Геология

в переводе с греческого обозначает науку о Земле. В настоящее время понимают под именем геологии историю Земли в обширном смысле этого слова, т. е. не только жизнь минеральную нашей планеты и те физические и химические изменения, которые в ней произошли, но и естественную историю всего организованного мира, населяющего земную поверхность. В ряду наук естественноисторических Г. занимает видное и тесно с другими естественноисторическими науками связанное положение. При изучении минеральных изменений Земли Г. соприкасается с химией, физикой, минералогией и даже астрономией, в особенности при разборе вопроса о происхождении Земли. При изучении ископаемых организованных остатков Г. вступает в тесные соотношения с ботаникой и зоологией. При изучении бывших изменений на земной поверхности она вступает в тесную связь с физической географией, и, изучая современные геологические явления, она не столько интересуется причинностью их, сколько теми результатами, которые оставляют эти явления на земной поверхности. Г. не только в область естественных наук, но и в обширную область человеческих знаний внесла новый элемент. Минералог, ботаник или зоолог, изучая готовые продукты природы, т. е. минерал, растение или животное, может относиться безразлично к тому времени, когда появился на Земле этот продукт природы. Но геолог открывает возможность при последовательном разборе памятников жизни Земли отмечать те страницы, на которых более или менее отчетливо запечатлено нахождение данного минерала или организма. Проследить за его пребыванием на земной поверхности можно на следующих страницах памятников жизни Земли и, наконец, можно отметить момент, когда данный организм или совершенно исчезает с лица Земли, или заменяется новым. Г. ввела в науки новый элемент — время, который дает возможность обнять более широким духовным взором экономию природы и показать, как длинен и последователен был путь, которым выработалась окружающая нас природа. Здесь, конечно, можно провести параллель с науками гуманитарными, для которых история человечества составляет такой же краеугольный камень, какой геология — для наук естественноисторических. Г., кроме того, доставила массу материала, совершенно нового с точки зрения классификации. Для примера можно взять зоологию. Долгое время однокопытные животные состояли совершенно изолированными среди других млекопитающих, и генетическая связь их являлась таким образом утерянной. Только благодаря геологическим находкам можно было с достаточной наглядностью и последовательностью доказать, что однокопытные животные тесно генетически связаны с другими непарнопалыми, в современной своей организации представляющими так мало общего с однокопытными. Если принять во внимание, какую массу ископаемых организмов, как водных, так и наземных, уже исчезнувших с лица Земли, открыла геология, и если обратить внимание на так называемые эмбриональные и сборные типы, то сделается вполне понятным, что этой науке обязана ботаника и зоология современными своими классификациями. При разборе новейших страниц жизни Земли геология соприкасается и с историей человечества. При выработке торфа из болот Дании уже давно извлекались изделия, приготовленные из камня грубой или более или менее совершенной оббивкой, изделия из бронзы и железа. Последовательный геологический разбор наслоения торфа обнаружил, что эти остатки распределены в нем с известной последовательностью: каменные изделия распределены в нижних слоях, бронзовые — в средних и железные — в верхних. Это и подало повод установить в ходе культуры доисторического человека Западной Европы века: каменный, бронзовый и железный. Но этим не удовольствовались и попробовали при помощи остатков растений в торфе восстановить природу того времени. Оказалось, что господствующей древесной породой времени жизни человека каменного века были сосна, бронзового — дуб и железного — бук. Такое вертикальное распределение древесной растительности дает возможность из сравнения с современным распределением на Земле растений прийти к заключению, что со времени жизни на Земле человека каменного века произошли значительные климатические изменения и что в то время в Дании климат был значительно суровее, чем ныне. О Дании известно из древних римских известий: постоянно там упоминается как господствующая древесная порода — бук; следовательно, еще римляне застали в этой стране бук; a когда здесь были леса дубовые или им предшествущие сосновые — это теряется во временах глубокой древности, конечно, не только не захваченной историей человеческой, но и задолго до времени эпоса. Наконец, находки еще более древних остатков человека — современника мамонта и сибирского носорога — должны теряться в еще более отдаленных от нас временах.

Впрочем, длинен был путь, которым выяснилось современное определение Г. Еще в начале XVIII столетия Г. считали то отделом минералогии, то отделом физической географии, а некоторые видели в ней науку, исключительной задачей которой предстоит решение вопроса о происхождении Земли. В древней египетской космологии уже упоминается об обновлении Земли или водой (катаклизм), или огнем (экпирозис); здесь, очевидно, частные случаи наводнений или извержений и землетрясений возводились в общие явления, и им приписывалось всеобщее обновление земной поверхности. Но уже древние греческие ученые знали многие геологические факты. Так, им было известно существование обмена между сушей и морем и нахождение остатков морских организмов в слоях, слагающих высокие горы, а отсюда делались выводы, что море некогда было там, где теперь суша. У Аристотеля даже есть замечание, что изменение земной поверхности идет так медленно, что кратковременная человеческая жизнь недостаточна для наблюдений. После падения Римской империи естествознание, а с ним и Г. знания переходят в руки сарацин, от которых, к сожалению, осталось так мало данных, что только ограниченное число трудов пока известно у Авицены, Омара и Ковцини. С XVI столетия Г. факты начинают встречаться у христианских народов. Первые ученые с этим направлением появляются в Италии, но здесь сразу к успехам знания примешивается и сильнейший тормоз в образе схоластических прений средневековых итальянских университетов. И если древние в ископаемых остатках организмов видели действительные остатки, то здесь появляются о них самые невероятные гипотезы. То в них видят результат какой-то пластической силы, то влияние звезд, то игру природы. В XVII столетии к этому тормозу присоединился новый в виде воззрения богословов, которые думали, что занятие Г. может подорвать кредит их специальности. Такое вмешательство постороннего элемента наложило тормоз по крайней мере на два столетия. Правда, и в XVI и в XVII вв. были и рационалисты-геологи, как бы игнорировавшие и схоластические прения, и богословов и стремившиеся расширить свои знания путем наблюдений. Следя за деятельностью отдельных лиц в XVII столетии, можно сказать, что к этому времени накопился уже настолько обильный запас Г. данных, что требовались более сильные умы для приведения их в систему. Таких деятелей дали три страны: Германия дала Вернера, Англия — Вильяма Смита и Франция — Кювье и Ламарка. Еще в XVII столетии в Саксонии, Венгрии и Франции возникли небольшие горные школы с целью приготовления опытных людей для извлечения из недр земли полезных ископаемых. В числе дополнительных предметов в них преподавалась и минералогия. В 1775 г. в Фрейбергской горной школе такую кафедру занял Вернер. Он первый указал, что минералы не разбросаны в беспорядке, но что они, сочетаясь между собой, образуют вполне определенные типы, называемые горными породами, и что распределение последних подчинено законности. Точно так же Вернер первый обратил внимание на то, что известные руды приурочены к известным горным породам. Изучение Вернером Маленькой Саксонии и экскурсии по ней представили серию памятников жизни Земли, относимой нами к самым ранним периодам. Как древние памятники, они, конечно, должны сохраниться и менее совершенно, чем памятники более близких к нам времен. Не останавливаясь на одном факте исследования, пытливый ум Вернера старался заглянуть и во внутренний смысл этих памятников. Но для их толкования было еще мало данных, и Вернер должен был впасть в ошибку. Он был родоначальником школы нептунистов, в противовес которой в Англии возникла школа вулканистов и малоплодотворный спор между которыми затянулся на долгое время. Вернер обладал замечательной леностью к письменному труду, и о его взглядах мы узнаем от его учеников, в ряду которых были Александр Гумбольдт и Леопольд Бух. Тем не менее, приведение в систему древнейших памятников жизни Земли принадлежит вполне Вернеру. Для следующей серии геологических памятников установил порядок Вильям Смит, но уже другим путем. Ему удалось подметить, что остатки организмов, встречающиеся в различных слоях Земли, подчинены в своем распределении определенной законности. Приняв их за руководящее начало, Смит привел в порядок следующую за установленной Вернером серию памятников жизни Земли. Смит попытался условленными знаками нанести на обыкновенную географическую карту распространение известных геологических образований — таким путем явилась первая геологическая карта Англии, изданная в 1815 г.

Для более новых памятников жизни Земли свою лепту в общие исследования внесли и французы. Любовь к естествознанию в начале XIX столетия во Франции стала под влиянием работ Кювье и Ламарка получать широкое развитие, а потому и остатки ископаемых организмов должны были обратить на себя внимание. Кювье и Броньяр занялись изучением ископаемых костей млекопитающих, а Ламарк — беспозвоночных. Уже при первом прикосновении к костям млекопитающих Кювье пришлось временно оставить этот материал, так как в то время скелеты ныне живущих организмов еще были недостаточно изучены и ему необходимо было предварительно изучить и эти последние. Благодаря этому обстоятельству наука обогатилась новой отраслью знаний — сравнительной остеологией. Только после создания последней Кювье мог в сотрудничестве с Броньяром описать около 50 форм ископаемых млекопитающих окрестностей Парижа. Остановиться на одном факте описания, конечно, Кювье не мог, тем более, что он принял исследуемые им осадки за самые новейшие, а во встреченных формах не нашел ни одного ныне живущего вида. Пораженный отсутствием ныне живущих форм в столь новых, по его мнению, образованиях, Кювье должен был прибегнуть к особой гипотезе, которую можно назвать гипотезой катастроф, по которой поверхность Земли периодически подвергается катастрофам, уничтожающим на ней все живущее, и новый акт творения создает новые формы по типу старых, но от них отличающиеся. Если бы Кювье прожил еще несколько лет, то ему пришлось бы быть свидетелем находок более новых образований и более новой и более близкой современной фауны организмов и увидеть, что между изученной им фауной и современной не было перерыва. Интересно, что Ламарк, занимаясь другими организмами — беспозвоночными — пришел к выводам, прямо противоположным Кювье, и первый высказал мысль о том, что виды в организованном мире не есть нечто неизменное. Ламарк был первый эволюционист. Объяснить причинность такого различия в выводах, к которым пришли Кювье и Ламарк, в настоящее время не затруднительно. Изучение ископаемых организмов показало, что чем проще организована форма, тем она может вынести большее разнообразие внешних изменений, и обратно — крупные и сложно организованные животные обладали во времени меньшей продолжительностью жизни.

Итак, трудами Вернера, Вильяма Смита, Кювье и Ламарка был составлен в грубых чертах том летописи жизни Земли. Но возникший со времени Вернера спор между нептунистами и вулканистами стал мало-помалу принимать ожесточенный характер и явился новым тормозом при развитии успехов Г. Конечно, параллельно с усилением этих споров стало появляться все более и более рационалистов-геологов, которые хорошо понимали, что материала собрано для спора еще слишком мало. Стали мало-помалу организоваться специальные геологические общества, и первое по времени возникло английское геологическое общество, которое пошло по стопам Вильяма Смита. Многочисленной группе ученых удалось, изучая детали, восполнить пробелы, произвести более подробные подразделения в обширном томе летописи Земли. Оставалось найти метод для чтения этой летописи. Такой метод дал английский геолог Чарльз Ляйелль; в период от 1830-33 гг. вышли его знаменитые выпуски "Principles of Geology". Этот метод можно назвать индуктивным, и основа его лежит в изучении современных геологических явлений. Прямое сравнение результатов этих последних явлений показало Ляйеллю, что и в предшествующие геологические эпохи те же явления оставляли после себя те же последствия, что и в настоящее время. Атмосфера и ныне, как и в прежние времена, с тех пор, как она появилась оболочкой вокруг земного шара, всегда должна была действовать на поверхность Земли своей температурой, составом и массой, и при том общее направление ее деятельности было нивелирующее. Такое же влияние должна была обнаружить и вода, как в твердом, так и в жидком состоянии, и также с момента ее осаждения на поверхности Земли. В самые ранние моменты ее осаждения можно допустить разве только некоторое различие в химической роли, потому что, исходя из гипотезы Канта-Лапласа, эта роль должна была быть более энергичной, так как вода в то время обладала более высокой температурой. В союзе с двумя предшествующими деятелями и ныне, и в прежние времена, с момента их появления, являются организмы, которые скоплениями своих твердых частей в виде остатков или внутреннего, или наружного скелета выравнивают и заполняют неровности и также стремятся придать Земле однообразный вид. Как бы противовесом вышеупомянутому союзу является четвертый геологический деятель, присущий нашей планете с момента ее зарождения, — вулканизм, стремящийся в различных своих проявлениях нарушить то однообразие, к которому стремится в окончательной своей деятельности атмосфера, вода и жизнедеятельность растительных и животных организмов. Современные геологические деятели то изменяют земную поверхность медленно и постепенно, то напоминают о себе разрушительными катастрофами. При такой постановке метода, конечно, уже нет никакой необходимости прибегать к вымыслам и гипотезам, в основу которых не положена индукция из современных геологических явлений. В другом своем сочинении, "The Elements of Geology", вышедшем в 1838 г., Ляйелль применил вышеуказанный метод к реставрации древних памятников жизни Земли, и отдельные страницы такого восстановления древней природы поразительны по своим деталям. Кроме того, при изучении геологической классификации Ляйелль для некоторых образований предложил своеобразный и весьма интересный метод, основываясь на сходстве ископаемой фауны с ныне живущей в соседних морях. Таким образом ему удалось в ряду третичных отложений найти известную последовательность, руководствуясь постепенным приближением в сходстве фаун различных третичных образований с ныне живущей фауной ближайших морей и океанов.

Опытный метод также не остался чужд Г. В сороковых годах нынешнего столетия химик-геолог Бишоф путем лабораторных исследований показал возможность решить некоторые Г. вопросы в лаборатории. В особенности громадная заслуга этого ученого заключается в показании химической роли воды на различные минералы и горные породы, а также для выяснения вопроса о различных химических изменениях, происходящих в твердой земной коре под влиянием циркулирующей в ней воды. Другой ученый — француз Добрэ — доказал возможность искусственным путем показать то, что под влиянием физических и механических процессов совершается с твердой корой Земли в природе. Наконец, в 1858 г. англичанин Сорби применил микроскоп к изучению горных пород и показал, что осторожным стачиванием твердых и непрозрачных горных пород можно получить тонкие и прозрачные препараты, доступные изучению при сильных увеличениях микроскопа. Такой метод дал возможность детально изучить составные части горных пород и разложить те из них, которые до применения микроскопа являлись вполне однородными. Этот метод нашел быстрое применение в Германии, и в руках Циркеля, Фогельзанга, Розенбуша, Ласо и др. эта часть Г. о горных породах возросла до отдела самостоятельных знаний. Если в Германии первая работа в этом направлении появилась в 1864 г., то в России надо отметить 1867 г. Позднее Фукэ и Мишель-Леви применили этот метод во Франции; в Англии он нашел применение только недавно. Помимо установки классификации этот метод дал возможность судить о способе образования горной породы и заглянуть в процессы тех видоизменений, которым она подвергается, т. е. изучить минеральную их жизнь, а равно проследить и за процессами выветривания, а с ними и распадения плотной породы в рыхлый материал. Итак, с одной стороны, исторический путь, выяснивший значение Г., с другой — нахождение методов для чтения прошедшей жизни Земли, — все это совместно содействовало созданию науки, и некоторые из ее отделов стали принимать такие размеры, что близко время их выделения в область особых знаний. Впрочем, уже и ныне Г. распадается на несколько отделов, изучение которых должно предшествовать преследованию основной задачи Г., т. е. классификации и реставрации памятников Земли.

Первым отделом будет отдел о современных геологических явлениях; он известен также под именем динамической, или физической, Г. — наименований, не исчерпывающих собой современных Г. явлений, в разряд которых, кроме явлений механических и физических, входят и явления химические. Задачей этого отдела служит изучение тех явлений, которые на глазах людей изменяют поверхность Земли и обусловливают этим как известные формы, так и известные образования. Таким деятелем служит атмосфера, влияющая на Землю своей температурой, составом и массой. Это ее влияние надо признать за нивелирующее: она стремится понизить высоты и материалом их выстлать неровности. Другим деятелем является вода, действующая на Землю как в жидком, так и в твердом состоянии. В жидком состоянии деятельность воды может быть или механической, или химической. Когда вода стекает по поверхности Земли из мест возвышенных в места низменные, то обладает известной скоростью течения, которая будет обусловливать возможность переноса измельченного материала земли в механически взвешенном состоянии, а равно и отложение его там, где скорость течения уменьшится. Но часть воды будет также просачиваться в горные породы и действовать на них как растворитель, в среде которого могут происходить разнообразные химические превращения. Значение последних усиливается, если обратить внимание на то, что на глубинах давление больше одной атмосферы, что, в свою очередь, должно увеличивать интенсивность растворения и химических превращений. Скопление на высоких горах и в странах полярных воды в твердом состоянии было бы чрезмерно, если бы природа не практиковала известной разгрузки этого запаса. Такая разгрузка идет путем образования и падения лавин, а равно и ледяными реками, известными под именем ледников, или глетчеров. Лавины и ледники запечатлевают на Земле следы своего пребывания чрезвычайно резкими чертами, о чем будет сказано в статье "Глетчеры". Деятельность воды в общем так же, как и атмосферы, нивелирующая. Третьим деятелем, изменяющим поверхность Земли, является жизнедеятельность растительных и животных организмов. Растения, умирая, скапливают более или менее значительные массы органического материала. Если он постепенно вводится в виде корней в разрыхленные части земной поверхности, то этим путем получаются растительные почвы, распространение которых в природе громадно. Если остатки растений погребаются в воду, то процесс разложения остатков принимает другое направление, чем на открытом воздухе, где органический материал под влиянием кислорода воздуха сгорает вполне, остаются только в виде золы минеральные части, входящие в состав растений. Под водой в силу недостатка кислорода разложение растений идет главным образом за счет составных частей самих растений, при этом образуется довольно много разнообразных органических соединений в виде сложных кислот, соединений нейтральных и в особенности углеводородов, выделение которых из болот есть явление весьма обыкновенное, и одному из выделений даже дано название болотного газа. Таким путем в котловинах, в сырых климатах может скопиться более или менее значительный запас полуразложившихся растений (торфа), уже значительно обогатившихся углеродом и обедневших другими составными частями. Таким же путем может происходить скопление растений и в котловинах дна озер, морей и океанов при посредстве отчасти водных растений, отчасти от выноса реками в эти бассейны наземной растительности. Постепенное разложение их под водой с течением времени, конечно, может обусловить значительное обогащение углеродом и образование различных бурых, каменных углей и антрацитов. Различие разложения растений на открытом воздухе и в воде, в свою очередь, объясняет, почему растительные почвы в различных местах земного шара представляют такое значительное разнообразие. В климатах сырых в них больше органических кислот, чем в климатах сухих, а там, где влаги выпадает очень мало, растительный материал, введенный в почву, может совершенно сгореть, от него останется только зола, и растительной почвы не будет; рыхлый материал земной поверхности, ничем не связанный, сделается в таких местах достоянием ветра и может подвергнуться движению и нагромождению в форме дюн или барханов. Жизнедеятельность животных также содействует скоплению на поверхности Земли твердого материала, как остатка внутреннего или наружного скелета. Конечно, таких скоплений будет больше там, где животные живут колониями, и действительно, в морях этим путем образуются скопления раковинных банок или мелей; в океанах как моллюски, так в особенности кораллы производят своими скелетами грандиозные сооружения, измеряемые иногда сотнями километров. Наконец, и низкоорганизованные животные, как корненожки или оригинальный ботибий, также перерабатывают сернокислую известь морской воды в углекислую и отлагают ее или в форме скорлупы, или своеобразных выделений, и этим содействуют скоплению известкового ила на широких пространствах дна океана. Принимая во внимание, что жизнедеятельность животных обнаружила свое влияние на Землю с момента их появления, очевидно, и за животными надо признать один из важных факторов. Четвертым деятелем, изменяющим поверхность Земли, будет вулканизм, под именем которого понимают то влияние, какое обнаруживает внутренняя теплота Земли на ее поверхность. Изучать это влияние возможно: в явлениях поднятий и опусканий различных участков земной поверхности, т. е. изучая обмен между сушей и морем; в явлениях землетрясений и в деятельности вулканов. Обмен между сушей и морем может происходить или быстро, или медленно. Быстрые поднятия и опускания свойственны странам вулканическим, где иногда в береговой полосе после извержения соседнего вулкана или после землетрясения можно сразу определить величину изменения. Медленный обмен между сушей и морем выражается иногда цифровыми величинами ничтожных размеров, и наблюдать его можно веками — вот почему эти явления иногда называют вековыми; вековым колебаниям подвержены значительные участки суши. Достаточно указать, что Скандинавия с Финляндией, север Европейской и Азиатской России до Берингова пролива находятся в состоянии такого поднятия. Южная часть Скандинавии и побережье Пруссии, Голландии и Бельгии подвержены вековым опусканиям, равно как и дно Тихого океана, а в Индийском — идет чресполосно поднятие, сменяющееся опусканием, и т. д. Если у большинства геологов относительно быстрых колебаний нет особого разногласия в смысле принадлежности их к явлениям вулканическим, то того же нельзя сказать относительно вековых колебаний. В настоящее время можно найти объяснения причинности их и другие. Так, одни объясняют вековые колебания минеральной жизнью горных пород, другие — явлением прилипания воды морей и океанов к материкам и зависимость таких прилипаний от величины материков и возможности их увеличения или уменьшения. Колебания поверхности Земли, или землетрясения, точно так же, по-видимому, могут быть вызваны различными причинами, хотя те из них, которые занимают большие пространства, едва ли найдут удовлетворительное объяснение помимо вулканизма. Те геологи, которые не признают за землетрясениями явлений вулканических, возводят их в особый разряд явлений сейсмических. Проявление вулканизма, наиболее доступное для изучения, представляют вулканы. Здесь на глазах людей из недр Земли появляются огненно-жидкие массы, свидетельствующие о нахождении внутри Земли высокой температуры. Изучение продуктов, доставляемых вулканами, строения этих последних, явлений, сопровождающих извержение и ему предшествующих и последующих, — все это дает до известной степени ключ и к изучению механизма извержения. Во всех своих проявлениях вулканизм нарушает то однообразие, к которому стремятся атмосфера, вода и жизнедеятельность организмов. Явления опусканий и поднятий могут обуславливать изменения в распределении климатических условий на земной поверхности и вызывать значительные уклонения в этих последних. Концентрированием материков у полюсов или у экватора можно вызвать два крайних предела в таких изменениях. Первое должно дать климат на всей Земле однообразный, холодный, содействующий образованию больших околополярных ледников или глетчеров; второе — представить климат всей Земли теплый и влажный. Конечно, между этими двумя крайностями много промежуточных форм в распределении материков и морей, а с ними и разнообразных климатов. Землетрясения еще резче нарушают однообразие земной поверхности, вызывая на этой последней образование трещин, провалы, перемещения значительных масс земли и т. п. Вулканы нагромождают на Земле продукты своей деятельности, часто в громадных массах, и содействуют образованию высочайших гор на поверхности Земли. Этна, Эльбрус, Казбек, Тенерифский пик, Гвалатиери, или Сагама, и целый ряд других высочайших гор суть продукты вулканической деятельности. Если атмосфера, вода и организмы могли обнаружить свое влияние на Землю с момента их появления, то вулканизм присущ Земле с момента ее образования. Современное состояние Земли показывает, что борьба между различными геологическими деятелями далеко не окончена и, вероятно, захватит собой еще несколько геологических эпох, и в этой борьбе надо видеть жизненность нашей планеты, потому что в случае уничтожения одного из главных деятелей, например, воды или вулканизма, Земле грозит или смерть, или то безотрадное состояние, которое представляет собой спутник Земли — Луна.

2) Второй отдел геологии, почти уже достигший размеров самостоятельной науки, изучает состав твердой оболочки Земли: это петрография, или наука о горных породах. Изучение последних показало, что горные породы представляют агрегат или одного, или нескольких минералов, или являются составленными из обломков других пород. Отсюда можно видеть, что горные породы легко подразделить на породы простые, сложные и обломочные. Указанный выше микроскопический метод изучения горных пород представил возможность заглянуть детальнее в их состав при помощи микроскопа и разложил на составные части даже такие породы, состав которых был недоступен невооруженному глазу. При помощи микроскопического метода изучения установилась классификация горных пород и выводится известная закономерность в сочетании различных минералов между собой. В таком сочетании минералов, образующих горные породы, можно усмотреть, что в состав простой и сложной горной породы входят как главные, так и побочные минералы, и при этом наблюдается, что некоторые из них могут как бы замещать друг друга, т. е. являются эквивалентами один другого. Такая эквивалентность уже теперь для некоторых случаев находит себе простое объяснение в минеральной жизни горной породы. Хотя в некоторых сложных породах уже невооруженному глазу была доступна для изучения та промежуточная основная масса, которая иногда связует между собой отдельные минералы, но при помощи микроскопа явилась возможность не только ее детального изучения, но и находки ее в горных породах иногда в ничтожных количествах. Такое изучение заставляет смотреть на основную массу как на кристаллизационный остаток, сохранившийся в породе со времени ее образования, а так как породы, содержащие основную массу, есть породы изверженные, то и кристаллизационный остаток их сохранился со времени охлаждения породы. Наблюдения под микроскопом над горными породами дали возможность на основании более положительных данных судить о способе происхождения горной породы и заглянуть в их минеральную жизнь. Материал для суждения о способе происхождения дают различные посторонние включения в минералах и основной массе горной породы; в некоторых случаях можно даже по этим включениям судить и о температуре, которая была при образовании горной породы. При пособии микроскопа теперь возможно следить за малейшим изменением горных пород от зародышевого состояния и в некоторых случаях наблюдать даже полнейшее замещение таким путем одних составных частей — другими, которые и являются петрографическими эквивалентами первых. Такое перерождение одного минерала в другой иногда сопровождается освобождением некоторых химических составных частей в виде рудных минералов, а это, в свою очередь, бросает новый свет на образование некоторых руд и объясняет старинное, не имевшее до настоящего времени научного основания выражение, почему такая-то руда "любит" такую-то горную породу. Направление в характере перерождения одного минерала в другой под влиянием циркулирующих в горных породах вод может вызвать не только изменение одной породы в другую, причем порода сохранит плотность, но и ее распадение на составные части, т. е. выветривание, которое можно назвать смертью горной породы.

3) Третий отдел геологии составляет палеонтология, т. е. наука об ископаемых организмах. Она изучает остатки как растительного, так и животного царства, реставрирует их и находит им место в ряду других растений и животных. Заимствуя у геологии коэффициент — время, палеонтология могла подметить генетическую связь одних организмов с другими и для некоторых построить более или менее полный генетический ряд, связанный переходами. Обилие ископаемого материала отвлекает палеонтологов от более широких обобщений целых флор и фаун; этой стороной дела до сих пор занимается историческая геология. Но со временем надо ожидать, что при расширении палеонтологических сведений палеонтологу предстанет задача подметить законность в изменении общего характера флор и фаун во времени, а не довольствоваться только их изучением и в редких случаях попытками к разъяснению изменения флор и фаун в горизонтальном их распределении.

4) Четвертый отдел составляет стратиграфия. Так как твердая оболочка Земли слагается из горных пород, в которых иногда встречаются ископаемые организмы, то и стратиграфия легко распадается на петрографическую и палеонтологическую. Первая изучает условия залегания различных горных пород, подмечает все нарушения, которые могут быть вызваны явлениями позднейшими в нормальном их залегании, учит ориентироваться в природе при подобного рода определениях, рассматривает причины вывода слоев из их первоначального положения, образования в них складок и сдвигов, сохранение остатков памятников жизни Земли от древних размываний, как, например, образование и сохранение террас, и изучает с вышеуказанных сторон пластику, т. е. наружные очертания, и тектонику, т. е. внутреннее строение земной поверхности. Палеонтологическая стратиграфия изучает процессы сохранения организмов природой, связь их с местообитанием, т. е. зависимость их пребывания от глубины, температуры, света, природы берега и дна водного бассейна, состава воды и размеров бассейна. Так как для толкования прошедшего жизни Земли как метод принята индукция, то знакомство с зоологическими и ботаническими провинциями и с батометрическими зонами составляет для этого отдела существенную необходимость. Этот же отдел занимается разъяснением вопросов об одновременности геологических отложений, а равно и о виде в геологии. Только после изучения вышеуказанных четырех отделов можно перейти к изучению памятников Земли в обширном смысле этого слова.

5) Таким изучением занимается пятый отдел — историческая геология, в прежнее время называемая геогнозией, которая, впрочем, не задавалась вопросами реставрирования различных моментов жизни Земли. Историческая геология изучает памятники жизни Земли как с точки зрения петрографической и палеонтологической стратиграфии, так и с точки зрения их взаимных отношений. Отсюда является возможность классификации этих памятников, т. е. распределение их во времени. Такое распределение, конечно, должно носить известный характер искусственности, потому что не было перерывов в жизни Земли. Но эта искусственность необходима, потому что дает возможность более просто обнять все разнообразие изменений, которым подверглась наша планета. В настоящее время все памятники жизни Земли подразделяются по древности на четыре больших группы: архейскую, палеозойскую, мезозойскую и кайнозойскую. Группы делят на системы: архейскую — на лаврентьевскую и гуронскую; палеозойскую — на силурийскую, девонскую, каменноугольную и пермскую; мезозойскую — на триасовую, юрскую и меловую, и кайнозойскую — на третичную и четвертичную. Между системами найдены и переходные образования, но их для простоты обзора приурочивают условно то к одной, то к другой системе. Системы подразделяются на отделы, отделы на ярусы или этажи, последние на комплексы или группы слоев, а слой — есть уже наименьшая стратиграфическая единица. Такое распределение памятников жизни Земли и их детальное изучение дает возможность восстановить прошедший вид Земли в различные моменты ее жизни и ее население. Для такой реставрации геологи употребляют особые термины, желая отметить, реставрируется ли целая группа или система и т. д. Для реставрации во времени для группы употребляют термин эра, например, палеозойская эра; для системы — период, например, силурийский период; для отдела — эпоха, и самым мелким отделом во времени будет век, соответствующий ярусу. Так как памятники жизни Земли изучаются в их взаимном отношении, а в природе эти отношения выражаются или естественными (в горных и речных долинах, в оврагах), или искусственными (выемками земли человеком) разрезами, которые можно точно изобразить и проектировать на обыкновенные географические карты. Такая проекция, выраженная условными знаками или краской, дает так называемую геологическую карту. Знания истории Земли еще далеки от того совершенства, к которому стремится геология. Правда в последние сорок — пятьдесят лет было найдено много промежуточных звеньев между отдельными и кажущимися разрозненными геологическими образованиями, были сделаны находки и вполне самостоятельных отложений, в значительной мере изменяющих наши воззрения, — тем не менее еще есть очень много пробелов в книге летописи Земли. Существование таких пробелов сделается ясным, если обратить внимание на сравнительно недавнее возведение Г. в цикл самостоятельных и важных для государств наук, а равно и на то, что Г. возникла в Европе на основании исследования только этой страны, которую нельзя, в свою очередь, принять за страну вполне изученную. Другие страны представляют для будущих исследователей обширное поприще, и уже теперь известно, как случайные находки путешественников в этих малоизученных странах открывают новые и интересные материалы. Достаточно указать на случайные находки по течению Вайт-Ривера в государстве Дакота (Сев. Америка) — оригинальной фауны наземных млекопитающих животных третичного периода, или таковых же в холмах Сивалика в Индии, чтобы представить себе, насколько должен будет расшириться кругозор по мере изучения стран малоизвестных и какой новый материал для разнообразных выводов будет этим доставлен. Эта отдаленность Г. от ее предполагаемого идеала, конечно, должна представить ту необыкновенно заманчивую сторону, которая невольно увлекает людей и служит стимулом живучести самой науки. Успехи ее ныне должны с каждым годом делать все более и более крупные шаги, потому что по мере увеличения частных адептов Г. в ее успехах заинтересовались и правительства, признающие, что с успехом Г. находятся в связи и открытия различных полезных ископаемых. Под влиянием последнего учреждены в различных странах специальные геологические институты, которым вменено в обязанность составление для данной страны детальных геологических карт.

А. Иностранцев.

(от Гео… и …логия (См. ...Логия))

комплекс наук о земной коре и более глубоких сферах Земли; в узком смысле слова — наука о составе, строении, движениях и истории развития земной коры и размещении в ней полезных ископаемых. Большинство прикладных и теоретических вопросов, решаемых Г., связано с верхней частью земной коры, доступной непосредственному наблюдению.

На прямых полевых наблюдениях основаны главным образом и геологические методы. Геологические исследования определённой территории начинаются с изучения и сопоставления горных пород, наблюдаемых на поверхности Земли в различных естественных обнажениях, а также в искусственных выработках (Шурфах, Карьерах, Шахтахи др.). Породы изучаются как в их природном залегании, так и путём отбора образцов, подвергаемых затем лабораторному исследованию.

Обязательным элементом полевых работ геолога является Геологическая съёмка, сопровождаемая составлением геологической карты (См. Геологические карты) и геологических профилей. На карте изображается распространение горных пород, указывается их генезис и возраст, а по мере надобности также состав пород и характер их залегания. Геологические профили отражают взаимное расположение слоев горных пород по вертикали на мысленно проведённых разрезах. Геологические карты и профили служат одним из основных документов, на основании которых делаются эмпирические обобщения и выводы, обосновываются поиски и разведка полезных ископаемых, оцениваются условия при возведении инженерных сооружений. Для уточнения данных геологической съёмки иногда прибегают к бурению скважин, которые позволяют извлечь на поверхность горные породы, залегающие на достаточной глубине. В СССР, кроме того, проводится т. н. Опорное бурение (с 1947), при котором обширные территории покрываются более или менее равномерной сетью глубоких скважин, что даёт возможность составить общую схему геологического строения страны, полнее использовать данные съёмки. С середины 20 в. в СССР и США осуществляется бурение скважин глубиной до 7 км и более. Успешно проводится бурение морского дна в местах относительно малых глубин. С конца 60-х гг. 20 в. американские геологи ведут бурение в океане со специально оборудованных кораблей.

Методы непосредственного изучения недр не дают возможности познать строение Земли глубже, чем на несколько км (иногда до 20) от её поверхности. Поэтому даже для изучения земной коры, а тем более нижележащих геосфер (См. Геосферы), Г. не обходится без помощи косвенных методов, разработанных др. науками, особенно без геохимических и геофизических методов. Очень часто применяется комплекс геологических, геофизических и геохимических методов.

В геологических исследованиях можно различить три основных направления. Задачей первого из них (описательная Г.) служит описание минералов, горных пород и их типов; изучение состава, формы, размеров, взаимоотношений, последовательности залегания и всех прочих вопросов, связанных с современным размещением и составом геологических тел (слоев горных пород, гранитных массивов и др.). Второе направление (динамическая Г.) заключается в изучении геологических процессов и их эволюции. К числу этих процессов относятся как внешние по отношению к земной коре и более глубоким геосферам (разрушение горных пород, перенос и переотложение ветром, ледниками, наземными и подземными водами; накопление осадков на дне рек, озёр, морей, океанов и др.), так и внутренние (движения земной коры, землетрясения, извержения вулканов и сопутствующие им явления). Геологические процессы изучаются не только в естественных условиях, но и экспериментально. Восстановление картины геологического прошлого Земли (историко-геологическая реконструкция) составляет сущность третьего направления геологических исследований (историческая Г.). Задачи этого направления сводятся к изучению распространения и последовательности образования геологических напластований и др. геологических тел, а также к установлению последовательности различных геологических процессов и событий, например процессов тектогенеза, метаморфизма, образования и разрушения залежей полезных ископаемых, трансгрессий и регрессий морей, смены эпох оледенений эпохами межледниковий и т.д. Все три направления Г. неразрывно связаны друг с другом и исследование каждого геологического объекта, как и любой территории, ведётся со всех трёх точек зрения, хотя каждое направление является самостоятельным в смысле основных принципов и методов исследования.

Специфическая особенность геологических процессов состоит в том, что многие из них протекают на огромных территориях и продолжаются в течение миллионов и даже миллиардов лет; в этом заключается трудность их исследования. Чтобы понять геологические процессы прошлого, изучается весь комплекс результатов, оставленных ими в толщах пород: особенности их состава, строения и залегания, формы рельефа земной поверхности и т.д.

При анализе историко-геологических данных принимается во внимание принцип последовательности напластования слоистых осадочных толщ, которые рассматриваются как страницы «каменной летописи» Земли; учитывается также необратимая эволюция органического мира, запечатлевшаяся в окаменевших остатках растительных и животных организмов, которые сохраняются в пластах осадочных пород (см. Палеонтологический метод). Каждой из эпох в развитии Земли соответствовали определённые растения и животные. Это послужило основой для установления относительного возраста толщ горных пород и позволило подразделить историю последних 600 млн. лет жизни Земли на последовательные отрезки времени — эры, которые делятся на более мелкие единицы геологического времени — периоды, эпохи и века (см. Геохронология). Исследования показывают, что 80% объёма осадочной оболочки Земли образуют самые древние, докембрийские, толщи (см. Докембрий), продолжительность образования которых составляет по крайней мере ⁶/₇ всей известной геологической истории. Помимо относительного возраста, определяется абсолютный, или радиометрический, возраст геологических тел. Метод его вычисления основан на законе постоянства скоростей радиоактивного распада; в качестве исходных данных берутся цифры относительного количества расщепляющего элемента и продуктов его распада в исследуемой горной породе или минерале. Этот метод имеет особенное значение для древнейших докембрийских толщ Земли, очень скудно охарактеризованных органическими остатками.

Широко используется в Г. метод Актуализма, согласно которому в сходных условиях геологические процессы идут сходным образом; поэтому, наблюдая современные процессы, можно судить о том, как шли аналогичные процессы в далёком прошлом. Современные процессы можно наблюдать в природе (например, деятельность рек) или создавать искусственно (подвергая, например, образцы горных пород действию высокой температуры и давления). Таким путём часто удаётся установить физико-географические и физико-химические условия, в которых отлагались древние слои, а для метаморфических горных пород и примерную глубину, на которой произошёл метаморфизм (изменение). Однако географическая и геологическая обстановка в жизни Земли необратимо менялась; поэтому, чем древнее изучаемые толщи, тем ограниченнее применение метода актуализма.

Разработка теоретических вопросов Г. тесно связана с одной из её крупнейших практических задач — прогнозом поиска и разведки полезных ископаемых и созданием минерально-сырьевой базы мирового хозяйства.

Большое значение имеет Г. также при проектировании различных инженерных сооружений, в строительстве, сельском хозяйстве, военном деле. Велика роль Г. и в борьбе за материалистическое миропонимание.

Связь геологии с другими науками и система геологических наук. Современная Г. тесно связана с очень большим числом др. наук, главным образом наук о Земле. Именно поэтому трудно установить точные границы Г. как науки и определить однозначно её предмет. Широкое применение при геологических исследованиях физических и химических методов способствовало бурному развитию таких пограничных дисциплин, как Физика Земли и Геохимия. Физика Земли изучает физические свойства Земли и её оболочек, а также происходящие в этих оболочках геологические процессы. Геохимия рассматривает химический состав Земли и законы распространения и миграций в ней химических элементов. Г. не может обойтись без применения методов и выводов этих наук. В геохимии и физике Земли органически сливаются физические и химические приёмы исследования, с одной стороны, и геологические — с другой. Поэтому положение геохимии и физики Земли в системе наук о Земле является дискуссионным. Их рассматривают либо как наиболее развившиеся геологические дисциплины, либо как области знания, равнозначные Г. Тесная связь объединяет Г. с геодезией и с комплексом физико-географических наук (геоморфологией, климатологией, гидрологией, океанологией, гляциологией и др.), в задачи которых входит изучение рельефа земной поверхности, вод суши и Мирового океана, климатов Земли и др. вопросов, касающихся строения, состава и развития географической оболочки (См. Географическая оболочка). Для полного понимания истории Земли необходимо знать её начальное состояние; такой вопрос решает планетная космогония, т. е. раздел астрономии, изучающий проблему образования планет. В вопросах происхождения и развития органической жизни на Земле Г. взаимосвязана с биологическими науками и прежде всего с палеонтологией. Знание биологических и биохимических процессов необходимо геологу для выяснения путей образования ряда горных пород и полезных ископаемых (нефти, угля и др.). Т. о., весь комплекс наук, изучающих Землю, характеризуется многосторонней связью и взаимодействием. Г. использует данные этих наук для решения общих проблем развития планеты. Это позволяет некоторым исследователям отводить Г. ведущее место среди наук о Земле или даже понимать под Г. весь комплекс наук о Земле.

Г. включает ряд научных дисциплин, занимающихся исследованием и описанием Земли. Комплекс этих дисциплин пополняется по мере расширения исследований планеты за счёт их дифференциации и появления новых научных направлений, возникающих главным образом на стыке Г. с другими областями знания. Предмет большинства геологических дисциплин относится ко всем трём направлениям Г. (описательной, динамической и исторической). Этим объясняется тесная взаимосвязь геологических дисциплин и трудность их классификации, разделения на четко разграниченные группы.

Наиболее принятыми считаются следующие группы геологических дисциплин: научной дисциплины, изучающие вещество и структуру (строение) земной коры; дисциплины, рассматривающие современные геологические процессы (динамическая Г.); дисциплины, изучающие историческую последовательность геологических процессов (историческая Г.); дисциплины прикладного значения; в особую группу выделяется Г. отдельных областей и районов (региональная Г.).

К первой группе относятся: минералогия (учение о минералах — природных устойчивых химических соединениях), петрография (учение о горных породах — структурно-вещественных ассоциациях минералов), структурная Г., изучающая формы залегания геологических тел, различные нарушения в залегании слоев — их изгибы, разрывы и т.п. Как одно из направлений минералогических исследований зародилась и долгое время развивалась кристаллография. Однако в последнее время изучение атомарного строения кристаллов сделало эту дисциплину в значительной мере физической.

Ко второй группе геологических дисциплин (динамическая Г.) относится тектоника, изучающая движения земной коры и создаваемые ими структуры. Применительно к самым крупным структурам Земли — материкам и океанам — её называют часто геотектоникой, а тектонику неоген — антропогенового времени именуют неотектоникой. Обособленно стоит экспериментальная тектоника, которая занимается изучением тектонических процессов (например, образованием складок) на моделях. В эту же группу входят разделы минералогии и петрографии, изучающие процессы минерало- и породообразования, а также такие дисциплины, как вулканология, изучающая процессы вулканизма, сейсмогеология — наука о геологических процессах, сопровождающих землетрясения, и об использовании геологических данных для определения сейсмически опасных районов (сейсморайонирование) и геокриология, исследующая процессы, связанные с многолетнемёрзлыми породами.

К третьей группе относится историческая Г., восстанавливающая по следам, сохранившимся в осадочной оболочке Земли, события геологической истории и их последовательность. К этой же группе относится стратиграфия, занимающаяся изучением последовательности отложения слоев горных пород в осадочной оболочке Земли, и палеогеография, которая на основании геологических данных занимается восстановлением физико-географических условий прошлых геологических периодов. В силу своеобразия применяемых методов исследования изучение геологической истории последнего антропогенового периода выделилось в особую дисциплину, неточно называемую четвертичной Г.

Четвёртая группа (прикладная Г.) включает: Г. полезных ископаемых; гидрогеологию — науку о подземных водах; инженерную Г., изучающую геологические условия строительства различных сооружений, и военную Г., занимающуюся вопросами применения Г. в военном деле.

Особое место среди геологических дисциплин в смысле методики и задач занимает Г. дна морей и океанов, или Морская геология, которая успешно развивается в связи с возросшим интересом к использованию природных ресурсов морей и океанов.

Сказанное не исчерпывает перечня геологических дисциплин. Их дифференциация, а также сращивание со смежными дисциплинами ведут к появлению новых направлений. Например, поскольку методы исследования горных пород глубинного и осадочного происхождения оказались существенно различными, петрография разделилась на петрографию изверженных и петрографию осадочных пород, или литологию. Внедрение химических методов в изучение изверженных пород привело к возникновению петрохимии, а изучение деформаций внутри горных пород породило петротектонику.

Резко дифференцирована Г. полезных ископаемых: Г. нефти и газа, Г. угля, металлогения, рассматривающая закономерности размещения рудных месторождений. Применение в Г. новейших физических и химических методов послужило основой для появления таких новых специализаций, как тектонофизика, палеомагнетизм, экспериментальная физическая химия силикатов и др.

Исторический очерк. Отдельные наблюдения и высказывания, которые принято считать истоками Г., относятся к глубокой древности. Характерно, что высказывания античных учёных (Пифагора, Аристотеля, Плиния, Страбона и др.) касаются землетрясений, извержений вулканов, размывания гор, перемещения береговых линий морей и т.п., т. е. явлений динамической Г. Только в средние века появляются попытки описания и классификации геологических тел, например описание минералов узбекским учёным Бируни и таджикским естествоиспытателем Ибн Синой (См. Ибн Сина) (латинизированный — Авиценна). К эпохе Возрождения относятся первые суждения (если не считать ранних упоминаний об этом у древнегреческого учёного Страбона) об истинной природе ископаемых раковин как остатках вымерших организмов и о большой, по сравнению с библейскими представлениями, длительности истории Земли (итальянские учёные Леонардо да Винчи в 1504—06, Дж. Фракасторо в 1517). Разработка первых представлений о смещении слоев и их первоначальном горизонтальном залегании принадлежит датчанину Н. Стено (1669), который впервые дал анализ геологического разреза (в Тоскане), объясняя его как последовательность геологических событий.

Слово «геология» появилось в печати в15 в., но имело тогда совершенно другое значение, чем то, которое вкладывается в него теперь. В 1473 в Кельне вышла книга епископа Р. де Бьюри «Philobiblon» («Любовь к книгам»), в которой Г. называется весь комплекс закономерностей и правил «земного» бытия, в противоположность теологии — науке о духовной жизни. В современной его понимании термин «Г.» впервые был применен в 1657 норвежским естествоиспытателем М. П. Эшольтом в работе, посвященной крупному землетрясению, охватившему всю Южную Норвегию (Geologia Norwegica, 1657). В конце 18 в. нем. геолог Г. К. Фюксель предложил, а немецкий минералог и геолог А. Г. Вернер ввёл (1780) в литературу термин «геогнозия» для явлений и объектов, изучаемых геологами на поверхности Земли. С этого времени и до середины 19 в. термин «геогнозия» шире, чем в других странах, применялся в России и Германии (хотя чёткого разграничения между понятиями «геология» и «геогнозия» не было). В Великобритании и Франции этот термин употреблялся очень редко, а в Америке почти совсем не применялся. С середины 19 в. термин «геогнозия» в России постепенно исчезает. Некоторое время он ещё встречается в названиях учёных степеней и в названиях кафедр старых русских университетов, но к 1900 он уже не фигурирует, вытесняясь термином «Г.".

Конец 17 в. характеризовался ростом числа геологических наблюдений, а также появлением научных произведений, в которых делаются попытки обобщить далеко ещё не достаточные знания в некоторую общую теорию Земли, при полном отсутствии удовлетворительной для этого методические основы. Большинство учёных конца 17 — начала 18 вв. придерживалось представления о существовании в истории Земли всемирного потопа, в результате которого образовались осадочные породы и содержащиеся в них окаменелости. Эти воззрения, получившие название дилювианизма, разделяли английские естествоиспытатели Р. Гук (1688), Дж. Рей (1692), Дж. Вудворд (1695), швейцарский учёный И. Я. Шёйкцер (1708) и др.

Г. как самостоятельная ветвь естествознания начала складываться во 2-й половине 18 в., когда под влиянием нарождающейся крупной капиталистической промышленности стали быстро расти потребности общества в ископаемом минеральном сырье и в связи с этим возрос интерес к изучению недр. Этот период истории Г. характеризовался разработкой элементарных приёмов наблюдения и накопления фактического материала. Исследования сводились главным образом к описанию свойств и условий залегания горных пород. Но уже тогда появлялись попытки объяснить генезис горных пород и вникнуть в суть процессов, происходящих как на поверхности Земли, так и в её недрах.

Выдающееся значение имели геологические труды М. В. Ломоносова — «Слово о рождении металлов от трясения Земли» (1757) и «О слоях земных» (1763), в которых он всесторонне и взаимосвязанно излагал существовавшие в то время геологические данные и собственные наблюдения. Решающую роль в формировании лика Земли Ломоносов отводил глубинным силам («жару в земной утробе»), признавая вместе с тем влияние на земную поверхность и внешних факторов (ветра, рек, дождей и др.), развивал идею единства формирования гор и впадин, утверждал длительность и непрерывность геологических изменений, которым подвергается земная поверхность. Признанием синтеза внешних и внутренних сил в их влиянии на развитие Земли Ломоносов намного опередил свою эпоху, в то время, как на Западе происходила идейная борьба между противостоящими друг другу школами — Нептунизмом и Плутонизмом, борьба, касавшаяся коренных проблем прошлого и настоящего Земли. Представителями этих школ были профессор минералогии во Фрейберге, саксонец А. Г. Вернер и шотландский учёный Дж. Геттон.

Нептунист Вернер стоял на крайне односторонних позициях, утверждая, что все горные породы, включая базальт, образовались как осадки из водной среды, что же касается вулканической деятельности, то её он наивно приписывал подземному горению каменного угля. Кроме того, Вернер, проводивший геологические наблюдения только в окрестностях Фрейберга, неправомерно распространял замеченные там закономерности (например, последовательность формаций) на всю поверхность земного шара. Работы Дж. Геттона и его последователей — плутонистов соответствовали более верному направлению геологических идей, поскольку в них отводилась значительная роль внутренним силам Земли. В этих работах указывалось на вулканическое происхождение базальтов и на образование гранитов из расплавленных масс, что впоследствии было подтверждено микроскопическими исследованиями пород и специальными экспериментами.

В середине 18 в. появляются геологические карты (точнее, литолого-петрографические), сначала небольших участков, а затем и крупных территорий. На этих картах показывался состав горных пород, но не указывался возраст. В России первой «геогностической» картой была карта Восточного Забайкалья, составленная в 1789—94 Д. Лебедевым и М. Ивановым. Первая «геолого-стратиграфическая карта», охватывавшая значительные территории Европейской России, составлена в конце 1840 Н. И. Кокшаровым. На ней уже были выделены формации — силурийская, древнего красного песчаника (девон), горного известняка (нижний карбон), лиасовая и третичная. В начале 1841 Г. П. Гельмерсен опубликовал «Генеральную карту горных формаций Европейской России».

Рождение Г. как науки относится к концу 18 — начале 19 вв. и связывается с установлением возможности разделять слои земной коры по возрасту на основании сохранившихся в них остатков древней фауны и флоры. Позднее это позволило обобщить и систематизировать разрозненные ранее минералогические и палеонтологические данные, сделало возможным построение геохронологической шкалы и создание геологических реконструкций.

Впервые на возможность расчленения слоистых толщ по сохранившимся в них ископаемым органическим остаткам указал в 1790 английский учёный У. Смит, который составил «шкалу осадочных образований Англии», а затем в 1815 первую геологическую карту Англии. Большие заслуги в расчленении земной коры по остаткам моллюсков и позвоночных принадлежат французским учёным Ж. Кювье и А. Броньяру. В 1822 в юго-западной части Англии была выделена каменноугольная, а в Парижском бассейне — меловая системы, что положило начало стратиграфической систематике. Но методологическая основа первых стратиграфических исследований была несовершенной. Различие характера органических остатков в пластах, следующих один за другим, было объяснено французким учёным Ж. Кювье серией катастроф, вызванных сверхъестественными силами, во время которых на обширных пространствах всё живое уничтожалось, а затем опустошённые области заселялись организмами, мигрировавшими из других районов. Ученики и последователи Ж. Кювье развили это учение (см. Катастроф теория). Они утверждали, что в истории Земли было 27 катастроф (А. Д’Орбиньи), во время которых погибал весь органический мир и затем вновь возникал под влиянием очередного божественного акта, но уже в измененном виде. Нарушенное залегание первично горизонтальных слоев горных пород и образование гор считалось следствием этих же кратковременных катастроф. Немецкий геолог Л. Бух выступил в 1825 с теорией «кратеров поднятия», объясняя все движения земной коры за счёт вулканизма; эти идеи он отстаивал и в дальнейшем, хотя в 1833 французский учёный К. Прево выяснил, что вулканические конусы представляют собой не поднятия, а скопления продуктов извержения. В то же время французский геолог Л. Эли де Бомон (1829) предложил контракционную гипотезу, объясняющую дислокации слоев сжатием земной коры при остывании и уменьшении объёма её центрального раскалённого ядра. Эта гипотеза разделялась большинством геологов до начала 20 в.

Трудом Ч. Лайеля «Основы геологии» (1830—33) был нанесён первый удар взглядам катастрофистов. Были окончательно опровергнуты предрассудки о малой продолжительности геологической истории Земли и на большом фактическом материале показано, что для объяснения её нет необходимости обращаться к сверхъестественным силам и катастрофам, т.к. действующие ныне геологические агенты (атмосферные осадки, ветер, морские приливы, вулканы, землетрясения) на протяжении миллионов лет производят величайшие изменения в строении земной коры. Важным достижением Ч. Лайеля и его современников в Германии, России и Франции была глубокая разработка актуалистического метода, позволившего расшифровать события геологического прошлого. Представления, выработанные Ч. Лайелем, имели и свои недостатки, заключавшиеся в том, что он считал действующие на Земле силы постоянными по качеству и по интенсивности, не видел их изменения и связанного с этим развития Земли (см. Униформизм).

Огромное значение для дальнейшего развития стратиграфии имело эволюционное учение Ч. Дарвина. Оно дало прочную методологическую базу для детального расчленения по возрасту осадочной оболочки Земли путём изучения филогенетических изменений отдельных групп ископаемых животных и растений. В создании эволюционной палеонтологии большую роль сыграли и русские учёные. К. Ф. Рулье, изучавший юрские отложения Подмосковья, ещё до Дарвина защищал идею эволюционного развития неорганической природы и организмов. Во 2-й половине 19 в. эволюционные идеи получили широкое распространение, были разработаны научные принципы историко-геологических исследований (И. Вальтер) и положено начало эволюционной палеонтологии (В. О. Ковалевский). Важное значение имели труды русских исследователей конца 19 — начала 20 вв. А. П. Карпинский в ряде монографий, посвященных ископаемым головоногим моллюскам и рыбам, показал перспективы, которые открывает для стратиграфии изучение развития организмов; А. П. Павлов, исследуя юрские и нижнемеловые отложения, заложил основы сравнительной стратиграфии, учитывающей разнообразие зоогеографических и палео-географических обстановок прошлого; Н. И. Андрусов на примере неогеновых отложений юга России показал тесную связь между изменениями солёности и других физико-географических условий бассейнов прошлого и особенностями развития их фауны.

Во 2-й половине 19 в. были достигнуты первые успехи в изучении и расчленении докембрийских образований. Американский геолог Дж. Дана (1872) выделил архейскую группу отложений, первоначально охватывавшую весь докембрий; позднее из её состава американские геологи С. Эммонс и Р. Ирвинг (1888) выделили протерозойскую группу.

Т. о., к концу 80-х гг. были установлены основные подразделения современной стратиграфической шкалы, официально принятой на 2-м Международном геологическом конгрессе в Болонье в 1881. Успехи палеонтологии и стратиграфии способствовали разработке метода восстановления палеогеографических условий прошлых эпох и возникновению к началу 20 в. новой геологической дисциплины — палеогеографии.

Во 2-й половине 19 в. усиливается процесс дифференциации Г. Из сравнительно монолитной науки Г. превращается в сложный комплекс геологических наук. Кроме стратиграфии, которая была в 19 в. ведущим направлением, обеспечившим хронологическую основу истории Земли, развивались и др. направления Г. Исследовалась не только вертикальная последовательность слоев, но также изменения их вещественного состава по простиранию, связанные с изменением условий образования пород. Швейцарский геолог А. Гресли (1838) впервые предложил все породы, образовавшиеся в одинаковых условиях, объединять под названием «фации». Учение о фациях разрабатывалось русским геологом Н. А. Головкинским.

Современная минералогия начала создаваться ещё на рубеже 18 и 19 вв. трудами русских геологов В. М. Севергина, Д. И. Соколова, французского учёного Р. Аюи (Гаюи) и шведского химика Я. Берцелиуса. Дальнейшее её развитие в России связано с именами Н. И. Кокшарова, П. В. Еремеева, М. В. Ерофеева и А. В. Гадолина. В конце 19 в. появились главные работы Е. С. Федорова, создателя учения о симметрии и теории строения кристаллического вещества, автора новых методов гониометрических и оптических исследований минералов. В 19 в. в качестве самостоятельной геологической дисциплины обособилась петрография, что связано с началом (1858) использования поляризационных микроскопов для исследования горных пород. Был накоплен огромный материал по их микроскопическому изучению, что позволило разработать первую петрографическую классификацию. Из них наибольшим признанием пользуется до сих пор классификация изверженных пород, предложенная в 1898 русским учёным Ф. Ю. Левинсон-Лессингом. В начале 20 в. получают развитие теоретические исследования по петрографии, в частности по проблемам образования магматических горных пород, происхождения и дифференциации магмы, по изучению процессов метаморфизма; начинается экспериментальное физико-химическое изучение силикатных систем.

Конец 19 — начало 20 вв. — время нового качественного перелома в истории Г. Переход капитализма в его новую империалистическую стадию вызвал расширение масштабов эксплуатации недр Земли и вовлек в сферу мировых экономических связей новые, ранее не затронутые ими территории. Во всех ведущих странах мира возникают геологические службы, начинающие систематические геологосъёмочные работы (например, геологическая служба США, 1879). Новые обширные области охватываются геологическим исследованием, предваряя развитие в них горной промышленности. Растет поток фактических данных и резко расширяется кругозор геологов, вводится подготовка специалистов-геологов (см. Геологическое образование). Эволюционные идеи прочно обосновываются в Г., и в общих чертах воссоздаётся картина развития Земли и её поверхности.

Большое значение для развития Г. в России сыграла организация в 1882 Геологического комитета (См. Геологический комитет), которым руководили А. П. Карпинский, Ф. Н. Чернышев, К. И. Богданович и др. С деятельностью комитета связан существенный сдвиг в изучении региональной Г. России и в развитии геологической картографии, позволивший А. П. Карпинскому к Берлинской сессии Международного геологического конгресса (1885) составить карту значительной части Европейской России. Полная геологическая карта Европейской России в масштабе 1:2520000 впервые была составлена и издана под руководством А. П. Карпинского в 1892. Большую роль в развитии геологической картографии сыграло начатое с момента организации Геологического комитета составление общей «десятивёрстной» карты Европейской России (масштаб 1:420000).

А. П. Карпинский в 1887 впервые осуществил для Европейской России палеогеографические реконструкции, проследив распространение морских отложений и восстановив положение береговых линий для различных геологических периодов. Ему удалось дать общую картину медленных тектонических движений геологического прошлого, начиная с кембрийского периода, для огромной территории Эти движения были противопоставлены им «кряжеобразовательным» процессам, которые локализуются в сравнительно узких зонах. Медленные движения земной коры американский геолог Г. Джильберт в 1890 предложил называть эпейрогеническими, в противоположность более быстрым, горообразующим, или орогеническим.

Во 2-й половине 19 в. появляются первые представления о существовании особо подвижных поясов земной коры — геосинклиналей (См. Геосинклиналь) (американские геологи Дж. Холл, 1857—59; Дж. Дана, 1873; французский геолог Э. Ог), которые противопоставляются устойчивым областям — Платформам. Французский геолог М. Бертран и австрийский геолог Э. Зюсс в конце 19 в. для территории Европы выделили разновозрастные эпохи складчатости (каледонская, герцинская и альпийская); началось издание первого многотомного описания геологического строения всей планеты («Лик Земли» австрийского геолога Э. Зюсса). В этой работе горообразование рассматривается с точки зрения контракционной гипотезы (См. Контракционная гипотеза). Детальные исследования тектоники Альп привели к установлению нового типа структур земной коры — шарьяжей (франццзский геолог М. Люжон, 1902). Последующими работами широкое развитие шарьяжей было доказано применительно ко многим горным системам.

В 20 в. Г., как и всё естествознание в целом, развивается гораздо быстрее, чем ранее. За первыми широкими теоретическими обобщениями следуют новые, часто во многом их исправляющие или опровергающие. Крупным событием этого времени было открытие (1899—1903) французскими учёными П. Кюри и М. Склодовской-Кюри радиоактивного распада элементов, сопровождающегося самопроизвольным выделением тепла. Оно позволило разработать методику определения абсолютного возраста горных пород, а следовательно, и продолжительности многих геологических процессов. На этой основе в последующем получила развитие Г. докембрия [А. А. Полканов, Н. П. Семененко, К. О. Кратц (СССР), Д. Андерсон (США), К. Стоквелл (Канада), Б. А. Шубер (Франция)]. С радиоактивным распадом в недрах Земли стали связывать наличие тепловой энергии планеты, а также активизацию тектонических движений и вулканизм, что привело к коренному пересмотру фундаментальных геологических концепций. В частности, были поколеблены основы контракционной гипотезы, а представления о первоначальном огненно-жидком состоянии Земли были заменены идеями о её образовании из скоплений холодных твёрдых частиц, которые нашли окончательное выражение в космогонической гипотезе О. Ю. Шмидта (СССР) (см. Шмидта гипотеза).

Всё более насущной становится необходимость перехода от простой констатации эмпирически устанавливаемых закономерностей к подлинному объяснению их причин, к вскрытию основных законов истории развития Земли. Возникает необходимость усиленного изучения глубинных процессов, происходящих в нижних слоях земной коры и в мантии. Усовершенствуется также методика изучения веществ, состава горных пород (масс-спектрометрический, рентгеноструктурный и другие анализы) и строения земной коры.

Серьёзное внимание было обращено на развитие региональных геологических исследований, особенно на геологическую съёмку как основу для выявления минеральных богатств. Стратиграфические схемы, разработанные к началу 20 в. только для Европы и отчасти для Северной Америки, стали детализироваться и создаваться для всех остальных материков в связи с широким развёртыванием геологического картирования. Увеличение масштабов и глубины бурения и необходимость определения возраста извлекаемых из скважин пород, в которых крупные палеонтологические остатки встречаются редко, привело к изучению в стратиграфических целях микроскопических остатков фауны и флоры (раковинок фораминифер, радиолярий, остракод, диатомей, перидиней, спор и пыльцы растений) и к организации больших коллективов микропалеонтологов (Д. М. Раузер-Черноусова, А. В. Фурсенко и др.). Значительным событием в развитии стратиграфии было установление Н. С. Шатским (1945) новой, рифейской группы отложений, лежащей между протерозоем и палеозоем, и выделение соответствующего отрезка времени в истории Земли продолжительностью около 1 млрд. лет (см. Рифей). Рифейские отложения выделены на всех континентах, а их расчленение и сопоставление разрезов успешно осуществляется с помощью изучения строматолитов (См. Строматолиты). В трудах советских (Д. В. Наливкина, В. В. Меннера, Б. С. Соколова, В. Н. Сакса и др.) и зарубежных (французского геолога М. Жинью, английского геолога В. Аркела, американских геологов Дж. Роджерса, У. К. Крумбейна и мн. др.) геологов была детально разработана стратиграфия палеозойских, мезозойских и кайнозойских отложений.

В области тектоники для 20 в. характерны: разработка учения о движениях земной коры, в том числе о возможности горизонтальных перемещений крупных её блоков (эпейрофорез); разработка классификаций тектонических форм и теории геосинклиналей и платформ (в СССР — А. Д. Архангельский, М. М. Тетяев, Н. С. Шатский, В. В. Белоусов, М. В. Муратов, В. Е. Хаин; за рубежом — немецкие геологи Х. Штилле и С. Н. Бубнов, швейцарец Э. Арган, американские геологи Р. Обуэн и М. Кей); установление их различных типов и стадий развития, а также переходных между геосинклиналями и платформами образований — краевых прогибов. Впервые выделены в 1946 (А. В. Пейве, Н. А. Штрейс), а затем детально исследованы глубинные разломы земной коры. Успехи теоретической тектоники, а также широкий размах глубокого бурения и геофизических исследований создали предпосылки для тектонического районирования — разделения территории материков на крупные структурные элементы с разной историей развития и, следовательно, с разными ассоциациями и рядами геологических формаций. Учение о формациях было оформлено в трудах Н. С. Шатского и Н. П. Хераскова, а затем для магматических формаций — в трудах Ю. А. Кузнецова.

В 50—60-х гг. начали составляться тектонические карты СССР (Н. С. Шатский, 1953, 1956; Т. Н. Спижарский, 1966), Европы (Н. С. Шатский, А. А. Богданов и др., 1964), Евразии (А. Л. Яншин и др., 1966), Африки (Ю. А. Шубер, 1968), Северной Америки (Ф. Кинг, 1969), а также крупномасштабные тектонические карты отдельных областей и районов в целях выяснения главных закономерностей размещения полезных ископаемых. В СССР положено начало изучению новейших тектонических движений и созданию неотектоники (В. А. Обручев, Н. Н. Николаев, С. С. Шульц). В связи с разведкой и разработкой полезных ископаемых в осадочных толщах в качестве самостоятельной дисциплины выделились петрография осадочных пород, или литология, в развитии которой главная роль принадлежит советским учёным.

Отдельный учебный курс петрографии осадочных пород впервые был прочтен в Московском университете и в Московской горной академии в 1922 М. С. Швецовым, воспитавшим несколько поколений советских литологов и написавшим классические работы по литологии каменноугольных отложений Московской синеклизы. В области минералогии осадочных пород интересные исследования проводил в начале 20-х гг. Я. В. Самойлов. А. Д. Архангельский ещё в 1912 дал первый образец сравнительно-литологических исследований, восстановив условия образования верхнемеловых отложений Поволжья по аналогии с осадками современных морей и океанов. После Великой Октябрьской социалистической революции он детально изучал литологию фосфоритов, бокситов и нефтепроизводящих свит. В. П. Батурин разработал метод изучения терригенных минералов с целью восстановления палеогеографических условий осадконакопления. Л. В. Пустовалов в ряде монографий и двухтомной «Петрографии осадочных пород» (1940) впервые поставил вопрос об общих закономерностях процесса осадкообразования и его эволюции в истории Земли. Очень много сделал для выяснения различных вопросов осадочного породообразования, установления его стадий и его климатических типов Н. М. Страхов, трёхтомная монография которого «Основы теории литогенеза» опубликована в 1960—62. Специфику осадочного породообразования в докембрии изучал А. В. Сидоренко, образование соленосных толщ — М. Г. Валяшко, А. А. Иванов, М. П. Фивег и др. Крупные работы в области петрографии осадочных пород принадлежат также американским геологам — У. Твенхофелу, Ф. Дж. Петтиджону, У. К. Крумбейну, Дж. Тейлору.

С петрографией осадочных пород тесно связано учение о Фациях, получившее наиболее глубокую разработку в трудах Д. В. Наливкина. Разработан ряд новых методов изучения веществ, состава горных пород (спектроскопический, рентгеноструктурный, термометрический анализы). В минералогии была оформлена современная кристаллохимическая теория конституции минералов (Н. В. Белов, В. С. Соболев и др.), достигнуты успехи в синтезе многих минералов (Д. С. Белянкин, Д. П. Григорьев), большая группа работ посвящена пегматитам (А. Н. Заварицкий, А. Е. Ферсман), физико-химическому анализу природных ассоциаций минералов (А. Г. Бетехтин, Д. С. Коржинский и др.). Создан ряд трудов по петрографии, петрохимии и учению о метаморфизме (Ф. Ю. Левинсон-Лессинг, Ю. А. Кузнецов, Н. А. Елисеев, Ю. И. Половинкин, П. Эскола, Т. Барт, Н. Боуэн, Г. Кеннеди, П. Ниггли, Ф. Тернер). Большое значение имели углепетрографические работы, посвященные изучению метаморфизма углей и закономерностям размещения угольных бассейнов (П. И. Степанов, Ю. А. Жемчужников, В. В. Мокринский, В. И. Яворский, И. И. Горский). Разрабатывалась Г. нефти и газа (И. М. Губкин, С. И. Миронов, А. А. Трофимук, М. Ф. Мирчинк, И. О. Брод, чешский геолог К. Крейчи-Граф, американские геологи А. Леворсен и Д. М. Хант). За последние десятилетия выделилась особая отрасль Г.— металлогения (С. С. Смирнов, Ю. А. Билибин, Д. И. Щербаков, К. И. Сатпаев, В. И. Смирнов, Х. М. Абдуллаев, И. Г. Магакьян, Е. Т. Шаталов, А. Г. Левицкий, В. А. Кузнецов, шведский геолог В. Линдгрен, немецкий геолог Г. Шнейдерхен, американские геологи Ч. Ф. Парк, У. Х. Эммонс и др.). Успешно развивались: вулканология (В. И. Влодавец, Б. И. Пийп, Г. С. Горшков, американские геологи Х. Уильямс, А. Ритман, французский геолог Г. Тазиев), гидрогеология и гидрогеохимия (Н. Ф. Погребов, Н. Н. Славянов, А. Н. Семихатов, Ф. П. Саваренский, Г. Н. Каменский, Н. И. Толстихин, И. К. Зайцев), Г. четвертичных отложений (Г. Ф. Мирчинк. Я. С. Эдельштейн, С. А. Яковлев, В. И. Громов, А. И. Москвитин, Е. В. Шанцер, немецкий учёный П. Вольдштедт, американский геолог Р. Флинт, шведский геолог Г. Геер).

На стыке Г. и химии в 20 в. обособилась геохимия, принципы которой были сформулированы В. П. Вернадским и норвежским геохимиком В. М. Гольдшмидтом и развивались в СССР в трудах А. Е. Ферсмана и А. П. Виноградова. Выяснена огромная роль развития жизни на Земле как фактора, приведшего к образованию органогенных пород (коралловые рифы, каменные угли и др.), существенно изменившего состав атмосферы и гидросферы, а также непосредственно влиявшего на ход многих геологических процессов (например, выветривания). В связи с этим выделился особый раздел геохимии — биогеохимия, а для оболочки Земли, в которой протекают биологические процессы, В. И. Вернадским было предложено название биосферы (См. Биосфера). На стыке Г. и физики развилась геофизика. Появление и развитие геохимии и геофизики в огромной степени способствовало успехам геологических исследований, в практику которых с начала 20-х гг. прочно вошли геофизические и геохимические методы.

В последнюю четверть века интенсивно развивается Г. дна морей и океанов (в СССР— М. В. Клёнова, П. Л. Безруков, А. П. Лисицын, Г. Б. Удинцев; за рубежом — американские геологи Ф. П. Шепард и Г. У. Менард, Б. Хизен, М. Ю. Юинг, голландский геолог П. Кюнен), в частности в целях промышленного освоения полезных ископаемых обширных пространств континентального шельфа. В исследованиях Г. морского дна широко применяются геофизические методы, а в последние годы и бурение со специально оборудованных судов.

На территории СССР все отрасли Г. получили бурное развитие после Великой Октябрьской социалистической революции. За годы Советской власти страна покрыта геологической съёмкой масштаба 1:1000000, начатой по инициативе и под руководством А. П. Герасимова, а значительные её области — съёмками масштаба 1:200000, тогда как до 1917 геологические карты, при этом значительно менее детальные, были составлены лишь для 10% площади России. В 1922 и 1925 были изданы первые геологические карты Азиатской части СССР, в 1937 — первые геологические карты территории СССР в целом. Первая геологическая карта территории СССР без «белых пятен» (неисследованных областей) была издана в 1955 в масштабе 1: 2500000. Третье её издание (Д. В. Наливкин, А. П. Марковский, С. А. Музылев, Е. Т. Шаталов) вышло в 1965. Составлен ряд специальных карт — геоморфологических, четвертичных отложений, палеогеографических, палеотектонических, гидрогеологических, гидрогеохимических, магматических формаций, металлогенических, угленакопления, нефтегазоносности и др. Данные о геологическом строении СССР обобщены в трудах В. А. Обручева, А. Д. Архангельского, А. Н. Мазаровича, Д. В. Наливкина, а также в многотомных монографиях «Геология СССР», «Гидрогеология СССР», «Стратиграфия СССР» и др.

В 1951—52 было издано первое в СССР учебное пособие (автор А. Н. Мазарович) по курсу региональной Г. мира, дающее общую характеристику геологического строения всех материков земного шара. Большое значение имело также издание научно-популярной литературы по Г. (В. А. Обручев, А. Е. Ферсман, В. А. Варсанофьева и др.).

Работы по планированию и организации геологических исследований в СССР ведутся Министерством геологии СССР и министерствами союзных республик через территориальные геологические управления и геологические учреждения др. министерств, связанных с разработкой минеральных ресурсов и строительством (см. Геологическая служба). Научную работу по Г. проводят около 80 научно-исследовательских институтов и лабораторий Министерства геологии и некоторых др. министерств, АН СССР и АН союзных республик. В СССР издаётся ряд периодических научных геологических журналов (См. Геологические журналы).

Организация геологических исследований в международном масштабе и обсуждение важнейших проблем Г. осуществляется основанным в 1875 Международным геологическим конгрессом (см. Геологический конгресс Международный). В перерывах между сессиями конгресса межнациональными исследованиями руководит с 1967 Международный союз геологических наук (см. Геологических наук союз).

Основные задачи геологии. Поскольку залежи полезных ископаемых на поверхности Земли в основном исчерпаны, одной из главных задач современной Г. являются поиски и освоение невидимых с поверхности («слепых», или «скрытых») месторождений. Поиски их могут производиться лишь с помощью геологических прогнозов, что требует усиленного развития всех направлений Г. Для территории СССР эта задача сформулирована в директивах 24-го съезда КПСС, где говорится о необходимости «…проведения исследований в области геологии, геофизики и геохимии для выявления закономерностей размещения полезных ископаемых, повышения эффективности методов их поиска, добычи и обогащения…» (Директивы XXIV съезда КПСС по пятилетнему плану развития народного хозяйства СССР на 1971—1975 годы, 1971, с. 14).

Для исследования глубинных зон Земли и их минеральных ресурсов необходимо изучение земной коры и верхней мантии геофизическими методами, изучение метаморфических и магматических образований, их состава, строения и условий образования как показателей состояния вещества и его преобразований в глубинных зонах Земли, бурение сверхглубоких скважин и исследование докембрийских толщ с позиций стратиграфии, тектоники, минералогии, петрографии и размещения в них полезных ископаемых.

В связи с увеличением потребности в цветных и редких металлах и необходимостью расширения минерально-сырьевой базы возникла проблема использования ресурсов морей и океанов. Поэтому одной из актуальных задач Г. является изучение Г. дна морей и океанов (71% всей поверхности Земли). В последнее десятилетие начались работы по детальному изучению подземного тепла как возможного энергетического ресурса будущего. В ряде стран (Исландия, Италия, Япония, Новая Зеландия, в СССР на Камчатке) перегретый пар, выделяющийся из скважин, уже используется для отопления и получения электроэнергии.

Важнейшей задачей Г. является дальнейшая разработка теории развития Земли, в частности исследование эволюции внутренних и внешних геологических процессов, определяющих закономерности распространения минеральных ресурсов.

В связи с успехами космических исследований одной из основных проблем Г. становится сравнительное изучение Земли и др. планет.

Лит.: История и методология науки.Павлов А. П., Очерк истории геологических знаний, [М.], 1921; Хабаков А. В., Очерки по истории геологоразведочных знаний в России. [Материалы для истории геологии], ч. 1, М., 1950; Тихомиров В. В., Хаин В. Е., Краткий очерк истории геологии, М., 1956; История геолого-географических наук, в. 1—3, М., 1959—62; Люди русской науки. Очерки о выдающихся деятелях естествознания и техники, кн. 2 — Геология. География, М., 1962; Тихомиров В. В., Геология в России первой половины 19 века, ч. 1—2, М., 1960—1963; Шатский Н. С., История и методология геологической науки, Избр. труды, т. 4, М., 1965; Взаимодействие наук при изучении Земли, М., 1963; Философские вопросы геологических наук, М., 1967; Гордеев Д. И., История геологических наук, ч. 1 — От древности до конца 19 в., М., 1967; Развитие наук о Земле в СССР, М., 1967; 50 лет советской геологии, М., 1968.

Общие работы. Ломоносов М. В., О слоях земных и другие работы по геологии, М. — Л., 1949; Соколов Д. И., Руководство к геогнозии, ч. 1, СПБ, 1842; Ляйелль Ч., Основные начала геологии или новейшие изменения земли и ее обитателей, пер. с англ., т. 1—2, М., 1866; Неймайр М., История Земли, т. 1—2, СПБ, 1903—04; Иностранцев А. А., Геология. Общий курс лекций, 4 изд., т. 1—2, СПБ, 1905—12; Ог Э., Геология, пер. с франц., под ред. А. П. Павлова, т. 1, М., 1914; Мушкетов И. В., Мушкетов Д. И., Физическая геология, 4 изд., т. 1, Л.—М.,1935; Карпинский А. П., Собр. соч., т. 1—4, М. — Л., 1939—49; Варсанофьева В. А., Происхождение и строение Земли, М. — Л., 1945; Архангельский А. Д., Избр. труды, т. 1—2, М., 1952—54; Бубнов С. Н., Основные проблемы геологии, М., 1960; Шатский Н. С., Избр. труды, т. 1—4, М., 1963—65; Штилле Г., Избр. труды, пер. с нем., М., 1964; Жуков М. М., Славин В. И., Дунаева Н. Н., Основы геологии, М., 1970; Горшков Г. П., Якушова А. Ф., Общая геология, 2 изд., М., 1962; Suess Ed., Das Antlitz der Erde, Bd 1—3, Prag — W. — Lpz., 1883—1909; Fourmarier P., Principes de géologic, 3 éd., t. 1-2, P., 1949—50; Termier Н. et G., Traité de géologie, v. 1—3, P., 1952—56.

Словари. Геологический словарь, т. 1—2, М., 1960.

Библиография. Геология в изданиях АН, в. 1. 1728—1928, М. — Л., 1938; в. 2. 1929—1937, М. — Л., 1941; Геологическая литература СССР. Библиографический ежегодник, М. — Л., 1956—68; Реферативный журнал. Геология, М., 1954—70.

Ю. А. Косыгин, А. Л. Яншин.

1. геоло́гия;
2. геоло́гии;
3. геоло́гии;
4. геоло́гий;
5. геоло́гии;
6. геоло́гиям;
7. геоло́гию;
8. геоло́гии;
9. геоло́гией;
10. геоло́гиею;
11. геоло́гиями;
12. геоло́гии;
13. геоло́гиях.

ГЕОЛО́ГИЯ, -и, жен. Комплекс наук о строении, составе и истории земной коры и Земли, о методах изыскания полезных ископаемых.

| прил. геологический, -ая, -ое.

-и, ж.

Наука о строении, составе, истории земной коры и размещении в ней полезных ископаемых.

[От греч. γη̃ — земля и λόγος — учение]

ГЕОЛО́ГИЯ, геологии, мн. нет, жен. (от греч. ge - земля и logos - учение). Наука о строении земной коры и о происходящих в ней изменениях. Историческая геология (изучающая историю образования земной коры). Динамическая геология (изучающая физические и химические процессы в земной коре).

I

1.

Научная дисциплина, изучающая состав, строение, историю развития Земли, земной коры и размещение в ней полезных ископаемых.

2.

Учебный предмет, содержащий теоретические основы данной дисциплины.

3.

Учебник, излагающий содержание данного учебного предмета.

II

Строение земной коры в какой-либо местности.

ГЕОЛОГИЯ (от гео... и ...логия) - комплекс наук о составе, строении и истории развития земной коры и Земли. Истоки геологии относятся к глубокой древности и связаны с первыми сведениями о горных породах, минералах и рудах. Термин "геология" ввел норвежский ученый М. П. Эшольт (1657). В самостоятельную ветвь естествознания геология выделилась в 18 - нач. 19 вв. (У. Смит, А. Г. Вернер, Дж. Геттон, Ч. Лайель - за рубежом; М. В. Ломоносов, В. М. Севергин - в России). Качественный скачок в истории геологии - превращение ее в комплекс наук (кон. 19 - нач. 20 вв.) - связан с введением физико-химических и математических методов исследований. Современная геология включает: стратиграфию, тектонику, геодинамику, морскую геологию, региональную геологию, минералогию, петрографию, литологию и геохимию, учение о полезных ископаемых, изучающие строение, состав земной коры. Геология тесно связана с физической географией, геофизикой (физикой "твердой" Земли), кристаллографией, палеонтологией и др. Особую группу составляют отрасли прикладного значения: гидрогеология, инженерная геология, геокриология и др., а также новые направления геологии, зародившиеся на стыках с другими естественными науками, - петрохимия, петрофизика, тектонофизика и др.

ГЕОЛОГИЯ (от гео... и...логия), комплекс наук о составе, строении, истории развития земной коры и размещении в ней полезных ископаемых. Включает: минералогию, петрографию, геохимию, науку о полезных ископаемых, тектонику, гидрогеологию, геофизику, геоморфологию и др. Истоки геологии относятся к глубокой древности и связаны с первыми сведениями о горных породах, минералах и рудах. Термин "геология" ввел в 1657 норвежский ученый М.П. Эшольт; как самостоятельная наука возникла в 18 - начале 19 вв. Существенный вклад в геологию внесли А.Г. Вернер (Германия), Дж. Геттон, У. Смит и Ч. Лайель (Великобритания), Ж. Кювье и А. Броньяр (Франция), М.В. Ломоносов и В.М. Севергин (Россия) и др.

Геология - наука о строении, происхождении и развитии Земли, основанная на изучении горных пород и, геологических процесса.

геоло́гия через польск. geologia или прямо из лат. geologia; см. еще Горяев, ЭС 445 [который возводит непосредственно к греч. – Ред.].

жен. geologyж. geology.

geology

f.geology

геология ж Geologie f

ж

Geologie f

ж.

géologie f

ж.

geología f

ж.

geologia

ГЕОЛОГИЯ, наука о вещественном строении и составе Земли, ее происхождении, о классификациях, изменениях и истории, касающихся геологического развития Земли. Геология делится на несколько разделов. Основная - МИНЕРАЛОГИЯ (систематизация полезных ископаемых), ПЕТРОЛОГИЯ (горные породы и полезные ископаемые в них), СТРАТИГРАФИЯ (систематизация и последовательность залегания слоев горных пород), ПАЛЕОНТОЛОГИЯ (изучения окаменелых растений и останков животных), ГЕОМОРФОЛОГИЯ (изучение формы Земли), структурная геология (классификация горных пород и влияний, вследствие которых они образовались), геология окружающей среды.

наука о строении и истории развития Земли. Основные объекты исследований - горные породы, в которых запечатлена геологическая летопись Земли, а также современные физические процессы и механизмы, действующие как на ее поверхности, так и в недрах, изучение которых позволяет понять, каким образом происходило развитие нашей планеты в прошлом. Земля постоянно изменяется. Некоторые изменения происходят внезапно и весьма бурно (например, вулканические извержения, землетрясения или крупные наводнения), но чаще всего - медленно (за столетие сносится или накапливается слой осадков мощностью не более 30 см). Такие перемены не заметны на протяжении жизни одного человека, но накоплены некоторые сведения об изменениях за продолжительный срок, а при помощи регулярных точных измерений фиксируются даже незначительные движения земной коры. Например, таким образом установлено, что территория вокруг Великих озер (США и Канада) и Ботнического залива (Швеция) в настоящее время поднимается, а восточное побережье Великобритании - опускается и затапливается. Однако значительно более содержательная информация об этих изменениях заключается в самих горных породах, представляющих собой не просто совокупность минералов, а страницы биографии Земли, которые можно прочесть, если владеть языком, которым они написаны. Такая летопись Земли весьма продолжительна. История Земли началась одновременно с развитием Солнечной системы примерно 4,6 млрд. лет назад. Однако для геологической летописи характерны фрагментарность и неполнота, т.к. многие древние породы были разрушены или перекрыты более молодыми осадками. Пробелы должны восполняться посредством корреляции с событиями, происходившими в других местах и о которых имеется больше данных, а также методом аналогий и выдвижением гипотез. Относительный возраст пород определяется на основании комплексов содержащихся в них ископаемых остатков, а отложений, в которых такие остатки отсутствуют, - по взаимному расположению тех и других. Кроме того, абсолютный возраст почти всех пород может быть установлен геохимическими методами.

См. также РАДИОУГЛЕРОДНОЕ ДАТИРОВАНИЕ.

Геологические дисциплины. Геология выделилась в самостоятельную науку в 18 в. Современная геология подразделяется на ряд тесно взаимосвязанных отраслей. К ним относятся: геофизика, геохимия, историческая геология, минералогия, петрология, структурная геология, тектоника, стратиграфия, геоморфология, палеонтология, палеоэкология, геология полезных ископаемых. Существуют также несколько междисциплинарных областей исследований: морская геология, инженерная геология, гидрогеология, сельскохозяйственная геология и геология окружающей среды (экогеология). Геология тесно связана с такими науками, как гидродинамика, океанология, биология, физика и химия.

ПРИРОДА ЗЕМЛИ

Кора, мантия и ядро. Большая часть сведений о внутреннем строении Земли получена косвенно на основании интерпретации поведения сейсмических волн, которые регистрируются сейсмографами. В недрах Земли установлены два основных рубежа, на которых происходит резкая смена характера распространения сейсмических волн. Один из них, с сильной отражающей и преломляющей способностью, расположен на глубине 13-90 км от поверхности под материками и 4-13 км - под океанами. Он называется границей Мохоровичича, или поверхностью Мохо (М), и считается геохимической границей и зоной фазового перехода минералов под влиянием высокого давления. Эта граница разделяет земную кору и мантию. Второй рубеж находится на глубине 2900 км от поверхности Земли и соответствует границе мантии и ядра (рис. 1).

Рис. 1. ВНУТРЕННЕЕ СТРОЕНИЕ ЗЕМЛИ. Относительно тонкая земная кора (причем под океанами более тонкая и более плотная, чем под материками) составляет внешний покров, который отделен от нижележащей мантии границей Мохоровичича. Самый плотный материал слагает ядро Земли, по-видимому, состоящее из металлов. Кора, мантия и, возможно, внутреннее ядро находятся в твердом состоянии, а внешнее ядро, скорее всего, в жидком.

Температуры. На основании того, что из вулканов извергается расплавленная лава, сложилось представление, что недра Земли раскалены. По результатам температурных измерений в шахтах и нефтяных скважинах установлено, что с глубиной температура земной коры непрерывно повышается. Если бы такая тенденция сохранялась вплоть до ядра Земли, то его температура составила бы ок. 2925° С, т.е. значительно превышала бы точки плавления обычно встречающихся на земной поверхности пород. Однако на основании данных о распространении сейсмических волн считается, что большая часть недр Земли находится в твердом состоянии. Решение вопроса о температуре земных недр, тесно связанной с ранней историей Земли, имеет большое значение, но до сих пор он остается дискуссионным. Согласно одним теориям, Земля первоначально была раскаленной, а затем остыла, согласно другим - первоначально была холодной, а затем разогрелась под действием тепла, генерируемого в процессе распада радиоактивных элементов и высокого давления на глубине.

Земной магнетизм. Обычно считается, что магнитное поле создается внутри Земли, однако механизм его возникновения недостаточно ясен. Магнитное поле не может быть результатом постоянной намагниченности железного ядра Земли, поскольку температура уже на глубине нескольких десятков километров значительно ниже точки Кюри - температуры, при которой вещество утрачивает свои магнитные свойства. Кроме того, гипотеза постоянного магнита в фиксированном положении противоречит отмечаемым изменениям магнитного поля в настоящее время и в прошлом. Остаточная намагниченность сохраняется в осадочных и вулканических породах. Частички магнетита, осаждающиеся в спокойных водоемах, а также магнитные минералы в лавовых потоках при температуре ниже точки Кюри остывают и ориентируются по направлению силовых линий локального магнитного поля, существовавшего во время образования пород. Палеомагнитные исследования горных пород позволяют установить положение магнитных полюсов, которые существовали во время осадконакопления и оказывали воздействие на ориентировку магнитных частиц. Полученные результаты свидетельствуют о том, что либо магнитные полюса, либо участки земной коры со временем существенно меняли свое положение по отношению к оси вращения Земли (первое представляется маловероятным). Имеются также веские доказательства того, что материки перемещались относительно друг друга. Например, положения магнитного полюса, определенные по палеомагнитным данным для пород одного и того же возраста в Северной Америке, Европе и Австралии, пространственно не совпадают. Эти факты подтверждают гипотезу, согласно которой материки образовались из единого праматерика в результате его деления на отдельные части и последующего их раздвижения.

См. также ГЕОМАГНЕТИЗМ.

Гравитационное поле Земли. Гравитационными исследованиями установлено, что земная кора и мантия под воздействием дополнительных нагрузок прогибаются. Например, если земная кора всюду имела бы одинаковую мощность и плотность, то следовало бы ожидать, что в горах (где масса пород больше) действовала бы большая сила притяжения, чем на равнинах или в морях. Однако примерно с середины 18 в. было замечено, что гравитационное притяжение в горах и вблизи них меньше предполагаемого (если допустить, что горы представляют собой просто дополнительную массу земной коры). Этот факт объяснялся наличием "пустот", которые интерпретировались как разуплотнившиеся при нагревании породы или как соляное ядро гор. Такие объяснения оказались несостоятельными, и в 1850-х годах были предложены две новые гипотезы. В соответствии с первой гипотезой, земная кора состоит из блоков пород разных размеров и плотности, плавающих в более плотной среде. Основания всех блоков располагаются на одном уровне, а блоки, характеризующиеся низкой плотностью, должны быть большей высоты, чем блоки, имеющие высокую плотность. Горные сооружения принимались за блоки низкой плотности, а океанические бассейны - высокой (при одинаковой общей массе тех и других). Согласно второй гипотезе, плотность всех блоков одинакова и плавают они в более плотной среде, а различная высота поверхности объясняется их разной мощностью. Она известна как гипотеза горных корней, поскольку чем выше блок, тем глубже он погружен во вмещающую среду. В 1940-х годах были получены сейсмические данные, подтверждающие представление об утолщении земной коры в горных областях.

Изостазия. Всякий раз, когда на земную поверхность поступает дополнительная нагрузка (например, в результате осадконакопления, вулканизма или оледенения), земная кора прогибается и проседает, а когда эта нагрузка снимается (в результате денудации, таяния ледниковых покровов и пр.), земная кора поднимается. Этот компенсационный процесс, известный как изостазия, вероятно, реализуется посредством горизонтального переноса масс в пределах мантии, где может происходить периодическое расплавление материала. Установлено, что некоторые участки побережья Швеции и Финляндии за последние 9000 лет поднялись более чем на 240 м, главным образом вследствие таяния ледникового покрова. Поднятые побережья Великих озер в Северной Америке сформировались также в результате изостазии. Несмотря на действие таких компенсационных механизмов, крупные океанические впадины и некоторые дельты обнаруживают значительный дефицит массы, в то время как некоторые районы Индии и Кипр - существенный ее избыток.

Вулканизм. Происхождение лавы. В некоторых районах земного шара магма во время вулканических извержений изливается на земную поверхность в виде лавы. Многие вулканические островные дуги, по-видимому, связаны с системой глубинных разломов. Центры землетрясений располагаются примерно на глубине до 700 км от уровня земной поверхности, т.е. вулканический материал поступает из верхней мантии. На островных дугах он часто имеет андезитовый состав, а поскольку андезиты по своему составу сходны с континентальной земной корой, многие геологи считают, что континентальная кора в этих районах наращивается за счет поступления мантийного вещества. Вулканы, действующие вдоль океанических хребтов (например, Гавайского), извергают материал преимущественно базальтового состава. Эти вулканы, вероятно, сопряжены с мелкофокусными землетрясениями, глубина которых не превышает 70 км. Поскольку базальтовые лавы встречаются как на материках, так и вдоль океанических хребтов, некоторые геологи предполагают, что непосредственно под земной корой существует слой, из которого поступают базальтовые лавы.

См. также ВУЛКАНЫ. Однако неясно, почему в одних районах из мантийного вещества образуются и андезиты, и базальты, а в других - только базальты. Если, как теперь полагают, мантия действительно является ультраосновной породой (т.е. обогащена железом и магнием), то лавы, произошедшие из мантии, должны иметь базальтовый, а не андезитовый состав, поскольку минералы андезитов отсутствуют в ультраосновных породах. Это противоречие разрешает теория тектоники плит, согласно которой океаническая кора поддвигается под островные дуги и на определенной глубине плавится. Эти расплавленные породы и изливаются в виде андезитовых лав.

Источники тепла. Одной из нерешенных проблем проявления вулканической активности является определение источника тепла, необходимого для локального плавления базальтового слоя или мантии. Такое плавление должно быть узколокализованным, поскольку прохождение сейсмических волн показывает, что кора и верхняя мантия обычно находятся в твердом состоянии. Более того, тепловой энергии должно быть достаточно для плавления огромных объемов твердого материала. Например, в США в бассейне р.Колумбия (штаты Вашингтон и Орегон) объем базальтов более 820 тыс. км3; такие же крупные толщи базальтов встречаются в Аргентине (Патагония), Индии (плато Декан) и ЮАР (возвышенность Большое Кару). В настоящее время существуют три гипотезы. Одни геологи считают, что плавление обусловлено локальными высокими концентрациями радиоактивных элементов, но такие концентрации в природе кажутся маловероятными; другие предполагают, что тектонические нарушения в форме сдвигов и разломов сопровождаются выделением тепловой энергии. Существует еще одна точка зрения, согласно которой верхняя мантия в условиях высоких давлений находится в твердом состоянии, а когда вследствие трещинообразования давление падает, она плавится и по трещинам происходит излияние жидкой лавы.

Геохимия и состав Земли. Определение химического состава Земли является трудной задачей, поскольку ядро, мантия и большая часть коры недоступны для непосредственного опробования и наблюдений и делать выводы приходится на основе интерпретации косвенных данных и аналогий.

Земля как гигантский метеорит. Предполагают, что метеориты представляют собой обломки ранее существовавших планет, по своему составу и строению имевших сходство с Землей. Существует несколько типов метеоритов. Наиболее известны и довольно часто встречаются железные метеориты, состоящие из металлического железа и железо-никелевых сплавов, которые, как полагают, составляли ядра существовавших планет и по аналогии должны быть идентичны земному ядру по плотности, составу и магнитным свойствам. Второй тип - каменные метеориты, состоящие преимущественно из железо-магнезиальных силикатных минералов. Они более распространены по сравнению с железными метеоритами и по своей плотности соответствуют породам, слагающим мантию. По составу каменные метеориты очень близки к ультраосновным породам Земли. Третий тип - смешанные метеориты, имеющие в своем составе металлы и силикаты, что указывает на их генезис из переходного (от мантии к ядру) слоя ранее существовавшей планеты.

Плотность Земли. Средняя плотность Земли в 5,5 раз выше плотности воды, в 5 раз выше плотности Венеры и в 3,9 раза - Марса. Согласно оценкам, увеличение плотности с глубиной, которое хорошо согласуется с общей массой Земли, моментом инерции, сейсмическими свойствами и сжимаемостью, распределяется следующим образом. Средняя плотность земной коры (по крайней мере, в ее верхней части до глубины 32 км) составляет 3,32 г/см3, ниже поверхности Мохоровичича она непрерывно возрастает (эта закономерность несколько нарушается на уровнях 415 и 988 км). На глубине 2900 км проходит граница между мантией и внешним ядром, где прослеживается резкий скачок плотности от 5,68 до 9,57 г/см3. С этой отметки и до границы между внешним и внутренним ядром на глубине 5080 км плотность продолжает непрерывно увеличиваться (составляя 11,54 г/см3 на глубине 4830 км). Плотность внутреннего ядра оценивается от 14 до 17 г/см3.

Земля как гигантская доменная печь. Некоторые геологи полагают, что если Земля некогда находилась в расплавленном состоянии, то вполне вероятно, что этот расплавленный материал разделялся на слои разного состава подобно тому, как это происходит в доменной печи, когда на дне скапливается металл, выше - сульфиды, а еще выше - силикаты. Возможно, недра Земли делятся в такой же последовательности на металлическое ядро и сульфидную и силикатную оболочки. Однако никаких признаков сульфидного слоя не было обнаружено.

Состав земной коры. Большая часть земной коры не доступна для изучения, потому что она перекрыта более молодыми осадочными породами, скрыта водами морей и океанов и даже если где-то выходит на поверхность, отбор образцов может быть выполнен из относительно небольших толщ. Более того, разнообразие горных пород и минералов и разная степень их участия в строении Земли затрудняют или делают невозможным получение репрезентативных проб. Любые количественные показатели или осредненные данные о химическом и минералогическом составе земной коры представляют грубое приближение к истинной характеристике. С большей или меньшей степенью достоверности общее представление о химическом составе земной коры было составлено на основании анализа более 5000 проб изверженных (магматических) пород. Установлено, что на 99% она состоит из 12 элементов. Их участие в весовых процентах распределяется следующим образом: кислород (46,6), кремний (27,7), алюминий (8,1), железо (5,0), кальций (3,6), натрий (2,8), магний (2,6), титан (2,1), марганец (0,4), фосфор (0,1), сера и углерод (вместе менее 0,1). Очевидно, что в земной коре преобладает кислород, поэтому 10 наиболее распространенных металлов присутствуют в форме оксидов. Однако обычно минералы, слагающие породы, представлены не простыми, а сложными оксидами, в состав которых входят несколько металлов. Поскольку одним из самых распространенных элементов на Земле является кремний, многие минералы представляют собой разнообразные сложные силикаты. Сочетание минералов в разных количественных пропорциях формирует многообразие горных пород.

Химический состав атмосферы. Современная атмосфера представляет собой результат медленной и продолжительной утраты в ходе вулканической деятельности и других процессов первоначальной атмосферы Земли. Примерно 3,1-2,7 млрд. лет назад с началом выделения больших количеств углекислого газа и водяных паров появились условия для жизнедеятельности первых растений, осуществляющих процесс фотосинтеза. Большие количества кислорода, выделявшиеся в атмосферу растениями, сначала расходовались на окисление металлов, о чем свидетельствует широкое распространение на земном шаре докембрийских железных руд. 1,6 млрд. лет назад содержание свободного кислорода в атмосфере достигло примерно 1% его современного количества, что позволило зародиться примитивным животным организмам. По-видимому, первозданная атмосфера имела восстановительный характер, тогда как современная, вторичная, атмосфера характеризуется окислительными свойствами. Постепенно ее химический состав менялся благодаря продолжающейся вулканической деятельности и эволюции органического мира.

Химический состав океанов. Предполагают, что первоначально на Земле вода отсутствовала. По всей вероятности, современные воды на поверхности Земли имеют вторичное происхождение, т.е. высвободились в виде пара из минералов земной коры и мантии в результате вулканической деятельности, а не были образованы путем соединения свободных молекул кислорода и водорода. Если бы морская вода постепенно накапливалась, то объем Мирового океана должен был бы непрерывно увеличиваться, однако прямые геологические доказательства этого обстоятельства отсутствуют; это означает, что океаны существовали на протяжении всей геологической истории Земли. Изменение химического состава океанических вод происходило постепенно.

Сиаль и сима. Существует разница между породами коры, которые подстилают континенты, и породами, залегающими под дном океанов. Состав континентальной коры соответствует гранодиориту, т.е. породе, состоящей из калиевого и натриевого полевого шпата, кварца и небольших количеств железо-магнезиальных минералов. Океаническая кора соответствует базальтам, состоящим из кальциевого полевого шпата, оливина и пироксена. Породы континентальной коры характеризуются светлой окраской, низкой плотностью и обычно кислым составом, часто их называют сиаль (по преобладанию Si и Al). Породы океанической коры отличаются темной окраской, высокой плотностью и основным составом, их называют сима (по преобладанию Si и Mg). Считается, что породы мантии имеют ультраосновной состав и состоят из оливина и пироксена. В современной российской научной литературе термины "сиаль" и "сима" не используются, т.к. считаются устаревшими.

ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ

Геологические процессы подразделяются на экзогенные (разрушительные и аккумулятивные) и эндогенные (тектонические).

РАЗРУШИТЕЛЬНЫЕ ПРОЦЕССЫ

Денудация. Действие водотоков, ветра, ледников, морских волн, морозного выветривания и химического растворения приводят к разрушению и снижению поверхности материков (рис. 2). Продукты разрушения под действием гравитационных сил сносятся в океанические впадины, где происходит их накопление. Таким образом происходит усреднение состава и плотности пород, слагающих материки и котловины океанов, и уменьшение амплитуды рельефа Земли.

Рис. 2. КРИП - сползание почвенно-грунтовых масс под воздействием силы тяжести. Об этом свидетельствуют покосившиеся телеграфные столбы, ограждения и подпорные стенки. Вода, поступившая на поверхность во время дождя, смывает частицы мелкозема в ручьи и реки, которые отлагают его в виде аллювия и переносят в море. Выветривание коренных пород способствует почвообразованию. Если бы тектонические поднятия не уравновешивали эрозионно-денудационные процессы, материки были бы срезаны до уровня моря за 9 млн. лет.

Ежегодно 32,5 млрд. т обломочного материала и 4,85 млрд. т растворенных солей выносится с материков и отлагается в морях и океанах, в результате чего вытесняется примерно 13,5 км3 морской воды. Если бы такие темпы денудации сохранились и в будущем, материки (объем надводной части которых 126,6 млн. км3) через 9 млн. лет превратились бы в почти плоские равнины - пенеплены. Такая пенепленизация (выравнивание) рельефа возможна лишь теоретически. В действительности изостазические поднятия компенсируют потери за счет денудации, а некоторые породы настолько прочны, что практически не поддаются разрушению. Континентальные отложения перераспределяются в результате совместного действия выветривания (разрушения пород), денудации (механического сноса пород под воздействием текучих вод, ледников, ветра и волновых процессов) и аккумуляции (отложения рыхлого материала и образования новых пород). Все эти процессы действуют лишь до определенного уровня (обычно уровня моря), который рассматривается как базис эрозии. При транспортировке рыхлые осадки сортируются по размеру, форме и плотности. В результате кварц, содержание которого в исходной породе может составлять всего несколько процентов, образует однородную толщу кварцевых песков. Аналогичным образом частицы золота и некоторых других тяжелых минералов, содержащих, например, олово и титан, концентрируются в руслах водотоков или на отмелях и образуют россыпные месторождения, а тонкозернистый материал отлагается в виде илов и затем превращается в глинистые сланцы. Такие компоненты, как, например, магний, натрий, кальций и калий, растворяются и выносятся поверхностными и грунтовыми водами, а затем осаждаются в пещерах и других полостях или поступают в морские воды.

Стадии развития эрозионного рельефа. Рельеф служит показателем стадии выравнивания (или пенепленизации) материков. В горах и районах, испытавших интенсивное поднятие, эрозионные процессы протекают наиболее активно. Такие районы характеризуются быстрым врезанием речных долин и увеличением их длины в верхнем течении, а ландшафт соответствует молодой, или юной, стадии эрозии. В других районах, где амплитуда высот невелика и в основном прекратилась эрозия, крупные реки преимущественно переносят влекомые и взвешенные наносы. Такой рельеф присущ зрелой стадии эрозии. На участках с незначительными амплитудами высот, где поверхность суши ненамного превышает уровень моря, преобладают аккумулятивные процессы. Там река обычно течет несколько выше общего уровня низкой равнины в естественном возвышении, сложенном осадочным материалом, и образует в приустьевой зоне дельту. Это самый древний эрозионный рельеф. Однако не все районы находятся на одной и той же стадии развития эрозии и имеют одинаковый облик. Формы рельефа весьма различаются в зависимости от климатических и погодных условий, состава и строения местных пород и характера эрозионного процесса (рис. 3, 4).

Рис. 3, а. ЭВОЛЮЦИЯ ВОДОТОКА. Водоток на стадии юности, изобилующий порогами и водопадами, прорезает узкое ущелье, размывает берега и выносит продукты эрозии вниз по течению.

Рис. 3,б. ЭВОЛЮЦИЯ ВОДОТОКА. По мере приближения к стадии зрелости река уже не имеет водопадов и перекатов и спокойно течет по формирующейся пойме.

Рис. 3,в. ЭВОЛЮЦИЯ ВОДОТОКА. На стадии зрелости водоток меандрирует на поверхности поймы. Его работа теперь в основном сводится не к эрозии, а к транспортировке обломочного материала.

Рис. 3,г. ЭВОЛЮЦИЯ ВОДОТОКА. На стадии дряхлости транспортирующая деятельность водотока ослабевает и преобладает накопление аллювия. Бывшие меандры превращаются в старицы, усеивающие широкую пойму.

Рис. 4,а. ИЗБИРАТЕЛЬНАЯ ЭРОЗИЯ Эрозия развивается разными темпами в различных типах горных пород (вверху). Твердые кристаллические изверженные породы (например, граниты и базальты) обладают наибольшей устойчивостью и слагают осевые зоны гор. Менее прочные осадки (например, глинистые сланцы и глины) размываются. Более твердые слои песчаников и конгломератов часто возвышаются над долинами в виде хребтов или уступов.

Рис. 4,б. ИЗБИРАТЕЛЬНАЯ ЭРОЗИЯ Расчлененный рельеф гор Блэк-Хилс в Южной Дакоте (слева) - результат избирательной эрозии разных пород, слагающих куполовидное поднятие. Пласты осадочных пород (показаны штриховкой), некогда перекрывавшие восточную часть купола, были размыты и в результате обнажилось ядро, состоящее из прочных кристаллических пород. Сложенное известняками плато в западной части купола сильно расчленено водотоками.

Рис. 4,в. ИЗБИРАТЕЛЬНАЯ ЭРОЗИЯ Неустойчивые к эрозии глинистые сланцы были размыты, и на их месте образовалась долина Ред-Валли, расположенная ниже окаймляющих купол песчаников, слагающих сильно расчлененную гряду.

Перерывы эрозионных циклов. Отмеченная последовательность эрозионных процессов справедлива в отношении материков и океанических бассейнов, находящихся в статических условиях, однако на самом деле они подвержены многим динамическим процессам. Эрозионный цикл может быть прерван под влиянием изменений уровня моря (например, в связи с таянием ледниковых покровов) и высоты материков (например, в результате горообразования, разломной тектоники и вулканической деятельности). В Иллинойсе (США) морены перекрыли зрелый доледниковый рельеф, придав ему типичный молодой облик. В Большом каньоне Колорадо перерыв эрозионного цикла был обусловлен поднятием суши до отметки 2400 м. По мере поднятия территории р.Колорадо постепенно врезалась в свою пойму и оказалась ограниченной бортами долины. В результате этого перерыва образовались наложенные меандры, свойственные древним долинам рек, существующих в условиях молодого рельефа (рис. 5). В пределах плато Колорадо меандры врезаны на глубину 1200 м. Глубокие меандры р.Саскуэханна, которые прорезают горы Аппалачи, также свидетельствуют о том, что этот район некогда представлял собой низменность, которую пересекала "дряхлая" река.

Рис. 5. ФОРМЫ РЕЛЬЕФА АРИДНЫХ РАЙОНОВ Четко выраженные формы рельефа (наверху) развиваются при горизонтальном залегании пород в условиях аридного климата. При эрозии мягких глин и глинистых сланцев формируются бедленды - сильно расчлененный рельеф, состоящий из мозаики оврагов и разделяющих их гребней. При наличии бронирующих чехлов прочных песчаников или лав образуются столовые плато (месас) и останцы. Плато, изрезанное каньонами, заканчивается крутым уступом. Внизу на фотографии - столовое плато и останцы в природном парке племени Навахо (штаты Юта и Аризона, США).

СТОЛОВОЕ ПЛАТО и останцы в природном парке племени навахо (штаты Юта и Аризона, США).

АККУМУЛЯТИВНЫЕ ПРОЦЕССЫ

Осадконакопление - один из важнейших геологических процессов, в результате которого образуются новые породы. Материал, снесенный с суши, в конечном итоге накапливается в морях и океанах, где формируются толщи песка, алевритов и глины. Обычно алевриты и глинистые отложения осаждаются на морском дне дальше от берега. При последующем поднятии этих районов они преобразуются в глинистые сланцы. Пески отлагаются преимущественно на пляжах и в конце концов преобразуются в песчаники. Если продукты разрушения не подвергаются сортировке, то со временем они превращаются в конгломераты. Химические соединения, переносимые в растворах, пополняют запасы веществ, необходимых для жизнедеятельности морских растений и животных. Например, кальций используется для построения известковых раковин и оболочек, а вместе с фосфором - для построения костей и зубов животных; железо принимает участие в кроветворении у рыб и других животных, а кобальт является компонентом витамина В12. Когда животные умирают, их раковины и скелеты, состоящие из карбоната кальция, оседают на морском дне, а при последующем поднятии территории обнажаются в виде толщ известняка. Кроме того, химические вещества могут непосредственно осаждаться при испарении морской воды. Именно таким способом образуются месторождения поваренной соли. Если органические вещества накапливаются в континентальных условиях, формируются залежи каменного угля, а в морских - образуется нефть. Большей частью такого рода осадконакопление происходит на материковых окраинах и влечет за собой увеличение их площадей за счет наращивания дельт, шельфов и рифов. Именно в этих условиях формируются биогенные карбонатные осадки. Поскольку основная часть снесенного материала оседает как раз в полосе прибрежного мелководья, эта зона при небольшом понижении уровня моря может оказаться в субаэральных условиях. Лишь незначительная часть обломочного терригенного материала выносится далеко за пределы шельфа (рис. 6).

Рис. 6. МОРСКИЕ СЛОИСТЫЕ ОСАДКИ в национальном парке Брайс-Каньон (штат Юта), первоначально отлагавшиеся на дне океана. Впоследствии осадочная толща испытала тектоническое поднятие и была отпрепарирована ветровой и водной эрозией. В результате образовались причудливые пестроцветные формы рельефа.

ТЕКТОНИКА

Давно установлено, что горы формируются в результате образования складок и разломов и тектонических поднятий осадочных толщ, которые накапливались на дне моря. Кроме того, имеется много доказательств, что районы наиболее интенсивных тектонических нарушений приурочены к прибрежным зонам морей, где мощность осадков наибольшая. Горообразование (орогенез) - один из важнейших процессов формирования рельефа Земли, в результате которого осадочные толщи, снесенные с материков, вновь подвергаются тектоническим поднятиям. Наблюдения в современных горных районах свидетельствуют о том, что в развитии рельефа можно выделить несколько четких этапов.

Образование геосинклиналей. Предполагают, что горообразование начинается с накопления мощных осадочных толщ в геосинклиналях - крупных вытянутых впадинах земной коры. Большинство из них испытывало медленное длительное погружение (в течение 50-100 млн. лет) и заполнение осадками мощностью иногда до 9 км. Установлено, что масштабы и темпы этих процессов сильно различались в пределах одной впадины и даже имели разную направленность: в то время как одна ее часть активно погружалась, другая находилась в относительно стабильных условиях и там не накапливались осадки. В образовании геосинклиналей и осадконакоплении прослеживается определенная цикличность: трансгрессии морей регулярно чередовались с регрессиями. Некоторые горные страны состоят из внутренних хребтов, сложенных складчатыми осадочными толщами, и параллельных им внешних хребтов, сложенных преимущественно вулканическими породами. Не исключено, что эти хребты формировались в разных геосинклинальных впадинах, но были взаимосвязаны. Впадины с осадочными породами называют миогеосинклиналями, а с вулканическими - эвгеосинклиналями. Взаимное положение этих двух типов было постоянным: эвгеосинклинали были обращены к морю, а миогеосинклинали располагались между эвгеосинклиналями и сушей. Обычно процессы горообразования сначала охватывали эвгеосинклинали, а затем - миогеосинклинали. Береговые хребты Вашингтона и Орегона и горы Сьерра-Невада в Калифорнии соответствовали эвгеосинклинальной зоне. Такой же генезис имеют Аппалачи, горы Новой Англии (в т.ч. Уайт-Маунтинс) и Пидмонт. Напротив, с миогеосиклиналями были связаны Скалистые горы в пределах Монтаны, Вайоминга и Колорадо, а также зона Долин и Хребтов в Пенсильвании и Теннеси.

Преобразование геосинклиналей. На определенных стадиях развития в геосинклиналях происходит образование складок и разломов, а заполняющие осадки метаморфизуются под воздействием высоких температур и давлений. Проявляются процессы сжатия, направленного под прямым углом к оси впадин, что сопровождается деформациями осадочных толщ.

Рис. 7. СБРОСЫ представляют собой сочетание разломов и опущенных блоков земной коры. Вертикальные сбросы весьма характерны для процессов горообразования. Именно так были созданы горы Сьерра-Невада в Калифорнии и Титонс в Вайоминге. Рифтовые долины, например долина р. Иордан, также возникли в ходе сбросообразования. Горизонтальные сбросы менее распространены по сравнению с вертикальными, но могут иметь разрушительные последствия. Например, горизонтальное смещение по разлому вызвало землетрясение в Сан-Франциско в 1906.

Рис. 8. СКЛАДКИ - пластичные деформации земной коры, не сопровождающиеся разломами. Складчатое строение имеют высочайшие горы земного шара, включая Скалистые горы и Гималаи. Время сохранности складок в рельефе зависит от устойчивости разных пород к эрозии и денудации: синклинали, сложенные прочными породами, могут в конце концов превратиться в вершины гор. Образование складок и сбросов тесно связано с процессами горообразования.

Современные геосинклинали - это впадины вдоль островов Ява и Суматра, желобов Тонга - Кермадек, Пуэрто-Рико и др. Возможно, их дальнейшее прогибание тоже приведет к образованию гор. По мнению многих геологов, побережье Мексиканского залива в пределах США тоже представляет собой современную геосинклиналь, хотя, судя по данным бурения, признаки горообразования там не выражены. Активные проявления современной тектоники и горообразования наиболее четко наблюдаются в молодых горных странах - Альпах, Андах, Гималаях и Скалистых горах.

Тектонические поднятия. На заключительных стадиях развития геосинклиналей, когда горообразование завершается, происходит интенсивное общее поднятие материков; в пределах горных стран на этой стадии рельефообразования происходят дизъюнктивные дислокации (смещение отдельных блоков горных пород по линиям разломов).

ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ ВРЕМЯ

Стратиграфическая шкала. Стандартная шкала геологического времени (или геологическая колонка) - результат систематического изучения осадочных пород в разных районах земного шара. Поскольку большинство ранних работ проводилось в Европе, стратиграфическая последовательность отложений этого региона была принята в качестве эталона и для других районов. Однако в силу различных причин эта шкала имеет недостатки и пробелы, поэтому она постоянно уточняется. Шкала очень подробна для более молодых геологических периодов, но ее детальность существенно снижается для более древних. Это неизбежно, поскольку геологическая летопись наиболее полна для событий недавнего прошлого и становится более фрагментарной с увеличением возраста отложений. Стратиграфическая шкала основана на учете ископаемых организмов, которые служат единственным надежным критерием для межрегиональных корреляций (особенно дальних). Установлено, что некоторые ископаемые соответствуют строго определенному времени и поэтому считаются руководящими. Породы, содержащие эти руководящие формы и их комплексы, занимают строго определенное стратиграфическое положение. Значительно труднее проводить корреляции для палеонтологически немых пород, не содержащих ископаемых организмов. Поскольку хорошо сохранившиеся раковины встречаются только начиная с кембрийского периода (примерно 570 млн. лет назад), докембрийское время, охватывающее ок. 85% геологической истории, нельзя изучить и подразделить столь же детально, как более молодые эпохи. Для межрегиональных корреляций палеонтологически немых пород используются геохимические методы датирования. В случае необходимости в стандартную стратиграфическую шкалу вводились изменения, отражающие региональную специфику. Например, в Европе выделяется каменноугольный период, а в США ему соответствуют два - миссисипский и пенсильванский. Повсеместно возникают трудности при корреляции местных стратиграфических схем с международной геохронологической шкалой. Международная комиссия по стратиграфии помогает решать эти проблемы и устанавливает нормативы для стратиграфической номенклатуры. Она настоятельно рекомендует использовать при геологической съемке местные стратиграфические подразделения, а для сравнения сопоставлять их с международной геохронологической шкалой. Некоторые ископаемые имеют очень широкое, почти глобальное распространение, а другие - узко региональное. Эры - самые крупные подразделения истории Земли. Каждая из них объединяет несколько периодов, характеризующихся развитием определенных классов древних организмов. Массовое вымирание различных групп организмов происходило в конце каждой эры. Например, трилобиты исчезли в конце палеозоя, а динозавры - в конце мезозоя. Причины этих катастроф еще не выяснены. Это могли быть критические стадии генетической эволюции, пики космического излучения, выбросы вулканических газов и пепла, а также очень резкие изменения климата. Имеются доводы в поддержку каждой из этих гипотез. Однако постепенное исчезновение большого числа семейств и классов животных и растений к концу каждой эры и появление новых с началом следующей эры все еще остается одной из загадок геологии. Не увенчались успехом попытки связать массовую гибель животных на завершающих этапах палеозоя и мезозоя с глобальными циклами горообразования.

Геохронология и шкала абсолютного возраста. Стратиграфическая шкала отражает лишь последовательность напластования пород и потому может использоваться только для обозначения относительного возраста различных слоев (рис. 9). Возможность установления абсолютного возраста пород появилась после открытия радиоактивности. До этого абсолютный возраст пытались оценить другими методами, например, путем анализа содержания солей в морской воде. При допущении, что оно соответствует твердому стоку рек земного шара, может быть измерен минимальный возраст морей. На основании предположения, что изначально океаническая вода не содержала примесей солей, и учета темпов их поступления возраст морей оценивался в широких пределах - от 20 млн. до 200 млн. лет. Кельвин оценил возраст слагающих Землю пород в 100 млн. лет, поскольку, по его мнению, столько времени понадобилось на то, чтобы изначально расплавленная Земля остыла до нынешней температуры ее поверхности.

Рис. 9. СВОДНАЯ ГЕОХРОНОЛОГИЧЕСКАЯ И БИОСТРАТИГРАФИЧЕСКАЯ ШКАЛА по продолжительности охватывает 1/6 истории Земли, которая охарактеризована хорошо сохранившимися ископаемыми. На схеме (вверху справа) показаны руководящие ископаемые для разных геологических периодов. Пунктирные линии свидетельствуют об отсутствии или неполноте палеонтологических данных, горизонтальные черные штрихи обозначают рубежи, к которым было приурочено вымирание определенных групп организмов. На схеме выделены три крупные геологические эры: палеозойская, во время которой широко распространялись морские организмы и земноводные; мезозойская - время господства гигантских пресмыкающихся, и кайнозойская, связанная с развитием млекопитающих и человека. Эры подразделяются на периоды, применяется и более дробное стратиграфическое расчленение. В отдельную колонку вынесены этапы горообразования, которые также служат реперами геологического времени: они помогают фиксировать приблизительные границы геологических периодов и эр. На схеме представлены важнейшие этапы орогенеза Северной Америки, показана интенсивность горообразовательных движений и их приуроченность к западным или восточным районам материка. Геохронологическая шкала приведена по публикации The Phanerozoic Time-Scale (London, 1964).

Если не считать этих попыток, первые геологи довольствовались определением относительного возраста пород и геологических событий. Без всяких объяснений допускалось, что прошло довольно много времени с момента возникновения Земли до формирования различных типов отложений в результате процессов, которые действуют и поныне. И лишь когда ученые стали измерять скорости радиоактивного распада, у геологов появились "часы" для определения абсолютного и относительного возраста пород, содержащих радиоактивные элементы. Темпы радиоактивного распада некоторых элементов незначительны. Это позволяет определять возраст древних событий путем измерения содержания таких элементов и продуктов их распада в конкретном образце. Поскольку скорость радиоактивного распада не зависит от параметров окружающей среды, можно определять возраст пород, находящихся в любых геологических условиях. Наиболее часто применяются уран-свинцовый и калий-аргоновый методы. Уран-свинцовый метод позволяет произвести точное датирование на основе замеров концентрации радиоизотопов тория (232Th) и урана (235U и 238U). При радиоактивном распаде образуются изотопы свинца (208Pb, 207Pb и 206Pb). Однако породы, содержащие эти элементы в достаточных количествах, встречаются довольно редко. Калий-аргоновый метод базируется на весьма медленном радиоактивном превращении изотопа 40K в 40Ar, что позволяет датировать события, имеющие возраст в несколько миллиардов лет, по соотношению в породах этих изотопов. Значительное преимущество калий-аргонового метода заключается в том, что калий, весьма распространенный элемент, присутствует в минералах, образованных во всех геологических обстановках - вулканической, метаморфической и осадочной. Однако возникающий в результате радиоактивного распада инертный газ аргон химически не связан и происходит его утечка. Следовательно, для датирования могут быть надежно использованы только те минералы, в которых он хорошо удерживается. Несмотря на этот недостаток, калий-аргоновый метод используется весьма широко. Абсолютный возраст самых древних пород на планете составляет 3,5 млрд. лет. В земной коре всех материков представлены очень древние породы, поэтому вопрос, какой из них самый древний, даже не возникает. Возраст метеоритов, упавших на Землю, по определениям калий-аргоновым и уран-свинцовым методами, составляет примерно 4,5 млрд. лет. По оценкам геофизиков, основывающимся на данных уран-свинцового метода, Земля тоже имеет возраст ок. 4,5 млрд. лет. Если эти оценки верны, то в геологической летописи имеется пробел в 1 млрд. лет, соответствующий важному раннему этапу эволюции Земли. Возможно, самые ранние свидетельства были уничтожены или стерты каким-либо образом, когда Земля находилась в расплавленном состоянии. Вполне вероятно также, что древнейшие породы Земли были денудированы или перекристаллизовались за многие миллионы лет.

ИСТОРИЧЕСКАЯ ГЕОЛОГИЯ

Архейская эра. Самые древние породы, обнажающиеся на поверхности материков, образовались в архейскую эру. Распознавание этих пород затруднено, поскольку их выходы рассредоточены и в большинстве случаев перекрыты мощными толщами более молодых пород. Там, где эти породы обнажаются, они настолько метаморфизованы, что зачастую нельзя восстановить их исходный характер. Во время многочисленных продолжительных этапов денудации были разрушены мощные толщи этих пород, а сохранившиеся содержат очень мало ископаемых организмов и поэтому их корреляция затруднительна или вообще невозможна. Интересно отметить, что самые древние известные архейские породы, вероятно, представляют собой сильно метаморфизованные осадочные породы, а более древние породы, перекрытые ими, были расплавлены и разрушены в результате многочисленных магматических интрузий. Поэтому до сих пор не обнаружены следы первичной земной коры. В Северной Америке имеются два больших ареала выходов на поверхность архейских пород. Первый из них - Канадский щит - расположен в центральной Канаде по обе стороны Гудзонова залива. Хотя местами архейские породы перекрыты более молодыми, на большей части территории Канадского щита они слагают дневную поверхность. Древнейшие известные в этом районе породы представлены мраморами, аспидными и кристаллическими сланцами, переслаивающимися с лавами. Первоначально здесь были отложены известняки и глинистые сланцы, впоследствии запечатанные лавами. Затем эти породы испытали воздействие мощных тектонических движений, которые сопровождались крупными гранитными интрузиями. В конечном итоге толщи осадочных пород подверглись сильному метаморфизму. После длительного периода денудации эти сильно метаморфизованные породы местами были выведены на поверхность, но общий фон составляют граниты. Выходы архейских пород имеются также в Скалистых горах, где слагают гребни многих хребтов и отдельные вершины, например Пайкс-Пик. Более молодые породы там разрушены денудацией. В Европе архейские породы обнажаются на территории Балтийского щита в пределах Норвегии, Швеции, Финляндии и России. Они представлены гранитами и сильно метаморфизованными осадочными породами. Такие же выходы архейских пород имеются на юге и юго-востоке Сибири, в Китае, западной Австралии, Африке и на северо-востоке Южной Америки. Древнейшие следы жизнедеятельности бактерий и колоний одноклеточных сине-зеленых водорослей Collenia были обнаружены в архейских породах южной Африки (Зимбабве) и провинции Онтарио (Канада).

Протерозойская эра. В начале протерозоя после длительного периода денудации суша была в значительной степени разрушена, отдельные части материков испытали погружение и были затоплены мелководными морями, а некоторые низменные котловины начали заполняться континентальными отложениями. В Северной Америке самые значительные выходы протерозойских пород имеются в четырех районах. Первый из них приурочен к южной части Канадского щита, где мощные толщи глинистых сланцев и песчаников рассматриваемого возраста обнажаются вокруг оз. Верхнего и северо-восточнее оз. Гурон. Эти породы имеют как морское, так и континентальное происхождение. Их распределение указывает на то, что положение мелководных морей на протяжении протерозоя значительно менялось. Во многих местах морские и континентальные осадки переслаиваются с мощными лавовыми толщами. По окончании осадконакопления происходили тектонические движения земной коры, протерозойские породы претерпевали складкообразование и формировались крупные горные системы. В предгорных районах к востоку от Аппалачей имеются многочисленные выходы протерозойских пород. Первоначально они отлагались в виде пластов известняков и глинистых сланцев, а затем во время орогенеза (горообразования) метаморфизовались и превратились в мрамора, аспидные и кристаллические сланцы. В районе Большого каньона мощная толща протерозойских песчаников, глинистых сланцев и известняков несогласно перекрывает архейские породы. В северной части Скалистых гор была отложена толща протерозойских известняков мощностью ок. 4600 м. Хотя протерозойские образования в этих районах испытали воздействие тектонических движений и были смяты в складки и разбиты разломами, эти подвижки были недостаточно интенсивными и не могли привести к метаморфизации пород. Поэтому там сохранились исходные осадочные текстуры. В Европе значительные выходы протерозойских пород имеются в пределах Балтийского щита. Они представлены сильно метаморфизованными мраморами и аспидными сланцами. На северо-западе Шотландии мощная толща протерозойских песчаников перекрывает архейские граниты и кристаллические сланцы. Обширные выходы протерозойских пород встречаются на западе Китая, в центральной Австралии, южной Африке и центральной части Южной Америки. В Австралии указанные породы представлены мощной толщей неметаморфизованных песчаников и глинистых сланцев, а в восточной Бразилии и южной Венесуэле - сильно метаморфизованными аспидными и кристаллическими сланцами. Ископаемые сине-зеленые водоросли Collenia весьма широко распространены на всех материках в неметаморфизованных известняках протерозойского возраста, где также обнаружены немногочисленные обломки раковин примитивных моллюсков. Однако остатки животных очень редки, и это свидетельствует о том, что большинство организмов отличалось примитивным строением и еще не имело твердых оболочек, которые сохраняются в ископаемом состоянии. Хотя следы ледниковых периодов фиксируются для ранних этапов истории Земли, обширное оледенение, имевшее почти глобальное распространение, отмечается только в самом конце протерозоя.

Палеозойская эра. После того, как суша пережила длительный период денудации в конце протерозоя, некоторые ее территории испытали прогибание и были затоплены мелководными морями. В результате денудации возвышенных участков осадочный материал сносился водными потоками в геосинклинали, где накопились толщи палеозойских осадочных пород мощностью более 12 км. В Северной Америке в начале палеозойской эры образовались две крупные геосинклинали. Одна из них, называемая Аппалачской, протянулась от северной части Атлантического океана через юго-восточную Канаду и далее на юг к Мексиканскому заливу вдоль оси современных Аппалачей. Другая геосинклиналь соединяла Северный Ледовитый океан с Тихим, проходя несколько восточнее Аляски на юг через восточную часть Британской Колумбии и западную часть Альберты, далее через восточную Неваду, западную Юту и южную Калифорнию. Таким образом Северная Америка была разделена на три части. В отдельные периоды палеозоя ее центральные районы отчасти затоплялись и обе геосинклинали соединялись мелководными морями. В другие периоды в результате изостатических поднятий суши или колебаний уровня Мирового океана происходили морские регрессии, и тогда в геосинклиналях откладывался терригенный материал, смытый из сопредельных возвышенных районов. В палеозое сходные условия существовали и на других материках. В Европе огромные моря периодически затопляли Британские о-ва, территории Норвегии, Германии, Франции, Бельгии и Испании, а также обширную область Восточно-Европейской равнины от Балтийского моря до Уральских гор. Крупные выходы палеозойских пород имеются также в Сибири, Китае и северной Индии. Они являются коренными породами в большинстве районов восточной Австралии, северной Африки, а также в северных и центральных районах Южной Америки. Палеозойская эра делится на шесть периодов неодинаковой продолжительности, чередующихся с кратковременными этапами изостатических поднятий или морских регрессий, во время которых в пределах материков осадкообразование не происходило (рис. 9, 10).

Рис. 10,а. ФОРМИРОВАНИЕ РЕЛЬЕФА ЮЖНОЙ ЧАСТИ ШТ. НЬЮ-ЙОРК В ФАНЕРОЗОЕ. Профиль следует вдоль границы штатов Нью-Йорк и Нью-Джерси с северо-запада на юго-восток. В палеозойскую эру (570-225 млн. лет назад) происходило медленное осадконакопление в эпиконтинентальном море, где формировалась геосинклиналь, впоследствии ставшая ядром Аппалачских гор.

Рис. 10,б. ФОРМИРОВАНИЕ РЕЛЬЕФА ЮЖНОЙ ЧАСТИ ШТ. НЬЮ-ЙОРК В ФАНЕРОЗОЕ. Профиль следует вдоль границы штатов Нью-Йорк и Нью-Джерси с северо-запада на юго-восток. В конце палеозоя осадочные образования были сильно смяты в складки, разбиты сбросами и подняты. Аппалачские горы стали подниматься над уровнем моря. Под влиянием процессов эрозии и денудации происходила пенепленизация (выравнивание) рельефа. Уровень пенеплена обозначен пунктирной линией.

Рис. 10,в. ФОРМИРОВАНИЕ РЕЛЬЕФА ЮЖНОЙ ЧАСТИ ШТ. НЬЮ-ЙОРК В ФАНЕРОЗОЕ. Профиль следует вдоль границы штатов Нью-Йорк и Нью-Джерси с северо-запада на юго-восток. В триасе (менее 225 млн. лет назад) под влиянием разломов этот район был разбит на блоки. Древняя поверхность пенеплена оказалась на разновысотных уровнях и наступил новый этап пенепленизации.

Рис. 10,г. ФОРМИРОВАНИЕ РЕЛЬЕФА ЮЖНОЙ ЧАСТИ ШТ. НЬЮ-ЙОРК В ФАНЕРОЗОЕ. Профиль следует вдоль границы штатов Нью-Йорк и Нью-Джерси с северо-запада на юго-восток. В третичный период пенеплен испытал поднятие примерно на 600 м. Омоложенные реки снова стали врезаться в сушу, при этом максимальная эрозия проявилась в районах распространения менее устойчивых пород.

Рис. 10,д. ФОРМИРОВАНИЕ РЕЛЬЕФА ЮЖНОЙ ЧАСТИ ШТ. НЬЮ-ЙОРК В ФАНЕРОЗОЕ. Профиль следует вдоль границы штатов Нью-Йорк и Нью-Джерси с северо-запада на юго-восток. В современном рельефе отражена разная устойчивость пород к разрушительным процессам. Мягкие глинистые сланцы были размыты, и на их месте образовалась долина Грейт-Валли. Сохранились горы Кэтскилл, Шавангунк и Шунемунк, а также возвышенность Гудзон, прорезанные одноименной рекой. Все эти горы сложены прочными древними породами.

Кембрийский период - самый ранний период палеозойской эры, названный по латинскому названию Уэльса (Камбрия), где впервые были изучены породы этого возраста. В Северной Америке в кембрии обе геосинклинали были затоплены, а во второй половине кембрия центральная часть материка занимала столь низкое положение, что оба прогиба соединялись мелководным морем и там накапливались слои песчаников, глинистых сланцев и известняков. В Европе и Азии происходила крупная морская трансгрессия. Эти части света были в значительной степени затоплены. Исключение составляли три крупных обособленных массива суши (Балтийский щит, Аравийский п-ов и южная Индия) и ряд небольших изолированных участков суши в южной Европе и южной Азии. Менее крупные морские трансгрессии происходили в Австралии и центральной части Южной Америки. Кембрий отличался довольно спокойными тектоническими обстановками. В отложениях этого периода сохранились первые многочисленные ископаемые, свидетельствующие о развитии жизни на Земле. Хотя наземные растения или животные не отмечены, мелководные эпиконтинентальные моря и затопленные геосинклинали изобиловали многочисленными беспозвоночными животными и водными растениями. Наиболее необычные и интересные животные того времени - трилобиты (рис. 11), класс вымерших примитивных членистоногих, были широко распространены в кембрийских морях. Их известково-хитиновые панцири обнаружены в породах этого возраста на всех материках. Кроме того, существовало много типов плеченогих (брахиопод), моллюсков и других беспозвоночных. Таким образом, в кембрийских морях присутствовали все основные формы беспозвоночных организмов (за исключением кораллов, мшанок и пелеципод).

Рис. 11. ИСКОПАЕМЫЕ ТРИЛОБИТЫ из отложений кембрийского периода - одни из древнейших представителей животного мира на Земле. Их остатки обнаружены на всех материках.

В конце кембрийского периода большая часть суши испытала поднятие и произошла кратковременная морская регрессия. Ордовикский период - второй период палеозойской эры (называющийся по имени кельтского племени ордовиков, населявшего территорию Уэльса). В этот период материки снова испытали прогибание, в результате чего геосинклинали и низменные котловины превратились в мелководные моря. В конце ордовика ок. 70% территории Северной Америки было затоплено морем, в котором отложились мощные толщи известняков и глинистых сланцев. Морем были покрыты также значительные территории Европы и Азии, частично - Австралия и центральные районы Южной Америки. Все кембрийские беспозвоночные продолжали развиваться и в ордовике. Кроме того, появились кораллы, пелециподы (двустворчатые моллюски), мшанки и первые позвоночные. В Колорадо в ордовикских песчаниках обнаружены фрагменты самых примитивных позвоночных - бесчелюстных (остракодерм), у которых отсутствовали настоящие челюсти и парные конечности, а передняя часть тела была покрыта костными пластинками, образующими защитный панцирь. На основе палеомагнитного изучения пород установлено, что на протяжении большей части палеозоя Северная Америка располагалась в экваториальной зоне. Ископаемые организмы и широко распространенные известняки этого времени свидетельствуют о господстве в ордовике теплых мелководных морей. Австралия располагалась близ Южного полюса, а северо-западная Африка - в районе самого полюса, что подтверждается запечатлевшимися в ордовикских породах Африки признаками широкого распространения оледенения. В конце ордовикского периода в результате тектонических движений происходили поднятие материков и морская регрессия. Местами коренные кембрийские и ордовикские породы испытали процесс складкообразования, который сопровождался ростом гор. Этот древнейший этап орогенеза носит название каледонской складчатости.

Силурийский период. Впервые породы этого периода были изучены также в Уэльсе (название периода происходит от кельтского племени силуров, населявшего этот регион). После тектонических поднятий, ознаменовавших окончание ордовикского периода, наступил денудационный этап, а затем в начале силура материки снова испытали прогибание, а моря затопили низменные районы. В Северной Америке в раннем силуре площадь морей существенно сократилась, однако в среднем силуре они заняли почти 60% ее территории. Сформировалась мощная толща морских известняков ниагарской формации, получившей свое название от Ниагарского водопада, порог которого она слагает. В позднем силуре площади морей сильно сократились. В полосе, простирающейся от современного штата Мичиган до центральной части штата Нью-Йорк, накапливались мощные соленосные пласты. В Европе и Азии силурийские моря были широко распространены и занимали почти те же территории, что и кембрийские моря. Незатопленными оставались те же изолированные массивы, что и в кембрии, а также значительные территории северного Китая и Восточной Сибири. В Европе мощные известняковые толщи накапливались по периферии южной оконечности Балтийского щита (в настоящее время они частично затоплены Балтийским морем). Небольшие моря были распространены в восточной Австралии, северной Африке и в центральных районах Южной Америки. В силурийских породах обнаружены в общем те же основные представители органического мира, что и в ордовикских. Наземные растения в силуре еще не появились. Среди беспозвоночных гораздо более обильными стали кораллы, в результате жизнедеятельности которых во многих районах сформировались массивные коралловые рифы. Трилобиты, столь характерные для кембрийских и ордовикских пород, утрачивают свое доминирующее значение: их становится меньше как в количественном, так и видовом отношениях. В конце силура появилось множество крупных водных членистоногих, называемых эвриптеридами, или ракоскорпионами. Силурийский период в Северной Америке завершился без крупных тектонических подвижек. Однако в Западной Европе в это время образовался пояс каледонид. Эта горная цепь простиралась на территории Норвегии, Шотландии и Ирландии. Орогенез происходил также в северной Сибири, в результате чего ее территория была так высоко поднята, что больше уже никогда не затоплялась. Девонский период назван по имени графства Девон в Англии, где впервые были изучены породы этого возраста. После денудационного перерыва отдельные районы материков снова испытали погружение и были затоплены мелководными морями. В северной Англии и частично в Шотландии молодые каледониды препятствовали проникновению моря. Однако их разрушение привело к накоплению мощных толщ терригенных песчаников в долинах предгорных рек. Эта формация древних красных песчаников известна хорошо сохранившимися ископаемыми рыбами. Южная Англия в это время была покрыта морем, в котором отлагались мощные толщи известняков. Значительные территории на севере Европы были тогда затоплены морями, в которых накапливались слои глинистых сланцев и известняков. При врезании Рейна в эти толщи в районе массива Эйфель образовались живописные утесы, которые поднимаются по берегам долины. Девонские моря покрывали многие районы европейской части России, южной Сибири и южного Китая. Обширный морской бассейн затопил центральную и западную Австралию. Эта территория не покрывалась морем с кембрийского периода. В Южной Америке морская трансгрессия распространилась на некоторые центральные и западные районы. Кроме того, существовал узкий субширотный прогиб в Амазонии. В Северной Америке очень широко распространены девонские породы. На протяжении большей части этого периода существовали два крупных геосинклинальных бассейна. В среднем девоне морская трансгрессия распространилась на территорию современной долины р. Миссисипи, где накопилась многослойная толща известняков. В верхнем девоне мощные горизонты сланцев и песчаников сформировались в восточных районах Северной Америки. Эти обломочные толщи соответствуют этапу горообразования, начавшемуся в конце среднего девона и продолжавшемуся до окончания этого периода. Горы простирались вдоль восточного крыла Аппалачской геосинклинали (от современных юго-восточных районов США до юго-восточной Канады). Этот регион был сильно поднят, его северная часть претерпела складкообразование, затем там произошли обширные гранитные интрузии. Этими гранитами сложены горы Уайт-Маунтинс в Нью-Гэмпшире, Стоун-Маунтин в Джорджии и ряд других горных сооружений. Верхнедевонские, т.н. Акадские, горы были переработаны денудационными процессами. В результате к западу от Аппалачской геосинклинали накопилась слоистая толща песчаников, мощность которых местами превышает 1500 м. Они широко представлены в районе гор Кэтскилл, откуда и пошло название песчаников Кэтскилл. В меньших масштабах горообразование в это же время проявилось в некоторых районах Западной Европы. Орогенез и тектонические поднятия земной поверхности послужили причиной морской регрессии в конце девонского периода. В девоне произошли некоторые важные события в эволюции жизни на Земле. Во многих районах земного шара были обнаружены первые бесспорные находки наземных растений. Так, например, в окрестностях Гилбоа (шт. Нью-Йорк) было найдено много видов папоротникообразных, включая гигантские древовидные. Среди беспозвоночных были широко распространены губки, кораллы, мшанки, брахиоподы и моллюски (рис. 12). Существовало несколько типов трилобитов, хотя их численность и видовое разнообразие значительно сократились по сравнению с силуром. Девон часто называют "веком рыб" благодаря пышному расцвету этого класса позвоночных. Хотя еще существовали примитивные бесчелюстные, преобладать стали более совершенные формы. Акулообразные рыбы достигали в длину 6 м. В это время появились двоякодышащие рыбы, у которых плавательный пузырь трансформировался в примитивные легкие, что позволяло им существовать какое-то время на суше, а также кистеперые и лучеперые. В верхнем девоне обнаружены первые следы наземных животных - крупных саламандроподобных земноводных, называемых стегоцефалами. Особенности скелета показывают, что они развились из двоякодышащих рыб путем дальнейшего усовершенствования легких и видоизменения плавников и превращения их в конечности.

Рис. 12. ОТПЕЧАТОК ОФИУРЫ - девонского ископаемого из класса иглокожих.

Каменноугольный период. После некоторого перерыва материки снова испытали погружение и их низменные участки превратились в мелководные моря. Так начался каменноугольный период, получивший свое название по широкому распространению угольных залежей как в Европе, так и в Северной Америке. В Америке его ранний этап, характеризовавшийся морскими обстановками, раньше называли миссисипским по мощной толще известняков, сформировавшейся в пределах современной долины р. Миссисипи, а теперь его относят к нижнему отделу каменноугольного периода. В Европе на протяжении всего каменноугольного периода территории Англии, Бельгии и северной Франции были большей частью затоплены морем, в котором сформировались мощные горизонты известняков. Затоплялись также некоторые районы южной Европы и южной Азии, где отложились мощные слои глинистых сланцев и песчаников. Некоторые из этих горизонтов имеют континентальное происхождение и содержат много ископаемых остатков наземных растений, а также вмещают угленосные пласты. Поскольку нижнекаменноугольные формации мало представлены в Африке, Австралии и Южной Америке, можно предполагать, что эти территории находились преимущественно в субаэральных условиях. Кроме того, имеются свидетельства широкого распространения там материкового оледенения. В Северной Америке Аппалачскую геосинклиналь с севера ограничивали Акадские горы, а с юга, со стороны Мексиканского залива, в нее проникало Миссисипское море, которое заливало и долину Миссисипи. Небольшие морские бассейны занимали некоторые участки на западе материка. В районе долины Миссисипи накапливалась многослойная толща известняков и сланцев. Один из этих горизонтов, т.н. индианский известняк, или спергенит, является хорошим строительным материалом. Он использовался при сооружении многих правительственных зданий в Вашингтоне. В конце каменноугольного периода в Европе широко проявилось горообразование. Цепи гор простирались от южной Ирландии через южную Англию и северную Францию в южную Германию. Этот этап орогенеза называют герцинским, или варисцийским. В Северной Америке локальные поднятия происходили в конце миссисипского периода. Эти тектонические движения сопровождались морской регрессией, развитию которой способствовали также оледенения южных материков. В целом органический мир нижнекаменноугольного (или миссисипского) времени был таким же, как и в девоне. Однако, помимо большего разнообразия типов древовидных папоротников, флора пополнилась древовидными плаунами и каламитовыми (древовидными членистостебельными класса хвощей). Беспозвоночные в основном были представлены теми же формами, что и в девоне. В миссисипское время стали более обычными морские лилии - донные животные, по форме сходные с цветком. Среди ископаемых позвоночных многочисленны акулоподобные рыбы и стегоцефалы. В начале позднекаменноугольного времени (в Северной Америке - пенсильванского) условия на материках стали быстро меняться. Как следует из значительно более широкого распространения континентальных осадков, моря занимали меньшие пространства. Северо-западная Европа большую часть этого времени находилась в субаэральных условиях. Обширное эпиконтинентальное Уральское море широко распространилось в северной и центральной России, а крупная геосинклиналь простиралась через южную Европу и южную Азию (современные Альпы, Кавказ и Гималаи расположены вдоль ее оси). Этот прогиб, именующийся геосинклиналью, или морем, Тетис, существовал на протяжении ряда последующих геологических периодов. На территории Англии, Бельгии и Германии простирались низменности. Здесь в результате небольших колебательных движений земной коры происходило чередование морских и континентальных обстановок. Когда море отступало, формировались низменные заболоченные ландшафты с лесами из древовидных папоротников, древовидных плаунов и каламитовых. При наступании морей осадочные образования перекрывали леса, уплотняя древесные остатки, которые превращались в торф, а затем в уголь. В позднекаменноугольное время на материках Южного полушария распространилось покровное оледенение. В Южной Америке в результате морской трансгрессии, проникавшей с запада, была затоплена большая часть территории современных Боливии и Перу. В раннепенсильванское время в Северной Америке Аппалачская геосинклиналь замкнулась, утратила связь с Мировым океаном, и в восточных и центральных районах США накапливались терригенные песчаники. В середине и конце этого периода во внутренних районах Северной Америки (так же, как в Западной Европе) преобладали низменности. Здесь мелководные моря периодически уступали место болотам, в которых накапливались мощные торфяные залежи, впоследствии трансформировавшиеся в крупные угольные бассейны, которые простираются от Пенсильвании до восточного Канзаса. Некоторые западные районы Северной Америки заливались морем на протяжении большей части этого периода. Там отлагались слои известняков, сланцев и песчаников. Широкое распространение субаэральных обстановок в значительной мере способствовало эволюции наземных растений и животных. Гигантские леса из древовидных папоротников и плаунов покрывали обширные заболоченные низменности. Эти леса изобиловали насекомыми и паукообразными. Один из видов насекомых, самый крупный в геологической истории, был похож на современную стрекозу, но имел размах крыльев ок. 75 см. Значительно большего видового разнообразия достигли стегоцефалы. Некоторые превышали в длину 3 м. Только в Северной Америке в болотных отложениях пенсильванского времени было обнаружено более 90 видов этих гигантских земноводных, имевших сходство с саламандрами. В этих же породах были найдены остатки древнейших пресмыкающихся. Однако из-за фрагментарности находок трудно составить полное представление о морфологии этих животных. Вероятно, эти примитивные формы были похожи на аллигаторов.

Пермский период. Изменения природных условий, начавшиеся в позднекаменноугольное время, еще больше проявились в пермском периоде, завершившем палеозойскую эру. Его название происходит от Пермской области в России. В начале этого периода море занимало Уральскую геосинклиналь - прогиб, следовавший согласно простиранию современных Уральских гор. Мелководное море периодически покрывало некоторые районы Англии, северной Франции и южной Германии, где накапливались слоистые толщи морских и континентальных осадков - песчаников, известняков, глинистых сланцев и каменной соли. Море Тетис существовало на протяжении большей части периода, и в районе северной Индии и современных Гималаев образовалась мощная толща известняков. Пермские отложения большой мощности представлены в восточной и центральной Австралии и на островах Южной и Юго-Восточной Азии. Они широко распространены в Бразилии, Боливии и Аргентине, а также в южной Африке. Многие пермские формации в северной Индии, Австралии, Африке и Южной Америке имеют континентальное происхождение. Они представлены уплотненными ледниковыми отложениями, а также широко распространенными водно-ледниковыми песками. В Центральной и Южной Африке этими породами начинается мощная толща континентальных отложений, известная как серия кару. В Северной Америке пермские моря занимали меньшую площадь по сравнению с предыдущими периодами палеозоя. Главная трансгрессия распространялась из западной части Мексиканского залива на север через территорию Мексики и проникла в южные районы центральной части США. Центр этого эпиконтинентального моря располагался в пределах современного штата Нью-Мексико, где сформировалась мощная толща известняков серии кэпитен. Благодаря деятельности подземных вод эти известняки приобрели сотовую структуру, особенно ярко выраженную в знаменитых Карлсбадских пещерах (шт. Нью-Мексико, США). Восточнее, в Канзасе и Оклахоме, отложились прибрежные фации красных глинистых сланцев. В конце перми, когда площадь, занятая морем, значительно сократилась, сформировались мощные соленосные и гипсоносные толщи. В конце палеозойской эры, отчасти в каменноугольном периоде и отчасти - в пермском, во многих районах начался орогенез. Мощные толщи осадочных пород Аппалачской геосинклинали были смяты в складки и разбиты разломами. В результате образовались горы Аппалачи. Этот этап горообразования в Европе и Азии называют герцинским, или варисцийским, а в Северной Америке - аппалачским. Растительный мир пермского периода был такой же, как и во второй половине каменноугольного. Однако растения имели меньшие размеры и не были так многочисленны. Это указывает на то, что климат пермского периода стал холоднее и суше. Беспозвоночные животные перми были унаследованы от предыдущего периода. Большой скачок произошел в эволюции позвоночных (рис. 13). На всех материках континентальные отложения пермского возраста содержат многочисленные остатки пресмыкающихся, достигавших в длину 3 м. Все эти предки мезозойских динозавров отличались примитивным строением и внешне были похожи на ящериц или аллигаторов, но иногда имели необычные особенности, например, высокий парусообразный плавник, протягивающийся от шеи до хвоста вдоль спины, у диметродона. Все еще многочисленными были стегоцефалы.

Рис. 13. Seymouria bayorensis - отпечаток земноводного, характерного для пермского периода Северной Америки.

В конце пермского периода горообразование, проявившееся во многих районах земного шара на фоне общего поднятия материков, привело к столь значительным изменениям окружающей среды, что начали вымирать многие характерные представители палеозойской фауны. Пермский период был заключительной стадией существования многих беспозвоночных, особенно трилобитов. Мезозойская эра, подразделяемая на три периода, отличалась от палеозойской преобладанием континентальных обстановок над морскими, а также составом флоры и фауны. Наземные растения, многие группы беспозвоночных и особенно позвоночные животные приспособились к новым обстановкам и претерпели существенные изменения. Триасовый период открывает мезозойскую эру. Его название происходит от греч. trias (троица) в связи с четким трехчленным строением толщи отложений этого периода в северной Германии. В основании толщи залегают красноцветные песчаники, в середине - известняки, а вверху - красноцветные песчаники и глинистые сланцы. На протяжении триаса значительные территории Европы и Азии были заняты озерами и мелководными морями. Эпиконтинентальное море покрывало Западную Европу, причем его береговая линия прослеживается на территории Англии. В этом морском бассейне и накапливались вышеупомянутые стратотипические осадки. Песчаники, залегающие в нижней и верхней частях толщи, отчасти имеют континентальное происхождение. Другой триасовый морской бассейн проникал на территорию северной России и распространялся к югу по Уральскому прогибу. Огромное море Тетис тогда покрывало примерно такую же территорию, как и в позднекаменноугольное и пермское время. В этом море накопилась мощная толща доломитовых известняков, которыми сложены Доломитовые Альпы северной Италии. На юге центральной Африки триасовый возраст имеет большая часть верхней толщи континентальной серии кару. Эти горизонты известны обилием ископаемых остатков пресмыкающихся. В конце триаса на территории Колумбии, Венесуэлы и Аргентины образовались покровы алевритов и песков континентального генезиса. Пресмыкающиеся, найденные в этих слоях, обнаруживают удивительное сходство с фауной серии кару в южной Африке. В Северной Америке триасовые породы не так широко распространены, как в Европе и Азии. Продукты разрушения Аппалачей - красноцветные континентальные пески и глины - накапливались во впадинах, расположенных восточнее этих гор и испытывавших погружение. Эти отложения, переслаивающиеся с горизонтами лавы и пластовыми интрузиями, разбиты разломами и имеют падение к востоку. В Ньюаркском бассейне в Нью-Джерси и долине р.Коннектикут им соответствуют коренные породы серии ньюарк. Мелководные моря занимали некоторые западные районы Северной Америки, где накапливались известняки и глинистые сланцы. Континентальные песчаники и глинистые сланцы триаса выходят по бортам Большого каньона (шт. Аризона). Органический мир в триасовом периоде был существенно иным, чем в пермском периоде. Для этого времени характерно обилие крупных хвойных деревьев, остатки которых часто встречаются в триасовых континентальных отложениях. Глинистые сланцы формации чинл на севере Аризоны насыщены окременелыми стволами деревьев. В результате выветривания сланцев они обнажились и теперь образуют каменный лес. Широкое развитие получили саговниковые (или цикадофиты), растения с тонкими или бочонковидными стволами и свисающими с макушки рассеченными, как у пальм, листьями. Некоторые виды саговниковых существуют и в современных тропических районах. Из беспозвоночных самыми распространенными были моллюски, среди которых преобладали аммониты (рис. 14), имевшие отдаленное сходство с современными наутилусами (или корабликами) и многокамерную раковину. Существовало много видов двустворчатых моллюсков. Значительный прогресс произошел в эволюции позвоночных. Хотя стегоцефалы были еще довольно обычны, преобладать стали пресмыкающиеся, среди которых появилось множество необычных групп (например, фитозавры, форма тела которых была, как у современных крокодилов, а челюсти узкие и длинные с острыми коническими зубами). В триасе впервые появились настоящие динозавры, эволюционно более развитые, чем их примитивные предки. Конечности у них были направлены вниз, а не в стороны (как у крокодилов), что позволяло им передвигаться подобно млекопитающим и поддерживать тело над землей. Динозавры передвигались на задних ногах, удерживая равновесие при помощи длинного хвоста (как кенгуру), и отличались небольшим ростом - от 30 см до 2,5 м. Некоторые пресмыкающиеся приспособились к жизни в морской среде, например ихтиозавры, туловище которых походило на акулье, а конечности трансформировались в нечто среднее между ластами и плавниками, и плезиозавры, туловище которых стало уплощенным, шея вытянулась, а конечности превратились в ласты. Обе эти группы животных стали более многочисленными в последующие этапы мезозойской эры.

Рис. 14. АММОНИТ - вымерший мезозойский головоногий моллюск.

Юрский период получил свое название от гор Юра (в северо-западной Швейцарии), сложенных многослойной толщей известняков, глинистых сланцев и песчаников. В юре произошла одна из крупнейших морских трансгрессий в Западной Европе. Огромное эпиконтинентальное море распространялось на большей части Англии, Франции, Германии и проникало в некоторые западные районы европейской России. В Германии известны многочисленные выходы верхнеюрских лагунных мелкозернистых известняков, в которых были обнаружены необычные ископаемые. В Баварии, в знаменитом местечке Золенхофен, найдены остатки крылатых пресмыкающихся и оба из известных видов первых птиц. Море Тетис простиралось от Атлантики через южную часть Пиренейского п-ова вдоль Средиземного моря и через Южную и Юго-Восточную Азию выходило к Тихому океану. Большая часть северной Азии в этот период располагалась выше уровня моря, хотя эпиконтинентальные моря с севера проникали в Сибирь. Континентальные отложения юрского возраста известны в южной Сибири и северном Китае. Небольшие эпиконтинентальные моря занимали ограниченные площади вдоль побережья западной Австралии. Во внутренних районах Австралии имеются выходы юрских континентальных отложений. Большая часть Африки в юрский период располагалась выше уровня моря. Исключение составляла ее северная окраина, заливавшаяся морем Тетис. В Южной Америке вытянутое узкое море заполняло геосинклиналь, размещавшуюся примерно на месте современных Анд. В Северной Америке юрские моря занимали весьма ограниченные территории на западе материка. Мощные толщи континентальных песчаников и кроющих глинистых сланцев накопились в районе плато Колорадо, особенно к северу и востоку от Большого каньона. Песчаники образовались из песков, слагавших пустынные дюнные ландшафты котловин. В результате процессов выветривания песчаники приобрели необычные формы (как, например, живописные остроконечные пики в национальном парке Зайон или национальный памятник Рейнбоу-Бридж, представляющий собой возвышающуюся на 94 м над дном каньона арку с пролетом 85 м; эти достопримечательности находятся в штате Юта). Отложения глинистых сланцев формации моррисон знамениты находками 69 видов ископаемых динозавров. Тонкодисперсные осадки в этом районе, вероятно, накапливались в условиях заболоченной низины. Растительный мир юрского периода в общих чертах был сходен с существовавшим в триасе. Во флоре доминировали саговниковые и хвойные древесные породы. Впервые появились гинкговые - голосеменные широколиственные древесные растения с опадающей осенью листвой (вероятно, это связующее звено между голосеменными и покрытосеменными растениями). Единственный вид этого семейства - гинкго двулопастный - сохранился до настоящего времени и считается самым древним представителем древесных, поистине живым ископаемым. Юрская фауна беспозвоночных весьма сходна с триасовой. Однако более многочисленными стали кораллы-рифостроители, широко распространились морские ежи и моллюски. Появились многие двустворчатые моллюски, родственные современным устрицам. Все еще были многочисленны аммониты. Позвоночные были представлены преимущественно пресмыкающимися, поскольку стегоцефалы вымерли в конце триаса. Динозавры достигли кульминации своего развития. Такие травоядные формы, как апатозавры и диплодоки, стали передвигаться на четырех конечностях; многие имели длинные шею и хвост. Эти животные приобрели гигантские размеры (до 27 м в длину), а некоторые весили до 40 т. У отдельных представителей травоядных динозавров меньших размеров, например стегозавров, развился защитный панцирь, состоявший из пластин и шипов. У плотоядных динозавров, в частности аллозавров, сформировались крупные головы с мощными челюстями и острыми зубами, в длину они достигали 11 м и передвигались на двух конечностях. Другие группы пресмыкающихся тоже были весьма многочисленны. В юрских морях обитали плезиозавры и ихтиозавры. Впервые появились летающие пресмыкающиеся - птерозавры, у которых развились перепончатые крылья, как у летучих мышей, а масса уменьшилась за счет трубчатых костей. Появление птиц в юре - важный этап в развитии животного мира. В лагунных известняках Золенхофена были обнаружены два птичьих скелета и отпечатки перьев. Однако эти примитивные птицы еще имели много черт, общих с пресмыкающимися, включая острые зубы конической формы и длинные хвосты. Юрский период завершился интенсивной складчатостью, в результате которой на западе США сформировались горы Сьерра-Невада, которые простирались дальше на север в пределы современной западной Канады. Впоследствии южная часть этого складчатого пояса снова испытала поднятие, которое предопределило строение современных гор. На других материках проявления орогенеза в юре были незначительны.

Меловой период. В это время накапливались мощные слоистые толщи мягкого слабо уплотненного белого известняка - мела, от которого произошло название периода. Впервые такие слои были изучены в обнажениях по берегам пролива Па-де-Кале близ Дувра (Великобритания) и Кале (Франция). В других частях света отложения соответствующего возраста тоже называют меловыми, хотя там встречаются и другие типы пород. В меловой период морские трансгрессии охватывали значительные части Европы и Азии. В центральной Европе моря заливали два субширотных геосинклинальных прогиба. Один из них располагался в пределах юго-восточной Англии, северной Германии, Польши и западных районов России и на крайнем востоке достигал субмеридионального Уральского прогиба. Другая геосинклиналь, Тетис, сохраняла свое прежнее простирание в южной Европе и северной Африке и соединялась с южной оконечностью Уральского прогиба. Далее море Тетис продолжалось в Южной Азии и восточнее Индийского щита соединялось с Индийским океаном. За исключением северной и восточной окраин, территория Азии на протяжении всего мелового периода не заливалась морем, поэтому там широко распространены континентальные отложения этого времени. Мощные слои меловых известняков представлены во многих районах Западной Европы. В северных районах Африки, куда заходило море Тетис, накопились большие толщи песчаников. Пески пустыни Сахара образовались в основном за счет продуктов их разрушения. Австралия покрывалась меловыми эпиконтинентальными морями. В Южной Америке на протяжении большей части мелового периода Андский прогиб заливался морем. Восточнее его на значительной территории Бразилии отложились терригенные алевриты и пески с многочисленными остатками динозавров. В Северной Америке окраинные моря занимали береговые равнины Атлантического океана и Мексиканского залива, где накапливались пески, глины и меловые известняки. Другое окраинное море располагалось на западном побережье материка в пределах Калифорнии и доходило до южных подножий возрожденных гор Сьерра-Невада. Однако последняя самая крупная морская трансгрессия охватила западные районы центральной части Северной Америки. В это время сформировался обширный геосинклинальный прогиб Скалистых гор, и огромное море распространялось от Мексиканского залива через современные Великие равнины и Скалистые горы на север (западнее Канадского щита) вплоть до Северного Ледовитого океана. Во время этой трансгрессии была отложена мощная многослойная толща песчаников, известняков и глинистых сланцев. В конце мелового периода происходил интенсивный орогенез в Южной и Северной Америке и Восточной Азии. В Южной Америке осадочные породы, накопившиеся в Андской геосинклинали за несколько периодов, были уплотнены и смяты в складки, что привело к образованию Анд. Аналогичным образом в Северной Америке на месте геосинклинали сформировались Скалистые горы. Во многих районах мира усилилась вулканическая деятельность. Лавовые потоки покрыли всю южную часть п-ова Индостан (таким образом сформировалось обширное плато Декан), а небольшие излияния лавы имели место в Аравии и Восточной Африке. Все материки испытали значительные поднятия, и произошла регрессия всех геосинклинальных, эпиконтинентальных и окраинных морей. Меловой период ознаменовался несколькими крупными событиями в развитии органического мира. Появились первые цветковые растения. Их ископаемые остатки представлены листьями и древесиной пород, многие из которых растут и в настоящее время (например, ива, дуб, клен и вяз). Меловая фауна беспозвоночных в целом аналогична юрской. Среди позвоночных животных наступила кульминация видового разнообразия пресмыкающихся. Существовали три основные группы динозавров. Хищные с хорошо развитыми массивными задними конечностями были представлены тираннозаврами, которые в длину достигали 14 м, а в высоту - 5 м. Получила развитие группа двуногих травоядных динозавров (или траходонтов) с широкими уплощенными челюстями, напоминающими утиный клюв. Многочисленные скелеты этих животных встречаются в меловых континентальных отложениях Северной Америки. К третьей группе относятся рогатые динозавры с развитым костяным щитом, защищавшим голову и шею. Типичный представитель этой группы - трицератопс с коротким носовым и двумя длинными надглазными рогами. В меловых морях обитали плезиозавры и ихтиозавры, появились морские ящерицы мозазавры с вытянутым туловищем и сравнительно небольшими ластовидными конечностями. Птерозавры (летающие ящеры) утратили зубы и лучше передвигались в воздушном пространстве, чем их юрские предки. У одного из видов птерозавров - птеранодона - размах крыльев достигал 8 м. Известны два вида птиц мелового периода, сохранившие некоторые морфологические особенности рептилий, например размещенные в альвеолах зубы конической формы. Один из них - гесперорнис (ныряющая птица) - приспособился к жизни в море. Хотя переходные формы, больше похожие на рептилий, чем на млекопитающих, известны с триаса и юры, впервые многочисленные остатки настоящих млекопитающих были обнаружены в континентальных верхнемеловых отложениях. Примитивные млекопитающие мелового периода отличались небольшими размерами и чем-то напоминали современных землероек. Широко развитые на Земле процессы горообразования и тектонические поднятия материков в конце мелового периода привели к столь значительным изменениям природы и климата, что многие растения и животные вымерли. Из беспозвоночных исчезли господствовавшие в мезозойских морях аммониты, а из позвоночных - все динозавры, ихтиозавры, плезиозавры, мозазавры и птерозавры. Кайнозойская эра, охватывавшая последние 65 млн. лет, подразделяется на третичный (в России принято выделять два периода - палеогеновый и неогеновый) и четвертичный периоды. Хотя последний отличался малой продолжительностью (возрастные оценки его нижней границы колеблются от 1 до 2,8 млн. лет), он сыграл большое значение в истории Земли, поскольку с ним связаны неоднократные материковые оледенения и появление человека.

Третичный период. В это время многие районы Европы, Азии и Северной Африки были покрыты мелководными эпиконтинентальными и глубоководными геосинклинальными морями. В начале этого периода (в неогене) море занимало юго-восточную Англию, северо-западную Францию и Бельгию и там накопилась мощная толща песков и глин. Все еще продолжало существовать море Тетис, простиравшееся от Атлантического до Индийского океана. Его воды заливали Пиренейский и Апеннинский полуострова, северные районы Африки, юго-западную Азию и север Индостана. В этом бассейне отлагались мощные горизонты известняков. Большая часть северного Египта сложена нуммулитовыми известняками, которые использовались в качестве строительного материала при возведении пирамид. В это время почти вся юго-восточная Азия была занята морскими бассейнами и небольшое эпиконтинентальное море распространялось на юго-востоке Австралии. Третичные морские бассейны покрывали северную и южную оконечности Южной Америки, а эпиконтинентальное море проникало на территорию восточной Колумбии, северной Венесуэлы и южной Патагонии. Мощные толщи континентальных песков и алевритов накапливались в бассейне Амазонки. Окраинные моря располагались на месте современных Береговых равнин, прилегающих к Атлантическому океану и Мексиканскому заливу, а также вдоль западного побережья Северной Америки. Мощные толщи континентальных осадочных пород, образовавшихся в результате денудации возрожденных Скалистых гор, накапливались на Великих равнинах и в межгорных впадинах. Во многих районах земного шара в середине третичного периода происходил активный орогенез. В Европе образовались Альпы, Карпаты и Кавказ. В Северной Америке на заключительных этапах третичного периода сформировались Береговые хребты (в пределах современных штатов Калифорния и Орегон) и Каскадные горы (в пределах Орегона и Вашингтона). Третичный период ознаменовался существенным прогрессом в развитии органического мира. Современные растения возникли еще в меловом периоде. Большинство третичных беспозвоночных были непосредственно унаследованы от меловых форм. Многочисленнее стали современные костистые рыбы, уменьшились численность и видовое разнообразие земноводных и пресмыкающихся. Произошел скачок в развитии млекопитающих. От примитивных форм, похожих на землероек и впервые появившихся в меловом периоде, берут начало многие формы, относящиеся уже к началу третичного периода. Самые древние ископаемые остатки лошадей и слонов обнаружены в нижнетретичных породах. Появились плотоядные и парнокопытные животные. Видовое разнообразие животных сильно возросло, однако многие из них вымерли уже к концу третичного периода, а другие (подобно некоторым мезозойским пресмыкающимся) вернулись к морскому образу жизни, как, например, китообразные и морские свиньи, у которых плавники представляют собой трансформированные конечности. Летучие мыши смогли летать благодаря перепонке, соединяющей их длинные пальцы. Динозавры, вымершие в конце мезозоя, уступили место млекопитающим, которые стали доминирующим классом животных на суше в начале третичного периода. Четвертичный период подразделяется на эоплейстоцен, плейстоцен и голоцен. Последний начался всего 10 000 лет назад. Современный рельеф и ландшафты Земли в основном оформились в четвертичный период. Горообразование, которое происходило в конце третичного периода, предопределило значительное поднятие материков и регрессию морей. Четвертичный период ознаменовался существенным похолоданием климата и широким развитием покровного оледенения в Антарктиде, Гренландии, Европе и Северной Америке. В Европе центром оледенения был Балтийский щит, откуда ледниковый покров распространялся до южной Англии, средней Германии и центральных районов Восточной Европы. В Сибири покровное оледенение имело меньшие размеры, в основном ограничиваясь предгорными районами. В Северной Америке ледниковые покровы занимали громадную территорию, включая большую часть Канады и северные районы США вплоть до южного Иллинойса. В Южном полушарии четвертичный ледниковый покров характерен не только для Антарктиды, но и для Патагонии. Кроме того, на всех материках было широко распространено горное оледенение. В плейстоцене выделяют четыре основных этапа активизации оледенения, чередовавшиеся с межледниковьями, во время которых природные условия были близки современным или даже более теплыми. Последний ледниковый покров на территории Европы и Северной Америки достигал наибольших размеров 18-20 тыс. лет назад и окончательно растаял в начале голоцена. В четвертичный период вымерли многие третичные формы животных и появились новые, приспособившиеся к более холодным условиям. Особо следует отметить мамонта и шерстистого носорога, которые населяли северные области в плейстоцене. В более южных районах Северного полушария встречались мастодонты, саблезубые тигры и др. Когда ледниковые покровы растаяли, представители плейстоценовой фауны вымерли и их место заняли современные животные. Первобытные люди, в частности неандертальцы, вероятно, существовали уже во время последнего межледниковья, но человек современного типа - человек разумный (Homo sapiens) - появился лишь в последнюю ледниковую эпоху плейстоцена, а в голоцене расселился по всему земному шару.

ЛИТЕРАТУРА

Страхов Н.М. Типы литогенеза и их эволюция в истории Земли. М., 1965 Любимова Е.А. Термика Земли и Луны. М., 1968 Хаин В.Е. Региональная геотектоника. Северная и Южная Америка, Антарктида и Африка. М., 1971 Леонов Г.П. Основы стратиграфии, тт. 1-2. М., 1973-1974 Хаин В.Е. Региональная геотектоника. Внеальпийская Европа и Западная Азия. М., 1977 Энциклопедия региональной геологии мира. Западное полушарие (включая Антарктиду и Австралию). Л., 1980 Аллисон А., Палмер Д., Геология. Наука о вечно меняющейся Земле. М., 1984

ГЕОЛО́ГИЯ -и; ж. [от греч. gē - Земля и logos - учение].

1. Наука о строении, составе, истории Земли, земной коры, размещении в ней полезных ископаемых и методах их изыскания.

2. Строение земной коры в какой-л. местности. Г. дна моря. Г. Урала.

◁ Геологи́ческий, -ая, -ое. Г-ая съёмка. Г-ая карта. Г-ие изыскания. Г-ое строение местности.

* * *

(от гео... и...логия), комплекс наук о составе, строении и истории развития земной коры и Земли. Истоки геологии относятся к глубокой древности и связаны с первыми сведениями о горных породах, минералах и рудах. Термин «геология» ввёл норвежский учёный М. П. Эшольт (M. P. Escholt; 1657). В самостоятельную ветвь естествознания геология выделилась в XVIII — начале XIX вв. (У. Смит, А. Г. Вернер, Дж. Геттон, Ч. Лайель — за рубежом; М. В. Ломоносов, В. М. Севергин — в России). Качественный скачок в истории геологии — превращение её в комплекс наук (конец XIX — начало XX вв.) — связан с введением физико-химических и математических методов исследования. Современная геология включает: стратиграфию, тектонику, геодинамику, морскую геологию, региональную геологию, минералогию, петрографию, литологию и геохимию, учение о полезных ископаемых, изучающие строение, состав земной коры. Геология тесно связана с физической географией, геофизикой (физикой «твёрдой» Земли), кристаллографией, палеонтологией и др. Особую группу составляют отрасли прикладного значения: гидрогеология, инженерная геология, геокриология и др., а также новые направления геологии, зародившиеся на стыках с другими естественными науками, — петрохимия, петрофизика, тектонофизика и др.

* * *

ГЕОЛО́ГИЯ (от гео- и logos — слово, учение), комплекс наук о составе, строении и истории развития земной коры(см. ЗЕМНАЯ КОРА) и Земли(см. ЗЕМЛЯ (планета)). Истоки геологии относятся к глубокой древности и связаны с первыми сведениями о горных породах(см. ГОРНЫЕ ПОРОДЫ), минералах(см. МИНЕРАЛ) и рудах(см. РУДА). Термин «геология» ввел норвежский ученый М. П. Эшольт (1657). В самостоятельную ветвь естествознания геология выделилась в 18 — нач. 19 вв. (У. Смит(см. СМИТ Уильям), А. Г. Вернер(см. ВЕРНЕР Абраам Готлоб), Дж. Геттон(см. ГЕТТОН Джеймс), Ч. Лайель(см. ЛАЙЕЛЬ Чарлз) — за рубежом; М. В. Ломоносов(см. ЛОМОНОСОВ Михаил Васильевич), В. М. Севергин(см. СЕВЕРГИН Василий Михайлович) — в России). Качественный скачок в истории геологии — превращение ее в комплекс наук (кон. 19 — нач. 20 вв.) — связан с введением физико-химических и математических методов исследований. Современная геология включает: стратиграфию(см. СТРАТИГРАФИЯ), тектонику(см. ТЕКТОНИКА (отрасль геологии)), геодинамику(см. ГЕОДИНАМИКА), морскую геологию(см. МОРСКАЯ ГЕОЛОГИЯ), региональную геологию, минералогию(см. МИНЕРАЛОГИЯ), петрографию(см. ПЕТРОГРАФИЯ), литологию(см. ЛИТОЛОГИЯ) и геохимию(см. ГЕОХИМИЯ), учение о полезных ископаемых, изучающие строение, состав земной коры. Геология тесно связана с физической географией(см. ФИЗИЧЕСКАЯ ГЕОГРАФИЯ), геофизикой(см. ГЕОФИЗИКА) (физикой «твердой» Земли), кристаллографией(см. КРИСТАЛЛОГРАФИЯ), палеонтологией(см. ПАЛЕОНТОЛОГИЯ) и др. Особую группу составляют отрасли прикладного значения: гидрогеология(см. ГИДРОГЕОЛОГИЯ), инженерная геология(см. ИНЖЕНЕРНАЯ ГЕОЛОГИЯ), геокриология(см. ГЕОКРИОЛОГИЯ) и др., а также новые направления геологии, зародившиеся на стыках с другими естественными науками, — петрохимия(см. ПЕТРОХИМИЯ), петрофизика(см. ПЕТРОФИЗИКА), тектонофизика(см. ТЕКТОНОФИЗИКА) и др.

(от гео и логия) — многодисциплинарная наука о земной коре и более глубоких сферах Земли; чаще понимается как наука о составе, строении, движениях и истории развития земной коры и размещении в ней полезных ископаемых.

— наука о строении Земли, ее происхождении и развитии, основанная на изучении г. п. и земной коры в целом всеми доступными методами с привлечением данных астрономии, астрофизики, физики, химии, биологии и др. наук. Г. долгое время смешивалась с др. отраслями знаний. Еще в XVIII в. на Г. смотрели как на отдел минералогии или физ. географии; считали задачей этой науки разъяснение вопроса о происхождении Земли. Г. как наука в понимании, близком к совр., оформилась в конце XVIII в., когда разрозненный запас геол. сведений был систематизирован в России — М. Ломоносовым, в Германии — А. Вернером, во Франции — Кювье и А. Броньяром, в Англии — У. Смитом, в Шотландии — Д. Геттоном. Современная Г. делится на ряд взаимосвязанных отраслей, используемых при описании и исследовании Земли; динамическую Г., историческую Г., геотектонику, петрологию, литологию, минералогию, кристаллографию, Г. полезных ископаемых, гидрогеологию, региональную Г. и др.

Каждая из названных отраслей Г. может быть подразделена на самостоятельные дисциплины. Так, напр., из раздела динамической Г., изучающей геол. процессы, выделены: вулканология, изучающая явления вулканизма; сейсмология, изучающая геол. условия землетрясений; геоморфология и др. Г. полезных ископаемых подразделяют на Г. рудных и Г. нерудных полезных ископаемых. Раздел Г. полезных ископаемых, характеризующий геол. закономерности размещения в пространстве и во времени рудных м-ний, в последнее десятилетие развился в самостоятельную отрасль знаний, получившую название “металлогения”. Г. нерудных полезных ископаемых включает Г. нефти и газа и Г. ископаемых углей и горючих сланцев, объединяемых в Г. горючих ископаемых (см. Каустобиолиты), а также Г. солей, Г. строительных материалов и др. Одновременно Г. включает ряд крупных разделов, являющихся самостоятельными отраслями, разделяющимися, в свою очередь, на новые научные направления, Г. в связи с астрономией породила космогонию — науку об образовании и развитии небесных тел, в т. ч. и нашей Земли как планеты. Наука о воздействии внешних астрономических факторов на развитие земной коры получила назв. астрогеологии. Г. и химия дали геохимию, а Г. и физика — геофизику. Ввиду своеобразия применяемых методов исследований выделено в особую дисциплину изучение новейших четвертичных или антропогеновых отл., называемое не совсем правильно “Четвертичной геологией”. В последнее десятилетие все больше внимания уделяется Г. морского дна или морской Г., которая занимается изучением материковых шельфов, склонов, каньонов и ложа океана. Эти исследования приобретают большое значение в связи с тем, что подводное пространство составляет 3/4 поверхности Земли и содер. колоссальные запасы нефти, марганца, железа и др. полезных ископаемых, которые чрезвычайно интенсивно извлекаются на суше. На океанском дне тоньше всего слой земной коры, и именно отсюда проектируется проникновение во внутренние подкоровые оболочки и мантию. Не будет преувеличением сказать, что ближайшее десятилетие, наряду с проникновением в космос, станет временем активного вторжения человека в Мировой океан.

Преобладающая часть конкретных вопросов, решаемых в настоящее время Г., относится к поверхностным частям планеты, ограниченным глубинами 10—15 км. Это обусловлено глубиной среза в складчатых обл. и совр. техническими возможностями разведки и добычи полезных ископаемых. С целью изучения глубоких недр Земли ставится вопрос о необходимости создания объединенной науки о Земле, в которой слились бы геол., геофиз. и геохим. методы (см. Геономия). Как отрасли Г., имеющие прикладное значение, различают: экономическую Г., нефтяную, рудничную, промысловую, инженерную, военную и др. Термин Г. применяется также для обозначения геол. строения какой-либо страны или определенного крупного участка земной поверхности. С достижением поверхности Луны автоматическими космическими станциями и первыми посещениями Луны человеком начала оформляться новая геол. отрасль — лунная Г., которую следует называть “Селенологией”. См. также Изучение геологии Земли из космоса. Д. П. Авров.

(от гео... и ...логия) - комплекс наук о веществ. составе, строении и истории развития Земли, особенно земной коры. Состав земной коры изучают минералогия, петрография, литология, геохимия; движения земной коры и создаваемые ими структуры - геотектоника и (для локальных участков) структурная геология; процессы, протекающие на поверхности Земли и в её недрах, - динамическая геология (в т. ч. вулканич. явления - вулканология, землетрясения - сейсмология); историч. последовательность геол. процессов - историческая геология (в т. ч. стратиграфия и палеогеография); геол. строение отд. территорий - региональная Г. и т. д. Важное практич. значение имеют учение о полезных ископаемых, гидрогеология, инженерная геология. Тесно связана Г. с геофизикой, геодезией, горным делом, геоморфологией, гидрологией, океанологией. Г. - науч. основа поисков и разведки полезных ископаемых.

geology

* * *

geology

динами́ческая геоло́гия — dynamic geology

инжене́рная геоло́гия — engineering geology

истори́ческая геоло́гия — historical geology

геоло́гия поле́зных ископа́емых — mining geology

прикладна́я геоло́гия — practical geology

ж.

geologia f

- динамическая геология

- ядерная геология

наук.

геоло́гія

- региональная геология

наук.

геоло́гія

- региональная геология

(от гео... и ...логия), комплекс наук о составе, строении и истории развития земной коры и Земли. Истоки Г. относятся к глубокой древности и связаны с первыми сведениями о горн, породах, минералах и рудах. Термин "Г." ввёл норв. учёный М. П. Эшольт (1657). В самостоят, ветвь естествознания Г. выделилась в 18 - нач. 19 вв. (У. Смит, А. Г. Вернер, Дж. Гсттон, Ч. Лайель - за рубежом; М. В. Ломоносов, В. М. Ссвсргин - в России). Качеств. скачок в истории Г.- превращение её в комплекс наук (кон. 19 - нач. 20 вв.) связан с введением физ.-хим. и матем. методов иссл. Совр. Г. включает: стратиграфию, тектонику, геодинамику, мор. геологию, регион. геологию, минералогию, петрографию, литологию и геохимию, учение о полезных ископаемых, изучающие строение, состав земной коры. Г. тесно связана с физ. географией, геофизикой (физикой "твёрдой" Земли), кристаллографией, палеонтологией и др. Особую группу составляют отрасли прикладного значения: гидрогеология, инж. Г., геокриология и др., а также новые направления Г., зародившиеся на стыках с др. сстссти. пауками, - петрохимия, петрофизика, тектонофизика и др.