1.4 Современный этап развития геологии

В середине ХХ в. в геологии серьёзное внимание обращается на развитие региональных геологических исследований, особенно на геологическую съёмку как основу для выявления минеральных богатств. Стратиграфические схемы, разработанные к началу ХХ в. только для Европы и отчасти для Северной Америки, стали детализироваться и создаваться для всех остальных материков в связи с широким развёртыванием геологического картирования. Значительным событием в развитии стратиграфии было установление Н.С. Шатским (1945) новой, рифейской группы отложений, лежащей между протерозоем и палеозоем, и выделение соответствующего отрез-ка времени в истории Земли продолжительностью около 1 млрд лет. Рифейские отложения выделены на всех континентах, а их расчленение и сопоставление разрезов успешно осуществляется с помощью изучения строматолитов. 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 многих других) геологов была детально разработана стратиграфия палеозойских, мезозойских и кайнозойских отложений.

В области тектоники для ХХ 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 X. 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 г. (А.В. Пейве, Н.А. Штрейс), а затем детально иссле-дованы 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 1950-1960-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.

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.). Успешно развивались: вулканология (В.И. Влодавец, Б.И. Пийп, Г.С. Горшков, американские геологи X. Уильяме, 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), геология 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 геологии и химии в ХХ в. обособилась наука «геохимия», принципы которой были сформулированы В.И. 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.

На стыке геологии и физики развилась геофизика. Появление и развитие геохимии и геофизики в огромной степени способствовало успехам геологических исследований, в практику которых сначала ХХ в. прочно вошли геофизические и геохимические методы.

В последнюю четверть века интенсивно развивается геология дна морей и океанов в целях промышленного освоения полезных ископаемых обширных пространств континентального шельфа. В исследованиях геологии морского дна широко применяются геофизические методы, а в последние годы и бурение со специально оборудованных судов.

На территории СССР все отрасли геологии 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 года геологические карты менее детального масштаба охватывали только 10% площади царской России. В 1922 и 1925 гг. 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 г. 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 гг. было издано первое в СССР учебное пособие (автор А.Н. Мазарович) по курсу региональной геологи и мира, дающее общую характеристику геологического строения всех материков земного шара. Большое значение имело также издание научно-популярной литературы по геологии (В.А. Обручев, А.Е. Ферсман, В.А. Варсанофьева и др.).

Работы по планированию и организации геологических исследований в СССР велись Министерством геологии СССР и министерствами союзных республик через территориальные геологические управления и геологические учреждения других министерств, связанных с разработкой минеральных ресурсов и строительством. Научную работу по геологии проводили около 80 научно-исследовательских институтов и лабораторий Министерства геологии и некоторых других министерств, АН СССР и АН союзных республик. В СССР издавался ряд периодических научных геологических журналов.

Организация геологических исследований в международном масштабе и обсуждение важнейших проблем геологии осуществляется основанным в 1875 Международным геологическим конгрессом. В перерывах между сессиями конгресса межнациональными исследованиями руководит с 1967 г. Международный союз геологических наук.

На первую половину 1960-х годов приходятся важные открытия в области изучения структуры дна океанов и природы срединно-океанических хребтов, заложены основы гипотезы «новой глобальной тектоники», или «тектоники литосферных плит». Многие геологи мира принимают ее в качестве рабочей гипотезы для объяснения процессов развития земной коры.

Успешно развивались такие разделы геологии как стратиграфия, геохимия, геофизика, тектоника и др. исключительно большое значение приобрело учение о полезных ископаемых; невиданный размах получили практические геологические исследования, направленные на изучение геологии отдельных регионов, расширение минерально-сырьевой базы добывающих отраслей.

В век научно-технической революции глубокие преобразования коснулись геологической науки. Появились новые технические средства и методы: морское и глубокое (сверхглубокое) бурение, океанографические исследования, изучение Земли с помощью искусственных спутников и пилотируемых космических кораблей (дистанционное зондирование Земли), новая аппаратура, в том числе и электронная, для петролого-минералогических экспериментов и определения физических свойств минералов в условиях сверхвысоких давлении и температур, характерных для глубоких недр Земли.

Начало эры космических исследований стимулировало появление новой геологической дисциплины – космической геологии. Съемки поверхности Земли из космоса выявили новые черты структуры земной коры и, прежде всего, ее крупные линейные неоднородности – линеаменты (термин был предложен еще в 1911 г. американцем У. Хоббсом), а также кольцевые структуры разного масштаба и происхождения. Картирование из космоса и с самолетов (радарная съемка) позволило обнаружить последствия различных геологических процессов: изменение рельефа, вулканические извержения, динамика очертаний ледниковых покровов и др. Таким образом, дистанционные методы стали важным дополнением к стандартным методам геологического картирования и геофизического изучения земных недр.

Наступление «космической эры» привело к тому, что на основе геологии возникла более широкая наука – сравнительная планетология. В ее становлении велика заслуга А.П. Павлова, А.В.  Хабакова, Г.Н. Катрфельда, А.Н. Виноградова, В.Л. Барсукова и др.

В настоящее время основное внимание исследователей в теоретической геологии приковывает обсуждение двух проблем. Одна из них – глубинная геодинамика, т.е. процессы, протекающие в мантии и ядре. Вторая – ранняя история Земли и проблема цикличности в истории Земли, т.е. причины периодического появления на Земле великих покровных оледенений, возникновение жизни, причины великих вымираний организмов, становление и распад суперконтинентов и т.д.

Принципиальные изменения произошли в области прикладных наук. Для развития геологии нефти и газа большое значение имело появление органической химии, подтвердившей на молекулярном уровне органическое происхождение нефти, и углубление учения о нефтегазоносных осадочных бассейнах. В учении о рудных месторождениях весьма значительным стало применение принципов тектоники плит к металлогеническому анализу, выделены типы месторождений, связанных с тектонической активизацией и рифтогенезом (А.Д. Щеглов и др.).

Резко повышается удельный вес исследований инженерно-геологического цикла в связи с обострившимся интересом к проблемам экологии. Во многих странах, где возможность открытия новых залежей полезных ископаемых практически исчерпана, основной задачей геологов является крупномасштабное картирование геологической среды обитания человека, тем самым обозначилось новое научное направление – геоэкология, которая опирается на данные инженерной геологии, гидрогеологии, геохимии, неотектоники, сейсмотектоники и других геологических дисциплин.

В настоящее время вопросами геологических исследований в Республике Беларусь занимается Министерство природных ресурсов и окружающей среды, которое организует:

- государственное геологическое изучение недр;

- экспертизу проектов геологического изучения недр;

- проведение в установленном порядке геолого-экономической и стоимостной оценки месторождений полезных ископаемых и участков недр;

- проведение в установленном порядке конкурсов и аукционов на право пользования недрами;

- проведение государственной экспертизы информации о разведанных запасах полезных ископаемых, геологической, экономической информации о предоставляемых в пользование участках недр;

-отнесениезапасовполезныхископаемыхккондиционнымилинекондиционнымза-пасам, а также определение нормативов содержания полезных ископаемых, остающихся во вскрышных, вмещающих породах, в отвалах или в отходах горно-добывающего и перерабатывающего производства, по результатам технико-экономического обоснования эксплуатационных кондиций для подсчета разведанных запасов.

Основные задачи современной геологии

Поскольку залежи полезных ископаемых на поверхности Земли в основном исчерпаны, одной из главных задач современной геологии является поиск и освоение невидимых с поверхности («слепых», или «скрытых») месторождений. Поиски их могут производиться лишь с помощью геологических прогнозов, что требует усиленного развития всех направлений геологии.

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 геологии является изучение геологии дна морей и океанов. В последнее десятилетие начались работы по детальному изучению подземного тепла как возможного энергетического ресурса будущего. В ряде стран (Исландия, Италия, Япония, Новая Зеландия, в России на Камчатке) перегретый пар, выделяющийся из скважин, уже используется для отопления и получения электроэнергии.

Важнейшей задачей геологии 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 геологии становится сравнительное изучение Земли и других планет.

К нерешенным проблемам следует отнести прогноз времени землетрясений, мониторинг природных катастроф (вулканических извержений, крупных оползней и обвалов и др.).

Актуальной задачей остается разработка прямых методов поисков залежей нефти, повышение отдачи нефтяных пластов. При участии геологов должны быть найдены рациональные методы добычи рудных залежей на дне океанов. Важной задачей геологов вместе с другими специалистами, является изыскание способов надежного и безопасного захоронения радиоактивных отходов.

В современных условиях роль экологической геологии стремительно возрастает и переходит от контроля за состоянием окружающей среды к мониторингу, т.е. отслеживанию хода ее изменений, и прогнозированию таких изменений, к планированию рационального использования этой среды в различных целях – добыча полезных ископаемых, водоснабжение, строительство и др. – с максимальным созранением природных условий, т.е. переход к ноогеологии (геологии разума).