Земля — среда жизнеобитания: геологическая стрела времени

В результате изучения данной главы студент должен: знать

• • основные понятия наук о Земле;
• • особенности и основные этапы становления научного знания о Земле;
• • место Земли в Солнечной системе;
• • специфику основных геосферных оболочек;
• • концепции формирования облика Земли;
• • основные положения тектоники литосферных плит; уметь
• • давать характеристику основных геологических процессов;
• • аргументировано показывать взаимодействие геосферных оболочек; владеть
• • навыками приобретения и применения знаний в области наук о Земле;
• • навыками использования понятийного аппарата наук о Земле для характеристики геологических процессов и объяснения особенностей геосферных оболочек.

Развитие научных знаний о Земле

Зарождение и развитие любой науки тесно связано с удовлетворением жизненных запросов общества. Именно поэтому в ногу с социальным и техническим прогрессом изменялся и развивался комплекс паук о Земле, сложившийся из единой некогда географии, или землеведения. Уже в нижнем палеолите (800—500 тыс. лет до н.э.) использовались каменные молотки, скребки, рубила, изготовленные из песчаников, кремней, обсидианов (вулканическое стекло) и др. В раннем неолите (10—6 тыс. лет до н.э.) возросла потребность в каменном материале для орудий труда, устройства очагов, укрепления пещер-жилищ и оружия. В бронзовом веке (3—1 тыс. лет до н.э.) люди стали использовать медь, золото, серебро, олово и др. В соответствии с этим росла потребность в геологических и географических знаниях.

Науки о Земле многим обязаны древним грекам. Фалес (VI в. до н.э.) считал, что Вселенная — жидкая масса, внутри которой находится большой пузырь в форме полушария. Его вогнутая поверхность — небесный свод; на нижней, плоской поверхности, наподобие пробки, плавает плоская Земля.

Согласно Анаксимандру (610—540 до н.э.) Земля — отрезок цилиндра, на одном из оснований которого живут люди. Середина Земли — большой остров Ойкумена («населенная Земля»), поделенный на Европу и Азию. Греция находится в центре Европы, а город Дельфы — в центре Греции. Последователи Пифагора (ок. 580—500 до н.э.) считали, что Земля — шар. Аристотель указывал: тень от Земли, падающая на полную Луну, всегда круглая, хотя во время затмений Земля повернута к Луне разными сторонами. Лишь шар всегда отбрасывает круглую тень, поэтому Земля — шар.

Фалес, Ксенофан, Гераклит, Аристотель пытались объяснить земные процессы реальными причинами: одни отводили решающую роль воде, а другие — подземному огню.

В Средние века таджикский ученый Абу Али Ибн-Сина (Авиценна, 980—1037) считал, что горы и долины произошли в результате действия как внутренних сил Земли (сильных землетрясений), так и внешних — разрушительного действия воды и ветра.

Леонардо да Винчи (1452—1519) писал, что современная суша и даже горы, на которых найдены остатки раковин, кораллов, морских раков и др., некогда были дном отступившего древнего моря.

Эпоху Великих географических открытий называют «золотым» веком классического землеведения. Европейцы открывали новые земли, а в XVII—XIX вв. впервые создана достоверная географическая карта мира со многими подробностями земной поверхности и особенностями океанов. Сформировались первые представления о геологическом строении континентов, о различии их климатов, о составе растительного покрова и животного мира разных регионов Земли.

И. Кант показал, что история Земли и Солнечной системы связана с историей Вселенной и обосновал небулярную теорию ее возникновения. Великий М. В. Ломоносов обосновал связь между наступлениями и отступлениями моря в прошлом и медленными поднятиями и опусканиями земной поверхности. Он утверждал: расколы и смещения земной коры, вызываемые землетрясениями и вулканическими извержениями, приводят к изменению рельефа земной поверхности. Возникают щели, куда проникают подземные минеральные растворы и где из них образуются минералы и руды.

Ж. Бюффон (1707—1788) определил продолжительность существования Земли в 75 тыс. лет. Объяснить смену форм живой материи за столь короткий период можно было только на основе идеи о «катаклизмах», периодически уничтожавших все живое на нашей планете, как считал Ж. Кювье (1769—1832). Однако английский геолог Ч. Лайель (1797—1875) доказал, что необходимости в катастрофах нет: для грандиозных преобразований на Земле вполне достаточно действующих сил природы, а возраст Земли надо считать миллионами лет.

С 1760-х гг. в Европе развивается геогнозия (греч. «учение о Земле», термин предложен немецкими учеными Г. Фюкселем и А. Г. Вернером), сходная с современной геологией. Термины «геогнозия», «минералогия», «горная наука» некоторое время (до середины XIX в.) существовали как синонимы.

В настоящее время выделяют следующие крупные разделы научного знания о Земле:

• • геологию — науку о строении земных недр и их минеральных богатствах;
• • физическую географию, исследующую устройство земной поверхности (орография), расположение и строение рек и других вод суши (гидрография), географические особенности растительного покрова и животного мира;
• • океанографию и метеорологию, которые изучают важнейшие свойства и особенности строения океанов, морей и атмосферы.

На рубеже XIX и XX вв. установили, что земной шар состоит из оболочек, имеющих различные физические свойства и химический состав. В XX в. науки о Земле обогатились плодотворными гипотезами и научными теориями.

Формирование геохимии связано с именами выдающихся русских ученых: В. И. Вернадского (1863—1945) и А. Е. Ферсмана (1883—1945). Теория горообразования развивалась французским геологом Э. Огом, русскими учеными А. П. Павловым, А. Д. Архангельским и другими. С именем немецкого геофизика А. Вегенера (1880—1930) связано становление геотектоники.

Геотектоника — наука о строении, движениях и развитии земной коры, о структуре и развитии Земли в целом.

В XX—XXI вв. науки о Земле из чисто описательных превратились в систему знаний, включающую взаимосвязанный спектр теоретических концепций, который широко использует методы естественных наук. Во многом это связано с развитием научной методологии.