Геологическая история земли. Современные научные познания

В течение первой, наиболее долгой, геосинклиналь прогибается  и в ней накапливаются толщи  отложений мощностью до 10—20 км. Затем  наступает вторая стадия развития —  слои отложений, накопленные в геосинклинали, сминаются в складки и поднимаются, образуя горные хребты. После этого подвижность земной коры в таких областях ослабевает, замирает, горы размываются, и геосинклиналь превращается в платформу — поверхность с очень медленными, слабыми вертикальными движениями.

Разные геосинклинали в разное время начинали и заканчивали свое развитие (см. ст. «Геологическая история Земли»). При этом платформы часто соединялись друг с другом и образовывали обширные равнины. Такова, например, Восточно-Европейская равнина. На платформах на обширных пространствах отлагались различные осадки в виде ровных слоев осадочных горных пород, обычно не смятых в складки. Общая мощность таких отложений редко бывает больше 2—3 км. Другие части платформ, наоборот, поднимались и подвергались смыву.

Осадочный слой в геосинклиналях и на платформах подстилается «гранитным». Этот слой назван так потому, что скорости сейсмических волн в нем такие же, как в граните. Состоит он из разных метаморфических и изверженных (преимущественно гранитов и гнейсов) пород кристаллического сложения. Под ним залегает «базальтовый» слой, названный так опять по скоростям сейсмических волн. Действительный состав его неизвестен. Одни исследователи полагают, что он сложен породами типа базальта, другие — что он состоит из метаморфических пород, но степень метаморфизма очень высока.

Океаническая  кора устроена иначе, чем материковая, хотя тоже разделяется на три слоя. Гранитного слоя в ней нет совсем. Осадочный слой обычно очень тонок (менее 1 км). Под ним лежит слой, состав которого неизвестен, поэтому его называют просто вторым слоем. Третий слой — «базальтовый». По скоростям сейсмических волн он похож на базальтовый слой материковой коры.

Внутреннее строение земного шара. Геосферы окрашены условно в разные цвета, чтобы легче было их различать. В действительности все горные породы под земной корой темного или даже черного цвета, но они нагреты до температуры белого каления. А — земная кора, толщина ее различна в разных местах. На рисунке она показана условно, так как слишком тонка для такого масштаба. В — наружная часть верхней мантии. Состоит из субстрата, под которым расположен слой Гутенберга. С — слой Голицына, в котором скорость сейсмических волн особенно быстро возрастает с глубиной. Зоны В и С вместе составляют верхнюю мантию. D — нижняя мантия. Е — внешнее ядро. Находится в жидком (расплавленном) состоянии — обладает металлическими свойствами. F — переходная зона между внешним ядром и субъядром. G — субъядро. По-видимому, твердое. Зоны Е, F и С вместе составляют земное ядро.

Промежуточная кора в разных местах имеет различное  строение, промежуточное между материковой  и океанической. Так, например, бывает, что в ней нет гранитного слоя, зато осадочный имеет огромную мощность — до 20 км.

Платформы сложены  материковой корой толщиной 30—40 км, причем гранитный и базальтовый слои здесь имеют примерно одинаковую толщину. Однако в горных странах геосинклинального происхождения толщина материковой коры доходит иногда до 70 км. Толщина океанической коры колеблется обычно от 3 до 7 км. Вообще строение океанов резко отличается от строения материков (см. ст. «Дно Мирового океана»). Промежуточная кора имеет и толщину, промежуточную между материковой корой и океанической.

Самую верхнюю  часть мантии непосредственно под  корой часто называют субстратом. С помощью гравиметрии и глубинного сейсмического зондирования выявлена очень важная закономерность: чем выше расположена какая-нибудь местность, тем толще под ней кора и тем глубже опущена в субстрат нижняя поверхность коры. Поверхность Мохоровичича повторяет рельеф земной поверхности в перевернутом виде, т. е. как бы отраженный в горизонтальном зеркале, с увеличением вертикального масштаба в несколько раз. Субстрат тяжелее коры, и можно сказать, что кора расположена так, как если бы она плавала в нем по закону Архимеда. Это явление называется изостазией. Есть места, где изостазия сильно нарушена, например глубоководные желоба.

3.Дрейф континентов.

В середине XIX века ученые начали собирать свидетельства  сходства окаменелых остатков (следов доисторической жизни) в породах континентов, разделенных большим расстоянием. В начале XX века, американский геолог Фрэнк Б. Тейлор высказал предположение о том, что континенты могут медленно удаляться друг от друга. Он полагал, что дрейф континентов мог вызвать горизонтальное (боковое) давление, которое вытеснило вверх породы и превратило их в длинные горные хребты.

Теории  Вегенера

Независимо  от Тейлора работал немецкий метеоролог, геофизик и астроном Альфред Вегенер. Он особо интересовался изменениями глобального климата па протяжении геологического периода и хотел разгадать многочисленные загадки, возникшие при изучении ископаемых материалов. Например, окаменелые остатки тропических растений были найдены под слоем льда и снега в Гренландии, а, с другой стороны, образцы пород показывали, что в старину ледниковые щиты покрывали юг Африки и тропические зоны Южной Америки.

Вегенер дал  ответы на эти вопросы в своей  книге Die Enstehung der Kontinente unci Ozeane (”Происхождение континентов и океанов“, 1915 г.). Он утверждал, что в те времена, когда тропические растения росли в Гренландии, она должна была располагаться вблизи экватора. А когда большие пространства Африки и Южной Америки были покрыты льдом, эти части суши должны были группироваться вокруг Южного Полюса. Другими словами, должен был иметь место дрейф материков.

Однако общепринятой теория дрейфа континентов стала  лишь в 1950-1960-е годы, когда никто  уже не мог игнорировать огромный массив данных, свидетельствующих в  ее пользу. Появился новый термин – тектоника плит. Согласно теории тектоники плит, континенты перемещаются со скоростью от 1 до 10 см в год, “сидя верхом” на огромных плитах, из которых состоит твердые наружные слои Земли. Принятие теории тектоники плит провозгласило начало новой эры в изучении нашей планеты.

4. Современные  научные познания.

Процесс научного познания в самом общем виде представляет собой решение различного рода задач, возникающих в ходе практической и теоретической деятельности. Решение  возникающих при этом проблем  достигается путем использования особых приемов (методов), позволяющих перейти от того, что уже известно, к новому знанию. Такая система приемов называется методом.

 Метод –  это совокупность приемов и  операций, принципов и правил  практического и теоретического  освоения действительности.

Метод вооружает  человека системой принципов, требований, правил, руководствуясь которыми он может  достичь намеченной цели. Выбор и  использование определенных методов  в современном научном познании органично связаны с общим  стилем научного мышления эпохи, который воплощает метатеоретические основания научного исследования, универсальные принципы и категории современного научного познания, его философско-методологические ориентиры. Выделим среди них основные, базисные.

Принцип материальности мира как объекта естественнонаучного исследования: мир существует и развивается объективно, на основе собственных естественных законов и причин. Материя как базовая категория естествознания, обозначает объективную реальность, существующую вне и независимо от сознания познающего субъекта. Она выражает то объективно общее, что характеризует единство мира. Отсюда требование объективности рассмотрения предмета познания; Принцип познаваемости мира выражает идею принципиальной возможности достижения истинного знания о мире, соответствующего объективным свойствам и связям предмета познания. Процесс познания развивается асимптотически по отношению к неисчерпаемой реальности – наше знание, бесконечно приближаясь к миру, никогда с ним полностью не совпадет. Всякая научная истина объективна, относительна и абсолютна одновременно, она всегда способна к развитию. Отсюда требование конкретности истины; Принцип всеобщей взаимосвязи и взаимообусловленности всех явлений мира – или принцип детерминизма. Он выражает идею о том, что в мире нет абсолютно изолированных, ни с чем не связанных, ни от чего не зависящих предметов и явлений. Все они образуют единую всеобщую мировую связь, из которой складывается упорядоченность, закономерность и единство мира. Из этого принципа следует требование рассматривать всякий объект познания во всех его связях и отношениях, ибо эти связи и отношения определяют и раскрывают природу вещей; Принцип всеобщности изменения и развития гласит: еще со времен Гераклита, что «все течет, все изменяется», и в мире нет ничего застывшего, раз и навсегда неизменного. Развитие – это процесс необратимых качественных изменений системы на основе ее внутренних противоречий с возникновением нового качества. Поэтому любой объект следует изучать в его развитии, изменении; Принцип глобального (универсального) эволюционизма в современной науке соединяет идеи всеобщности развития – эволюции с идеями системного подхода и распространяет развитие на все сферы бытия, устанавливая универсальную связь между неживой, живой и социальной материей. Этот принцип задает ориентиры нового мировидения, связывающего воедино все сферы бытия от микромира до гигантских масштабов Метагалактики; Принцип относительности научного знания к методам, средствам исследования и характеру познавательной активности субъекта. Идея этого принципа выражает характерную для неклассической рациональности включенность субъекта в структуры самой познавательной деятельности, отказ от наивного онтологизма, от описания объекта «самого по себе» и учет используемых средств и познавательных процедур.

Владение методом  и его принципами означает для  человека знание того, каким образом, в какой последовательности совершать  те или иные действия для решения  тех или иных задач, и умение применять  это знание на практике.

Учение о методе начало развиваться еще в науке и философии Нового времени. Ее представители считали правильный метод ориентиром в движении к надежному, истинному знанию. Так, видный философ XVII века Ф.Бэкон сравнивал метод познания со светильником, освещающим дорогу путнику, идущему в темноте.

Существует  целая область знания, которая  специально занимается изучением методов, и которую принято именовать  методологией. Изучая закономерности человеческой познавательной деятельности, методология вырабатывает на этой основе методы ее осуществления. Важнейшей задачей методологии является изучение происхождения, сущности, эффективности и других характеристик методов познания.

Методы научного познания принято подразделять по степени  их общности, т.е. по широте применимости в процессе научного исследования на частнонаучные, общенаучные и всеобщие.

Всеобщих методов  в истории познания известно два: диалектический и метафизический. Это  общефилософские универсальные  методы мышления. Метафизический метод  с середины XIX века начал все больше и больше вытесняться из естествознания диалектическим методом.

Вторую группу методов познания составляют общенаучные  методы, которые используются в самых  различных областях науки, т.е. имеют  весьма широкий междисциплинарный  спектр применения. Классификация общенаучных методов тесно связана с понятием основных уровней научного познания.

Различают два  уровня научного познания: эмпирический и теоретический. Одни общенаучные  методы применяются только на эмпирическом уровне (наблюдение, эксперимент, измерение), другие – только на теоретическом (идеализация, формализация), а некоторые (например, моделирование, абстрагирование) – как на эмпирическом, так и на теоретическом уровнях.

Эмпирический  уровень научного познания характеризуется  непосредственным практическим исследованием реально существующих, чувственно воспринимаемых объектов. На этом уровне осуществляется процесс накопления информации об исследуемых объектах, явлениях путем проведения наблюдений, выполнения разнообразных измерений, постановки экспериментов. Здесь производится также первичная систематизация получаемых фактических данных в виде таблиц, схем, графиков и т.п. Кроме того, уже на этом уровне научного познания – как следствие обобщения научных фактов – возможно формулирование некоторых эмпирических закономерностей. Основные методы эмпирического исследования: наблюдение, измерение, описание, эксперимент. Эмпирическое знание фиксирует и констатирует явления и связи между ними. Основной формой научного знания на эмпирическом уровне является научный факт, как инвариант многочисленных опытных исследований. Система научных фактов образует эмпирический базис теоретического познания.

Теоретический уровень научного исследования осуществляется преимущественно в рациональной – логической форме познания. На данном уровне происходит раскрытие наиболее глубоких, существенных сторон, связей, закономерностей, присущих изучаемым объектам, явлениям. Теоретический уровень – более высокая ступень в научном познании сущности явлений. Результатами теоретического познания становятся гипотезы, теории, законы. Основные теоретические методы научного исследования: идеализация, формализация, восхождение от абстрактного к конкретному, гипотетико-дедуктивный, системно-структур- 
ный, математические методы построения теории, мысленный эксперимент.

Выделяя в научном  исследовании указанные два различных  уровня, не следует, однако, отрывать их друг от друга и противопоставлять. Ведь эмпирический и теоретический  уровни познания взаимосвязаны между  собой. Эмпирический уровень выступает в качестве основы, фундамента теоретического осмысления научных фактов, статистических данных, получаемых на эмпирическом уровне. К тому же теоретическое мышление неизбежно опирается на чувственно-наглядные образы (в том числе схемы, графики и т.п.), с которыми имеет дело эмпирический уровень исследования.

В свою очередь, эмпирический уровень научного познания не может существовать без достижений теоретического уровня. Эмпирическое исследование обычно «теоретически  нагружено», опирается на определенную теоретическую конструкцию, которая определяет направление этого исследования, обусловливает и обосновывает применяемые при этом методы.

К третьей группе методов научного познания относятся  методы, используемые только в рамках исследований какой-то конкретной науки или какого-то конкретного явления. Такие методы именуются частнонаучными. Каждая частная наука (биология, химия, геология и т.д.) имеет свои специфические методы исследования.

При этом частнонаучные  методы, как правило, содержат в различных сочетаниях те или иные общенаучные методы познания. В частнонаучных методах могут присутствовать наблюдения, измерения, индуктивные или дедуктивные умозаключения и т.д. Характер их сочетания и использования находится в зависимости от условий исследования, природы изучаемых объектов. Таким образом, частнонаучные методы не оторваны от общенаучных. Они тесно связаны с ними, включают в себя специфическое применение общенаучных познавательных приемов для изучения конкретной области объективного мира.

Частнонаучные методы связаны и со всеобщим диалектическим методом, который как бы преломляется через них. Например, всеобщий диалектический принцип развития проявился в биологии в виде открытого Ч.Дарвиным естественно-исторического закона эволюции животных и растительных видов.