Министерство образования
и науки Российской Федерации
Федеральное агентство по образованию Российской Федерации
ГОУ ВПО «Волгоградский государственный университет»
Факультет управления и региональной экономики
Кафедра экологии и природопользования
Реферат
по дисциплине «Геология»
на тему: «Теории фиксизма и мобилизма»
Выполнила: студентка группы ЭПб-081 Чинякова А.О.
Проверила:
Рябинина Н.О.
Волгоград 2008
Содержание:
1. Фиксизм
2. Мобилизм
3. Успехи советского фиксизма
4. Искушение мобилизмом
5. Противостояние двух теорий
Введение
В современной геотектонике существует пара феноменологических концепций, и в ней одна концепция исключает другую или, по крайней мере, сильно ограничивает сферу ее применения. Это "фиксизм" и "мобилизм". В основу концепций положено представление о примате тектонических движений или главенствующей направленности движения блоков коры. Геологи, занимающиеся вопросами геотектоники, придерживаются одной из концепций в том или ином выражении. И это естественно - каждый исследователь должен иметь свое научно-теоретическое кредо, на котором базируются его разработки. Концепция содержит в себе рациональное зерно и базируется на сумме фактов и закономерностей, отражающих природные реалии. Но она не может в своем ортодоксальном выражении удовлетворить геологов.
Здесь необходимо обратить внимание на два момента.
1. Признание любой из существующих сейчас геотектонических гипотез на уровне "научной основы" геологических построений неизбежно приведет и к признанию единого ведущего механизма развития верхних оболочек Земли (по крайней мере коры и верхней мантии) и детерминированности вещественных и структурных преобразований в коре от процессов, происходящих в мантии. Однако, в настоящее время накопилось много наблюдений, что в земной коре могут идти свои, только ей свойственные процессы, приводящие к значительным, а то и полным структурно-вещественным преобразованиям. Эти процессы могут неожиданным образом отражать и те явления, которые происходят в более глубоких оболочках Земли.
2. Не может удовлетворить геологов эта концепция еще и потому, что она не базируется на четко сформулированных и объективно существующих фундаментальных геологических законах. А реальная действительность такова, что до настоящего времени геология не имеет своих четко сформулированных и объективно установленных фундаментальных закономерностей, которые могли бы быть базой всех без исключения геологических исследований, гипотез, теорий, как служат, например, теоретической механике законы Ньютона.
Возможно, необходимо объединить все перечисленные ортодоксальные представления, трансформировать их в концепцию структурно-вещественного преобразования, вещества Земли на основе признания ведущей роли его материального перераспределения, осуществляемого в различных формах.
В.И.Хаин высказывается более определенно: накопление фактического материала по проблемам ранней стадии развития Земли, происхождения океанов, палеомагнитных исследований и т.д. рано или поздно "взорвет плито-тектоническую парадигму" и вызовет необходимость ее замены. Такая опасность грозит тектонике плит со стороны фактов, указывающих на гораздо большую масштабность ее латеральных перемещений, на неизмеримо более сложную картину магнитных неоднородностей и перемещении вещества мантии, чем это поддается объяснению в рамках классической теории плит.
Фиксизм
Фиксизм (от лат. fixus - твёрдый, неизменный, закрепленный) - геологическая гипотеза, исходящая из представлений о незыблемости (фиксированности) положений континентов на поверхности Земли и о решающей роли вертикально направленных тектонических движений в развитии земной коры. Фиксизм, вместе с мобилизмом, одно из двух направлений в тектонике, исходящее из представлений о незыблемости (фиксированности) положения континентов на поверхности Земли и о решающей роли вертикально направленных тектонических движений в развитии земной коры. Фиксизм являлся одним из ведущих направлений в геологии вплоть до середины 60-х гг. 20 в., когда получили развитие положения мобилизма. В основе фиксизма лежит положение об унаследованном развитии плит, платформ, антиклинориев и др. источников сноса терригенного материала, о весьма продолжительном существовании глубинных разломов, о длительном проявлении однотипного магматизма в одних и тех же районах. Сторонники фиксизма (В. В. Белоусов, Х. О. Мейерхоф и др.) отрицают положение мобилизма о возможности горизонтальных перемещений крупных плит литосферы; допускаются лишь незначительные (до нескольких десятков км) горизонтальные перемещения сравнительно небольших участков земной коры по надвигам (шарьяжам) и сдвигам, вызываемые воздействием вертикальных движений. Составная часть концепции фиксизма - представление о формировании океанических впадин в результате опускания земной коры без значительного растяжения, с преобразованием материковой коры в более тонкую океаническую, а не вследствие раздвижения континентов, как утверждают мобилисты. Основные различия в тектонических условиях на поверхности Земли определяются, согласно фиксизму, различиями в эндогенном режиме внутренних частей.
Мобилизм
Мобилизм (от лат. mobilis — подвижной) - гипотеза, предполагающая большие (до нескольких тыс. км) горизонтальные перемещения материковых глыб земной коры (литосферы) относительно друг друга и по отношению к полюсам в течение геологического времени. Мобилизм противопоставляется фиксизму. Предположения о подвижности материков начали высказываться ещё в 19 в., но научно разработанная гипотеза Мобилизм была сформулирована впервые в 1912 немецким геофизиком А. Вегенером (теория дрейфа материков). Современный вариант мобилизма — «новая глобальная тектоника» (или тектоника плит) в значительной мере основана на результатах изучения рельефа дна и магнитных полей океанов, а также на данных палеомагнетизма. Согласно этим представлениям, происходит медленное (в среднем 1—5 см в год) перемещение монолитных плит, включающих не только материковые глыбы, но и примыкающие к ним обширные области океанической коры вместе с самой верхней частью мантии. Плиты расходятся в обе стороны от срединноокеанических хребтов к молодым складчатым поясам (Анды, Гималаи) и островным дугам. Здесь происходит погружение переднего края одной из двух встречающихся плит на значительную глубину (до 700 км) вдоль наклонных разломов, характеризуемых высокой сейсмичностью; в материковой коре другой плиты под влиянием сжатия образуются складки и надвиги. На тыльной стороне перемещающихся глыб, т. е. у оси срединных океанических хребтов, возникают структуры растяжения — рифты. Подъём вещества из верхней мантии в «щель», раскрывающуюся при раздвигании плит, и последующее излияние базальтовых лав формируют в рифтовых зонах новообразованный слой коры; т. о. происходит расширение площади океанического дна.
На основании сходства геологического строения разобщённых частей палеозойских материков — Гондваны (охватывавшей Южную Америку, Африку, Индостан, Австралию и Антарктиду) и Лавразии (Северная Америка, Европа, северная половина Азии) и совпадения контуров их материкового склона предложены палеотектонические реконструкции. Эти построения подтверждаются палеоклиматическими и палеомагнитными данными, которые показывают, что различные части Гондваны находились в конце палеозойской эры гораздо ближе к южному полюсу, чем сейчас, а Северная Америка располагалась рядом с Европой. Перемещения, происходившие в течение мезозоя и кайнозоя, привели к почти полному исчезновению геосинклинального океана Тетис и к образованию новых океанов — Индийского и Атлантического. В качестве основной причины мобильности материков обычно указываются конвенционные течения вещества мантии.
Успехи советского фиксизма
В довоенное время советская теоретическая геология была частью мировой. Своих ученых-геологов в стране было немного, объем их собственных наблюдений невелик, а традиционные контакты с зарубежными коллегами были достаточно тесными. Геологические экспедиции были немногочисленны и имели, в основном, практический характер, причем в стране работали и зарубежные экспедиции. Но в послевоенное время положение существенно изменилось. Контакты с зарубежными учеными и их авторитет в глазах советских людей сошли на нет, а количество отечественных ученых сильно возросло. Открылись крупные управления, экспедиции, институты, началась планомерная геологическая съемка территории страны. Экспедиции двинулись вглубь обширных и малоизученных пространств Сибири, Дальнего Востока, Средней Азии, начались геофизические исследования, глубинное бурение на крупнейших равнинах и т.д. А на этой базе появились и собственные теоретические исследования в виде работ Тетяева, Архангельского, Шатского, Белоусова, Пейве и многих других.
Советская тектоника с 40-х до середины 60-х годов развивалась при полном господстве фиксистского направления. Трудно сказать, что послужило к этому первичным толчком – может быть, созерцание огромных спокойных равнин, а может быть несколько своевременно появившихся талантливых теоретических работ. У истоков советского фиксизма стоит книга Тетяева , а также статья академика Шатского «Теория Вегенера и геосинклинали», вышедшая в 1946 г. Мнение Шатского, директора Геологического института, талантливого, эрудированного, имеющего европейское признание геолога, имело большое значение. Он дал советскому фиксизму мощный первоначальный толчок, поддержанный его учениками Штрейсом, Богдановым, Косыгиным и многими другими. Затем, с конца 40-х годов и до наших дней лидером этого научного направления стал упоминавшийся выше В.В.Белоусов.
После 1948 года Белоусов выпустил ряд ярких полемических работ, ставших манифестом теоретического фиксизма. Он был учеников Тетяева, его научным наследником и продолжателем, но их личные взаимоотношения были омрачены. В геологической среде существует рассказ, что Белоусов был единственным близким учеником Тетяева, избегнувшим ареста вместе с ним в 40-е годы, что в его книгах использован ряд разработок учителя, и что реабилитированный через несколько лет Тетяев простил всех своих недоброжелателей, но до конца жизни так и не пожелал встретиться с Белоусовым. Достоинством книг Белоусова была удачная связь эмпирических обобщений геосинклинальной теории с правдоподобным и наглядным механизмом развития Земли. Его концепция была усилена несколькими гипотезами, на первый взгляд убедительно объясняющими, как при наличии только вертикальных движений в земной коре могут возникать «горизонтальные» структуры: складки и надвиги. Работы Белоусова встретили большую поддержку. Почти все теоретические разработки советских геологов и почти все новые понятия, вошедшие в геологию в 40-50-е годы, усиливали позиции фиксизма: понятия о глубинных разломах, о горах глыбового типа, об унаследованном геологическом развитии, о мантийной природе вулканизма и другие. В этот период ни одна из мобилистских тектонических гипотез не могла рассчитывать на успех среди советских геологов. Наиболее решительно отвергалась идея дрейфа континентов:
«Объективное рассмотрение этой гипотезы в свете современных как геологических, так и геофизических данных приводит все же к бесспорному выводу, что она фантастична и не может иметь ничего общего с действительностью... Можно высказать только глубокое изумление по поводу того, что подобная гипотеза, основанная на полном и последовательном игнорировании основных данных геотектоники и геофизики, ничего не объясняющая из того, что необходимо объяснить в 1-ю очередь, имела и еще имеет довольно широкое распространение».
«Исследователь, который не ставит своей задачей сделать все, что в его силах, для доказательства передвижения материков, а хочет быть объективным, должен, если не отказаться вовсе от мобилистских взглядов, то, по меньшей мере, признать, что они ничем не подтверждены...»
«Таким образом, приходится признать, что ни сами явления мобилизма, как они рисуются их приверженцами, ни механизм их не подтверждаются фактами. Иными словами, представления о передвижении материков вызваны... в конце концов лишь желанием исследователя... Гипотеза о передвижениях материков оказывается на поверку непригодной и лишь излишне загружает наши представления».
Исходя из теоретических представлений, считалось доказанным, то есть фактически постулировалось, что образование всех горных цепей, складчатых поясов, вообще любых тектонических явлений причинно связано только с вертикальными движениями. Впоследствии, в 80-е годы об этом времени писали так:
«Видные тектонисты, как, например, В.В.Белоусов, Ю.А.Косыгин и другие, пытались свести все разнообразие тектонических структур к дифференцированным вертикальным движениям.
Складчатость и надвиги тоже считались полностью объясненными с позиций чисто вертикальных усилий:
«Все... особенности... складчатых зон в своей совокупности показывают, что складчатость не связана с внешним горизонтальным сжатием и сокращением первичной поверхности геосинклинали. Все... типы складчатости связаны с дифференцированными вертикальными движениями земной коры… Смятие слоев в складки представляет собой реакцию слоистых толщ земной коры на вертикальные движения блоков земной коры».
Складчатость объяснялась преимущественно растяжением и вторичным сжатием пластов при движениях блоков вверх-вниз. Организовывались даже специальные экспедиции для доказательства этого механизма. Надвиги и покровы объяснялись либо разваливанием поднятого блока в стороны, наподобие распора арки, либо гравитационным скольжением массы породы со склонов растущего поднятия (что-то вроде гигантского оползня). Что же касается крупных сдвигов, для которых «вертикального» механизма придумать невозможно, то их существование ставилось вообще под сильное сомнение:
«Подводя итоги, мы можем сказать, что хотя и были высказаны предположения о существовании в земной коре больших сдвигов... но до сих пор не было представлено вполне объективных и убедительных данных... Остаются большие сомнения в том, что такие сдвиги действительно существуют».
Несмотря на уверенность приводимых заявлений, все эти механизмы не были обоснованы расчетами или экспериментами, а базировались на красноречивых словесных рассуждениях. Правда, существовал известный эксперимент Лебедевой, результаты которого многократно публиковались Белоусовым, но к его методике можно было предъявить слишком много трудных вопросов. (Например, почему «горное поднятие» было сделано заранее, а не формировалось в ходе эксперимента, почему отсутствовала эрозия, снимающая излишки материала и т.д.). Эксперимент был направлен на то, чтобы всеми средствами добиться типичного профиля горной гряды с помощью только вертикальных движений, впрочем, получившийся профиль так и не был типичным.
Победа над мобилизмом в области теории казалась фиксистам незыблемой. К сожалению, они не ограничились теорией, а постепенно начали приводить имеющиеся геологические факты в соответствие с ней, используя проводящиеся в то время крупные полевые исследования. Геологические наблюдения начали поправляться в желаемом направлении, на первых порах незначительно. Например, в строении любого района очень важны разломы (или разрывы, что-то же самое), т.е. плоскости, вдоль которых участки земной коры движутся друг относительно друга. Согласно принципам фиксизма, все разломы в природе должны быть вертикальными, так как движение вдоль наклонной или горизонтальной плоскости обязательно должно иметь горизонтальную составляющую. Однако, в природе в изобилии встречаются и наклонные, и горизонтальные разломы (надвиги, покровы). Поэтому, чтобы не противоречить очевидным фактам, и в то же время избежать вытекающих из них геометрических следствий, было сделано допущение, что наклонные разломы дальше с глубиной (где их уже не видно) становятся вертикальными. Сначала это обосновывалось рассуждениями, более или менее сложными и запутанными, как в этом описании французских Альп:
«Зоны отличаются друг от друга историей колебательных движений: как клавиши они двигались друг относительно друга, то, прогибаясь, то поднимаясь... Очевидно, что эти дифференцированные вертикальные движения происходили по разрывам... и очевидно, что это разрывы первоначально должны были быть вертикальными, так как едва ли можно представить повторные поднятия и опускания блоков по наклонным разрывам. Вероятно, разрывы, разграничивающие блоки, и сейчас остались вертикальными на некоторой глубине, тогда как в верхней своей части, близ поверхности, они приобрели наклон... Верхние части более высоких блоков лежат на верхних частях более низких блоков и их раздавливают».
Затем этот вывод стал применяться автоматически, и на геологических профилях все наклонные разломы на глубине выправляются. Так появляются профили, на которых множество вертикальных разломов у поверхности наклоняется в одну сторону, как трава под порывами ветра, или в разные стороны, как цветы, стоящие в вазе (4, стр. 285, 402). У этих псевдоявлений появляются даже специальные термины «козырьковый надвиг» – для первого случая, «аркогенный надвиг» – для второго. Затем, за этот вопрос взялись еще более решительно, исправляя природу прямо у поверхности. Надвиги, покровы, сдвиги, совсем исчезают с геологических карт и разрезов, заменяясь множеством вертикальных черточек. Из всех типов разломов только два – сбросы и взбросы – сохранили право на существование, поскольку только они удовлетворяли принципам фиксизма. Позднее об этом было сказано, что «советские геологи как бы «разучились» распознавать пологие надвиги, шарьяжи и сдвиги».
Сложности возникали и при изучении складчатой структуры – тех застывших волн, в которые сминаются пласты при тектонических движениях. Складчатость несет в себе очевидные признаки горизонтального сжатия, а придумывать сложные механизмы трансформации вертикальных движений в горизонтальные, т.е. доказывать недоказуемое, есть занятие в общем неблагодарное. Поэтому на складчатость обращали все меньше внимания, показывали ее на профилях и картах все более простои, пока складки не превратились в моноклинали, «повернутые набок призмы осадков» и т.д. В более поздней критической работе говорится: «Следуя установкам фиксизма, тектонист не может пойти дальше изучения результатов вертикальной составляющей движения и, в крайнем случае, должен ограничиваться простой констатацией таких явлений, как складчатость... Всякая попытка расшифровать генезис и механизм складкообразования с позиций фиксизма ведет либо к предположению о разнообразных механизмах трансформации вертикальных движений в горизонтальные, по одному на каждую изучаемую складку в среднем… либо к отказу от складчатости вообще.
В итоге у большинства геологов сформировался своеобразный избирательный взгляд на природу, подчиняющийся требованиям теоретических установок. Как сказано в этой же работе: «Как часто мы находим глубинные или краевые разломы, даже скрытые мощной толщей осадков, даже иногда не приезжая на место. И как нередко мы не видим большого надвига или сдвига в районе, где работаем по нескольку лет, даже если эти разрыву совершенно очевидны, только потому, что «таких на свете не бывает»».
Геологам постарше, получившим образование давно, приходилось делать интеллектуальные усилия, чтобы этого не видеть. Молодым было легче – они просто не знали о существовании запретных явлений. Я, например, обучался в МГУ по учебным картам, в которых мобилистские элементы отсутствовали вовсе. Некоторые считают, что это и было основной причиной случившегося: «Основную вину... следует отнести на счет неправильного построения программ обучения в вузах. Они везде строились по образцу программ и учебных пособий по геотектонике и структурной геологии, разработанных в МГУ».
Все это было относительно легко делать в труднодоступных, неизученных ранее территориях. В областях, которые были изучены до начала эпохи фиксизма, потребовались специальные работы по «научному закрытию» мобилистских фактов. В дальнейшем, когда эта эпоха
29-04-2015, 00:34