↑ Геологические знания предыстории

Становление человека началось с изготовления каменных орудий. Горнодобывающая промышленность и переработка ее продуктов была, очевидно, первой отраслью производства, которая уже в неолите приобрела общественный характер. Именно минеральные ресурсы обусловили дальнейший прогресс общества, не говоря уже о революционизирующей роли открытия железа. С давних пор использовались поверхностные и подземные воды. Окаменелые органические остатки также давно привлекали внимание человека. В древних могильниках найдены ископаемые раковины. Они служили для украшения, а возможно, и для ритуальных целей. Все это свидетельствует о давнем накоплении эмпирических геологических знаний. Так, хотя и в крошечных еще размерах, возникла геологическая деятельность человека. Он начал расходовать минеральные ресурсы и преобразовывать рельеф земной поверхности.

Геологические знания вырастали в результате производственной деятельности человека и сразу проверялись практикой. Они в соответствии с распространением разного минерального сырья обусловливались географией, передавались из поколения в поколение, и, вероятно, при миграциях и войнах не раз частично утрачивались. Наверно, пранаука полифилетична и возникала неоднократно в различных местах.

↑ Геологические знания в классической древности

Использование человеком минеральных ресурсов уже давно приводило к примитивным классификациям и обобщениям. Наблюдения за явлениями природы сопровождались попытками их объяснения; формой таких обобщений вначале служили религиозные мифы. Хотя они имели большое значение для геологии, мы не будем их касаться, отсылая к другим источникам [2 и др]. Заметим лишь, что в мифах нетрудно найти следы наблюдений, делавшихся человеком. Никто не сомневается в том, что представление о потопе, существующее во многих религиях, связано с реальными событиями. Допустимо предположить, что последовательность творения организмов по некоторым мифам (рыбы, земноводные, птицы, наземные пресмыкающиеся, звери и человек) отражала представления о сложности организмов. В сагах Скандинавии есть сведения о катастрофическом похолодании, наступании и отступании ледников.

Греческие философы находили «начало начал» в земных стихиях и сущностях. Фалес видел это начало в воде. Четыре начала — воду, «землю», воздух и огонь указывали Эмпедокл и Аристотель, огонь — Зенон и Гераклит. О «центральном огне» Вселенной говорил Филолай. Представления некоторых философов были сложнее. Анаксимандр писал о первоматерии, распадающейся на тепло и холод, которые при взаимодействии выделяли землю, воду и «огненную сферу». Анаксагор в основе видел материю и дух; из первичного хаоса при его вращательном движении образовался мир: эфир, воздух и вода. Из последней выделилась Земля. Анаксагору же принадлежит мысль о «панспермии» — невидимых мировых зародышах жизни; он, как и атомисты Левкипп и Демокрит, считал «бесчисленными» первичные начала Вселенной. Атомистическое учение Демокрита, по преданию, возникло на почве наблюдения за незаметным износом золота.

Мысль о Земле — шаре высказывали Пифагор, Эмпедокл, Платон, Аристотель, Эратосфен, Страбон и др. Сенека писал также о вращении Земли вокруг оси, а Аристарх Самосский указывал на ее вращение вокруг Солнца. Огненно-жидкую внутренность Земли предполагал Эмпедокл. Об огне и огненных реках внутри Земли говорили Платон и др. Анаксимандр, Анаксагор, Левкипп и Демокрит считали Землю цилиндром или диском. Купить подарок парню на 23 февраля можно на сайте mrdom.ru

В учениях классической древности есть и конкретные взгляды в области геологии. На изменение очертаний и высоты суши под влиянием воды, землетрясений, вулканических извержений, в частности на поднятия суши из-под уровня моря и т. п., указывали Ксенофан, Каанф, Геродот, Пиндар, Пифагор, Эратосфен, Аристотель, Теофраст, Стратон, Страбон, Лукреций, Овидий, Вергилий, Сенека и др. Полибий, описавший дельту Дуная, говорил о ее медленном формировании и допускал, что в будущем осадками заполнится вся впадина современного Черного моря. Аристотель считал, что затопление и осушение Земли происходит периодически и может быть медленным. Он сформулировал мысль о цикличности геологических явлений. Раньше ее в общей форме выражали Гераклит и др. («мировой год»).

Большинство античных ученых, кроме, например, Аристотеля и Теофраста, превращение дна моря в сушу доказывали, в частности, находкой на суше ископаемых морских организмов. Эти остатки и их местонахождение правильно объясняли также Ксантос Лидийский, Эмпедокл, Платон, Плутарх, Тертуллиан и др. Аристотель, считавший как и Анаксагор, что низшие организмы (мнение Аристотеля) или организмы вообще зарождаются в иле, допускал, что они могли попадать в горные породы при отвердевании ила. Теофраст, ученик Аристотеля, написавший первую книгу о минералах и окаменелостях, думал, например, что рыбы попали в породу из ближайшего водного бассейна или образовались в земле, а остатки их окаменели. О круговороте воды Земля — Тартар — Земля (Тартар — подземный мир) говорил Платон. Аристотель полагал, что водяные пары воздуха сгущаются в холодных подземных пустотах (конденсация). Многие философы и естествоиспытатели считали, что воды суши, во всяком случае, частично, питаются притоком морских вод; Демокрит писал о сгущении в воздухе паров воды. Позже в Риме Витрувий указывал, что источники питаются дождевыми и талыми водами, просачивающимися с поверхности (инфильтрация). Аристотель и Демокрит занимались изучением условий окатывания речной и морской гальки.

Мысль о наличии в Земле пустот и каналов принадлежала Анаксимандру, автору первой географической карты и географического описания; ее разделяли все авторы, рассматривавшие землетрясения и вулканизм. Плиний считал землетрясения причиной горообразования. Многие указывали на поднятие при землетрясениях и вулканизме из глубин моря островов. Страбон обратил внимание также на поднятия и опускания при землетрясениях больших участков материка. Он критиковал Стратона, полагавшего, что изменение очертания материков зависело от колебаний морского уровня (высокие приливы, разливы рек); Стратон думал, что море «течет» подобно рекам, от мест с высоким дном к участкам с дном низким (ср. с современными мутьевыми потоками и теп­ловыми течениями) и что отложения на дне моря, вытесняя воду, заставляют ее перемещаться (Страбон, 1964). Миф об Атлантиде, погрузившейся под уровень Атлантического океана вследствие землетрясения за 9000 лет до его времени сообщил Платон. Аристотель Землю сравнивал с живым существом. По его мнению, она, развиваясь, проходила стадии юности, зрелости и старости. Такие сравнения делались часто (Страбон, Лукреций, Сенека и др.).

Причины землетрясений видели в обрушениях или действиях подземных газов и паров. На первую причину указывали Анаксимен и Демокрит, которые приписывали воде главную роль. Большинство, впрочем, полагало, что существеннее действие огня, «выедающего» пустоты. Другие считали, что землетрясения производит подземный «ветер», сжатые в пустотах пары и газы («пневма» — термин Аристотеля), вырываясь наружу (Аристотель, Теофраст, Каллистен, Стратон, Страбон, Плиний и др.). Подземные газы ставились в непосредственную связь с воздухом («ветром»), который проникал в подземные пустоты перед землетрясением. Обе причины землетрясений признавали Эпикур и Лукреций.

Действие газов под землей большинство греков связывало также с подземным огнем, внутренним жаром (Аристотель, Платон и др.). Анаксагор, затем Плиний указывали на подземную «грозу». Страбон и Сенека сравнивали вулканы с предохранительными устройствами для разгрузки избытка силы земных недр. Стратон писал о «тепле» и «холоде», борьба между которыми является первопричиной землетрясений. Вулканизм в общем признавался явлением, непосредственно связанным с землетрясениями и подземным огнем. Последний, в случае если он не относился к подземным стихиям, считался результатом горения серы и битумов.

Мысль о зависимости землетрясений от космических причин принадлежит Аристотелю. Он полагал, что осенью и весной землетрясения бывают чаще, так как в это время испарение Земли (выделение пневмы) сильнее. Солнце, Луна и время дня также влияют на частоту землетрясений. Это мнение разделял Плиний. Подробные описания землетрясений и извержений вулканов имеются у многих авторов. Подчеркнем хорошее знакомство древних с вулканизмом. Хотя Везувий в историческую эпоху до 79 г. не извергался, Страбон считает его вулканом. Он основывался на форме горы и, возможно, характере и напластовании лав, которые считались расплавленным камнем.

Если объективный идеалист Платон считал мир (его сущность — мир идей) вечно существующим, то большинство натурфилософов видело природу изменяющейся (ярко выражено у материалистов Демокрита и Левкиппа). Идею изменяемости поэтически выразили Лукреций и Овидий.

Более туманные представления существовали для тех областей, где опыт давал меньше сведений. Аристотель считал, что под влиянием лучей Солнца Земля выделяет испарения. При проникновении лучей глубже некоторые испарения могут порождать камни, металлы и их руды, имеющие частично как бы космическое происхождение. Не лежали ли в основе этих фантастических представлений наблюдения над пневматолитическими процессами на вулканах? Укажем, что мысль о превращении металлов — одна из ведущих идей алхимии — была высказана в III в. египтянином Зосимой.

Чтобы конкретнее представить геологические знания греко-римской эпохи, коснемся Плиния старшего и Сенеки. «Естественная история» Плиния старшего в 37 книгах была напечатана на латинском языке в 1468 г., на итальянском — в 1524, на немецком — в 1580 г., на французском — в конце XVI в.; в России «минералогическая» часть — в 1819 г. Плиний описал до 450 ископаемых тел. Он ссылается на рукописи более чем 30 авторов, посвященные «камням». Некоторые приводимые им названия не расшифрованы. О ряде пород и минералов Плиний дает явно фантастические сведения: об их лечебных и мистических свойствах, о размножении минералов и т. п. Однако часто его описания конкретны и имеют практическую направленность. Много названий минералов и пород унаследовано нами от той эпохи, хотя сейчас иногда они относятся, видимо, к другим объектам. У Плиния находим: агат, адамас (алмаз), антрацит, обсидиан, аурипигмент, берилл, мрамор, церит (церизит), хлорит, хризоколла, хризопраз, циннабар (киноварь), крета (мел), кристалл (хрусталь), электрум. (сплав золота с серебром и янтарь), базальт, гагат, жеода (камень с землей внутри), гиацинт, латер (сырье для кирпичей; ср. с латеритом), марга (мергель), опал, праз, пирит, силекс (кремень), стеатит, тофус (туф) и т. д.

Плиний к неорганическим телам относит некоторые палеонтологические остатки. Он называет «Bronte» камень, который «походит на голову черепахи, ниспадает при громовых ударах; гасит место, загоревшееся от молнии, если тому верить можно» (громовый камень, нем. «Donnerkeil»). Это ростр белемнита. Он пишет об ископаемых слоновых костях, которые, «по Теофрасту», «из земли растут». «Аммонов рог», т. е. аммониты, он также считает минералом. Несомненно, к палеонтологическим остаткам относится и Ostracitis, название дано «от подобия с устрицею». Но чаще представление об ископаемых остатках в ту эпоху в общем было правильное.

Для янтаря Плиний приводит ряд названий; основное — «siccinum» («соковик» от sucus — сок), указывающее на его происхождение от окаменения смолы деревьев. Хотя о янтаре имелись и фантастические измышления, Плиний, ссылаясь на мнение «предков», считает его органическим образованием: это доказывают «видимые внутри его некоторые живые существа, как-то муравьи, комары и ящерицы...». Другое название «harpax» (цепкий, хищный) указывает на свойства электризоваться и притягивать «листья, плеву и лохмотья от одежды». Плиний различает битумы, асфальт и нефть (naphta). Битумы, как и нефть — это «горная смола».

Он пишет: «...камни часто на землю падают, о чем никто сомневаться не будет». Некоторые из них, очевидно, метеориты. Явно ошибочное описание относится к bolae (отсюда «болид») — земляной глыбе, падающей с дождем. Любопытна характеристика серы: «Никакое иное вещество столь удобно не возгорается... в нем заключается большая огненная сила». С этим прямую связь имеет идея о горении серы как причине вулканизма, державшаяся до начала XIX в.

Сенеке принадлежит труд «Вопросы природы» в семи книгах. Он считал, что главную роль на Земле играют вода и огонь, наряду с парами и газами, образующимися при их взаимодействии. Огонь и вода — «оживляющие» элементы, которые постоянно действуют на твердые, косные вещества, растворяют их и образуют новые, а также обусловливают их меняющееся распространение по поверхности Земли. Вода действует, главным образом, в горизонтальном направлении, все нивелируя. Огню, газам и парам более свойственно созидающее действие и участие в процессах, направленных вертикально.

Одна из книг посвящена действию воды: ее механической и растворяющей работе, образованию осадков, ручьев и рек; в ней рассматриваются периодически вытекающие, газосодержащие, едкие, окрашенные, лечебные и вредные источники, водные осадки и инкрустации. Обсуждаются изменения от размывающего и намывающего действия вод рек и моря, образование дельт. Сенека рассматривал причины огромных наводнений (diluvium), которые с известной закономерностью периодически преобразуют и будут преобразовывать в будущем большие участки земной поверхности. Он считал, что водные источники возникают вследствие инфильтрации, но частью и за счет подземной конден­сации, притока воды из моря и в результате превращения вещества.

Сенека разделил процессы на два вида — по современной терминологии экзогенные и эндогенные. Он описывает землетрясения, характеризуя их предвестники: подземный грохот и «рев». Иногда явление исчерпывается подземным гулом. По наблюдению Архелая, пишет Сенека, землетрясению предшествует штиль. Это якобы потому, что ветер производит землетрясение, действуя внутри Земли. Сенека это отвергает: подземные газы и пары не имеют связи с воздухом — мнение Сенеки пришлось защищать еще в XIX в. А. Гумбольдту. Сенека указывает, что результатом землетрясений являются крупные опускания и поднятия, но первые констатируются труднее. Землетрясениям может сопутствовать прорыв из глубин Земли и возгорание (от трения) газов, а также появление источников, ручьев и изменения в них температуры, дебита, прозрачности и др., образование озер (обвалы). При землетрясениях новые источники в ряде случаев выносят рыб и водных животных, характерных для близлежащих водоемов (открытие подземных каналов). Иногда появляются своеобразные животные, имеющие признаки, свидетельствующие о жизни в темноте. Прорыв газов, часто ядовитых (ссылка на гибель животных), бывает мгновенным или сохраняется длительно.

Сенека землетрясение считал всегда местным явлением. На основании имеющегося опыта он полагал его слишком ограниченным, в пределах 200 000 шагов (около 150 км). По Сенеке, острова и побережья подвержены землетрясениям чаще. Было мнение, что участки с обилием подземных пустот или образовавшиеся путем намыва, землетрясений не испытывают; Сенека делает оговорку, что они все же не гарантированы от них полностью (пример — Делос и Египет). Мнение о возможном предохраняющем действии пустот имеет осно­вания; вспомним, что распространение трещин при сварке гасят сверлением отверстий. Вопрос о влиянии на частоту землетрясений времен года Сенека оставил открытым.

Сенека подразделял землетрясения на вулканические и обвальные. Первые разрушительнее и чаще. По характеру движений он выделял: 1) сотрясения и 2) наклоны (то, что в XIX в. назвали ундуляторными волнообразными движениями). Крутящие движения являются результатом пересечения волнообразных. Неринг считает, что их Сенека также относил к наклонным. Мелкое дрожание Сенека не выделил в самостоятельный вид, а указывал, что, по-видимому, эти движения являются слабым проявлением двух основных видов. Наиболее разрушительны, по Сенеке, наклоны (в XIX в. существовало обратное мнение, но самыми опасными считались крутящие движения). Сенека пишет также о моретрясениях; приводит примеры опускания суши под уровень моря и раздробления участков суши.

Взгляды Сенеки на причины вулканических землетрясений связаны с его представлением о строении Земли: Земля — свободно плавающий в пространстве шар, вероятно, постоянно двигающийся и вращающийся. Строение ее недр он представлял аналогичным поверхности. Это твердые массы с пустотами, наполненными текучей и стоячей водой, газами и парами. В ряде точек имеется подземный огонь от горения серы и битумов. Его очаги не повсеместны, поэтому землетрясения и вулканизм локальны. Они происходят от действия сжатых паров и газов, особенно при их самовоспламенении или возгорании от близкого огня. Действие газов ведет к поднятиям, различным нарушениям и вулканическим извержениям. Газы и пары развиваются больше там, куда легче проникает вода, почему вулканические землетрясения и распространены вблизи морей, а обвальные — везде. Гумбольдт писал, что у Сенеки «...мы находим зародыши всего, что до последнего времени наблюдалось и предполагалось о причинах землетрясений». Он, очевидно, обобщил многое, что высказывалось до него. Труды его сохранились довольно полно. Влияние Сенеки наблюдается до XIX в.

Современная наука является преимущественно наследницей греко-римской. От естествознания восточных стран той эпохи осталось меньше сведений. В индийских и китайских философских системах также существовали атомизм, материализм и идеализм, представления о всеобщей изменчивости и обусловленности. В числе первоэлементов у философов-материалистов мы встречаем те же земные стихии: воздух (ветер), огонь (свет), воду, землю и т. д. В Китае (Сюй-син) и Индии в их числе упоминается также дерево. Изучение действительности в ряде случаев указывалось как основа и источник знания» Как и в учениях философов Греции и Рима, в некоторых рассматриваемых философских системах наблюдается стихийно-диалектический подход к миру.

В Китае еще до нашей эры существовали сочинения по минералогии, географии и геологии — труд «Сай-Хей-дин» (около 400 л. до н. э.) в 18 томах и др. В рукописи Гуан-цзы (до н. э.) приведены сведения об изменении состава рудных месторождений с глубиной и совместном нахождении некоторых минералов. Землетрясения также были описаны, а во II в. Чжан-хен изобрел сейсмоскоп.

К рассматриваемой эпохе относятся и первые представления о длительной истории Земли. Такие мысли содержатся в некоторых восточных философских и космогонических системах. На бесконечность и вечность Вселенной или миллионы лет существования Земли указывали Аристотель, Полибий из Мегаполиса, Гераклит, Левкипп, Демокрит, Кассандр из Саламиса и Геродот. Время это в общем не ограничивали многие авторы той эпохи. Однако хронологические представления не связывались конкретно с геологическими фактами.

Классическая греческая наука оставила большое наследство в области общей методологии — логике науки. В первую очередь следует указать на Аристотеля. Небезынтересны также слова Страбона: «Наиболее правильно объяснение вести от вещей, которые ясны в известном отношении, встречаются нам ежедневно, как наводнения, землетрясения, извержения вулканов, неожиданное поднятие" земли из моря...».