КРАТКАЯ ИСТОРИЯ ТЕОРИИ

КРАТКАЯ ИСТОРИЯ ТЕОРИИ

Геология - одна из наиболее старых и наиболее молодых наук. Со времен Аристотеля люди интересовались устройством Земли и ее поверхности. Бурное развитие наук о Земле произошло в связи с развитием Университетов в Европе. В то время все науки о Земле развивались комплексно и каждая из их подпитывала одна другую. О поведении океанической коры классическая геология не имела сведений, что затрудняло понимание глобальной тектоники Земли. Сейчас созданное классиками здание современной геологии подвергается перестройке. Oсновные сведения классической исторической геологии фанерозоя -http://plate-tectonic.narod.ru/phanerozoiphotoalbum.html

Бурное развитие геология получила в 19 веке. В это время сложилась фиксистская (геосинклинальная) парадигма на происхождение геологических объектов, т.е. все геологические структуры на поверхности Земли находились в строго фиксированном положении. Даже складчатые горные сооружения, по этой концепции, возникали только за счет вертикальных движений без горизонтальных смещений. На происхождение же Земли проливала свет космогеническая идея Канта-Лапласа: первозданная Земля была горячей, а затем она стала остывать, сокращаться в диаметре и как следствие ее сморщивания появились горы... Однако вплоть до появления теории тектоники литосферных плит в 60х годах 20-го столетия а науке существовала только описательная геология с отдельными, не связанными друг с другом частными теориями узкой направленности, предназначенными для описания отдельных геологических процессов, рассматриваемых в отрыве от остальной геологической обстановки (теория распрострпнения сейсмических волн, теория седиментации и т.д.). Отдельные попытки создания общей геологической теории, как показывает история геологии, либо не выдерживали количественной проверки или не отвечали элементарным требованиям (гипотезы расширяющейся или пульсирующей Земли и т.д.) и геология оставалась на допарадигмальном уровне развития.

Во второй половине 19 века бурно развивается отрасль науки, известная как физика Земли. Академическая наука получает знания о планете Земля и ее внутреннем устройстве. Это позволяет пастору Османду Фишеру создать свой фундаментальный труд “Физика земной коры” (Fisher, 1889), где он первый выдвигает идеи об изостатическом равновесии материков. Он первый правильно определил среднюю толщину континентальной земной коры в 20–25 географических миль (в среднем около 40 км), первый отказался от фиксистских представлений в геологии, в противоположность господствовавшим тогда представлениям о доминировании напряжений сжатия он выдвинул идею существования на Земле структур растяжения и сжатия. К первым он отнес рифтовые зоны Исландии, а ко вторым – весь Тихоокеанский подвижный пояс. О. Фишер первый признал существование крупномасштабных горизонтальных перемещений блоков коры, его концепция была первой научно обоснованной концепцией мобилизма.

После открытия Беккерелем в 1896 г. явления радиоактивности, было выяснено, что в земной коре сосредоточено так много радиоактивных элементов, что если бы их столько же было и в земных недрах, то радиогенной энергии оказалось бы более чем достаточно для расплавления всей Земли.

Несколько позже был определен возраст горных пород радиогенно-изотопные методом. Это было похоже на взрыв атомной бомбы - представления о молодом возрасте Земли рассыпались в прах. Стало ясно, что продолжительность жизни Земли исчисляется не десятками миллионов, как еще думали на рубеже XIX и XX вв., а миллиардами лет. Это подорвало престиж космогонической гипотезы Канта–Лапласа, поскольку с ее позиций при определении теплового потока через земную поверхность возраст Земли не превышал 100 Му...

Все это стимулировало разработку новых идей планетологии, геофизики, геологии, тектоники и других смежных разделах наук о Земле.

Революционный шаг в развитии идей мобилизма сделал метеоролог Альфред Вегенер, опубликовавший в 1912 г. свою знаменитую гипотезу дрейфа континентов. К сожалению, с трагической смертью А. Вегенера в Гренландии в 1930 г., куда он отправился за дополнительными доказательствами своих идей, его смелая гипотеза была предана забвению до … до того момента, когда человечество стало готово исследовать океан.

Открытие срединно-океанических хребтов, полосовых магнитных аномалий, зон субдукций, данные о возрасте пород океанического дна – все это привело не просто к возрождению идей А. Вагенера о дрейфе континентов, все это впервые привело к созданию стройной геологической теории, теории тектоники литосферных плит. Старые идеи и все наработки геологии получили новое звучание. Впервые появилась научная концепция, способная увязать все запутанные факты воедино. Это стало возможно благодаря усилиям геофизиков и геологов разных стран мира, и прежде всего Г.Хесса, Р. Дитца, Дж.Вильсона, В. Моргана, К. Ле Пишона, Дж. Дьюи Ф. Вайн и Д. Мэтьюз Е. Буллард Б. Айзекс, Дж. Оливье и Л.Сайкс Дж. Вильсон и др. (заметьте, женщин здесь нет!!!).

В 1970 г. английские геологи Дж. Дьюи и Дж. Берд впервые пересмотрел старую фиксистскую теорию развитие геосинклинального процесса, происхождение складчатости горных пород и возникновение горных поясов Земли с позиции мобилизма. Им принадлежит разработка геодинамических моделей развития активных континентальных окраин и зон коллизии континентов. С этих же позиций японский геолог А. Миясиро изучил условия образования и проявления регионального метаморфизма в зонах субдукции, а геофизик С. Уеда изучил механизмы погружения океанических литосферных плит в мантию.

Английский геолог Р. Силлитое, обобщив многочисленные данные по распространению рудных полезных ископаемых, пришел к заключению, что многие из них формируются только над зонами субдукции. Он обнаружил четкую зональность в распределении рудных элементов в зависимости от их подвижности: легкоподвижные рудные компоненты обычно концентрируются ближе к глубоководным желобам, тугоплавкие элементы и соединения концентрируются на удалении от океана, т.е. выносятся с больших глубин субдукции. Вопросами металлогении с позиции новой теории занималиси и А. Митчелл и М. Гарсон.

Теория тектоники литосферных плит создавалась усилиями международного сообщества геологов, геофизиков и специалистов в области наук о Земле. Россия в этом ряду не была исключением, однако здесь имелись свои трудности и здесь же были свои подвижники и инноваторы.

Несмотря на сильную российскую геологическую школу, ведущую свою историю от Русской Академии Наук, в СССР восприятие идей теории тектоники плит проходило с большими трудностями из-за “континенталистского” мышления, засилия фиксистских представлений и идеологических соображений. Главные усилия советских геологов были направлены на изучение строения территории страны и их меньше всего интересовали проблем происхождения коры.

Развитие идей мобилизма в СССР шло не по государственным планам, а в обход им за счет усилий энтузиастов, официально не призванных заниматься этими проблемами. Вклад этих подвижников (П.Н. Кропоткин, С.А.Ушаков, В.Е. Хаин, О.Г.Сорохтин, А.Н.Храмов, А.В.Пейве, В.В. Федынский, А.П. Лисицын и дрю) оказался огромным и благодаря им с небольшим запозданием, но с богажем свежих идей, советская геология вливается в мейнстрим мировой геологии.


Больших успехов советские исследователи добились и в области приложений теории тектоники литосферных плит к задачам региональной геологии. Так, с 60-х годов Р.М. Деменицкая и А.М. Карасик по магнитным аномалиям проследили историю раскрытия Евразийской котловины Северного Ледовитого океана и происхождение подводного хребта Ломоносова. В работах О.Г. Сорохтина акцентируется внимание на существование трех резко различных эпох истории Земли – катархея, архея и протерозоя-фанерозоя с точки зрения их тектонической активности, а в приложении к металлогении и геологии нефти и газа с позиции тектоники литосферных плит достопримечательными оказались работы Л.П. Зоненшайна, М.И.Кузьмина и В.М. Моралева, (1976), А.А. Ковалева (1974), О.Г. Сорохтина, С.А. Ушакова, В.В. Федынского (1974, 1976), И.Е. Баланюк (1981, 1982), Д.И. Мусатова, Н.В. Межеловского (1982), В.П. Гаврилова (1980 – 1996), У.В. Кучурука, С.А. Ушакова (1985). Наконец, в большой работе Л.П. Зоненшайна, М.И. Кузьмина и Л.М. Натапова (1990) впервые с позиций тектоники литосферных плит подробно рассматривается строение и история формирования земной коры на всей территории России и сопредельных стран.

Вместе с тем, вплоть до сегодняшнего дня можно встретить и ретроградские высказывания обремененных титулами геологов России. Сказываются «родимые пятна» фиксизма и желание быть «впереди планеты всей», наверное.

Палеомагнетизм.

Обнаруженное в 50х явление дрейфа полюсов в течение последних 300 Му означало, что либо магнитные полюса блуждают во времени, либо Европа дрейфовали относительно полюса. Магнитные полюса корреспондируются с географическими полюсами. Если считать, что магнитный полюс остается стационарным, то очевидное движение произведено континентальным дрейфом. Палеоклиматические изучения подтвердили это. Так, в течение пенсильванского периода (300 Ма) болота, производящие уголь, охватывали большую часть Европы. Для этого же периода палеомагнитные данные по Европе показали ее положение около экватора в условиях тропической окружающей среды, как раз и отмеченной этими угольными депозитами.

Подобная дорожка блуждания полюса была построена для Северной Америки. Оказалось, что дорожки Северной Америки и Европы имеют подобную форму, но раздвинуты примерно до 30 градусов в долготе. Наличие двух географических полюсов в одном и том же полушарии противоречит здравому смыслу, так что несовпадение является очевидым свидетельством дрейфа континентов при раскрытии Атлантического океана.

Обращение магнитных полюсав - Magnetic reversals


История

Систематическое исследование Мирового океана в XX веке начиналось на военно-морских или торговых судах. Перед Второй Мировой войной вились эхолоты и это был революционный прорыв в практике изучения океана, т.к. они дали возможность построения непрерывного профиля рельефа дна по линии промера. Период войны был инновационный в области конструирования геофизических приборов, однако многообразие научных задач привело к развитию специальных программ изучения океана, созданию специализированных геолого-геофизических судов и бурового оснащения, что развивалось в 50-60х годах.


В 1968 г. началось бурение первой глубоководной скважины на американском судне "Гломар Челленджер". Это событие стало началом выдающегося проекта XX века - Deep Sea Drilling Project, который можно сопоставить с исследованиями в космосе. С этого времени геологи стали получать прямые указания о составе и возрасте коренных пород Мирового океана.

Программа DSDP в 1985 г. продолжилась международным проектом ODP (Ocean Drilling Project) на судне "JOIDES Resolution" (Joint Oceanographic Institutions for Deep Earth Sampling"). Это объединение океанографических институтов по опробованию коренных пород Мирового океана. За 30 лет пробурено 1500 скважин.

С 2003 г.работает новый проект - IODP (Ocean Drilling Programm). Были созданы базы данных и храненилища керна и решены институциональные и организационные проблемы. Начали работу японское буровое судно и немецкий ледокол с буровой установкой.

Буровые платформы используются на шельфе. Они устанавливаться на грунт и закрепляться якорями. На них находятся буровые установки для вертикального и горизонтального бурения. В непосредственной близости от экономической зоны России, в условиях сложной ледовой обстановки Чукотского моря, были пробурены пять скважин на территории США (Попкорн, Клондайк и др.). Там же, но близко от берега, широко применяется метод создания искусственных насыпных островов, которые используются как основание для буровых установок
Современный революционный прорыв в науках о Земле дает глобальная система спутниковой навигации и позиционирования - GPS (Global Position System). Спутники позволяют определять местоположение с точностью до метров. Другой прорыв в изучении океана дала спутниковая альтиметрия, что полностью вытеснило трудоемкие и малоэффективные методы торографии

Mобилизм (тектоника плит)
Modern Institutions
Современные представления о механизме тектоногенеза
ЕВГЕНИЙ ГУСЕВ - site
Introduction