був введений в
Перші згадки про геології можна знайти в древніх пам'ятках Месопотамії та Єгипту (друге-третє тисячоліття до нашої ери). У Китаї збереглися рукописи 7-4 тисячоліття до нашої ери, де дані перші описи мінералів та гірських порід. У 11-13 столітті до н.е. багато східних вчені займалися описом мінералів: таджицький філософ-лікар Абу Ібн-Сіна (Авіценна), узбек Аль-Біруні, азербайджанський учений Мухамед Насерідін (Тусі). У 1021-1023 роках в «Книзі Зцілення» Авіцена намагається пояснити процеси породоутворення і пропонує першу класифікацію мінералів та гірських порід. У 1048 р. Альберта у своїй «Книзі зведень для пізнавання коштовностей» описав понад 100 мінералів та гірських порід.
З давніх пір в каменоломнях і шахтах, а іноді просто на земній поверхні люди знаходили дивні освіти, що нагадували то листя рослин, то кістки тварин, то раковини молюсків. Ці таємничі форми були схожі на справжні листи і кістки, але звідки глибоко під землею могли з'явитися останки організмів?
Одні вчені вважали, що загадкові копалини, які так разюче нагадують рослини і тварин, представляють собою скам'янілі «соки землі»; інші вважали, що це результат «гри природи», треті висували припущення про їх мимовільному зародження. Але приблизно в середині XVIII століття всі ці погляди поступилися місцем так званої ділювіальной теорії, або теорії потопу (по-латині потоп - ділювій). Відповідно до цієї теорії все скам'янілості розглядалися як останки тварин і рослин, які загинули під час всесвітнього потопу.
Ділювіальная теорія була значним кроком вперед у порівнянні з усіма існуючими до неї припущеннями. Тепер до викопних стали ставитися як до останків справжніх, дійсно жили організмів, їх почали збирати, і ретельно описувати. Ці описи супроводжувалися малюнками. Вперше в геологічній літературі з'явилися атласи з зображенням цілих комплексів викопних рослин і скелетів тварин. Зароджувалася нова наука, яку пізніше назвали палеонтологією, що по-грецьки означає «вчення про древніх організмах».
Порівнюючи скам'янілості з сучасними тваринами і рослинами, вчені робили перші спроби встановити умови, в яких жили загиблі організми. Викопні не дозволяли встановити рік потопу, в результаті якого загинули мешканці Землі, але деякі ознаки скам'янілостей, здавалося, давали можливість судити хоча б про сезон, коли могло статися ця подія.
У
Але щодо часу початку потопу серед вчених не було єдиної думки. Кожен дослідник називав нові терміни. Ось, наприклад, що писав в
Але в міру того як зростала кількість зібраних викопних решток, ставало все більш очевидним, що багато копалини тварини та рослини абсолютно не схожі на існуючих нині. З урахуванням цього стали висловлюватися припущення, що серед скам'янілостей зустрічаються не тільки попередники сучасних організмів, а й «допотопні» групи, загиблі під час катастрофи і не мають аналогів у сучасному рослинному і тваринному світі. Крім того, пропонувалося розрізняти «тубільні» форми, поховані там, де вони мешкали, і залишки «екзотичних» організмів, які жили в інших областях і були перенесені до місць їх поховання під час потопу
Вже в
У
Після робіт Сміта вже не залишалося сумнівів в тому, що тваринний і рослинний світ протягом історії Землі неодноразово змінювався. Цей факт неможливо було пояснити з точки зору ділювіальной теорії, яка стверджувала, що і тепер на Землі живуть ті ж види тварин і рослин, які жили на ній до потопу. Гіпотеза про всесвітній потоп втратила свою цінність. Ставало дедалі ясніше, що чим давніший організми, тим істотніше різниця між ними і сучасними тваринами.
Спробу витлумачити це явище зробив французький вчений, засновник порівняльної палеонтології Жорж Кюв'є. Він висловив думку, що в минулі часи на нашій планеті неодноразово відбувалися катаклізми - колосальні катастрофи, в результаті яких гинуло більшість мешканців Землі. І після кожного такого перевороту тваринний світ відроджувався, але вже в іншому складі. Теорія катастроф зіграла в геології та палеонтології велику роль. Вона затвердила ідею, що історія Землі розпадається на ряд етапів, кожному з яких властиві певні форми тварин і рослин.
Визнання значення скам'янілостей для визначення віку земних шарів помітно пожвавило розвиток всіх областей геологічної науки та суттєво сприяло їх прогресу. Вивчення викопних решток підтвердило, що до потопу існував протяжний ряд багаторазово змінювали один одного спільнот організмів. Палеонтологічні матеріали стали широко використовувати при складанні геологічних карт та пошуках родовищ мінеральної сировини.
Проти теорії катаклізмів виступив французький натураліст Жан Батіст Ламарк. З початку XIX століття один за одним виходять у світ його основні праці: «Гідрогеологія», «Природна історія рослин», «Філософія зоології» і багатотомна «Природна історія безхребетних тварин». Набагато випередивши свою епоху, Ламарк створив перше струнке вчення про розвиток органічного світу, обгрунтував нову систематику тварин, уточнив принципи ботаніки, вперше розвинув еволюційні ідеї в біології і висловив думку, що і сама людина є результатом історичного розвитку життя.
Сучасники не змогли повною мірою оцінити значення робіт Ламарка. Але проголошені ним погляди і його величезний науковий авторитет зробили певний вплив навіть на тих дослідників, які продовжували залишатися переконаними катастрофісти. Наслідком цього стали численні сміливі спроби встановити закономірності появи різних груп організмів у часі.
У
Теорія катастроф продовжувала залишатися головною в науці впродовж декількох десятиліть. Положення її похитнулося тільки в середині минулого століття, коли в
Висунута Дарвіном теорія еволюції, згідно з якою в образі тваринного і рослинного світу відбувається нескінченний ряд змін, які відображають взаємовідносини організмів і зміни середовища, де вони живуть, дала новий поштовх розвитку різних областей палеонтології. Десятки людей у багатьох країнах світу починають цікавитися скам'янілостями. Звідусіль надходять повідомлення про нові знахідки викопних організмів.
З кінця XIX століття - початку XX ст. наука геологія розширила свої горизонти, в тому числі і завдяки революційним ідеям Володимира Івановича Вернадського та Олександра Євгеновича Ферсмана, які визначили геологію, як науку про будову землі, її походження і розвиток, яка грунтується на вивченні геологічних процесів і земної кори в цілому. За словами Вернадського, XX століття, є періодом ломки корінних природничо-наукових уявлень, коли історія науки сама наштовхує людину на правильний шлях вирішення багатьох актуальних проблем.
В.І. Вернадський (1863-1945) - видатний російський природознавець, мінеролог і кристалограф, основоположник геохімії та біогеохімії, організатор великого числа наукових установ. Кафедра мінералогії Московського університету, очолювана В.І. Вернадським зіграла виняткову роль у розвитку науки. У своїх дослідженнях і лекціях В.І. Вернадський висунув на перший план з одного боку з'ясування хімічної природи мінералів, з іншого питання їх походження їх змін і перетворень у різних зонах земної кори. Колишньому описовій напрямку мінералогії він протиставляв генетичну мінералогію, або хімію земної кори. Вивчаючи мінерали, як продукти хімічних процесів, що протікають у земній корі, Володимир Іванович природним чином перейшов до історії окремих хімічних елементів, або геохімії.
Геологія є комплексною наукою, до її складу входять численні, часто різнопланові, дисципліни.
Хімічний склад Землі, процеси, що концентрують і розпилюють хімічні елементи в різних сферах Землі, є предметом геохімії. Земну кору - верхню тверду оболонку Землі складають різні генетичні типи гірських порід (магматичні, осадові і метаморфічні), що складаються з певного поєднання мінералів, до складу яких входять різні хімічні елементи. Вивчаючи таку ієрархію - хімічні елементи - мінерали - гірські породи, можна судити про будову земної кори в різних структурних зонах. Нижче розглядаються всі зазначені частини речового складу земної кори.
Хімічні зміни в земній корі визначаються переважно геохімічної історією головних породоутворюючих елементів, вміст яких становить понад 1%. Обчислення середнього хімічного складу земної кори проводилися багатьма дослідниками як за кордоном (Ф. Кларк, Г. С. Вашингтон, В. М. Гольдшмідт, Ф. Тейлор, В. Мейсон і ін), так і в Радянському Союзі (В.І . Вернадський, А. Є. Ферсман, А. П. Виноградов, А. А. Ярошевський та ін.)
Вивчення речовинного складу літосфери, як і інших процесів, проводиться різними методами. У першу чергу це прямі геологічні методи - безпосереднє вивчення гірських порід в природних відслоненнях на берегах річок, озер, морів, розрізів шахт, рудників, кернів бурових свердловин. Все це обмежена відносно невеликими глибинами. Найбільш глибока, поки що єдина у світі, Кольська свердловина досягла всього лише 12,5 км. Але більш глибокі горизонти земної кори і прилеглої частини верхньої мантії також доступні безпосередньому вивченню. Цьому сприяють виверження вулканів, доносять до нас уламки порід верхньої мантії, укладені у застиглій магмі - лавових потоках. Така ж картина спостерігається в алмазоносних трубках вибуху, глибина виникнення яких відповідає 150-200 км.
2. Призначення і сфера дослідження геологічних наук
Фізичні властивості планети Земля і вивченням її фізичними методами займається геофізика. Земля в основному складається з мінералів. Вивченням мінералів, питаннями їх генезису, класифікації та визначення займається мінералогія. Мінерали утворюють гірські породи. Описом і класифікацією гірських порід займається петрографія, а вивченням їх походження наука петрологія. Земля - «жива», активно змінюється планета. У ній відбуваються рухи, що розрізняються за масштабом на багато порядків. Процесами самого великого, планетарного масштабу займається геодинаміка. Вона вивчає зв'язок процесів в ядрі, мантії та земній корі. Рухи земної кори в меншому масштабі, на рівні блоків земної кори вивчає тектоніка. Структурна геологія займається вивченням, описом і моделюванням найважливіших порушень земної кори - розломів і складок. Мікроструктурні геологія вивчає деформацію порід на мікрорівні - у масштабі зерен мінералів і агрегатів.
Всі геологічні науки в тій чи іншій мірі має історичний характер, розглядають існуючі освіти в історичному аспекті і займаються в першу чергу з'ясуванням історії формування сучасних структур. Дані про послідовність найважливіших подій в історії Землі узагальнює історична геологія. Історія Землі ділиться на два найбільші етапи - еону, по появі організмів з твердими частинами, що залишають сліди в осадових породах і дозволяють за даними палеонтології визначення відносного геологічного віку. З появою копалин на Землі почався фанерозой - час відкритого життя, а до цього був кріптозой або докембрій - час прихованого життя. Геологія докембрію виділяється в особливу дисципліну, тому що займається вивченням специфічних, часто сильно і багаторазово метаморфізованних комплексів і має особливі методи дослідження.
Палеонтологія вивчає давні форми життя і займається описом викопних решток, а також слідів життєдіяльності тварин. Стратиграфія - наука про визначення відносного геологічного віку осадових гірських порід, розчленування товщ порід і кореляції різних геологічних утворень. Одним з основних джерел даних для стратиграфії є палеонтологічні визначення.
Різні галузі геології вивчають принципи протікання геологічних процесів. Геологічні процеси видозмінюють земну кору і її поверхня, приводячи до руйнування і одночасно створенню гірських порід. Екзогенні процеси обумовлені дією сили тяжіння і сонячної енергії, а ендогенні - впливом внутрішнього тепла Землі і гравітації. Всі процеси взаємозалежні між собою, а їх вивчення дозволяє використовувати метод актуалізму для пізнання геологічних процесів далекого минулого.
Геологія корисних копалин вивчає типи родовищ, методи їх розвідки і пошуку. Окремою наукою є геологія горючих корисних копалин - нафти, горючого газу, вугілля.
Гасло геологів «Mente et Malleo» - «розумом і молотком». Молоток як головне знаряддя геологів залишився в минулому столітті, зараз на перший план виходить теоретичне мислення, що потребує синтезу геології з іншими природними, а також точними науками. Давно вже ніхто не відкриває родовищ на дотик, спочатку потрібно зрозуміти, як формуються родовища і де їх шукати, а потім вже влаштовувати дорогі експедиції, розвідку і буріння. В останні десятиліття геологи виробили методи на основі точних наук - математики, хімії, фізики - ефективно застосовувати які дозволила нова теорія, яка об'єднала різні напрями геології. Мобілізма, або теорія руху літосферних плит, про який докладніше йтиметься нижче, дав колосальний поштовх розвитку геології і був відразу сприйнятий російськими вченими.
У 1972 році на симпозіумі в США вчені багатьох країн вперше побачили на геофізичних розрізах, як плита Наска рухається під південноамериканський континент та її зламі знаходяться осередки землетрусів, які постійно потрясають Чилі. Місця, де плита занурюється в мантію, зони субдукції, дуже небезпечні в сейсмічному відношенні, але вони також породжують великі родовища корисних копалин. Іспанці XVI століття могли не дбати про пошук золота, срібла та платини, вони просто вивозили їх з Центральної і Південної Америки галеонами, поки не скінчилося все, що було на поверхні. Геолог XXI століття діє інакше, він шукає стародавні зони субдукції, тому що там можливі крупні родовища дорогоцінних металів. Руди Камчатки і Середньої Азії саме такого походження.
Нові теорії з'єднують фундаментальні науки і геологію, пов'язуючи між собою напрями, перш розвивалися кожне за своєю внутрішньою логікою: геохімію, геофізику і пошукову геологію. Тепер стало можливим створювати дійсно глобальні концепції внутрішньої будови Землі, етапів її розвитку. Хотілося б докладніше розглянути тут еволюцію поглядів на причини протікання геологічних процесів і формування поверхні Землі.
У морфологічному плані найбільші елементи земної поверхні - континенти і океанічні западини. У свою чергу, в будові кожного з них теж присутні неоднорідності. І континенти, і океани поділяються на області активного тектонічного розвитку - геосинкліналі і стабільного розвитку - платформи. У кожній області ми відзначаємо свій набір геологічних формацій і послідовність в їх освіту, форми залягання осадових товщ, прояв магматизму і метаморфізму.
3. Сутність Геотектонічні гіпотез
На різних етапах розвитку геологічних знань вчені намагалися знайти причину таких відмінностей і на основі відомих причинно-наслідкових зв'язків створити гіпотезу, що пояснює відмінність і особливості в будові і розвитку земної кори. Такі гіпотези називають Геотектонічні.
Перша гіпотеза виникла в другій половині XVIII століття і отримала назву гіпотези піднять. Її запропонували М.В. Ломоносов, німецькі вчені А. фон Гумбольдт і Л. фон Бух, шотландець Дж. Хаттон.
Суть гіпотези в наступному - підняття гір викликані підйомом з глибин Землі розплавленої магми, яка на своєму шляху надавала розсовують впливати на навколишні шари, що приводило до утворення складок, прірв різної величини. Ломоносов вперше виділив два типи тектонічних рухів - повільні і швидкі, що викликають землетруси.
У середині XIX століття на зміну цій гіпотезі прийшла гіпотеза контракції французького вченого Елі де Бомона. В її основі була космогонічна гіпотеза Канта і Лапласа про походження Землі як спочатку розпеченого тіла з наступним поступовим охолодженням. Цей процес призводив до зменшення обсягу Землі, і в результаті Земна кора стискалася, і виникали складчасті гірські споруди подібні гігантським «зморшкам». Для свого часу це була прогресивна гіпотеза, достоїнством якої є розробка вчення про геосинклінальної, орогенним і платформенном етапах розвитку земної кори. Але з позицій цієї гіпотези було важко пояснити, чому зминання відбувається в певних зонах, і чому цей процес був періодичним.
У середині XIX століття англієць Д. Ейрі і священик з Калькутти Д. Пратт відкрили закономірність у положеннях аномалій сили тяжіння - високо в горах аномалії виявлялися негативними, тобто виявлявся дефіцит маси, а в океанах аномалії були позитивними. Щоб пояснити це явище запропонували гіпотезу, згідно з якою земна кора плаває на більш важкому і в'язкому субстраті і знаходиться в ізостатичному рівновазі, яке порушується дією зовнішніх радіальних сил.
Ця гіпотеза, не маючи широкого самостійного значення, тим не менш, в частині руху земної кори по субстрату лягла в основу іншого геотектонічних гіпотези.
Космогонічну гіпотезу Канта-Лапласа змінила гіпотеза О.Ю. Шмідта про початковий твердому, холодному і однорідному стан Землі. Виникла необхідність іншого підходу в поясненні формування земної кори. Таку гіпотезу запропонував В.В. Бєлоусов. Називається вона радіоміграціонная. Суть цієї гіпотези:
1. Основний енергетичний фактор - радіоактивність. Розігрів Землі з наступним ущільненням речовини відбувався завдяки теплу радіоактивного розпаду. Радіоактивні елементи на початкових етапах розвитку Землі розподілялися рівномірно, і тому розігрів був сильним і повсюдним.
2. Нагрівання первинної речовини і його ущільнення призвело до поділу магми або її диференціації на базальтову і гранітну. В останній концентрувалися радіоактивні елементи. Як більш легка, гранітна магма «спливала» у верхню частину Землі, а базальтова занурювалася вниз. При цьому відбувалася і температурна диференціація. У той час як, верхня гранітна частина остигала і кристалізувалася, внутрішня частина за рахунок внутрішнього розігріву розширювалася, впливала на тверду оболонку і та починала розтріскуватися. За утворився тріщинах спрямовувалися лави. Це призводило до втрати енергії і охолодження підкорових областей. У місцях найбільшого охолодження відбувалося стиск, земна кора прогиналася, і зароджувалися геосинкліналі. У результаті кожного геосинклінального циклу впроваджувалися гранітні магми, і з ними відбувалася міграція радіоактивних елементів у верхню частину земної кори. Наслідком цього стало поступове охолодження внутрішніх частин Землі, яке призвело до переходу від активних тектонічних рухів до більш спокійних, тобто від геосинклінального стану до платформеного.
Недоліком цієї гіпотези можна вважати те, що з її позицій важко пояснити періодичність і синхронність тектонічних процесів. Усунути цей недолік повинна була гіпотеза пульсації. Відповідно до цієї гіпотези Земля періодично відчуває періоди розширення, що змінюються періодами стиснення. У періоди розширення розвиваються вертикальні рухи, з'являються розриви в земній корі, інтенсивно проявляється магматизм. У періоди стиснення відбувається складкоутворення, загасає магматизм.
Якщо проаналізувати перераховані гіпотези, то можна відзначити для них спільне:
1. Переважання вертикальних (або радіальних) тектонічних рухів у процесі формування земної кори.
2. Визнання стабільного (фіксованого) положення окремих частин земної кори щодо підстилаючої мантії.
Ці гіпотези стали називати фіксістскімі, а вчених, які розвивають ідеї фіксизму, стали називати фіксістамі. Сучасні геотектонічні гіпотези розробляються, використовуючи ідеї мобілізма. В основі цієї ідеї лежать уявлення про переважання в тектонічних рухах земної кори горизонтальних рухів
Гіпотеза континентального дрейфу стверджує, що відносне положення континентів змінювалося протягом історії Землі. Уважно розглянувши обриси берегових ліній західного узбережжя Африки і східного узбережжя Південної Америки, мимоволі здивуєшся їх приголомшливому подібністю. Ще в
Саме по собі це спостереження можна було б пояснити зрушенням напрямку осі обертання планети, тим, що відбувається без будь-яких переміщень в її поверхневих оболонках. Однак Вегенер висунув безліч якісних аргументів на користь того, що в минулому континенти примикали один до одного. Крім схожості берегових обрисів він виявив відповідність геологічних структур, безперервність реліктових гірських хребтів і тотожність копалин залишків на різних континентах. Вегенер відстоював ідею про існування єдиного суперконтиненту Пангея, його розкол і наступному дрейфі утворилися континентів у різні сторони.
Пізніше О. Дю Тойта (1937) відкинув ідею єдиного суперконтиненту, припускаючи, що спочатку існували північний континент Лавразія, південний Гондвана і розділяє їх океан Тетіс. Згідно з П. Хоффману (1991), за всю історію Землі континенти, принаймні, п'ять разів об'єднувалися в суперконтинент, утворюючи по черзі Лауренті (1,9 мільярда років тому), безіменний (1,5 мільярда років тому), Родні (1 мільярд років тому), Гондвану (650 мільйонів років тому) і Пангею (250 мільйонів років тому).
Проводилися в середині нашого століття інтенсивні дослідження океанічного дна привели до відкриття глобальної системи підводних гір, так званих серединно-океанічних хребтів. Одночасно була висунута важлива гіпотеза, що в області осей океанічних хребтів постійно відбувається формування нових ділянок океанічного дна, що розходяться в сторони від хребта. Дією цього процесу можна пояснити подібність обрисів континентальних околиць. Дійсно, можна припускати, що між частинами розкололося континенту утворюється новий океанічний хребет, а океанічне дно, нарощуємо симетрично в обидва боки від нього, формує новий океан. Швидше за все, таким чином, виник Атлантичний океан, посеред якого тепер розташований розтинає його на дві частини серединно-Атлантичний хребет.
Концепція континентального дрейфу завоювала загальне визнання дослідників Землі лише в період між 1967 і 1970 роками. До цього вивчення твердої Землі велося в основному на континентах, де яскраво проявляються вертикальні рухи земної кори. Хоча на підтримку нової концепції висувалися переконливі аргументи, майже всі геофізики виступали проти неї. Їх заперечення грунтувалися, по більшій частині, на уявленнях про жорстку мантії Землі - частини земних надр, укладеної між корою і ядром, - і відсутності ефективного механізму руху континентів.
Дійсно, було відомо, що через мантію можуть поширюватися поперечні сейсмічні хвилі, і це свідчило про її твердому стані. Тому виникало дуже важливе питання, яким чином тверда речовина мантії може допускати горизонтальне переміщення континентів на багато сотень і тисячі кілометрів. З іншого боку, вже в кінці минулого століття на основі вимірів сили тяжіння було висловлено міркування, що мантія веде себе подібно рідині. Під гірськими масивами, наприклад, розташовуються легкі породи. Дефіцит маси «гірських коренів», - лежать під гірськими масивами порід, - приблизно дорівнює надлишку мас виступаючих вгору гір. Це можна пояснити, виходячи з принципу гідростатичної рівноваги, якщо допустити, що мантія веде себе як рідина, на якій гірські масиви плавають подібно крижина на воді.
Як показали дослідження висот прибережних терас в Скандинавії, земна поверхня там все ще продовжує «спливати» після танення потужних шарів льоду, намерзлої під час останнього льодовикового періоду. Виходячи зі швидкості цього процесу, було встановлено, що коефіцієнт в'язкості матеріалу мантії надзвичайно великий, але не нескінченний, і, отже, в геологічних масштабах часу, протягом багатьох мільйонів років, можна вважати, що мантія веде себе як рідина.
Пізніше було встановлено, що при температурах, рівних помітною частці температури плавлення, активізуються так звані процеси повзучості, що дозволяють мантійним породам перетікати за часи порядку десять тисяч років. Жорстка літосфера - кора і сама верхня частина мантії - складається з порід, температура яких досить низька, в силу чого вони не можуть відчувати течій навіть за настільки тривалі проміжки часу.
Щоб континенти могли рухатися, на них повинні діяти сили. А. Вегенер припускав, що рухи в Землі, відповідальні за континентальний дрейф, викликаються або приливними силами, або силами, пов'язаними з обертанням Землі. Проте пізніше англійська геофізик сер Г. Джеффріс показав, що ці сили виявляються недостатніми, і описав отримані результати у своїй книзі «Земля: її походження, історія та будови». Для приведення в рух континентів необхідно знайти якийсь інший механізм. Він повинен мати запас енергії, достатнім, принаймні, для того, щоб покривати витрата енергії, безперервно втрачається при землетрусах, вулканічних виверженнях і гороутворенні.
В якості такого гіпотетичного механізму була запропонована теплова конвекція - вертикальні потоки рідкої речовини мантії. Конвекція може виникнути в рідині, що знаходиться в полі сили тяжіння, якщо рідина нагрівається знизу або зсередини і охолоджується зверху. У результаті більш холодні породи занурюються в глиб мантії, а нагріті піднімаються до поверхні Землі. Згідно з однією з концепцій, нагрів мантії відбувається за рахунок радіоактивного розпаду ізотопів урану 235 U і 238 U, торію 232 Th і калію 40 K.
У 60-х роках концепцію континентального дрейфу додатково підтвердили результати палеомагнітних досліджень. Під дією зовнішнього магнітного поля Землі породи в момент свого утворення набувають намагніченість, яка зберігається надалі. Дослідження її орієнтації дозволяють визначити, як переміщалися щодо магнітних полюсів Землі породи за час, що минув з моменту їх утворення. Зразки порід з різних частин одного і того ж континенту, не зазнали локальних деформацій, вказують приблизно одне і те ж направлення на магнітні полюси Землі. Проте породи Північної Америки і Європи дають різні положення магнітних полюсів. Звідси робився висновок, що це розходження виникло в результаті відносного дрейфу двох континентів. Зіставлення розташування кордонів між областями з підвищеним і зниженим значеннями напруженості магнітного поля в порівнянні з її середнім значенням і оцінка часу, за який напрям геомагнітного поля змінилося на протилежне, дозволило кількісно визначити швидкість розсування океанічного дна.
Відновлення картини геологічних процесів, що протікали мільярди років тому і знання механізму цих процесів має не тільки академічну цінність. Значення корисних копалин для сучасної промисловості не можна переоцінити. Детальне знання про процеси переміщення речовин в літосфері планети може допомогти прогнозувати перспективні для розробок райони. Приблизно 3,5 млрд. років тому на Землі зародилося життя. Виникнення життя кардинально змінило хімічні процеси усередині планети. Близько 2,5 млрд. років тому утворилася киснева атмосфера, окислів осадові породи в океані, але ж саме вони опускаються в мантію в так званих зонах субдукції.
Океанські опади містять в собі до 3% води, кілька десятих відсотка вуглекислоти і, потрапляючи в надра, реагують з мантійним речовиною, виплавляючи звідти рідкісні елементи. Збагачений розплав у свою чергу надходить нагору і виливається через гігантські розломи - рифти, нарощуючи океанську кору. Пройшовши багаторазовий процес плавлення, глибинне речовина, збагачене рідкісними елементами, утворює в земній корі гігантські поклади корисних копалин, як, наприклад, Хибинский і Ловозерский масиви на Кольському півострові, найбільші джерела апатиту і рідкісних земель. Цей глобальний кругообіг речовини підтверджує аналіз ізотопів стронцію, неодиму, осмію. Великі родовища можна відкрити і зараз, якщо цим займатися, застосовуючи точне знання.
Неотектонические (новітні) руху проявилися в різних частинах Землі і визначили її сучасний рельєф. Найбільш вони проявилися у формуванні гірського рельєфу. Всі гори на Землі сформувалися в неоген - четвертинному періодах, рідше палеоген - четвертинному, хоча за висотою вони відрізняються. Гімалаї і Альпи - високі, а Уральські гори значно нижче перших. Це залежало від нерівномірності прояву інтенсивності неотектонічних рухів. Для вивчення сучасних і неотектонічних рухів широко використовується геоморфологічні методи. За допомогою топокарт та аерознімків виявляють аномалії рельєфу, які відображають тектонічні рухи. Ознаками неотектонічних опускань служить освіту естуаріїв, занурення терас нижче рівня моря, величина коралових рифів більше 40 - 60 м .
Наукове і практичне значення вивчення тектонічних рухів і результатів цих рухів полягає в проведенні палеотектоніческіх реконструкцій та можливості визначати умови формування будови земної кори. Реконструкції рухів по розломах і визначення шляхів руху рудоносних розчинів та їх концентрації в сприятливих структурних позиціях дозволяють на практиці проводити цілеспрямовані пошуки корисних копалин.
4. Історична геологія і минуле Землі
Гіпотеза континентального дрейфу справила великий вплив на розвиток багатьох розділів геології, в тому числі, і історичну геологію. Цей розділ геологічної науки хотілося б розглянути докладніше, у зв'язку з великим його значенням не тільки для відновлення картини минулого Землі, але, значною мірою, і для прогнозування її майбутнього. Історична геологія є одним з великих розділів геологічних наук, в якому в хронологічному порядку розглядається геологічне минуле Землі. Оскільки геологічним спостереженнями доступна поки земна кора, остільки розгляд різноманітних природних явищ і процесів поширюється на земну кору. Формування Земної кори визначають різноманітні фактори, з яких провідними є - час, фізико-географічні умови і тектоніка. Тому для відновлення історії земної кори вирішуються такі завдання:
1. Визначення віку гірських порід.
2. Відновлення фізико-географічних умов земної поверхні минулого.
3. Відновлення тектонічних рухів і різних тектонічних структур.
Історична геологія включає в себе ряд розділів. Стратиграфія займається вивченням складу, місця і часу утворення пластів гірських порід і їх кореляцію. Палеогеографія розглядає клімат, рельєф, розвиток стародавніх морів, річок, озер і т.д. в минулі геологічні епохи. Визначенням часу, характеру, величини тектонічних рухів займається геотектоніка. Час і умови утворення магматичних порід відновлює петрологія. Таким чином, історична геологія тісно пов'язана практично з усіма областями геологічного знання.
Однією з найважливіших проблем геології є проблема визначення геологічного часу формаірованія осадових порід. Формування геологічних порід у фанерозої супроводжувалося всі посилюється біологічною активністю, тому палеобіолог має велике значення в геологічних дослідженнях. Для геологів важливим моментом є те, що еволюційні зміни в організмах і поява нових видів відбувається в певний проміжок геологічного часу. Принцип фінальної сукцесії постулює, що в один і той же час в океані поширені одні й ті ж організми. З цього випливає, що геолог, визначивши набір викопних решток в породі, може знайти одночасно утворилися породи.
Межі еволюційних перетворень - межі геологічного часу утворення осадових горизонтів. Чим швидше або коротше цей проміжок, тим більше можливостей для більш дрібних стратиграфічних поділів товщ. Таким чином, вирішується завдання визначення віку осадових товщ. Інша важлива задача - визначення умов проживання. Тому так важливо визначити ті зміни, які на організми наклала середовище проживання, знаючи які ми можемо визначити умови формування опадів
Ще на початку минулого століття всі основні висновки про відносну геохронології будувалися головним чином на вивченні більш-менш великих і порівняно високоорганізованих тварин, таких як молюски, корали, трилобіти, деякі ракоподібні, брахіоподи і хребетні. За цим організмам встановлювалися і головні етапи розвитку тваринного світу планети. На залишки найпростіші та інших мікроскопічних організмів геологи зазвичай не звертали серйозної уваги, бо в світі панували тоді еволюційних поглядів передбачалося, що ці тварини вкрай незначно змінюються в часі і не можуть бути використані як покажчики віку відкладень.
Однак при бурінні свердловин часто буває зовсім неможливо виявити в тонкому стовпчику (керні) піднятої на поверхню породи будь-які ознаки «традиційної» фауни. А якщо залишки таких тварин і зустрічаються - це нерідко розрізані буром фрагменти, визначити які вдається далеко не завжди. Тому довелося звернути увагу й на ті організми, які раніше вважалися безперспективними для стратиграфії.
Однією з перших нових груп, якої особливо зацікавилися геологи-стратиграфо, були форамініфери. Це невеликі найпростіші тварини з класу корененіжок, що населяють нині тисячі квадратних кілометрів морського дна. Одні з них мають кулясту форму, інші - зірчасті, треті - лінзоподібні. Ще до того як біологи виявили ці істоти в сучасних морях, людям були відомі їхні викопні рештки.
Двадцять століть тому давньогрецький географ Страбон відзначав, що в Єгипті зустрічаються у великій кількості дрібні плоскі камені, які єгиптяни вважають скам'янілою сочевицею. Згодом було з'ясовано, що уявна сочевиця представляє собою панцирі тварин. Але тільки в XX столітті форамініфери зайняли гідне місце в шкалі геохронології.
Як у палеозойську, так і в мезозойську еру форамініфери грали величезну роль в накопиченні опадів морського дна. Ще більша кількість їх скелетів міститься у відкладеннях кайнозойського віку. Порівняльне вивчення морфологічної будови цих найпростіших показало їх швидку еволюцію в часі. Визначивши види і пологи форамініфер, зустрінутих в керні свердловини, геолог може впевнено судити про відносний віці вміщають їх гірських порід. Завдяки дослідженню древніх форамініфер були внесені серйозні уточнення в стратиграфічні схеми багатьох районів.
Іноді раковин цих тварин накопичувалося на дні морів так багато, що вони утворювали потужні пласти товщиною до декількох сотень метрів. Такі породи, майже повністю складаються з скелетів форамініфер, навіть отримали назву за переважним формами цих організмів. Подібного походження вапняки, названі альвеолііовимі, зустрінуті на заході Франції і на схід від Адріатичного моря. Інший вапняк - нуммулітові - простежується в широкій смузі, що тягнеться від Альп і Південного Середземномор'я до Гімалаїв. У країнах колишнього СРСР нуммулітові вапняки тягнуться вздовж північних схилів Кримського хребта від Севастополя до Феодосії, а за Каспійським морем зустрічаються в палеогенових відкладах Устюрт і Мангишлака.
З роками методи вивчення мікроскопічних скам'янілостей вдосконалювалися, ставали більш точними і різнобічними. Нині Мікропалеонтологія - гілка палеонтології, що займається дослідженням залишків дрібних організмів, - стала рівноправною учасницею стратиграфічних досліджень.
Все більше значення набуває нині вивчення примітивних ракоподібних - остракод і філлопод. Ці дрібні рачки, будова яких можна розглянути тільки під мікроскопом, цікаві тим, що вони живуть в басейнах різної солоності. Це дозволяє зіставляти відклади різного походження, а, знаючи ознаки, за якими розрізняють мешканців морських і прісноводних водойм, можна судити і про умови, в яких відклалися дані опади.
В останні роки увагу багатьох дослідників привертають сколекодонти - викопні зазубрені щелепи кільчастих хробаків-аннелід і конодонти - дрібні, складаються з кристалічного апатиту пластинчасті освіти, походження яких до цих пір ще недостатньо з'ясовано. Багато хто з них, мабуть, також представляють собою щелепи хижих хробаків, а деякі, ймовірно, є частинами тіла круглоротих хребетних.
В останні десятиліття в арсеналі науки про відносне віці Землі з'явився ще один метод, який отримав назву спорово-пилкового. При спорово-пилкового аналізу досліджують викопні рештки пилку сім'яних рослин і спор, що належать стародавнім спорових, таким як мохи, плауни, папороті. Вітер і водні потоки розносять міріади цих частинок по поверхні Землі. Щільні зовнішні покриви суперечка чудово зберігаються у викопному стані. Вперше застосований для уточнення історії сучасних лісів і торфовищ спорово-пилковий метод зайняв нині чільне місце в ряду досліджень, що дозволяють встановлювати вік осадових порід.
Іноді, найчастіше у морських відкладеннях, разом із спорами і пилком рослин зустрічаються мікроскопічні організми - перідінеі і акрітархі. Встановлено, що перідінеі представляють собою викопні рештки дінофлагеллят (або джгутикових). Що ж таке акрітархі - поки не цілком з'ясовано. Одні дослідники вважають їх дрібними колоніальними тваринами, інші - яйцями ракоподібних, водоростями або навіть дінофлагеллятамі, одягнений у цисту (оболонка, якою оточують себе деякі організми, потрапляючи в несприятливі умови). Але хоча природа цих мікрофоссілій продовжує ще залишатися неясною, їх велика кількість і широке поширення змусили вчених взяти на озброєння і цю групу, яка також допомагає вирішувати питання про вік порід і умови їх утворення. Разом з акрітархі і дінофлагеллятамі предметом стратиграфічних досліджень стали діатомові і золотисті водорості. Всі ці чотири групи палеонтологічних об'єктів об'єднуються під загальною назвою «нанопланктон».
У ряді нових напрямів досліджень зростає значення палеокарпологіі (від латинського «Карпус» - сім'я) - галузі палеонтології, що займається вивченням копалин плодів, насіння і мегаспор папоротеподібних. Судячи з успіхам, досягнутим при визначенні віку кайнозойських відкладень, можна сподіватися, що палеокарпологіческіе методи виявляться корисними і для стратиграфії більш давніх утворень.
Виник і розвивається ще одна палеонтологічна дисципліна - палеомікологія, предметом вивчення якої є копалини гриби. Залишки грибів в незліченну безліч можна знайти в древніх осадових породах, похованих грунтах, вугіллі, горючих сланцях і торфі. Водні гриби-паразити вражали водорості, луску риб та скелетні освіти безхребетних. А серед наземних відкладень гриби можна знайти в скам'янілої деревині, в бурштині, на відбитках листя і на кістках вимерлих тварин. Настільки широке поширення представників грибного царства дозволяє залучати палеомікологіческіе дані для відновлення умов проживання організмів, а при вивченні докембрійських утворень - і для розчленування осадових товщ.
Представники того чи іншого вимерлого виду можуть зустрічатися в різних за своєю протяжністю інтервалах розрізу осадових відкладень, що непрямим чином вказує на тривалість існування цього виду. Порівнюючи закономірності розподілу різних організмів у часі, вдається встановити стратиграфическую цінність кожного з них і обгрунтувати точність, з якою можна виміряти тривалість геологічних подій. Працею багатьох поколінь палеонтологів створюється шкала відносного часу - геологічний календар фанерозою.
Викопні рештки древніх рослин та тварин дозволяють з'ясувати послідовність залягання земних шарів і досить точно зіставити пласти, що укладають скам'янілості. За ними можна судити, древнє або молодше той чи інший пласт в порівнянні з іншим. Залишки організмів вкажуть, на якому етапі історії Землі утворилися досліджувані відкладення, дозволять співвіднести їх з певною рядком геохронологічної шкали. Але якщо породи «німі», тобто не містять викопних організмів, це питання вирішити неможливо. А між тим багатокілометрові товщі докембрійських утворень позбавлені скам'янілостей. Стало бути, щоб визначити вік найдавніших шарів Землі, необхідні якісь інші методи, принципово відрізняються від традиційних прийомів, взятих на озброєння палеонтологією.
Для виконання цього завдання з давніх часів розроблено ряд простих і інтуїтивно очевидних ознак тимчасових співвідношень порід. Інтрузивні взаємини представлені контактами інтрузивних порід і вміщуючих їх товщ. Виявлення ознак таких взаємин (зони загартування, ДАЕК і т. п.) однозначно вказує на те, що інтрузія утворилася пізніше, ніж вміщують породи.
Січні взаємини також дозволяють визначити відносний вік. Якщо розлом рве гірські породи, значить він утворився пізніше, ніж вони. Ксеноліти і уламки потрапляють у породи в результаті руйнування свого джерела, відповідно вони утворилися раніше вміщуючих їх порід, і можуть бути використані для визначення відносного віку.
Принцип актуалізму постулює, що геологічні сили, що діють в наш час, аналогічно працювали і в колишні часи. Джеймс Хаттон сформулював принцип актуалізму фразою «Справжнє ключ до майбутнього». Принцип первинної горизонтальності стверджує, що морські опади при утворенні залягають горизонтально. Принцип суперпозиції полягає в тому, що породи знаходяться в не порушеному складчастістю і розломами заляганні йдуть у порядку з освіти, породи, що залягають вище молодше, а ті які знаходяться нижче по розрізу - древнє.
Висновок
Підсумовуючи, можна сказати, що предметом вивчення геології є основні закономірності геологічного розвитку Землі. Більш вузькі розділи геології, наприклад, вулканологія, мінералогія, петрографія, так чи інакше, стосуються проблем історичного розвитку планети. Однак проблеми людини пов'язані не тільки з історією.
Минулий вік ознаменувався небувалим настанням людини на природне, в тому числі і геологічне середовище, під якою розуміється сама поверхнева частина земної кори, підвладна техногенному впливу. Цей вплив наростало поступово, але у ХХ столітті, особливо в його другій половині, швидкість техногенного впливу перевищила природні швидкості багатьох геологічних процесів і стало носити катастрофічний характер. Успіхи людства в техніці і технології дозволяють залучати до використання набагато більшу частину земної кори, ніж це було раніше, причому дане положення стосується як континентів, так і океанів.
В.І. Вернадський назвав поверхневу частину земної кори, атмосферу, гідросферу і біосферу ноосферою (ноос - грец. Розум), в якій діє людський розум. Нас цікавить, як техногенна діяльність людини змінює геологічне середовище - приповерхневої частини земної кори і як швидкості цього процесу співвідносяться зі швидкостями природних процесів. Дані В.А. Корольова і В.М. Соколова показують, що видобуток мінеральної сировини на рік перевищує 100 млрд. тонн, тоді як винос уламкового матеріалу ріками в моря й океани, морська абразія і денудація складають 17,4 млрд. т. Іншими словами, штучний відбір матеріалу з поверхні Землі в 4 рази перевищує природний.
Середня температура на Землі повільно, але неухильно зростає, що приводить до швидкої деградації льодовиків і підвищення рівня океану. Тільки в 1999 р. в атмосферу було викинуто 5,8 млрд. т речовин, що створюють парниковий ефект, а населення Землі вже перевалила за 6 млрд. чоловік. Перелік техногенного впливу на геологічне і навколишнє середовища можна продовжувати і продовжувати. Важливо зрозуміти, що досить широко поширена думка про те, що «земля» може витримати все, що завгодно, а от біосфера дуже чутливо до техногенного впливу. Це, звичайно, помилкова думка.
Фізико-хімічне і хімічний вплив на земну кору надає організація звалищ твердих побутових відходів (ТПВ), промислові та комунальні стоки вод, в результаті яких виявляються забрудненими запаси питних вод. В даний час 1 чоловік забезпечує в рік близько 1 тонни комунальних відходів. Великі площі відводяться під складування різноманітних відходів, як від гірничого виробництва, так і від інших видів господарської діяльності людини. Сюди треба додати і неутилізованих токсичні відходи, яких тільки в Росії щорічно утворюється більше 20 млн. т. Все це руйнує верхню частину земної кори - геологічне середовище і приводить до її незворотних змін.
Техногенний вплив зараз проникає і в більш глибокі горизонти земної кори, завдяки величезній кількості нафтових і газових свердловин, підземного будівництва в містах, прокладці глубокопогруженнимі трубопроводів, тунелів та ін Одних тільки залізниць на Землі 1 млн. 400 тис. км, що становить 3 , 5 відстані від Землі до Місяця, а автомобільних доріг набагато більше. Кожен кілометр доріг порушує 2 гектари грунту і рослинності.
Існують науково обгрунтовані кліматичний, біологічний і екологічний межі енергоспоживання людини. Справа в тому, що сучасна біота пристосована до тих особливостей природного середовища, включаючи і клімат, які сьогодні існують на Землі. А людина прагне споживати все більше енергії. Наприкінці XX століття антропогенний обурення парникового ефекту вже в 10 разів перевищило порогове значення в порівнянні з біологічним.
У першій половині XXI століття людство наблизиться до небезпечної межі обурення біосфери, якщо рівень споживання не зміниться, а чисельність населення не зменшиться до такого рівня, при якому може зберігатися стійке, збалансований розвиток. Все більше природних ресурсів необхідно людству, щоб вижити. Ми навчилися використовувати величезну кількість природної сировини, але не можна відбирати у Землі одні з видів ресурсів, роблячи вигляд, що він незалежний від інших. Протягом історії людства ми тільки споживали у все зростаючих кількостях, не думаючи про наслідки. Завдання геологів як раз і полягає в тому, щоб мінеральні ресурси Землі стали б доступні кожному і людство в своєму пізнанні Землі досягло б рівня, що дозволив йому усвідомити, що воно стоїть на самому кордоні такого стану планети, за яким для його існування вже не мають майбутнього. І нам важливо не втратити унікальність нашої планети в ряді інших, полягає в наявності на ній життя.
Список використаної літератури
1. Бєлоусов В.В. Нариси історії геології. Біля витоків науки про Землю (геологія до кінця ХVIII ст.). - М., - 1993.
2. Вернадський В.І. Вибрані праці з історії науки. - М.: Наука, - 1981.
3. Куховарських А.С., Онопрієнко В.І. Мінералогія: минуле, сучасне, майбутнє. - Київ: Наукова Думка, - 1985.
4. Сучасні ідеї теоретичної геології. - Л.: Недра, - 1984.
5. Хаїн В.Є. Основні проблеми сучасної геології (геологія на порозі ХХІ століття). - М.: Науковий світ, 2003 ..
6. Хаїн В.Є., Рябухін А.Г. Історія і методологія геологічних наук. - М.: МГУ, - 1996.
7. Хелл А. Великі геологічні суперечки. М.: Світ, 1985.
У 60-х роках концепцію континентального дрейфу додатково підтвердили результати палеомагнітних досліджень. Під дією зовнішнього магнітного поля Землі породи в момент свого утворення набувають намагніченість, яка зберігається надалі. Дослідження її орієнтації дозволяють визначити, як переміщалися щодо магнітних полюсів Землі породи за час, що минув з моменту їх утворення. Зразки порід з різних частин одного і того ж континенту, не зазнали локальних деформацій, вказують приблизно одне і те ж направлення на магнітні полюси Землі. Проте породи Північної Америки і Європи дають різні положення магнітних полюсів. Звідси робився висновок, що це розходження виникло в результаті відносного дрейфу двох континентів. Зіставлення розташування кордонів між областями з підвищеним і зниженим значеннями напруженості магнітного поля в порівнянні з її середнім значенням і оцінка часу, за який напрям геомагнітного поля змінилося на протилежне, дозволило кількісно визначити швидкість розсування океанічного дна.
Відновлення картини геологічних процесів, що протікали мільярди років тому і знання механізму цих процесів має не тільки академічну цінність. Значення корисних копалин для сучасної промисловості не можна переоцінити. Детальне знання про процеси переміщення речовин в літосфері планети може допомогти прогнозувати перспективні для розробок райони. Приблизно 3,5 млрд. років тому на Землі зародилося життя. Виникнення життя кардинально змінило хімічні процеси усередині планети. Близько 2,5 млрд. років тому утворилася киснева атмосфера, окислів осадові породи в океані, але ж саме вони опускаються в мантію в так званих зонах субдукції.
Океанські опади містять в собі до 3% води, кілька десятих відсотка вуглекислоти і, потрапляючи в надра, реагують з мантійним речовиною, виплавляючи звідти рідкісні елементи. Збагачений розплав у свою чергу надходить нагору і виливається через гігантські розломи - рифти, нарощуючи океанську кору. Пройшовши багаторазовий процес плавлення, глибинне речовина, збагачене рідкісними елементами, утворює в земній корі гігантські поклади корисних копалин, як, наприклад, Хибинский і Ловозерский масиви на Кольському півострові, найбільші джерела апатиту і рідкісних земель. Цей глобальний кругообіг речовини підтверджує аналіз ізотопів стронцію, неодиму, осмію. Великі родовища можна відкрити і зараз, якщо цим займатися, застосовуючи точне знання.
Неотектонические (новітні) руху проявилися в різних частинах Землі і визначили її сучасний рельєф. Найбільш вони проявилися у формуванні гірського рельєфу. Всі гори на Землі сформувалися в неоген - четвертинному періодах, рідше палеоген - четвертинному, хоча за висотою вони відрізняються. Гімалаї і Альпи - високі, а Уральські гори значно нижче перших. Це залежало від нерівномірності прояву інтенсивності неотектонічних рухів. Для вивчення сучасних і неотектонічних рухів широко використовується геоморфологічні методи. За допомогою топокарт та аерознімків виявляють аномалії рельєфу, які відображають тектонічні рухи. Ознаками неотектонічних опускань служить освіту естуаріїв, занурення терас нижче рівня моря, величина коралових рифів більше 40 -
Наукове і практичне значення вивчення тектонічних рухів і результатів цих рухів полягає в проведенні палеотектоніческіх реконструкцій та можливості визначати умови формування будови земної кори. Реконструкції рухів по розломах і визначення шляхів руху рудоносних розчинів та їх концентрації в сприятливих структурних позиціях дозволяють на практиці проводити цілеспрямовані пошуки корисних копалин.
4. Історична геологія і минуле Землі
Гіпотеза континентального дрейфу справила великий вплив на розвиток багатьох розділів геології, в тому числі, і історичну геологію. Цей розділ геологічної науки хотілося б розглянути докладніше, у зв'язку з великим його значенням не тільки для відновлення картини минулого Землі, але, значною мірою, і для прогнозування її майбутнього. Історична геологія є одним з великих розділів геологічних наук, в якому в хронологічному порядку розглядається геологічне минуле Землі. Оскільки геологічним спостереженнями доступна поки земна кора, остільки розгляд різноманітних природних явищ і процесів поширюється на земну кору. Формування Земної кори визначають різноманітні фактори, з яких провідними є - час, фізико-географічні умови і тектоніка. Тому для відновлення історії земної кори вирішуються такі завдання:
1. Визначення віку гірських порід.
2. Відновлення фізико-географічних умов земної поверхні минулого.
3. Відновлення тектонічних рухів і різних тектонічних структур.
Історична геологія включає в себе ряд розділів. Стратиграфія займається вивченням складу, місця і часу утворення пластів гірських порід і їх кореляцію. Палеогеографія розглядає клімат, рельєф, розвиток стародавніх морів, річок, озер і т.д. в минулі геологічні епохи. Визначенням часу, характеру, величини тектонічних рухів займається геотектоніка. Час і умови утворення магматичних порід відновлює петрологія. Таким чином, історична геологія тісно пов'язана практично з усіма областями геологічного знання.
Однією з найважливіших проблем геології є проблема визначення геологічного часу формаірованія осадових порід. Формування геологічних порід у фанерозої супроводжувалося всі посилюється біологічною активністю, тому палеобіолог має велике значення в геологічних дослідженнях. Для геологів важливим моментом є те, що еволюційні зміни в організмах і поява нових видів відбувається в певний проміжок геологічного часу. Принцип фінальної сукцесії постулює, що в один і той же час в океані поширені одні й ті ж організми. З цього випливає, що геолог, визначивши набір викопних решток в породі, може знайти одночасно утворилися породи.
Межі еволюційних перетворень - межі геологічного часу утворення осадових горизонтів. Чим швидше або коротше цей проміжок, тим більше можливостей для більш дрібних стратиграфічних поділів товщ. Таким чином, вирішується завдання визначення віку осадових товщ. Інша важлива задача - визначення умов проживання. Тому так важливо визначити ті зміни, які на організми наклала середовище проживання, знаючи які ми можемо визначити умови формування опадів
Ще на початку минулого століття всі основні висновки про відносну геохронології будувалися головним чином на вивченні більш-менш великих і порівняно високоорганізованих тварин, таких як молюски, корали, трилобіти, деякі ракоподібні, брахіоподи і хребетні. За цим організмам встановлювалися і головні етапи розвитку тваринного світу планети. На залишки найпростіші та інших мікроскопічних організмів геологи зазвичай не звертали серйозної уваги, бо в світі панували тоді еволюційних поглядів передбачалося, що ці тварини вкрай незначно змінюються в часі і не можуть бути використані як покажчики віку відкладень.
Однак при бурінні свердловин часто буває зовсім неможливо виявити в тонкому стовпчику (керні) піднятої на поверхню породи будь-які ознаки «традиційної» фауни. А якщо залишки таких тварин і зустрічаються - це нерідко розрізані буром фрагменти, визначити які вдається далеко не завжди. Тому довелося звернути увагу й на ті організми, які раніше вважалися безперспективними для стратиграфії.
Однією з перших нових груп, якої особливо зацікавилися геологи-стратиграфо, були форамініфери. Це невеликі найпростіші тварини з класу корененіжок, що населяють нині тисячі квадратних кілометрів морського дна. Одні з них мають кулясту форму, інші - зірчасті, треті - лінзоподібні. Ще до того як біологи виявили ці істоти в сучасних морях, людям були відомі їхні викопні рештки.
Двадцять століть тому давньогрецький географ Страбон відзначав, що в Єгипті зустрічаються у великій кількості дрібні плоскі камені, які єгиптяни вважають скам'янілою сочевицею. Згодом було з'ясовано, що уявна сочевиця представляє собою панцирі тварин. Але тільки в XX столітті форамініфери зайняли гідне місце в шкалі геохронології.
Як у палеозойську, так і в мезозойську еру форамініфери грали величезну роль в накопиченні опадів морського дна. Ще більша кількість їх скелетів міститься у відкладеннях кайнозойського віку. Порівняльне вивчення морфологічної будови цих найпростіших показало їх швидку еволюцію в часі. Визначивши види і пологи форамініфер, зустрінутих в керні свердловини, геолог може впевнено судити про відносний віці вміщають їх гірських порід. Завдяки дослідженню древніх форамініфер були внесені серйозні уточнення в стратиграфічні схеми багатьох районів.
Іноді раковин цих тварин накопичувалося на дні морів так багато, що вони утворювали потужні пласти товщиною до декількох сотень метрів. Такі породи, майже повністю складаються з скелетів форамініфер, навіть отримали назву за переважним формами цих організмів. Подібного походження вапняки, названі альвеолііовимі, зустрінуті на заході Франції і на схід від Адріатичного моря. Інший вапняк - нуммулітові - простежується в широкій смузі, що тягнеться від Альп і Південного Середземномор'я до Гімалаїв. У країнах колишнього СРСР нуммулітові вапняки тягнуться вздовж північних схилів Кримського хребта від Севастополя до Феодосії, а за Каспійським морем зустрічаються в палеогенових відкладах Устюрт і Мангишлака.
З роками методи вивчення мікроскопічних скам'янілостей вдосконалювалися, ставали більш точними і різнобічними. Нині Мікропалеонтологія - гілка палеонтології, що займається дослідженням залишків дрібних організмів, - стала рівноправною учасницею стратиграфічних досліджень.
Все більше значення набуває нині вивчення примітивних ракоподібних - остракод і філлопод. Ці дрібні рачки, будова яких можна розглянути тільки під мікроскопом, цікаві тим, що вони живуть в басейнах різної солоності. Це дозволяє зіставляти відклади різного походження, а, знаючи ознаки, за якими розрізняють мешканців морських і прісноводних водойм, можна судити і про умови, в яких відклалися дані опади.
В останні роки увагу багатьох дослідників привертають сколекодонти - викопні зазубрені щелепи кільчастих хробаків-аннелід і конодонти - дрібні, складаються з кристалічного апатиту пластинчасті освіти, походження яких до цих пір ще недостатньо з'ясовано. Багато хто з них, мабуть, також представляють собою щелепи хижих хробаків, а деякі, ймовірно, є частинами тіла круглоротих хребетних.
В останні десятиліття в арсеналі науки про відносне віці Землі з'явився ще один метод, який отримав назву спорово-пилкового. При спорово-пилкового аналізу досліджують викопні рештки пилку сім'яних рослин і спор, що належать стародавнім спорових, таким як мохи, плауни, папороті. Вітер і водні потоки розносять міріади цих частинок по поверхні Землі. Щільні зовнішні покриви суперечка чудово зберігаються у викопному стані. Вперше застосований для уточнення історії сучасних лісів і торфовищ спорово-пилковий метод зайняв нині чільне місце в ряду досліджень, що дозволяють встановлювати вік осадових порід.
Іноді, найчастіше у морських відкладеннях, разом із спорами і пилком рослин зустрічаються мікроскопічні організми - перідінеі і акрітархі. Встановлено, що перідінеі представляють собою викопні рештки дінофлагеллят (або джгутикових). Що ж таке акрітархі - поки не цілком з'ясовано. Одні дослідники вважають їх дрібними колоніальними тваринами, інші - яйцями ракоподібних, водоростями або навіть дінофлагеллятамі, одягнений у цисту (оболонка, якою оточують себе деякі організми, потрапляючи в несприятливі умови). Але хоча природа цих мікрофоссілій продовжує ще залишатися неясною, їх велика кількість і широке поширення змусили вчених взяти на озброєння і цю групу, яка також допомагає вирішувати питання про вік порід і умови їх утворення. Разом з акрітархі і дінофлагеллятамі предметом стратиграфічних досліджень стали діатомові і золотисті водорості. Всі ці чотири групи палеонтологічних об'єктів об'єднуються під загальною назвою «нанопланктон».
У ряді нових напрямів досліджень зростає значення палеокарпологіі (від латинського «Карпус» - сім'я) - галузі палеонтології, що займається вивченням копалин плодів, насіння і мегаспор папоротеподібних. Судячи з успіхам, досягнутим при визначенні віку кайнозойських відкладень, можна сподіватися, що палеокарпологіческіе методи виявляться корисними і для стратиграфії більш давніх утворень.
Виник і розвивається ще одна палеонтологічна дисципліна - палеомікологія, предметом вивчення якої є копалини гриби. Залишки грибів в незліченну безліч можна знайти в древніх осадових породах, похованих грунтах, вугіллі, горючих сланцях і торфі. Водні гриби-паразити вражали водорості, луску риб та скелетні освіти безхребетних. А серед наземних відкладень гриби можна знайти в скам'янілої деревині, в бурштині, на відбитках листя і на кістках вимерлих тварин. Настільки широке поширення представників грибного царства дозволяє залучати палеомікологіческіе дані для відновлення умов проживання організмів, а при вивченні докембрійських утворень - і для розчленування осадових товщ.
Представники того чи іншого вимерлого виду можуть зустрічатися в різних за своєю протяжністю інтервалах розрізу осадових відкладень, що непрямим чином вказує на тривалість існування цього виду. Порівнюючи закономірності розподілу різних організмів у часі, вдається встановити стратиграфическую цінність кожного з них і обгрунтувати точність, з якою можна виміряти тривалість геологічних подій. Працею багатьох поколінь палеонтологів створюється шкала відносного часу - геологічний календар фанерозою.
Викопні рештки древніх рослин та тварин дозволяють з'ясувати послідовність залягання земних шарів і досить точно зіставити пласти, що укладають скам'янілості. За ними можна судити, древнє або молодше той чи інший пласт в порівнянні з іншим. Залишки організмів вкажуть, на якому етапі історії Землі утворилися досліджувані відкладення, дозволять співвіднести їх з певною рядком геохронологічної шкали. Але якщо породи «німі», тобто не містять викопних організмів, це питання вирішити неможливо. А між тим багатокілометрові товщі докембрійських утворень позбавлені скам'янілостей. Стало бути, щоб визначити вік найдавніших шарів Землі, необхідні якісь інші методи, принципово відрізняються від традиційних прийомів, взятих на озброєння палеонтологією.
Для виконання цього завдання з давніх часів розроблено ряд простих і інтуїтивно очевидних ознак тимчасових співвідношень порід. Інтрузивні взаємини представлені контактами інтрузивних порід і вміщуючих їх товщ. Виявлення ознак таких взаємин (зони загартування, ДАЕК і т. п.) однозначно вказує на те, що інтрузія утворилася пізніше, ніж вміщують породи.
Січні взаємини також дозволяють визначити відносний вік. Якщо розлом рве гірські породи, значить він утворився пізніше, ніж вони. Ксеноліти і уламки потрапляють у породи в результаті руйнування свого джерела, відповідно вони утворилися раніше вміщуючих їх порід, і можуть бути використані для визначення відносного віку.
Принцип актуалізму постулює, що геологічні сили, що діють в наш час, аналогічно працювали і в колишні часи. Джеймс Хаттон сформулював принцип актуалізму фразою «Справжнє ключ до майбутнього». Принцип первинної горизонтальності стверджує, що морські опади при утворенні залягають горизонтально. Принцип суперпозиції полягає в тому, що породи знаходяться в не порушеному складчастістю і розломами заляганні йдуть у порядку з освіти, породи, що залягають вище молодше, а ті які знаходяться нижче по розрізу - древнє.
Висновок
Підсумовуючи, можна сказати, що предметом вивчення геології є основні закономірності геологічного розвитку Землі. Більш вузькі розділи геології, наприклад, вулканологія, мінералогія, петрографія, так чи інакше, стосуються проблем історичного розвитку планети. Однак проблеми людини пов'язані не тільки з історією.
Минулий вік ознаменувався небувалим настанням людини на природне, в тому числі і геологічне середовище, під якою розуміється сама поверхнева частина земної кори, підвладна техногенному впливу. Цей вплив наростало поступово, але у ХХ столітті, особливо в його другій половині, швидкість техногенного впливу перевищила природні швидкості багатьох геологічних процесів і стало носити катастрофічний характер. Успіхи людства в техніці і технології дозволяють залучати до використання набагато більшу частину земної кори, ніж це було раніше, причому дане положення стосується як континентів, так і океанів.
В.І. Вернадський назвав поверхневу частину земної кори, атмосферу, гідросферу і біосферу ноосферою (ноос - грец. Розум), в якій діє людський розум. Нас цікавить, як техногенна діяльність людини змінює геологічне середовище - приповерхневої частини земної кори і як швидкості цього процесу співвідносяться зі швидкостями природних процесів. Дані В.А. Корольова і В.М. Соколова показують, що видобуток мінеральної сировини на рік перевищує 100 млрд. тонн, тоді як винос уламкового матеріалу ріками в моря й океани, морська абразія і денудація складають 17,4 млрд. т. Іншими словами, штучний відбір матеріалу з поверхні Землі в 4 рази перевищує природний.
Середня температура на Землі повільно, але неухильно зростає, що приводить до швидкої деградації льодовиків і підвищення рівня океану. Тільки в 1999 р. в атмосферу було викинуто 5,8 млрд. т речовин, що створюють парниковий ефект, а населення Землі вже перевалила за 6 млрд. чоловік. Перелік техногенного впливу на геологічне і навколишнє середовища можна продовжувати і продовжувати. Важливо зрозуміти, що досить широко поширена думка про те, що «земля» може витримати все, що завгодно, а от біосфера дуже чутливо до техногенного впливу. Це, звичайно, помилкова думка.
Фізико-хімічне і хімічний вплив на земну кору надає організація звалищ твердих побутових відходів (ТПВ), промислові та комунальні стоки вод, в результаті яких виявляються забрудненими запаси питних вод. В даний час 1 чоловік забезпечує в рік близько 1 тонни комунальних відходів. Великі площі відводяться під складування різноманітних відходів, як від гірничого виробництва, так і від інших видів господарської діяльності людини. Сюди треба додати і неутилізованих токсичні відходи, яких тільки в Росії щорічно утворюється більше 20 млн. т. Все це руйнує верхню частину земної кори - геологічне середовище і приводить до її незворотних змін.
Техногенний вплив зараз проникає і в більш глибокі горизонти земної кори, завдяки величезній кількості нафтових і газових свердловин, підземного будівництва в містах, прокладці глубокопогруженнимі трубопроводів, тунелів та ін Одних тільки залізниць на Землі 1 млн. 400 тис. км, що становить 3 , 5 відстані від Землі до Місяця, а автомобільних доріг набагато більше. Кожен кілометр доріг порушує 2 гектари грунту і рослинності.
Існують науково обгрунтовані кліматичний, біологічний і екологічний межі енергоспоживання людини. Справа в тому, що сучасна біота пристосована до тих особливостей природного середовища, включаючи і клімат, які сьогодні існують на Землі. А людина прагне споживати все більше енергії. Наприкінці XX століття антропогенний обурення парникового ефекту вже в 10 разів перевищило порогове значення в порівнянні з біологічним.
У першій половині XXI століття людство наблизиться до небезпечної межі обурення біосфери, якщо рівень споживання не зміниться, а чисельність населення не зменшиться до такого рівня, при якому може зберігатися стійке, збалансований розвиток. Все більше природних ресурсів необхідно людству, щоб вижити. Ми навчилися використовувати величезну кількість природної сировини, але не можна відбирати у Землі одні з видів ресурсів, роблячи вигляд, що він незалежний від інших. Протягом історії людства ми тільки споживали у все зростаючих кількостях, не думаючи про наслідки. Завдання геологів як раз і полягає в тому, щоб мінеральні ресурси Землі стали б доступні кожному і людство в своєму пізнанні Землі досягло б рівня, що дозволив йому усвідомити, що воно стоїть на самому кордоні такого стану планети, за яким для його існування вже не мають майбутнього. І нам важливо не втратити унікальність нашої планети в ряді інших, полягає в наявності на ній життя.
Список використаної літератури
1. Бєлоусов В.В. Нариси історії геології. Біля витоків науки про Землю (геологія до кінця ХVIII ст.). - М., - 1993.
2. Вернадський В.І. Вибрані праці з історії науки. - М.: Наука, - 1981.
3. Куховарських А.С., Онопрієнко В.І. Мінералогія: минуле, сучасне, майбутнє. - Київ: Наукова Думка, - 1985.
4. Сучасні ідеї теоретичної геології. - Л.: Недра, - 1984.
5. Хаїн В.Є. Основні проблеми сучасної геології (геологія на порозі ХХІ століття). - М.: Науковий світ, 2003 ..
6. Хаїн В.Є., Рябухін А.Г. Історія і методологія геологічних наук. - М.: МГУ, - 1996.
7. Хелл А. Великі геологічні суперечки. М.: Світ, 1985.