Теория континентального дрейфа А. Вегенера

Размещено на http://www.allbest.ru/

Оглавление

Введение

I. Теория дрейфа континентов в рамках противостояния мобилизма и фиксизма

1. Эмпирические и теоретические предпосылки появления гипотезы о дрейфе материков

2. Концепция дрейфа материков Вегенера, критика теории дрейфа современниками и отказ от нее

3. Борьба фиксизма и мобилизма как разных способов объяснения истории земли - вертикальными и горизонтальными движениями коры

4. Появление теории тектоники плит как победа мобилизма, ее современное состояние

5. Фиксизм и мобилизм в советской науке, теория тектоники плит в СССР

II. Развитие научного знания в геологии ХХ столетия как революционный скачок (использование гносеологии Томаса Куна для анализа приращения научного знания)

1. Геосинклинальная теория как нормальная парадигма эпохи научной революции

2. Кризис геосинклинальной теории и попытки его преодоления в рамках старой парадигмы

3. Смена теории геосинклиналий тектоникой плит как научная революция

Введение

Предметом данного реферата является хорошо известная в наши дни даже неспециалистам гипотеза плавающих (“дрейфующих”) континентов немецкого геолога Альфреда Вегенера.

Впервые сформулированная им 100 лет назад - еще в 1912 году, идея о движении блоков земной коры не была признана тогда его современниками. Теория континентального дрейфа Вегенера отвергалась научным сообществом в течение 60 лет, пока она не была возрождена 70-ые годы 20-го столетия в составе тектоники плит - современной геологической теории о движении литосферы, согласно которой земная кора состоит из относительно целостных блоков - литосферных плит, которые находятся в постоянном движении относительно друг друга. Теория тектоники плит объясняет возникновение землетрясений, вулканическую деятельность и процессы образования гор, по большей части приуроченные к границам плит.

Какой бы захватывающей ни была картина возникновения современного состояния земли, теория Вегенера представляет не меньший интерес и как картина борьбы мнений ученых различных школ и ставит вопрос о закономерностях социального признания, а именно признания научным сообществом идей «опережающих» или «выражающих» дух времени, что, собственно говоря, и явилось целью данной работы.

Методологической основой данной работы явились представления Томаса Куна о структуре научных революций. Гносеология Куна послужила тем необходимым понятийным аппаратом, который и позволил увидеть теорию континентального дрейфа Вегенера как предтечу научной революции в геологии, произошедшей в 70-ые годы 20 века. Эта революция выразилась в принятии научным сообществом тектоники плит - теории, пришедшей на смену старой парадигмы - геосинклинальной теории, которая почти безраздельно господствовала повсеместно с начала 20 века.

В данной работе особое внимание уделяется особенностям принятия теории дрейфа континентов советскими геологами и делается попытка объяснения этих особенностей исходя из более широкой картины места и закономерностей функционирования научного сообщества в рамках общества с его идеологией, которая оказывает влияние на выбор учеными той или иной модели мира.

континент дрейф вегенер тектоника

I. Теория дрейфа континентов в рамках противостояния мобилизма и фиксизма

1. Эмпирические и теоретические предпосылки появления гипотезы о дрейфе материков

В XIX веке, когда началось детальное геологическое изучение Земли, выяснилось, что континенты покрыты тонкими ровными слоями осадков различного возраста, последовательно перекрывающими друг друга. Но не везде эти слои сохранили горизонтальное залегание. В некоторых местах пласты, явно когда-то лежавшие горизонтально на дне мелкого моря, оказываются смятыми в гигантские застывшие волны, называемые складками. Смятый в складки пласт занимает значительно меньшую площадь на земной поверхности, чем первоначальный горизонтально лежащий, и это, значит, что земная поверхность способна сокращать свою площадь. Более того, выяснилось, что участки земной поверхности способны наползать друг на друга, образуя перекрытия в два и более этажа. Плоскости, по которым происходит такое надвигание или наползание одного блока земной коры на другой называется надвигами или шарьяжами. Особенно крупное надвигание было обнаружено в Альпах. Там одни участки земной коры надвинуты на другие на сотни километров и в несколько этажей. Это означает, что нынешние Альпы когда-то занимали на земной поверхности площадь в несколько раз большую, что отражено в афоризме Марка Твена: «Если бы Швейцарию вырезать и распластать, то получилась бы немалая страна».

Те же явления были открыты и в других горных поясах, молодых и древних, например в Кордильерах, Гималаях, на Урале. Это с очевидностью показывало, что крупные участки земной коры могут приближаться друг к другу, а излишки площади, лежащие между ними, при этом будут исчезать в горных цепях. Затем было установлено, что они могут и расходиться друг от друга, образуя либо зияющие трещины, часто заполняющиеся вулканической лавой, либо огромные провалы-грабены, обнаруженные в Исландии, Германии, Африке. Наконец, они могут латерально скользить друг относительно друга, и тогда граница, вдоль которой происходит скольжение, называется сдвигом Такие сдвиги обнаружились в Шотландии, Калифорнии, Новой Зеландии. Таким образом, полевые геологические исследования с очевидностью показывали наличие горизонтальных движений.

Движения не только логически выводились из наблюдений над геологической структурой. Они прямо наблюдались на земной поверхности, особенно во время крупных землетрясений. Участки дорог, пересекаемые сдвигами, смещались друг относительно друга, ограды и стен сдвигались, трубопроводы разрывались над трещинами растяжения или вдвигались друг в друга над надвигами, железнодорожные рельсы изгибались. В Калифорнии, Иране, Монголии и других местах можно было видеть, как целые районы смещались друг относительно друга вдоль линии разлома, и эти смещения можно было измерить. Эти наблюдения ясно показывали, что в тектонических движениях имеется горизонтальная составляющая, по крайней мере, не уступающая вертикальной.

В 1915 году Вегенер опубликовал свою книгу «Происхождение материков и океанов». Так началась дискуссия о дрейфе континентов продолжающаяся до сегодняшнего дня. Вегенер обратил внимание на сходство очертаний берегов Атлантического океана, а затем предположил, что все нынешние материки являются осколками единого суперконтинента Пангеи, разъехавшимися в разные стороны от своего первоначального положения. Используя стратиграфические, структурные, палеогеографические, палеоклиматические, палеонтологические и другие аргументы, он очень убедительно показал вероятность былого единства всех материков южного полушария и Индии (так называемых Гондванских материков).

Основой теоретической геологии начала 20-го века была контракционная гипотеза, согласно которой Земля остывает подобно испеченному яблоку, и на ней появляются морщины в виде горных хребтов. Развивала эти идеи теория геосинклиналей, созданная на основании изучения складчатых сооружений. Эта теория была сформулирована Дж. Дэна, который добавил к контракционной гипотезе принцип изостазии. Согласно этой концепции Земля состоит из гранитов (континенты) и базальтов (океаны). При сжатии Земли в океанах-впадинах возникают тангенциальные силы, которые давят на континенты. Последние вздымаются в горные хребты, а затем и разрушаются. Материал, который получается в результате разрушения, откладывается во впадинах.

2. Концепция дрейфа материков Вегенера, критика теории дрейфа современниками и отказ от нее

Против этой схемы выступил немецкий ученый метеоролог -- Альфред Вегенер. 6 января 1912 года он выступил на собрании Немецкого геологического общества с докладом о дрейфе материков. Континенты являются независимыми плато, лёгкими по сравнению с более глубокими слоями земной коры. Из-за этого они могут, как льдины, дрейфовать по земной коре. В ходе истории континенты изменили положение и передвигаются до сих пор. Так, африканский континент «подползает» под плато Евразии, образуя Альпы.

Исходной посылкой к созданию теории стало совпадение очертаний западного побережья Африки и восточного Южной Америки. Если эти континенты сдвинуть, то они совпадают, как если бы образовались в результате раскола одного материка.

Согласно концепции Вегенера континенты могли располагаться так…

“… Впервые идея дрейфа континентов возникла у меня еще в 1910 г. при рассмотрении карты Мира в связи с непосредственным впечатлением о совпадении очертаний береговых линий по обеим сторонам Атлантики… Это побудило меня просмотреть, вначале поверхностно, имеющиеся по этому вопросу результаты исследований в геологической и палеонтологической областях” Вегенер. А.Происхождение континентов и океанов. Пер. с 4-го нем. издания. Л.: Наука, 1984, с. 14..

Единый суперконтинент палеозойской эры, позже расколовшийся и распавшийся, Вегенер назвал «Пангея», что означает “ единая земля ”.

Вот так А. Вегенер представил передвижение континентов в 1929 г.

Вегенер не удовлетворился совпадением очертаний побережий (которые неоднократно замечались до него), а стал интенсивно искать доказательства теории. Для этого он изучил геологию побережья обоих континентов и нашел множество схожих геологических комплексов, которые совпадали при совмещении, так же как и береговая линия.

Другим направление доказательства теории стали палеоклиматические реконструкции. При этом он фактически заложил основы палеоклиматологии - науки о реконструкциях климата в древних геологических эпохах. Восстановив положение климатических зон на континентах в разные геологические эпохи, Вегенер ясно показал, что при современном расположении континентов климатическая зональность древних геологических эпох необъяснима, но всё становится на свои места, если предположить, что Африка, обе Америки и Индия образовывали единый континентальный блок.

Также доказательством теории стали палеонтологические и биогеографические аргументы. Многие животные и растения имеют ограниченные ареалы по обе стороны Атлантического океана. Они очень схожи, но разделены многокилометровой водной пустыней, и для них трудно предположить, что они пересекли океан или прорыли трансатлантические норы.

Наконец, Вегенер стал искать геофизические и геодезические доказательства. В 1923 году он отправляется в Гренландию, чтобы измерить с высокой точностью её положение, и доказать, что расстояние между Европой и Гренландией непрерывно увеличивается. Во время этой экспедиции он погиб, но перед смертью он уже знал, что научное сообщество не приняло его теорию.

Концепция Вегенера вызвала самые разные эмоции, кроме одной - равнодушия. Гипотеза опровергала существующие в то время представления. Противники ученого считали, что материки движутся только в вертикальном направлении. Таким образом, при поднятии земной коры образуется суша, при опускании - моря и океаны. Вегенер же убежденно говорил о горизонтальном движении континентов - они «разъезжаются», «дрейфуют». В результате этого образуются океаны.

Изначально концепция дрейфа материков привлекла большое внимание, была принята научным сообществом скорее благосклонно - в 20-х годах она энергично обсуждалась. Став предметом острых споров в научном мире, она привела к тому, что геологический мир разделился на два лагеря - активных его сторонников и жестоких критиков. В итоге же гипотеза не была принята геологами. В 1922 году она подверглась жесткой критике со стороны сразу нескольких известных специалистов и была отвергнута большинством научного сообщества. Вегенер не смог ответить на вопрос - какие же силы заставляют континенты двигаться. Кроме того, он представлял, что каждый материк движется индивидуально, «как самоходный паром, вспарывающий океаническое дно», что было невозможно вследствие высокой прочности океанического дна.

Главным возражением против концепции была как раз слабость обоснования геодинамической ее стороны. Другими словами, одним из слабых мест гипотезы Вегенера явилось затруднение в объяснении “ механизма ” приводящего в движение континенты. Главным аргументом против теории стал вопрос о силе, двигающей плиты. Вегенер полагал, что континенты двигаются по базальтам океанического дна, но для этого требовалось огромное усилие, и источника этой силы никто назвать не мог. В качестве источника движения плит предлагались сила Кориолиса, приливные явления и некоторые другие, однако простейшие расчеты показывали, что всех их абсолютно недостаточно, для перемещения огромных континентальных блоков.

Нельзя сказать, что Вегенер не принимает участия в дискуссии - он готовит четвертое, существенно расширенное (до двухсот страниц) и переработанное издание своей книги, которое и выходит в конце 1929 г. - почти накануне отъезда в Гренландию. «В нем есть все: и сущность концепции дрейфа континентов, и геодезические аргументы в его пользу, геофизические, геолого-тектонические, палеонтологические, палеоклиматические подтверждения теории, и достаточно осторожные предположения о силах, движущих материками. Нет в ней лишь одного: фанатичной убежденности в своей правоте - при всей убедительности аргументации. И, как следствие, нет в ней и уверенности в неправоте оппонентов» sovgeology.su/?p=64.

Критики теории Вегенера, поставив во главу угла вопрос о силе, двигающей континенты, проигнорировали всё множество фактов, безусловно подтверждавших теорию. По сути, они нашли единственный вопрос, в котором новая концепция была бессильна, и без конструктивной критики отвергли основные доказательства. После смерти Альфреда Вегенера теория дрейфа материков была отвергнута, и подавляющее большинство исследований продолжали проводиться в рамках теории геосинклиналей. Правда, и ей пришлось искать объяснения истории расселения животных на континентах, для этого были придуманы сухопутные мосты, соединявшие континенты, но погрузившиеся в морскую пучину. Это было ещё одно возрождение легенды о Атлантиде. Стоит отметить, что не все ученые признали вердикт мировых авторитетов и продолжили поиск доказательств движения материков. Так, Д. Тойтом образование Гималайских гор было объяснено столкновением Индостана и Евразийской плиты.

Экстравагантная гипотеза континентального дрейфа в момент своего появления была в стороне от актуальных проблем, волновавших в то время геологов, и, прежде всего, от проблем развития геосинклиналей. Те проблемы, которые она объясняла, мало волновали геологов Европы и Америки. Факты, свидетельствующие о былом единстве материков, можно было проинтерпретировать с точки зрения континентальных мостов и океанизации. Лишь геологи южных континентов всегда оставались приверженцами идеи континентального дрейфа, в остальных странах она была отвергнута, хотя и продолжала тревожить умы своим загадочным изяществом.

«Но странным будет это забвение. Теорию станут называть не иначе, как фантастикой, и при всем том ни в одной серьезной статье по эволюции Земли (не говоря уж о более крупных трудах на эту тему) не обойдется без того, чтобы еще раз не поразмыслить о вероятности перемещения материков. Словно бы в отвергнутой фантастике что-то по-прежнему было привлекательным» Юдасин Л.С. Уйти, чтобы вернуться. М., Советская Россия, 1981, с. 46.

Понадобилось еще полвека, чтобы к концу шестидесятых годов двадцатого столетия представления о крупных перемещениях земной коры превратились из гипотезы в развернутую теорию, в учение о тектонике плит. Сейчас, с помощью съёмок со спутников и компьютерных симуляций можно просчитать, как выглядела Земля сотни миллионов лет назад, и как она будет выглядеть в будущем. В начале Юрского периода все континенты были соединены в одном континенте Пангея и лишь потом разошлись и заняли сегодняшние места.

3. Борьба фиксизма и мобилизма как разных способов объяснения истории земли - вертикальными и горизонтальными движениями коры

Мобилизм - научное направление в геологии, концепция, допускающая значительные (до тысяч километров) горизонтальные перемещения участков земной коры или литосферы, в том числе континентов. Существует несколько мобилистских гипотез и теорий. В их число входит широко известная и в настоящее время практически общепринятая теория тектоники плит.

Противоположная мобилизму концепция, отрицающая крупные горизонтальные перемещения участков земной коры и литосферы, называется фиксизмом.

Фиксимзм (от лат. fixus - твёрдый, неизменный закреплённый) -- научное направление в геологии, концепция, исходящая из представлений о фиксированном, незыблемом положении континентов на земной поверхности. Согласно концепции фиксизма, решающая роль в развитии земной коры отводится вертикальным движениям. Большая половина 20 века прошла под господством фиксистской теории геосинклиналей - до появления теории тектоники плит.

В рамках фиксизма отрицаются положения о возможности крупных горизонтальных перемещений континентальных масс (составляющие основу противоположной концепции - мобилизма). Допускаются горизонтальные перемещения лишь небольших участков земной коры и лишь на незначительные расстояния - до нескольких десятков километров. Даже эти перемещения трактуются как результат воздействия вертикальных движений.

Возникновение океанов рассматривается как результат опускания континентальной земной коры и ее превращения в океаническую, более тонкую. Этот гипотетический процесс получил название базификации.

Фиксистские представления в геологической науке практически господствовали в 30--50-е годы XX века. С 1950-х годов началось интенсивное изучение океанического дна, были открыты закономерности в распределении осадков на дне океанов, срединно-океанические хребты и линейные магнитные аномалии. Эти открытия выявили отличия океанической коры от континентальной и показали недостаточность фиксистских теорий, особенно в части происхождения океанов. С середины 1960-х годов получила признание мобилистская концепция тектоники плит и мобилистские идеи заняли господствующее положение в геологии.

Однако, и на этапе господства мобилизма ряд исследователей сохранял приверженность фиксизму. Среди них можно назвать известного советского геолога В. В. Белоусова (1907-1990), который придерживался фиксистских представлений до конца своей жизни. Некоторые геологи продолжали отстаивать фиксисткие представления и в начале XXI века, аппелируя, в частности, к национальным традициям.

Мобилизм и фиксизм не являются ни научными теориями, ни гипотезами, хотя они часто так называются. Это всего лишь принципы, сформулированные выше, или направления, объединяющие множество гипотез. Среди геологов встречались представители и крайнего фиксизма, вообще отрицающие горизонтальные перемещения, и крайнего мобилизма, допускающие движения целых материков на тысячи километров, а между ними находились умеренные фиксисты или умеренные мобилисты, допускавшие, что массы горных пород могут перемещаться лишь в ограниченных масштабах, на километры или десятки километров.

К 60-м годам, когда с приходом теории тектоники плит в геологии произошла революция, соотношение фиксизма и мобилизма было примерно следующим: каждое направление объединяло группу гипотез, претендующих на объяснение геологических явлений. Фиксистское направление было преобладающим. Оно опиралось на солидную базу геосинклинальной теории и давало, в общем полное объяснение всем геологическим явлениям. Приведенные выше цитаты подчеркивают, что сильной стороной фиксистской модели Земли была полнота и законченность. Без особой элегантности, без блестящих находок, иногда с натяжками, иногда с некоторым скрипом, но фиксистская геология давала полную картину мира, отвечая плохо ли, хорошо ли, на все интересующие геологов вопросы.

Положение мобилизма было иным. Принципы мобилизма оказывались более эффективными в нескольких частных разделах геологии: в структурной геологии горных хребтов, в объяснении складчатости, грабенов, надвигов и сдвигов, в геологии гондванских континентов. В этих вопросах мобилистские построения были блестящи, элегантны и неопровержимы. Но мобилизм не мог создать законченной теории, охватывающей все вопросы геологии. Время от времени мобилистские общетектонические гипотезы предлагались (Фишером, Вегенером, Арганом, Холмсом и другими), но они сталкивались с отсутствием необходимых фактов, с неразрешимыми для своего времени противоречиями, и не могли приобрести многих сторонников.

Так что фиксизм преобладал, но и мобилизм уничтожить до конца не удавалось. В некоторых частных вопросах мобилистские идеи были непобедимы. До конца 60-х годов этот спор в мировой геологии не был решен с определенностью. Многие геологи разделяли геосинклинальную теорию с вытекающим из нее фиксистским взглядом на мир, но признавали и неопровержимость мобилистских фактов. Вследствие очевидной противоречивости геологических знаний и многочисленных неудач в попытках создания общей теории, большинство геологов предпочитали заниматься накоплением фактического материала и частными вопросами, считая, что время для теорий еще не пришло. С конца 50-х годов набеги мобилистских идей стали учащаться, а в 60-е годы они слились в непрерывный штурм, закончившийся в итоге их полной победой. Так обстояло дело в мировой геологии.

4. Появление теории тектоники плит как победа мобилизма, ее современное состояние

5. Фиксизм и мобилизм в советской геологии, теория тектоники плит в СССР

В советской геологии восприятие тектоники плит осложнялось тем фактом, что советские ученые более дружно стояли на позициях астенолитной гипотезы, и более эмпирический характер зарубежной геологии казался им ее отставанием. Кроме того, в СССР была сделана серьезная попытка искоренить мобилизм вообще, до конца. Посмотрим как это происходило.

В начале нашего столетия в геологии преобладали мобилистские гипотезы, естественно вытекавшие из господствовавшей тогда гипотезы сжатия Земли. Однако, эта гипотеза прекратила свое существование, и основные усилия геологов-теоретиков были направлены на дальнейшую разработку геосинклинальной теории. А геосинклинальная теория напротив, более естественно тяготеет к фиксизму. Основные события, происходящие в геосинклинали - прогибание, затем подъем (инверсия) и внедрение магмы связаны с вертикальными движениями. Понятие геосинклинальной области, состоящей из множества закономерно расположенных элементов, каждый из которых имел свою сложную, длительную, многостадийную историю, подразумевало горизонтальную неподвижность этих элементов относительно друг друга. Поэтому в середине столетия во всем мире преобладали фиксистские гипотезы, разрабатываемые на базе эмпирических закономерностей геосинклинальной теории. Из них, как уже говорилось, наибольших успехов достиг советский вариант астенолитной гипотезы, связанный с именем Белоусова. В 40-60 годы подавляющее большинство советских геологов были фиксистами.

Характерно, что работы этой научной школы были не просто фиксистскими, а активно, агрессивно антимобилистскими. Например, университетский учебник «Основные вопросы геотектоники» Белоусова откровенно полемичен. Он постоянно возвращается к опровержению мобилизма в резких выражениях, постоянно указывает, что земная кора не может двигаться в горизонтальном направлении, что одних вертикальных движений вполне достаточно, чтобы объяснить все геологические явления. Но горные породы много чего не могут. Они не могут говорить, размножаться или летать по воздуху. Почему только их неспособность к горизонтальным перемещениям была объектом столь страстной защиты? Дело в том, что научные успехи фиксизма постоянно находились под угрозой. Враг-мобилист стоял у ворот.

Тектоника (или геотектоника, что, то же самое) занимает особое место среди многочисленных геологических дисциплин. Она определяется как «наука о строении Земли и законах ее развития» Косыгин Ю.А. Тектоника. М., Недра, 1969, с. 7., и почти точно такое же определение имеет и геология в целом Геологический словарь. М., Недра, 1973, с. 143. Тектоника разрабатывает общую теорию Земли и синтезирует результаты всех геологических наук, отчего ее называют «философией геологии», «теоретической геологией», «связующим звеном всех геологических дисциплин» и т.д. Косыгин Ю.А. Тектоника. М., Недра, 1969, с. 29. События, происходящие в тектонике, имеют значение для всей геологии в целом, и в обсуждении ее проблем участвуют специалисты практически всех областей геологии. Поэтому понятия «геология» и «тектоника» часто используются как равнозначные.

II Развитие научного знания в геологии ХХ столетия как революционный скачок (использование гносеологии Томаса Куна для анализа приращения научного знания)

1. Геосинклинальная теория как нормальная парадигма до эпохи научной революции

На эти и на многие другие вопросы давала ответы геосинклинальная теория, сформулированная во второй половине XIX века американскими, а затем дополненная европейскими геологами. В дальнейшем, особенно с начала XX века, все основные вопросы геологии решались в связи с учением о геосинклиналях:

«Развитие теоретической геологии на протяжении последних 100 лет шло под эгидой учения о геосинклиналях» Хомизури Г.П. Развитие понятия «геосинклиналь». М., Наука, 1976, с. 5..

Содержание геосинклинальной теории в момент ее появления было довольно простым. Оно заключалось в том, что на земной поверхности образуются длинные и узкие углубления. Эти впадины, собственно и названные «геосинклиналями», имеют длину в тысячи, ширину в десятки и глубину в единицы километров. Они заполняются рыхлыми осадками, которые потом твердеют, нагреваются, меняют химический состав. Пласты осадков сминаются в складки, прорываются снизу струями расплавленной магмы. В конце концов, вся эта область поднимается, образуя горную цепь на месте бывшей впадины.

В течение XX в. геосинклинальное учение обогащалось множеством новых представлений. В истории Земли было выделено несколько геосинклинальных циклов (альпийский, герцинский, каледонский и др.), то есть периодов длиной в сотни миллионов лет, в течение каждого из которых несколько геосинклиналей примерно одновременно проходили весь цикл развития - от прогибания до поднятия горной цепи. В конце цикла они «консолидировались», т.е. прекращали активную тектоническую жизнь, и начиналось развитие других геосинклиналей в других районах, то есть новый цикл. Соответственно, каждый из этих крупных периодов был разделен на этапы: прогибания, вулканизма, складчатости, горообразования и т.д. Сами геосинклинали были подразделены на множество классов. В частности, были выделены эвгеосинклинали, в которых имеются вулканические и магматические породы, и миогеосинклинали, заполненные только осадочными пластами. Сама геосинклиналь оказалась состоящей из множества элементов. Было введено понятие «геосинклинальная область», под которым подразумевалась обширная, территория, состоящая из геосинклиналей разных типов, передовых и тыловых прогибов, срединных массивов, вулканических поясов и т.д. Каждый из этих элементов в течение длительного времени развивается по собственной многоэтапной программе. Описания геологической истории геосинклинальной области в геологической литературе стали напоминать партитуры симфонического оркестра, в котором каждому инструменту в каждый момент времени предписывается свое звучание.

Было установлено, что в результате полного цикла развития на месте геосинклинали образуется платформа, т.е. устойчивый, в дальнейшем уже не испытывающий деформаций участок континентальной земной коры. Все континенты являются продуктами деятельности геосинклиналей, и площадь континентов в истории Земли постепенно увеличивается. В дальнейшем стало понятно, что геосинклиналь возникает на месте участка океана и ее геологическая роль состоит в постепенном превращении океанической земной коры в континентальную. Вместе с континентальной корой образуются и заключенные в ней полезные ископаемые, и таким образом, геосинклинальная теория служит ключом к их поискам.

До 60-х годов XX века геосинклинальная теория успешно справлялась с систематизацией вновь поступающего геологического материала, и достижения большинства разделов геологии находили в ней свое место. Однако, в самом ее содержании имелись некоторые особенности, вследствие которых теория стала испытывать со временем нарастающие трудности.

2. Кризис геосинклинальной теории и попытки его преодоления в рамках старой парадигмы

Концепция геосинклиналей не являлась физической теорией, не имела общепринятого физического механизма, вследствие чего и само название «теория» применялось к ней далеко не всеми, многие ограничивались промежуточными терминами типа «учение», «понятие» и тому подобные. Она представляла собой эмпирическое обобщение, упорядочивая фактический материал и снабжая его соответствующими названиями. Все множество природных геологических объектов расклассифицировалось в соответствии с геосинклинальной терминологией, получая названия типа: «эвгеосинклиналь», «краевой прогиб», «вулканический пояс» и т.д.

Это была одна из обычных стадий развития науки - описательно-классификационная, когда природные объекты раскладывались по коробочкам с соответствующими наименованиями. Не все, однако, замечали, что эта процедура содержала в себе замкнутый круг. Например, исследовав какой-то район, мы на основании комплекса признаков относили его к миогеосинклиналям (эвгеосинклиналям, краевым прогибам и т.д.). Но в свое время сам термин миогеосинклиналь чисто эмпирически был введен для обозначения именно такого комплекса признаков. В результате мы лишь заменили длинное описание на короткий термин, не увеличив степени нашего понимания природных процессов, так как физическая сущность «миогеосинклинали» никому не была известна. Однако, для очень многих исследователей такие терминологические процедуры казались реальными объяснениями.

Нельзя сказать, что попыток понять физический смысл геосинклинального процесса не делалось. Наоборот, их было чрезвычайно много. В начале XX века учение о геосинклиналях было составной частью существовавшей в то время физической теории Земли - теории контракции (сжатия). Эта весьма стройная теория опиралась на все известные в то время геологические факты. Она исходила из космогонических представлений о первоначально расплавленной и постепенно остывающей Земле. На ее поверхности образуется застывшая корка, а оставшееся жидким ядро продолжает остывать и слегка сжимается, отчего корка сморщивается, наподобие кожуры печеного яблока. Эти морщины и есть геосинклинали. Однако, в 20-е годы теория контракции пришла в противоречие со многими новыми фактами и была опровергнута практически во всех своих частях.

Нельзя сказать и, что в прошедшем сорокалетнем перерыве сторонниками фиксизма и мобилизма не предлагалось никаких тектонических гипотез помимо тектоники плит. Напротив, они исчислялись многими десятками. Иногда, в одни и те же годы одновременно предлагалось и обсуждалось по несколько взаимоисключающих гипотез, отчего тектоника заслужила среди геологов прозвище «сумасшедший дом».

Сущность одной из них - астенолитной - примерно следующая: На глубине в сотни километров в мантии Земли по неясным причинам образуются огромные (размером в тысячи километров) скопления горячего расплавленного или пластичного материала. Они оказываются легче, чем окружающее их вещество и поэтому начинают медленно всплывать вверх в виде огромных перевернутых капель или пузырей, называемых астенолитами, мантийными диапирами и т.д. Приближаясь к земной поверхности, астенолит вызывает в земной коре множество событий: прогревание, метаморфизм, излияния вулканических лав, горообразование или, наоборот, опускание поверхности, складчатость, то есть всю ту последовательность, которая описывается геосинклинальной теорией.

Один из последних вариантов этой гипотезы изложен, например в работе «Тектоносфера земли» Тектоносфера земли. М., Наука, 1978. . Наибольшее развитие и признание гипотеза получила в СССР, где ее судьба не отделима от судьбы ее автора и защитника - В.В.Белоусова - члена корреспондента АН СССР, профессора МГУ и заведующего лабораторией в институте физики Земли. В 50-60-е годы он пользовался огромным международным признанием.

Однако, недостатки этой концепции были многочисленнее достоинств. Прежде всего, она не являлась физической моделью, т.е. не показывала необходимость предполагаемых процессов исходя из условий, имеющихся в недрах Земли и из известных физических законов. Не было другой необходимости предполагать существование астенолитов, кроме стремления объяснить геологические события на поверхности. Хотя, последовательность событий в геосинклинальной области становилась как бы понятной, оставалось непонятным, отчего возникают сами астенолиты, и почему там, а не здесь, тогда, а не теперь и т.д., то есть уровень непонимания просто опускался на какое-то число километров вглубь Земли.

Другим отличием от физической модели было отсутствие общепринятого аппарата в виде расчетов и количественных характеристик. В работах Белоусова это отсутствие строго соблюдается, вплоть до сегодняшнего дня. Отсутствуют все количественные характеристики, необходимые для описания, например, подъема астенолита: размеры, температура, вязкость, удельный вес, химический состав и пр. В одной из своих основных работ Белоусов В.. Основные вопросы геотектоники. Изд. 2-е, М., Госгеолтехиздат, 1962. Белоусов специально отметил, что объекты, изучаемые геотектоникой, слишком сложны для применения к ним физико-математических методов. Обычно гипотеза излагалась в виде серии схематических рисунков, изображающих развитие геосинклинали во времени и сопровождаемых пояснениями, но лишенных и горизонтального, и вертикального масштабов. О глубине образования астенолитов говорилось, например, что они возникают на глубине «несколько сотен, а возможно и тысяч километров. За тридцать лет, с момента первых публикаций этих схем в 1945 г. до конца 70-х годов, они принципиально не изменились.

Лишенный количественных характеристик (за исключением таких, как большой-небольшой и легкий-тяжелый) язык, которым излагалась гипотеза, был языком натурфилософии XVIII века. Вводились качественные характеристики, у которых была неясна даже размерность, например «степень проницаемости земной коры», которая также могла быть небольшой, большой и очень большой. Стремление объяснить всю последовательность событий в геосинклинали только внедрением астенолитов, приводило к тому, что одни и те же причины в разных случаях вызывали разные следствия. Например, внедрение магмы в земную кору вызывает то опускание местности, то, наоборот, ее подъём и складчатость, то вулканические излияния на поверхности, и подобных противоречий набиралось очень много.

Еще одна слабость разбираемой гипотезы - она приложима, главным образом, к материковым областям. Между тем, земная кора в океанах имеет принципиально иное строение, и любая тектоническая гипотеза обязана это учитывать. Гипотеза астенолитов имела еще один недостаток, так же как и вся геосинклинальная теория в целом: они опирались на данные, касающиеся, главные образом, прошлого Земли. В рамках геосинклинальной теории можно было уверенно классифицировать и объяснять тектонические события прошлого, но не настоящего. Хотя тектоническая жизнь Земли активно продолжается и сегодня, сопоставить сегодняшние активные зоны, такие как рифты или островные дуги, с элементами геосинклинальной классификации долгое время не удавалось. Это означало, что в своей работе над общей теорией Земли геологи не могли пользоваться огромным материалом, получаемым при изучении современных активных областей, данными сейсмологии, вулканологии, океанологии и других наук.

3. Смена геосинклинальной теории тектоникой плит как научная революция

В. Леглер в своей книге «Научные революции при социализме» Леглер В. Научные революции при социализме. Интернет-журнал Соционавтика «http://socionavtika.narod.ru» применил к анализу борьбы мобилистов и фиксистов идеи, изложенные в работах Т.Куна по истории науки, а именно, следующие понятия Куна в том значении, в котором они используются в его книге «Структура научных революций» Кун Т. Структура научных революций. 2-е изд. М., Прогресс, 1977: научное сообщество, парадигма, аномалия, кризис парадигмы, научная революция, нормальная наука.

Согласно Куну, в основе любой зрелой науки лежит парадигма - некоторая совокупность знаний

«Которая в течение некоторого времени признается определенным научным сообществом как основа для его дальнейшей практической деятельности... и включает закон, теорию, их практическое применение, и необходимое оборудование» Кун Т. Структура научных революций. 2-е изд. М., Прогресс, 1977, с. 28-29..

Парадигма, по Куну, представляет собой, во-первых, сумму интеллектуальных ценностей, вокруг которой объединяется данное научное сообщество, и, во-вторых, аппарат, позволяющий сформулировать, а затем решать частные научные проблемы.

В.Леглер приводит несколько высказываний, в которых различные ученые оценивали роль геосинклинальной теории в геологии:

«В настоящее время учение о геосинклиналях представляет собой общепринятую базу, без которой невозможно обойтись при решении проблем широкого значения почти в любой отрасли геологии» Хомизури Г.П. Развитие понятия «геосинклиналь». М., Наука, 1976, с. 179..

«Эволюция геосинклинальной теории в значительной степени отображает собой основное содержание тектоники на протяжении всего ее существования» Хомизури Г.П. Развитие понятия «геосинклиналь». М., Наука, 1976, с. 8. .

Из сопоставления этих высказываний с куновским определением парадигмы ясно видно, что в течение многих десятилетий геосинклинальная теория выполняла роль парадигмы в геотектонике и геологии. На ее основе ставились и решались многочисленные задачи нормальной науки и примеры такого ее использования приведены выше. В течение 1-й половины XX в. геосинклинальная теория успешно справлялась с задачами, которые геологическая практика ставила перед наукой, включая прогноз полезных ископаемых. Но где-то с 50-х годов она стала входить в состояние, которое Кун называет кризисным.

Основной симптом кризиса - это наличие аномалии, т.е. явления природы, существование которого не предполагается парадигмой или даже противоречит ей. Аномалии существуют практически всегда в каждой науке и их преодоление в рамках имеющейся парадигмы и есть задача нормальной науки. Кризис вызывают лишь такие аномалии, которые в течение долгого времени не поддаются попыткам ученых включить их в парадигму, другими словами кризис появляется, когда парадигма перестает выполнять свои функции по решению возникающих проблем. Не всякая аномалия способна вызвать кризис, а лишь та, которая занимает в данной науке достаточно заметное, место.

В данный период геосинклинальная парадигма содержала, по крайней мере, две крупные области аномалий. Первую из них составляли те, уже известные нам, группы фактов, которые служили источником мобилистских выводов. Их приходилось только отрицать, поскольку объяснения им с геосинклинальных позиций не имелось. Особенно неудобными были те факты, которые свидетельствовали в пользу континентального дрейфа. А их число в это время значительно возросло. Вторая аномальная область складывалась из нарастающего потока сведений о геологии дна океанов. Например, в океанах была открыта колоссальная система срединно-океанических хребтов, рассеченных узкими долинами (рифтами), что совершенно никак не предусматривалось геосинклинальной теорией.

«Рифты... были явлением для теоретиков крайне неудобным и, что называется, не лезли ни в какие ворота. Настоящий геологический казус. И вот вдруг обнаруживается, что нечто подобное этому казусу буквально оплетает весь Мировой океан. Досадное исключение масштабнее самого правила, и еще неизвестно, что же из них причуда природы» Юдасин Л.С. Уйти, чтобы вернуться. М., Советская Россия, 1981, с. 144..

Кун описал ряд симптомов, характерных для науки, находящейся в состоянии кризиса, и все они соблюдаются в нашем случае.

Один из них - необычайные трудности в ясной формулировке теории Кун Т. Структура научных революций. 2-е изд. М., Прогресс, 1977, с. 106.. Действительно, накопленный геологами колоссальный фактический материал не позволял формулировать теорию столь же ясно, как, скажем, в 40-х годах. Все время возникали исключения, нетипичные варианты, противоречия и сомнения. К тому же, не удавалось построить удачную физическую модель геосинклинальных процессов.

Согласно Куну, в период кризиса происходит резкое возрастание профессиональной неуверенности, вследствие того, что парадигма теряет способность решать практически задачи. В нашем случае это проявлялось в колебании геологов при использовании геосинклинальной классификации, в бесконечных дискуссиях, является ли тот или иной природный объект миогеосинклиналью, срединным массивом, активизированной платформой или принадлежит еще к какому-то классу из сотен, имеющихся в языке геосинклинальной теории. Особенно ярко это проявлялось при сопоставлении тектонических карт, составленных разными авторами на одну и ту же территорию. Появление, с ростом геологических знаний, все новых объектов, не укладывающихся в общепринятую геосинклинальную классификацию, вело к отмеченному выше хаотическому росту числа терминов. Одновременно существовали сотни терминов, толкуемых по-разному, несмотря на многочисленные попытки их унифицировать и упорядочить, и многие термины применялись лишь один раз, поскольку в природе им соответствовал лишь единичный объект. Фактически, единая геосинклинальная теория в это время уже раздробилась на множество вариантов, многие из которых имели не более одного сторонника. «Такое быстрое умножение вариантов теории есть весьма обычный симптом ее кризиса» Кун Т. Структура научных революций. 2-е изд. М., Прогресс, 1977, с. 102..

По Куну, борьба конкурирующих гипотез во время кризиса напоминает ранний период развития науки, когда еще не имеется разработанных парадигм:

«Исследование во время кризиса имеет очень много сходного с исследованием в допарадигмальный период, за исключением того, что в первом случае затруднительных проблем несколько меньше, и один более точно определены» Кун Т. Структура научных революций. 2-е изд. М., Прогресс, 1977, с. 119..

Эти слова могут служить прямо-таки портретом тектоники в рассматриваемый период. Конкуренция многочисленных, часто незрелых тектонических гипотез (о чем речь шла выше), распадение геосинклинальной теории на множество вариантов рождали ощущение, что никакой общей теоретической платформы в геологии не имеется. Оно выразилось в крылатой фразе: «Тектоника - это сумасшедший дом».

Далее Кун утверждает, что отсутствие общепринятой парадигмы вообще ставит под сомнение существование данной науки и говорит: «Без предписаний парадигмы не может быть никакой нормальной науки» Кун Т. Структура научных революций. 2-е изд. М., Прогресс, 1977, с. 138.. Поэтому во время кризиса, как и в допарадигмальный период «все члены научного сообщества будут заниматься наукой, но совокупный результат их усилий едва ли будет иметь сходство с наукой вообще» Кун Т. Структура научных революций. 2-е изд. М., Прогресс, 1977, с. 139..

Любопытно, что самоощущение геологов в 60-е годы совпадало с этим выводом. В то время в коридорах институтов и у экспедиционных костров постоянно вспыхивали стихийные дискуссии на тему: «Наука ли геология?». Сравнивая геологию с точными науками или биологией, они спрашивали «Где ваша теория? Где ваши законы?», т.е. использовали ту же логику, что и Кун. Этот вывод был сформулирован в известной поговорке «Геология не наука, а образ жизни».