Эволюция представлений о ландшафте

Эволюция представлений о ландшафте

… география должна разгадать многое,

без нее неизъяснимое в истории".

Н.В. Гоголь 

География

Две картины мира

Наивная картина мира создавалась и сохранялась в устной "простонародной" традиции, в эпосе, а научную картину интеллектуалы фиксировали в памятниках мысли, поначалу в мифах. 

Эпическое пространство есть однородное пространство действия героев, все остальное просто не существует. Часть мира, где обитают враги героев, представлена как нечто враждебное (горы враждебны жителю равнины, море обитателя суши населено чудовищами) . 

В средние века на парусах рисовали кресты, чтобы оградить моряков от морских чудовищ.

Эпическое пространство замкнуто, обязательно имеет центр, состоит из локусов (поселений, городов с дворцами - центров власти), имеющих одинаковую (родную) природу. Пространство между локусами, включая дороги, не заслуживает внимания. Эпическое пространство отделяет его обитателей от остального мира не только по месту, но и во времени. Пространство за пределами эпической родины есть источник опасности, вражды, бедствий и не имеет структуры.

(Знакомый взгляд?)

В античности география стала уже частью не мифологии, а философии. "География есть линейное изображение всей ныне известной нам части Земли со всем тем, что в ней находится. … География изображает известную нам землю единой и непрерывной, показывает ее природу и положение в виде самых общих очертаний, отмечая заливы, большие города, народы, реки и остальное, наиболее достопримечательное в каждом роде" (Клавдий Птолемей). На долю хорографии выпало составление детальных перечней объектов, представляющих практический интерес.

Первые карты были созданы в Древней Греции.

Гиппарх ввел в научный оборот понятия широты и долготы. Птолемей разработал математические основы картографии. 

В средние века география служила учебным материалом при толковании священных книг. Географические карты были ориентированы не на север, как привычно для нас, а на восток - на Святую землю. Наверху размещали гору (место рая), с которой стекали Нил, Тигр, Евфрат и Ганг.

В V веке Макробий описал шарообразную Землю с четырьмя материками и пятью широтными климатическими поясами. На трех недоступных материках живут антиподы. Жить можно только в двух умеренных поясах.

В VI веке Исидор Севильский создал энциклопедию "О природе вещей" , представлявшую "в соответствии со Священным Писанием и творениями отцов церкви все человеческое знание". Объяснения Исидора этимологичны, то есть мифосемантичны. Этимологизм позволяет отождествлять понятия из различных понятийных сфер, обходя различия в их содержании (этот прием мы используем и сегодня): библейские сведения ловко преподносятся как аллегории. Природные явления происходят в космосе (!). Рай находится в Азии, поэтому она описана первой. Африка и Европа описаны по старшинству сыновей Ноя. 

Исидор ввел "колесные" (круглые) карты: круг земель (orbis terrarum) назван так из-за своей округлости, которая такова же, как у колеса. 

Сплав христианской догматики и античного рационализма в дальнейшем стал еще совершеннее. Бэда Досточтимый (VII в.) в энциклопедии "О природе вещей" уже представляет природу как организованную совокупность причин и следствий. 

Все воды, окружавшие материки, наполнявшие реки и заполнявшие пустоты в земле, были объединены в целостную систему, все воды неведомыми путями возвращаются в бездну, их породившую; уровень моря не повышается. Горы до потопа не существовали, они возникли в результате эрозии почвы, подъема некоторых участков во время землетрясений и под воздействием ветров. Ветер, проникший в недра, вызывает еще и извержение вулканов.

Косьма Индикоплов (VI век, Византия) со своим представлением о Земле в форме параллелограмма нашел последователей только в Восточной Европе.

Единая картина мира

Фрагментарность библейской кочевнической мифологии стала источником интереса к (натур)философским трудам античности, в которых картина гораздо более обширного мира была целостной. Совмещение науки и религии - дело тонкое: философскую рефлексию и познание мира объявили средством искупления первородного греха. Мысль работает: отчего происходят приливы? ветры? почему в море вода соленая? что породило климатические пояса? В Лондоне ведут таблицы высоты приливов. Поиск естественных причин естественных явлений закономерно возник в общем русле рационализации познания в Западной Европе. К XII веку в Европе закончена шестивековая разработка христианского образа мира.

Путешествия расширяли ментальное пространство геокультуры.

Путешествие Рубрука (фламандца Рейнсбрука) в XII веке через Крым (через ставку Батыя) в Монголию и в Каракорум (нашли на карте?) и далее в Малую Азию и в Палестину серьезно расширило границы европейского мира. Правда, обратить монголов в христианство не удалось. Такая же неудача постигла и Александра Невского (через 100 лет Орда приняла ислам)

Марко Поло в следующем веке вместе с братом отправился на Восток, определился на службу к хану Хубилаю (министром) и объездил всю Южную Азию. Книга Марко Поло "Описание мира" до сих пор имеет успех, которому не мешает описание людей с толстыми хвостами.

В исламском мире были составлены карты, мореплаватели пользовались приборами и таблицами задолго до европейцев. Одно из путешествий стало обрядовым - хадж.

Абу Рейхан Бируни в XI веке уверенно показал, что на месте Аравии было море, указал положение древнего русла Амударьи. Гораздо позже в Европе Леонардо да Винчи был убежден, что на месте Милана ранее было море, что очертания материков подвержены изменениям, что Земля существует значительно дольше, чем это написано в Старой книге.

Географические открытия

Теоретические представления, географические образы стран, созданные путешественниками, и практическая картография сыграли огромную  роль в подготовке и реализации экспансии, сформировавшей эпоху Великих географических открытий.

Жившие в бедности европейцы напряженно мечтали об изобилии и полагали, что оно - на Востоке, у язычников. Морскую экспансию европейцев стимулировала турецкая монополия на торговлю с Востоком, а тормозом было невежество. Самые отчаянные смельчаки, пытавшиеся добраться до пряностей и золота, плывя вдоль берега Африки, поворачивали обратно, как только Полярная звезда, служившая им единственным ориентиром, скрывалась за горизонтом. Как же зайти в тыл к мусульманам? В середине XV века португальцы привезли, наконец, рабов из Африки. Чуть позже, махнув рукой на Полярную звезду, они пересекли экватор.

В XV веке Генрих Мореплаватель (никогда не плавал) создал практическую школу мореходства, именно она подготовила великие путешествия и  открытия.

Первым предложил отправиться на Запад Тосканелли (возражение: свалишься за край света). Он рассчитал по просьбе Колумба размер Земли, опираясь на сведения, собранные о движении караванов по Великому шелковому пути: диаметр получился вдвое меньшим реального. Колумб, полагая себя христофором - носителем Христа - и исполнителем его воли, решил открыть упомянутые в Новом завете "новое небо и новую землю", опираясь на эти расчеты. Авантюра удалась (Фернандо Арагонскому нужна была перспектива для пристраивания вояк к делу после завершения Реконкисты в 1492 году). Друг Леонардо да Винчи описал открытые Колумбом земли, и они были названы его именем. 

Почти одновременно с Колумбом Васко да Гама достиг Индии, обойдя Африку: оказалось, что Африка не простирается до Южного полюса. Захваченный арабский исследователь морей довел его от Мадагаскара до Индии. В 1497 году Кабот открыл Ньюфаундленд и понял, что доплыл до Нового Света. Только в XIX веке были открыты Австралия и Антарктида.

В последующие века экспедиции для исследования Земли стали обычным делом, их поддерживали государства и коммерсанты.

В год открытия Америки Бехайм (Германия) построил первый глобус. В следующем веке Меркатор создал картографическую проекцию, названную его именем, чрезвычайно полезную мореплавателям.

Узнайте, почему меркаторская проекция была хорошо встречена на море.

В 1650 году в Нидерландах вышла "Всеобщая география" Варениуса - географическая наука вошла в реестр наук. К Новому времени география имела экспериментальные основы, теоретические основы (с наметившимся отделением от религии), понятийный язык, то есть обрела статус науки. 

В 1980-ых годах построение карты океанического дна завершило многовековую эпопею картографирования Земли.

География - один из факторов духовной эволюции нашей западной культуры.

География и другие науки

География породила ботанику, зоологию, геологию, климатологию, метеорологию, океанологию, обслуживала историю. В XIX веке география породила в истории геоисторию (геополитическую) и историческую географию (географию населения, экономики и т.п.). 

Первоначально в рамках геоистории установился взгляд на природные условия как определяющие исторический процесс. Затем появилась концепция геодемографической среды (Бродель). Школа "Анналов" пошла еще дальше, предложив начинать историю человечества с истории Земли. Геополитика процветала в XX веке, но к концу века в развитых странах утратила свои позиции: питавшие ее геополитические факторы вытеснила из жизни глобализация.

Техническая сторона географии тесно связана с астрономией, математикой, физикой, геологией, геодезией, ботаникой, почвоведением, климатологией, демографией, экономией, историей, социологией и политологией.

Биогеоценология и экология - признаки интеграции наук в рамках эволюционного подхода.

2. Геология

Основоположники

Декарт полагал, что Земля и другие планеты на первой стадии были раскаленными и остывали с осаждением тяжелых элементов в центре. Землетрясения происходят от жидкой массы в центре Земли. Землю образуют шесть оболочек.

Стено (работал в Тоскане). Его основные положения: горные породы возникли путем осаждения (шесть морских эпох в Тоскане); минералы растут неравномерно, но с сохранением угла между гранями, из растворов; каменный уголь: пожары, залитые водой; горообразование: вулканы и денудация; море покрывало всю Землю, затем образовались суша и горы.

Лейбниц считал, что раскаленные планеты произошли от Солнца. Сжатие Земли породило горы и океаны. Вода - причина извержений вулканов. Описал окаменелости и предложил объяснение. 

Гук (1635-1703) считал окаменелости - остатки вымерших видов - основой для летописи Земли. Полагал, что Англия была покрыта тропическим морем. Он же создал основы теории строения кристаллов. 

Начало современной геологии: интерес возник после землетрясения 1775 г. в Лиссабоне.

Первой геологической наукой стала сугубо практическая минералогия. Проникновение в глубины породило стратиграфию, геоморфологию и другие дисциплины: предметом геологии стала оболочка Земли, а затем и вся кора (разумеется, с полезными включениями). Теперь предметом стала вся Земля, да и другие планеты тоже. Структурным единицам Земли, свойствам, задачам и методам соответствуют многочисленные научные дисциплины, группы дисциплин и популяции ученых. Эволюция геологии продолжается.

Нептунисты, вулканисты, плутонисты

Нептунист Вернер был профессором Горной академии (Фрайберг, Саксония). Разработал геогнозию: науку, изучающую тело Земли в целом, состав и происхождение минералов и горных пород. У него учились Кювье и Гумбольдт. Джеймсон издал его лекции на английском языке. 

Земля, в том числе горы, была покрыта первичным океаном. Из него химическим путем выпали граниты, гнейсы и сланцы, затем - известняки и диабазы, механическим путем (с включением окаменелостей) слоистые породы, а под конец - аллювий. Куда же ушла вода? - В космическое пространство.

Интрузии - результат осаждения на стенках; наклоны слоев - результат проседания; долины и горы возникли как следы бурных потоков при быстром понижении уровня воды, извержения результат горения угля.

Нептунизм мягко вписывался в библейскую историю с всемирным потопом.

Вулканисты выступили как противники нептунизма Вернера, вооруженные исследованиями гранитов: граниты подостланы другими породами и поэтому не могут быть первозданными. Спор вывел на сцену плутонистов.

Плутонист Геттон был медиком (Эдинбург, Сорбонна, Лейден), фермером и химиком. В 1788 г. опубликовал труд "Теория Земли или исследование закономерностей, проявленных в создании, разрушении и восстановлении суши на земном шаре". 

"Вулкан создан с целью страхом довести суеверных людей до припадков благочестия и набожности или подвергнуть уничтожению обреченные города; вулкан следует считать отдушиной подземного очага, предотвращающей ненужное поднятие суши и предохраняющей от пагубного действия землетрясений".

"... я слышал, как профессор, ораторствуя среди окружающих нас вулканических пород по поводу базальтовой дайки [интрузии]..., сказал, что это щель, заполненная осадками сверху, и прибавил с усмешкой, что есть люди, по мнению которых она внедрилась в расплавленном состоянии снизу. Вспоминая об этой лекции, я не удивляюсь моей тогдашней решимости никогда больше не посещать занятий по геологии". (Ч. Дарвин).

Геттон ввел представление о геологическом времени и принцип актуализма: законы, которым подчинены процессы, актуальны в любое время. 

Гук разработал контуры теории Геттона, но Геттон не упоминает Гука. 

Гумбольдт стал плутонистом, ввел историческое направление в геологии и создал физическую географию.

Что осталось? - Стратиграфия. Историческая геология и геодинамика. Актуализм.

Катастрофисты интегрировали концепции нептунистов и плутонистов и вытеснили этих спорщиков. Кювье работал в Музее натуральной истории, изучал ископаемых слонов. Кювье утверждал, что часть видов вымерла - на основании изучения отложений. Место вымерших занимали мигранты: Кювье не терпел даже коллегу Ламарка и отрицал всякую возможность изменения видов.

Теория катастроф - первая попытка эволюционного подхода к истории Земли - забыта, а открытый Кювье закон корреляции частей организма лег в основу реконструкции ископаемых. 

Униформисты и актуалисты

Лайель любительски исследовал мергели в осадках озер. Во Франции Лайель и Мурчисон нашли мергели толщиной 700 футов со слоями до 30 на дюйм: 30х12х700 = 252000 лет. "Принципы геологии, представляющие попытку объяснить прежние преобразования земной поверхности помощью ныне действующих причин" - 1833. К счастью, Лайель сумел сделать Дарвина геологом: "Принципы геологии" Дарвин взял с собой на "Бигль".

"Геология - наука, изучающая последовательные изменения, происходящие в органическом и неорганическом царстве природы; она исследует причины, вызывающие эти изменения, и изучает их влияние на преобразования поверхности и внутреннего строения нашей планеты". (Лайель)

"Когда я впервые пришел к представлению о последовательности вымирания видов и о создании новых, а также о том, что этот процесс продолжается непрерывно и теперь, а также происходил в течение бесконечного прошлого и должен продолжаться и в будущем, и все это для приспособления к переменам, которые должны вечно продолжаться на неодушевленной Земле, эта идея поразила меня как самое великое, что я когда-либо возымел в мыслях". (Дарвин? - нет, Лайель).

Противники Лайеля: "Он должен найти средство провести нас от плезиозавров и птеродактилей к созданиям времени железистого песка...  геологией зажжен новый светильник на пути натуральной теологии". 

Дарвин предложил теорию образования коралловых рифов вполне в духе идей Лайеля: рост отложений при одновременном опускании вулканического основания. Бурение подкрепило эту теорию много десятилетий спустя. 

Актуализм находился в сопряжении с концепцией стабильности Земли. Крушение концепции стабильности произошло в результате появления эволюционного учения Дарвина. Актуализм уходит в прошлое: со временем изменяются скорости процессов, роли факторов, механизмы геологических процессов. 

Теории эволюции Земли (стадии накопления осадков и горообразования в результате развития геосинклиналей - Холл, стадии развития Земли от газового шара до появления человека - Кота) утвердились в середине XIX века. На смену прежним -измам пришел эволюционизм.

Возраст Земли

Персидские мудрецы - 12 000 лет, вавилонские - 2 000 000 лет, индусские имели шкалу в десятки миллионов лет. Епископ Ашер (1654 г.) исчислил по Библии дату создания Земли: 4004 г., 26 октября, 9.00. Сэр Исаак Ньютон (по тому же источнику) вычислил, что Земля существует 6030 лет, а его друг Галлей по выносу соли в океан дал земле 10 000 лет (Джоли тем же методом получил 100 000 000). Учитель Дарвина Лайель "состарил" Землю до 240 000 000 лет, а Дарвину для развертывания эволюции видов потребовалось гораздо больше времени, но, уступая сварливому противнику эволюционного учения Кельвину, он остановился на 300 000 000 (исчислил по эрозии пород). Резерфорд, не убоявшись Кельвина, в компании с Содди довел возраст Земли до 2 млрд. лет (Кельвин ему этого не простил!). По современной оценке (Клара Паттерсон) Земля имеет возраст 4,5 0,2 млрд. лет.

Отложения и ледники

Откуда в Европе валуны и ископаемые останки? - Их переносили морские волны и течения, а также катастрофические наводнения от вздымания гор. Более приличная теория дрифта считала их отложениями (в Альпах!) с днища айсбергов. Геттон предположил, что ледники принесли глыбы в долины, но это замечание было оставлено без внимания.

Окончательный удар дрифтовой теории нанес прорыв дамбы в Шотландии: никаких следов, аналогичных ледниковым, не осталось.

Агассис слушал лекцию своего соученика Шарпентье о всеевропейском оледенении, но не поверил ему. После совместного изучения "на месте" Агассис стал ярым сторонником этой теории. Термин Die Eiszeit Агассис позаимствовал у своего однокашника, написавшего поэму под этим названием ко дню рождения Галилея; в поэме излагалась идея ледникового периода, до которой автор дошел самостоятельно. Напористый Агассис выпустил монографию (правда, с посвящением Шарпентье) и в том же 1840 году сделал доклады в Глазго и в Лондоне. 

Лайель присоединился к ледниковой теории в 1857 году.

В России "Исследования о ледниковом периоде" были написаны П.А.?Кропоткиным в Петропавловской крепости и опубликованы в 1876 г.

В 1842 г. Адемар в книге "Революции океана" возложил ответственность за оледенения на нарушения в простом и изящном движении Земли в космосе. 

Кроль рассчитал сезонное влияние изменения эксцентриситета земной орбиты на инсоляцию Земли и принял во внимание  положительную обратную связь с альбедо. Догадка Кролля о влиянии эксцентриситета и прецессии на климат Земли была опубликована в 1864 г., в окончательной форме ("Климат и время", 1875) теория учитывала и динамику морских течений в Мировом океане. Тем не менее, теория сошла со сцены из-за разности вычисленной по ней давности последнего оледенения в 80 тыс. лет и датировкой геологов в 10 тыс. лет. 

Милутин Миланкович решил создать математическую теорию климата, пригодную для Земли, Марса и Венеры. Опора была найдена в работах Пильгрима по расчету периодов эксцентриситета (100 000 лет), прецессии (22 000 и 19 000 лет) и наклона оси вращения (41 000 лет) за миллион лет. В 1920 г. он опубликовал "Математическую теорию тепловых явлений, обусловленных солнечной радиацией". На нее откликнулся Кеппен, работавший со своим зятем Вегенером над книгой о прошлом климата Земли. В результате обсуждения Миланкович принял совет Кеппена учесть как критический фактор снижение летних температур. После периода признания наступил кризис: радиоуглеродные датировки расходились с данными Миланковича (особенно за пределами периода в 40 тыс. лет, где эти датировки нельзя было применять). Отнесение торфяников к периоду минимума инсоляции окончательно подорвало доверие к теории, и в 1965 г. у нее уже не было сторонников. Восстановили авторитет теории материалы океанических отложений и новые методы датировки: изотопные и палеомагнитные. 

Континенты и океаны

Поначалу процесс горообразования представляли контракцией при сжатии остывающей Земли (наследие Бюффона и Фурье). Гравиметрическая аномалия в Гималаях послужила толчком для создания теории изостатической компенсации и концепции геосинклиналей. 

Изостатические модели поднятия и опускания глыб коры, подкоровых течений и дрейфа материков привели к гипотезе тектоники плит. 

Фишер предложил конвекционную модель: океаны расширяются, а континенты сжимаются с образованием горных сооружений. Тихоокеанскую впадину он связал с отрывом Луны от Земли.

Дрейф континентов Вегенер начал со сходства очертаний берегов по обе стороны Атлантики и привлек данные палеонтологии. По Вегенеру, Пангея раскололась рифтами. Гипотезу Вегенера впоследствии поглотила гипотеза тектоники литосферных плит.

Породы после извержения и остывания ниже точки Кюри сохраняют для исследователей направление магнитного поля. Океанические осадки (1 мм 1000 лет) имеют намагниченность с неопределенностью в датировке до 10 000 лет, но палеонтологическая датировка в керне длиной несколько сотен метров достаточно убедительна на глубину до 200 млн. лет. Инверсии поля происходят 5 раз за 10 млн. лет.

Хесс выдвинул в 1960 году гипотезу спрединга и субдукции: непрерывно изливающаяся магма в океанических рифтах раздвигает дно океана, оттесняемые плиты дна пододвигаются под другие плиты и уходят в мантию, превращаясь в материал для спрединга.

Этот грандиозный механизм привлек внимание атомщиков: бесплатный конвейер для захоронения радиоактивных отходов. Оцените идею.

Геология и другие науки

Геофизические ветви геологии - гравиметрия и геомагнетизм - самые старые (Галилей, Гюйгенс, Рише - ускорение силы тяжести и секундный маятник, Гильберт - о большом магните, Колумб - переменное магнитное склонение, Смирнов - открытие Курской магнитной аномалии). Сейсмология возникла в ХIХ веке. Гравиметрия, сейсмология и геомагнетизм питали концепцию тектоники плит. 

Океанология и метеорология взаимодействуют с климатологией в совместном изучении эволюции климата. Палеонтология и палеоботаника, почвоведение и биогеохимия - чьи дети? Физика твердого тела - арена "борьбы" физики и геологии.

Завершение геологического картирования вывело на авансцену химическое картирование - геохимию. Как и другие компоненты геологии, геохимия претендует на то, что она-то и есть геология.

Сравнительная планетология объединяет интересы географии, гидрологии, тектоники, геохимии, астрономии.

Теоретическая геология - детище конца минувшего века - одно из проявлений интегрирующей тенденции в эволюции науки, формирующей  будущее естествознание. 

Развитие геологии как науки об эволюции Земли еще не закончилось - Вас ждут!

Теория расширения Земли (и Вселенной) Козырева: время превращается в материю. Оцените …

Проблемы практики

В 1900 году на долю России приходилось почти 52% мировой добычи нефти (Нобели), на долю США - 42%. Поначалу нефть (1860) наливали в деревянные бочонки из-под виски - баррели (160 л). Первый нефтепровод тоже был деревянным. В 1903 году начал работать конвейер Форда, в 1912 году Черчилль перевел британский флот с угля на нефть.

Сегодня велик спрос на разведку нефти и газа и на новые методы их добычи: нефти осталось на 50 лет.

Проблема нефти заслоняет куда более важные проблемы исчерпания запасов молибдена, вольфрама и других "специальных" металлов.

Геология океанического дна выходит на первый план. Необходимо развитие теории и методов: сегодня из 70 скважин хоть какой-то результат дает одна.