Каменные лбы геологов
Сергей Пешков
Эпиграф:
Казнь на гильотине, казнимым предлагают завязать глаза...
Первый: - Жизнь отстой, смотреть не на что! Завязывайте!
ОП! И гильотину заело... отпустили.
Второй: -Я хочу до конца видеть этот чудесный мир! Не завязывайте!
ОП! И гильотину опять заело... отпустили.
Третий: -чО пристали!!! Сперва гильотину почините!
Вот и я хочу поговорить о конструктивном мышлении
Геология интересна тем, что бескомпромиссные споры в ней происходят без перерыва с самого её зарождения, как отдельной науки. Причём ХХI век в этом не так уж сильно отличается от XVIIIго.
Меня ещё с институтских времён «озадачивает и вызывает сильнейшее недоумение» (с) (эх умели же раньше геологические отчёты писать!) ситуация с ИДЕЙНЫМИ спорами там, где, по идее, такой спор вообще не уместен – в науке.
Казалось бы, есть теория, подтверждённая фактами – бери и радуйся. Нет подтверждения, прими теорию к рассмотрению – и иди ищи. Подтвердится – хорошо, нет – думай дальше. А ещё шок контент: две конкурирующие теории могут быть верными одновременно, каждая в своих ситуациях.
Понятно, когда есть что делить: финансирование, премии, ресурсы, должности..., то будут скандалы интриги«Интриги, скандалы, расследования!» (с) и прочие доносы с кляузами. А когда делить, вроде нечего, то на первый план выходят разные психологические выкрутасы типа гордости, упрямства и, самое интересное, инертность мышления.
Очень важно понимать, что все эти теории родились не от скуки или придури. Это обобщение умными людьми всех знаний накопленных человечеством на тот момент.
Итак по какому поводу бьются лбами геологи от начала времён до наших дней?
Нептунисты, вулканисты и плутонисты
Катастрофисты и униформисты
Убийца динозавров
Граниты
Нефть биогенная\абиогенная
Ледник с моря или с горы
Ледник тотальный бульдозер или слабенькая метла
Эпохи складчатости
Земля расширяется\сжимается\пульсирует
Фиксизм и мобилизм
Глобальная тектоника как движение литосферных плит
Про возраст земли - не будем, это есть в другой статье
Нептунисты, вулканисты и плутонисты
К середине XVIII в трудами географов стало общепризнано несколько таких основных фактов, как, например: широкое развитие очень похожих слоистых пород на гигантских территориях, нахождение морских ракушек на вершинах гор, частая встреча гранитов в центрах возвышенностей и слоистых пород на периферии, и тд. Назрело обобщение осмысление накопленных данных.
Во второй половине XVIII века пруссак Вернер сформулировал идею «нептунизма». Это был исключительно толковый педагог, теоретик и практик горного дела и геологии того времени. Он, один из первых, предложил внятную обобщённую схему описания и разделения геологических отложений для Европы с прицелом на применимость для всей земли. В результате своих обобщений у него сложилась следующая картинка.
На первоначальной земле, покрытой мировым океаном из морской воды начали кристаллизоваться «первозданные» породы: базальты, граниты, кристаллические сланцы, гнейсы.
Далее, с падением уровня воды, на дне начали образовываться «переходные» породы, состоящие частично из химических осадков, частично из отложившихся механическим путём. Там же появляются редкие мелкие ископаемые остатки организмов.
Потом слоистые породы, где механические осадки преобладают и много окаменелостей. Под конец рыхлые осадки, заполнившие впадины рельефа после ухода глобального океана.
Сам океан «уходил» не тихо и скромно, а бурно и весело; с мощнейшими потоками, которые размывали возвышенности и образовывали ущелья и пики гор. С библией никаких расхождений.
Показательно, что Вернер описывал свою теорию совершенно категорично, как очевидную истину. Учитывая, что вокруг него зародилась целая академическая школа, идея широко пошла в народ. Практически сразу таких деятелей прозвали “Нептунистами”.
Нерешенным оставался вопрос куда же ушла лишняя вода со всей планеты. А также нептунистами полностью игнорировались все проявления вулканизма. Потоки базальтовой лавы воспринимались, как слои пород кристаллизовавшихся из растворов.
Вот от вулканов и пошли проблемы. В Италии, где вулканов хватает, примерно в это же время жил натуралист-геолог Брейслак. Он как раз и озвучил вопрос о лишней воде у нептунистов. Брейслак относился к школе в основном итальянских и французских геологов, считавших, что облик земли формировали вулканы. Так сложился лагерь «Вулканистов»
Основным спорным моментом для нептунистов и вулканистов стал вопрос о происхождении древних базальтов: что это - слои химического осадка, или застывшая вулканическая лава?
В одном все эти замечательные люди были единодушны: граниты – это изначальная, на крайний случай, самая ранняя часть, земной коры. Но революционные настроения во Франции конца XVIII века,и, заодно, общее накопление знаний, родили революционную идею! Профессор д’Деломье первым озвучил, а Геттон в Шотландии убедительно доказал, что граниты могут прорывать слоистые породы или залегать над ними. Это значит, что гранит не может быть ни изначальной, ни даже первой породой.
Геттон жил и работал в Эдинбурге – в то время это был, наравне с Парижем, интеллектуальный центр Европы. К слову он был членом клуба для джентльменов вместе с Адамом Смитом и ещё десятком человек сравнимого калибра. Вокруг него сложилась школа «Плутонистов» по имени бога подземного царства, так как они видели причину геологических процессов во внутреннем жаре земли.
Вообще Джеймс, наш, Геттон выдал мощнейшую идею, я бы даже сказал, вполне зрелую парадигму (ПАРАДИГМА от греч. paradeigma – пример, образец. Совокупность теоретических и методологических положений, принятых научным сообществом на известном этапе развития) для геологов своего времени! Теория циклического развития земли. Если кратко: поступление тепла с глубины с накоплением под поверхностью и циклическим освобождением с помощью вулканической деятельности вызывает поднятие суши; это приводит к усилению эрозии, понижающей рельеф. Образующиеся осадки отлагаются на морском дне и уплотняются до слоистых горных пород. Так продолжалось цикл за циклом, процесс бесконечно продливается и в прошлое и в будущее.
Если посмотреть ну ооочень широко, то именно к этому пришли современные геодинамические модели, за исключением, бесконечности процесса!
А теперь вишенка на торте! Геттон писал, что земля находится в состоянии динамического равновесия, а начало и конец её истории в принципе непознаваемы. (кстати в этом он совершенно прав! Методами геологии – не познаваемы). При этом он был (или хотел казаться) настолько религиозным человеком, что даже современники слегка офигевали; вот цитата: «Мы познаем устройство мира, воздвигнутого в мудрости, предназначенного для достижения цели, достойной той силы, которая, как это очевидно, создала его. ..цель поддерживать Землю в состоянии обитаемой планеты.. ...мы призваны принять порядок, достойный божественной мудрости». Это же #Антропный_принцип в чистом виде, только «Землю» на «Вселенную» поменять!
В итоге вулканисты как отдельное направление пропали. Они влились в ряды плутонистов. Как я уже говорил, Вернер создал свою мощную научную школу, его последователи преподавали в университетах, писали книги. А его противники в основном оказались его бывшие ученики, которые во время практических исследований столкнулись с несостоятельностью теории. Там было довольно весело:
*«… Исходя из неверного допущения, что порядок уже определен и установлен, дальнейшие исследования пресекаются, а суждения считаются доказанными... …Когда геогност Вернеровской школы приступает к изучению местности, он занят преимущественно тем. Чтобы уложить наблюдаемые явления в те рамки, которые его Учитель предусмотрел в своей схеме…» Я там * поставил, и не раз к ней вернусь – это просто ко всему в данной статье относится!
Однако основы одного из главных инструментов геологии – стратиграфии (анализ слоёв горных пород, прежде всего осадочных) заложил именно нептунист Вернер, да и великолепную научную школу, из которой и вышли его самые толковые противники, создал именно он. Так что не нужно его демонизировать.
Такая развлекуха, в основном, закончилась примерно к 20-30 годам XIX в, когда в обиход широко вошёл метод сопоставления толщ по ископаемым остаткам, исследование пород под микроскопом и химический анализ образцов. Правда отголоски спора иногда долетали до самого конца XIX в. Около 100 лет у людей была интересная тема для срача в комментах.
Это был первый подход к глобальному осмыслению устройства нашей планеты. Когда стало понятно, что для глобальности данных совершенно недостаточно, геологи в основном, перестали забивать голову вопросами «как?» и «почему?». Они резонно переключились на вопрос «что?» и продолжили на качественно новом уровне собирать знания о Земле.
Следующий виток бодания был связан как раз с теми самыми дохлостями, которые в избытке находили в окаменевшем виде где надо и не надо. Более того, когда накопали достаточно, стало ясно, что слои разного возраста содержат разные наборы органических остатков. А по какому-либо характерному ископаемому или их комплексу вполне можно прослеживать одновозрастные толщи даже на разных материках.
Сперва всё было просто и строго по Книге – вот мы и твари живущие, а вот остатки тварей допотопных. Тем самым потопом закатанные в осадки или закинутые со дна морского на горные пики. Потом оказалось, что потопов надо не один, и чем больше копали, тем больше требовалось потопов… Тут был найден выход – катастрофы повторяются регулярно и обновляют биосферу, ну или божий замысел, тут произвольно. В пользу катастроф говорило и то, что единственным разумным вариантом появления отдельных гор (как результат эрозии слитных возвышенностей), широких долин, мощных слоёв осадков и т.д., представлялись чудовищно мощные потоки воды, которые не наблюдаются в настоящее время (привет нептунистам).
Тут, как раз в 30-40х годах XIXв, наступило время стремительного накопления новых фактов, полученных с применением целого ряда новых методов. Да и множество весьма талантливых людей были заняты в этих исследованиях. Всё это привело к пониманию, что просто так буквально или иносказательно трактовать библию не получается. Так же крайне сомнительна стала идея регулярных глобальных катастроф. Многие учёные обратиливнимание, что процессы наблюдаемые вокруг них приводят к результатам сходным с тем что видно в геологисеских разрезах. Так была сформирована, в общем то здравая идея. Что в прошлом имели место быть те же процессы, что и сейчас и никаких дополнительных факторов изобретать не нужно. Это направление геологической мысли было названо «Униформизм»
При этом «униформисты» крайне мрачно смотрели на идею биологической эволюции, да и идея того что земля со временем претерпевает серьёзные изменения встречалась ими в штыки.
«Катастрофисты» на основе вполне качественного анализа имеющихся данных считали, что земная кора пребывает в покое долгое время, а во время коротких пиковых моментов активности претерпевает мощные периоды складко и горообразования, ну и магматизма. Позже это привело к концепции эпох складчатости или орогенеза (горообразования). Сперва, как и с потопом всё было хорошо: есть 3-4 эпохи в которых по всей земле слои пород сминались и передвигались, а вулканы и интрузии (застывшая на глубине лава) получали широкое распространение. Потом, как вы уже догадались, стали появляться данные о новых орогенных эпохах, пока их не стало больше 10. Некоторые из них были не везде, а некоторые, например, только на половине материков. Стройная и простая теория утонула в уточнениях. Позже всё это нормально объяснилось с позиций «Глобальной тектоники», ну да о том будет ниже.
Вроде бы и провал, а на самом деле это стало основой научных построений геологов лет на 70-80. Пользуясь этой базой были открыты почти все месторождения полезных ископаемых в мире. Даже сейчас, если работать на уровне регионов, а не земли в целом, это вполне адекватная практическая модель.
Опять сперва мы видим крайности и бодание лбами, хотя и не такое фанатичное, как перед этим. Если же отбросить в сторону сам спор, то по итогу геология сформировалась, как область знаний, именно на этом этапе. Благодаря трудам и конкуренции как катастрофистов, так и униформистов было сформировано цельное понимание предмета исследования, у сложился свой понятийный аппарат и набор основных методов.
Замечательный пример синтеза катастрофизма и униформизма это современный взгляд на вымирание динозавров!
С одной стороны найдены супер кратеры от огромных астероидов – да!, не кратер, а именно кратеры – парочка на Юкатане (более 150км), ещё два на Югорском полуострове у нас в стране, сам там гулял) (90 и 70 км), наверняка есть и ещё, скорее всего, на дне океана. Все упомянутые астроблемы («звёздные раны», ударные кратеры крупных размеров) имеют возраст, соответствующий времени исчезновения динозавров. Есть даже слой с рыбками погибшими от тех цунами. Явная же катастрофа! Видимо крупный астероид разрушился при подлёте к земле (возможно намного раньше) и шлёпнулся в виде разрозненных кусков примерно в одно время. Если кто помнит радиант Пильмана из «Пикник на обочине» - это как раз оно.
С другой стороны, астероиды падали и до и после, без всякой связи с глобальными вымираниями, да и прошлые, куда более масштабные, вымирания далеко не всегда привязаны к каким-то кратерам.
В пользу взглядов униформистов - Есть масса свидетельств, что к концу эры динозавров в экосистеме земли постепенно накопилось много различных факторов неустойчивости. А тут, раз и КААААК ЖАХНЕТ!
В общем все умерли(С) (Формула любви)
Чем ближе к нашему времени, тем больше новых данных получали исследователи, это рождало аналогичный поток новых вопросов, в то же время вопросы эти становились всё более локальными.
Например, в начале ХХ века активно велась дискуссия на тему происхождения гранитов, в частности забайкальских. Появлялось всё больше данных и теоретических построений, что граниты — это не застывшая на глубине магма, а метасоматиты (переработанные горячими растворами осадочные породы). Тут же нашлись деятели, объявившие все граниты именно такими породами. Естественно это породило реакцию в виде категорического неприятие метасоматической гипотезы. (*) Бодались яростно, но итог счастливый. Успокоились на том, что бывают и те и те, а скорее это грани одного процесса.
Очень похожий спор начался так же в начале ХХ в. Органическая или нет природа нефти? Спор, хоть и не слишком напряжённый, актуален до сих пор. Ведь помимо великолепно обоснованной теории биогенного происхождения, немало данных о находках нефти в породах, куда она могла попасть только из глубин планеты. Казалось бы, чисто академическая разминка для мозгов, но как раз сейчас бюджеты на поисковые работы пилят, учитывая варианты неорганической нефти.
Тут стоит упомянуть и о ледниковых спорах их, как минимум три.
Первый – собственно, рождение и победа теории покровных оледенений. К концу XVIII века накопилось много находок валунов и целых скальных утёсов сложенных породами совершенно не свойственных данной местности, также были описаны и другие свидетельства, которые трактовались, как работа огромных толщ льда по примеру Гренландских ледников. Очень не сразу эта точка зрения утвердилась. (*) В 40х годах XIX в. были сформированы основные положения теории, но яростные споры прекратились лишь только со смертью основных её противников в самом конце XIX в. Сейчас с некоторыми оговорками эта теория воспринимается как общепризнанный факт.
Теперь про оговорки.
Второй спор: откуда же на нас ползут ледники? Казалось бы, понятно – с северного полюса! Вон там льды, и на в Антарктиде ледяной щит больше 2 км! А с другой стороны, где у нас ближайшие ледники? Да вон же – на Кавказе и в Скандинавских горах!
Сперва сомнений не было – ледники сползают с гор в долину – об этом говорят борозды на скалах, снесённые обломки гор и много т.д. Потом обратили внимание, что многие ледниковые отложения содержат материал, содранный с поверхности дна ледовитого океана, да и борозд обломков и скоплений ледниковых отложений так много, что найти нужные под задачу не трудно. Так возникла идея тотальнейшего ледникового щита, расползающегося с северного полюса до юга Франции и Великих озёр в Америке.
Хорошо установлено, что во времена ледниковых эпох уровень северных морей колебался на десятки и первые сотни метров, так же ещё с XVIII века отмечались отложения осадков от растаявших льдин и айсбергов, которые вморозили в себя валуны, песок и глину, а затем перенесли её на новое место. То есть вполне могли принести обломки туда, где сейчас суша. А позже было подсчитано, что для выползания ледникового щита на просторы Европы, ледовитый океан должен был промёрзнуть до дна, что не представляется возможным. Одно это зачёркивает перспективы «морской» теории, не говоря уже о огромном количестве свидетельств расползания покровных ледников с возвышенностей.
Казалось бы – о чём тут спорить? (*) Но вот, как и 200 лет назад всё упирается в авторитет маститых учёных, которые решают – что принимать как научный результат, а что нет.
Ну и третий спор – вообще мой любимый!
Вот уже 150 лет ледниковая теория воспринимается как факт. Но в 90х годах Чувардинский – весьма серьёзный геолог с кучей хороших практических и теоретических работ выдвинул свою теорию.
Очень много поработав в Кольско-Беломорском районе, он пришёл к выводу, что общепризнанные ледниковые формы рельефа не могут быть созданы льдом! Посчитав, в отличие от вообще всех остальных, энергетику процесса, физическую возможность льда к отрыву скальных обломков и ещё много чего, он пришёл к выводу, что лёд только уносил то что уже было разрушено тектоникой. Там ещё много аргументов и смелых предположений. Чувардинский, в лучших традициях золотого века геологии, бескомпромиссно отстаивает свою точку зрения.
Дискуссия на эту тему очень вялая – на западе про Чувардинского не знают, наши предпочитают не замечать. А ведь его очень детальная и умная критика ледниковой теории вполне способна дать старт новому витку осмысления данной проблемы! В общем реально интересно!
И вот теперь снова перейду к глобальным вопросам.