Геология определяется как наука о строении, составе и развитии Земли, использующая современные достижения физики, химии, астрономии, биологии и других наук. Исходя из этого геология решает такие задачи[2]:
Изучение вещественного состава земной коры, слагающих ее минералов и горных пород. Эти проблемы разрабатывают древнейшие отрасли геологии - минералогия, петрография (от греч. petга - скала, камень, grapho - пишу), кристаллография (от греч. krystallos - твердое тело + grapho), на вооружении которых достижения физики, химии, математики и других наук. В последнее время все большее значение приобретает геохимия, изучающая распределение и миграцию элементов в земной коре.
Сведения о составе и строении различных участков земной коры синтезирует региональная геология. В составе горных пород и минералов отражаются особенности внешних оболочек Земли - гидросферы, атмосферы, биосферы. Вот почему данные о вещественном составе земной коры чрезвычайно важны для выяснения сложной эволюции и этих сфер.
Изучение геологических процессов, происходящих в недрах
Земли и на ее поверхности, в ходе которых образуются горные по
роды и минералы. Эти процессы изучает динамическая геология,
которая тесно связана с палеогеографией (от греч. Palaios - древний + ge + grapho). Частными по отношению к динамической геологии являются сейсмология (от греч. seismos - землетрясение + logos), вулканология (от: лат. Vulcanus - бог огня и кузнечного искусства + logos). Геоморфология (от греч. ge + morphc - форма + logos) - наука, пограничная с географией, изучает -процессы формирования современного и древнего (палеогеоморфология) рельефа Земли.
Выявление общих закономерностей развития земной коры и
внешних оболочек Земли (историческая геология). Реконструкция
истории Земли базируется на изучении горных пород с заключенными в них остатками организмов. Хотя наука об ископаемых организмах - палеонтология относится к циклу биологических, она тесно связана с геологией. Горные породы, формировавшиеся в сходных условиях, вместе с заключенными в них органическими остатками слагают фации (от лат. facies - наружность, форма), которые отражают ландшафты прошлого. Так, на дне моря образуется мел (морские фации), на суше — болотные, речные и другие фации. Геотектоника (от греч. tektoriike - строительное искусство) — наука о частных и общих закономерностях движений земной коры. Эти движения отражаются как в составе горных пород, так и в особенностях их залегания. Методы структурной геологии позволяют выявить нарушения первичных условий залегания горных пород (тектонические деформации). На основании изучения различных регионов геотектоника призвана создать общую теорию развития Земли и земной коры.
Таким образом, историческая геология дает картину не только возникновения и развития Земли, но и внешних ее оболочек - гидросферы, атмосферы, биосферы. Специфика развития Земли в последние несколько миллионов лет привела к выделению особой науки - четвертичной геологии, или геологии антропогена (от греч. anthropos - человек, genos - рождение).
Кроме того, геология призвана решать и более частные вопросы, имеющие важное практическое значение. Прежде всего, это относится к разработке учения о полезных ископаемых. А. Л. Яншин, рассматривая развитие геологии, отмечает, что на протяжении длительного времени она находилась в стороне от практики и даже в работах, ставших классическими (например, в «Основах геологии» Ч. Лайеля), о полезных ископаемых ничего не говорилось. Поиски и разведка полезных ископаемых осуществлялись рудознатцами, позже специалистами-геологами и только в пятидесятых годах текущего столетия геология становится наукой, служащей производству.
К практическим разделам геологии относятся гидрогеология — учение о подземных водах, их формировании, составе, движении, взаимоотношениях с горными породами. В задачу гидрогеологии входят также вопросы, связанные с поисками и разведкой подземных вод для нужд народного хозяйства. Инженерная геология - наука о грунтах как основаниях различных сооружений при строительстве, прокладке дорог и т.п. Геологическое картирование - разработка теоретических основ изображения геологического строения территории в плане и разрезе. Поисково-разведочное дело - методы и приемы поиска и разведки полезных ископаемых, определения их запасов[3]. Рудничная и шахтная геология решает проблемы, связанные с добычей полезных ископаемых, рациональным извлечением их из недр Земли.
Следовательно, современная геология выступает как сложный комплекс наук, базирующийся на достижениях физики, химии, математики, биологии.
Науки о Земле занимают особое место среди других разделов естествознания. Прежде всего, необходимо отметить их определяющее значение для формирования материалистического понимания природы. В трудах Ф. Энгельса, В.И. Ленина есть целый ряд примеров, когда достижения геологической науки привлекаются для борьбы с идеалистическими концепциями. Так, Ф. Энгельс в работе «Людвиг Фейербах и конец немецкой классической философии» наряду с другими открытиями, послужившими основой для развития материализма, называет гипотезу происхождения Земли Канта - Лапласа. Разбирая концепции идеалистов, В.И. Ленин в работе «Материализм и эмпириокритицизм» обращается к вопросам, связанным с возрастом Земли.
3.2. Общие закономерности развития геологических наук
В геологии накапливается значительный материал по изучению минералов земной коры, географических зон Земли, эволюции земной коры во времени и др. Тем не менее, геология еще не порывает с метафизическими взглядами.
Очень ярким примером этого является борьба двух односторонних концепций о факторах геологических изменений, характерная для геологии второй половины XVIII века. Нептунисты во главе с саксонским геологом А. Г. Вернером (1750 - 1817) исходили из предположения, что горные породы (все без исключения) образовались в результате накопления и кристаллизации осадков в водах первичного Океана[4]. Факторам глубинным отводилась ничтожная роль. Сохранявшееся еще представление о «всемирном потопе» препятствовало анализу эволюции земной коры. Плутонисты во главе с шотландским ученым Дж. Геттоном (1726- 1797), наоборот, пытались объяснить все геологические изменения действием «внутреннего жара Земли», одинакового во все периоды существования нашей планеты. Внутренними процессами (вулканизм) плутонисты объясняли образование гор, морей и континентов. Действию воды отводилась только разрушительная роль. История Земли рассматривалась поэтому как множество повторяющихся циклов созидания и разрушения, без каких-либо новообразований.
Обе эти концепции сыграли определенную положительную роль в развитии геологической теории. С позиций нептунизма становилось возможным разрабатывать проблему разновозрастности слоев Земли и разновременности образования геологических формаций с учетом различных условий среды. С позиций плутонизма стало возможным изучение глубинных процессов, обоснование идеи длительности геологического времени и дальнейшая разработка метода актуализма.
Большое значение для развития геологической мысли имело постепенно укрепляющееся представление об изменениях органического мира во времени. К концу XVIII и в начале XIX в. геологами были заложены основы палеонтологии и стратиграфии, подрывающих идею К. Линнея о неизменяемости видов и идею механической эволюции (префоризма), развиваемую во второй половине XVIII в. французским биологом Боннэ. Геологическая мысль стимулирует развитие биологической теории, в которой вновь постепенно пробивает себе дорогу идея самозарождения жизни, теория эпигенеза (индивидуального развития организма), как и идея эволюции органического мира в целом.
Таким образом, геологическая наука шаг за шагом завоевывала себе новые научные позиции в борьбе, как против идеалистической интерпретации природы, так и против метафизического способа мышления. Однако этот процесс развивался в острейшей идейной борьбе.
Спор о естественном источнике геологического развития подводит к вопросу о соотношении приповерхностных (экзогенных) и глубинных (эндогенных) процессов в этом развитии, выходя из рамок тектоники в область общей геологии. Идея эволюции геологических процессов, подчиненной действию естественных причин, завоевывает себе новые позиции.
Концепция развития в геологии во второй половине XIX в. получала обоснование в двух основных направлениях: в палеонтологии, стратиграфии и исторической геологии, с одной стороны, и в тектонике - с другой.
В то же время в геологии продолжается разработка концепции развития. Наряду с дальнейшим развитием стратиграфии важное значение приобрело учение о фациях (разнотипных, но одновозрастных комплексах горных пород, образующихся в различных условиях геологической среды). Изучается последовательность их смены во времени, а на этой основе разрабатывается метод фациального анализа (Головкинский, Иностранцев, Вальтер). Одновременно развиваются, палеогеография и палеоклиматология с соответствующими методами исследования, расширяющими научный материал, необходимый для понимания исторического развития земной поверхности и основных ее структур - материков и океанов, различных климатических зон и др. Очень интересны в этом отношении исследования А.П. Карпинского, изучавшего Русскую платформу.
К 90-м гг. XIX в. формируется историческая минералогия и петрография — науки, рассматривающие образование минералов и горных пород в связи с историей Земли. Идея исторического развития кладется в основу исследования условий образования осадочных, магматических и метаморфических пород. Выясняется специфика их пространственного простирания, временные особенности. Эти науки также потребовали исследования глубинных процессов, решения проблемы магмы, ее состава и роли в геологическом развитии.