12.1. Формирование предметной области, средств описания и измерения
Науки о Земле в широком смысле представляют сегодня науку о различных геосферах, к которым традиционно относят неорганические лито-, гидро- и атмосферы, но к ним логично добавить и биосферу, о которой речь пойдет в следующей главе (куда включен и параграф по экологии, в котором обсуждается введенное В.И. Вернадским понятие ноосферы, которая сегодня выступает как техносфера). Данная глава посвящена геологии (букв. наука о Земле) – науке о Земле в узком смысле, науке о неорганических геосферах, науке о строении Земли и ее эволюции.
Науки о Земле имеют ряд принципиальных отличий от физики, химии и синергетики, представленных в Части 1. Последние имеют четкую структуру «ядра раздела науки» (ЯРН), задающую свои «первичные идеальные объекты» (ПИО), которые и составляют основание соответствующих наук и их разделов (сх. 3.1; 9.1; 10.2), их специфику определяют «первичные идеальные объекты». Эти естественные науки, образцом для которых служит физика, формируются экспериментом со структурой <Приготовление |Явление |Измернение> (сх. 1.1). Для них характерно выявление эмпирических закономерностей (на ранних этапах развития) и построение «ядра раздела науки» в зрелом состоянии.
Специфику наук о Земле определяют не ПИО, а «предмет исследования», который формируется в рамках так называемой «естественной истории», суть которой состоит в описании, выделяющем предметные области, развитии самого языка описания. Так основные первичные понятия геологии, например, «горная порода», формируются внутри некоторой профессиональной области, где обучают распознавать породы, путем сравнения с образцами. Такое распознавание образов имеет много общих черт с измерением, суть которого, как было сказано в первой части, состоит в сравнении с эталоном. По мере роста числа этих образов возникает проблема их классификации, для решения которой возникают теории классификации. Таким образом, в естественной истории мы имеем дело с другими, чем в первой части, базовыми понятиями: они не даются с помощью определений (явных или неявных) и не являются «очевидными» для всех, они существуют как образцы в рамках определенной профессиональной деятельности и умение их распознавать передается как профессиональный навык.
Круг исходных (первичных) объектов и явлений в геологии формируется, во-первых, из описания руд, минералов, горных пород, формировавшихся в горнорудном деле с глубокой древности. Из этого потока естественно-исторического описания в XVIII в. рождается геогнозия, которая использует первоначально язык, выработанный в технике поиска полезных ископаемых и металлургии. «Геогнозия… определялась А.Г. Вернером (1750–1817) как «наука, изучающая твердое тело Земли как в целом, так и в виде различных сообществ минералов и горных пород, из которых она состоит, а также их происхождение и соотношение друг с другом» [Хаин, с. 40] (выделено – А.Л). Первыми объектами описания этой науки, центральным понятием которой стало заимствованное из горного дела понятие «горная порода», стали разрезы горных массивов. Описания этих разрезов в виде описания расположения в них слоев различных горных пород (различные глины, пески, граниты и т.п.) и минералов фиксировались в виде стратиграфических схем. Вторым важным объектом описания стал общий рельеф местности (горы, равнины, моря и т.п.). Успехи физики и химии первых десятилетий XIX в. дали новые возможности в описании минералов. «Крупнейшие химики стали ведущими минерологами этого периода. В результате их активной деятельности был определен точный химический состав порядка 450 минералов, большая часть которых ранее не была известна» [Хаин, с. 66]. В результате образуется следующая последовательность понятий: химические элементы земной коры образуют природные химические соединения – минералы, а те, в свою очередь, путем химического или чаще механического соединения – горные породы. В геогнозии разрабатываются «принципы первого расчленения слоистой осадочной оболочки Земли», составившие «фундамент геологической науки» [Хаин, с. 46]
Второй круг явлений составляют извержения вулканов и землетрясения, вопросы об образовании гор, изменении русел рек, речных отложениях, происхождении окаменелых остатков морской фауны в горах. Этот круг вопросов рассматривался уже в античной натурфилософии.
Взаимодействие этих двух потоков порождает в XVIII в. две картины натурфилософского типа о происхождении слоев пород: нептунистскую и плутонистскую. Первая, не без влияния общепринятой библейской картины Всемирного потопа, утверждала, что «материал, из которого состоят слои, образовался в результате кристаллизации из водного раствора» [Хаин, с. 42]. Плутонистская концепция, исходя из наблюдений вулканической деятельности, утверждала магматическое происхождение различных пород [Хаин, с. 43]. Смещению этих рассуждений от натурфилософии к естественной истории способствовало взаимодействие с палеонтологией – в начале XIX в. стало практиковаться сопоставление слоев пород и окаменелых остатков живых организмов, которые в них находились. Результатом этого взаимодействия с исторической биологией (Ж. Кювье) стало «создание стратиграфической (геохронологической) шкалы», [Хаин, с. 47–49]. Разработанный в XIX в. биостратиграфический метод, основанный на анализе сохранившихся остатков фауны, позволил расшифровать историю Земли за последние 500— 600 млн. лет (во второй половине XX в., благодаря систематическому применению методам радиометрического датирования горных пород, удалось перейти от относительной геохронологии к абсолютной и уточнить раннюю историю Земли и ее возраст (порядка 4,5 млрд. лет)).
