ГЕОЛОГ АЛЕКСАНДР ФЕРСМАН

 

А. Е. Ферсман и современные проблемы геохимии. Кафедры геохимии на геологических факультетах университетов. Эволюция геохимии

 

 

Итоги первых трех десятилетий развития геохимии (1909—1939), как говорилось, А. Е. Ферсман подвел в четырех томах своей «Геохимии». С тех пор прошло около полувека, научно-техническая революция коренным образом изменила многие отрасли естествознания. Новые идеи и методы оказывают глубокое влияние на науки о Земле, в том числе и на геохимию. Темпы ее развития ускорились, геохимия в наши дни — это уже комплекс, целая система родственных наук.

 

Геохимия по-прежнему широко использует достижения физики и химии, что служит одним из мощных импульсов в ее развитии. С другой стороны, геохимию питает огромный материал, накопленный геологическими науками, в частности минералогией, петрографией, наукой о рудных месторождениях. Таким образом, положение геохимии на стыке наук разного профиля особо благоприятствует ее развитию. В этом проявляются общие закономерности эволюции естествознания в XX в. — сближение ранее далеких отраслей знания, возникновение так называемых пограничных наук: биохимии, биофизики, геофизики, астрофизики, космохимии н т. д.

 

Обращаясь к структуре современной геохимии, мы убеждаемся, что А. Е. Ферсман исключительно верно наметил главные разделы этой науки, и она развивается в основном в тех рамках, которые установил ученый. Он выделил следующие основные проблемы геохимии: распространенность элементов на Земле и в космосе, т. е. проблему кларков, миграцию химических элементов — законы их рассеяния и концентрации, в том числе законы образования месторождений полезных ископаемых, энергетику геохимических процессов, радиогеологию и геохимию изотопов, биогеохимию, геохимическую деятельность человечества, региональную геохимию, эволюцию миграции химических элементов в ходе геологической истории Земли, прикладную геохимию.

 

Рассмотрим состояние ряда этих проблем на сегодняшний день, а также вопросы организации, структуры и методологии геохимии.

 

За прошедшие полвека в Советском Союзе возникли новые крупные центры развития геохимии. В системе Академии наук СССР это — Институт геохимии и аналитической химии им. В. И. Вернадского (Москва), Институт геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии (ИГЕМ, Москва), Институт минералогии, геохимии и кристаллохимии редких элементов Академии наук СССР и Министерства геологии СССР (ИМГРЭ, Москва) , Институт геохимии им. А. П. Виноградова (Иркутск). В Академии наук УССР создан Институт геохимии и физики минералов (Киев), в Академии наук БССР — Институт геохимии и геофизики (Минск). Значительные исследования по геохимии проводятся и в академиях наук других союзных республик, где в институтах геологического и географического профиля имеются отделы, лаборатории, группы, занимающиеся проблемами геохимии.

 

Много внимания уделяется геохимии и в отраслевых научно-исследовательских институтах Министерства геологии СССР и союзных республик, Государственного комитета СССР по гидрометеорологии и контролю природной среды.

 

На геологических факультетах Московского, Ленинградского, Киевского, Ростовского и других университетов созданы кафедры геохимии. Есть такие кафедры в Московском геологоразведочном институте им. Г. К. Орджоникидзе и других вузах.

 

В геологической службе СССР работают десятки геохимических партий и экспедиций, которые используют геохимические методы для поисков полезных ископаемых, а в последние годы — и для решения проблем окружающей среды.

 

Ежегодно в СССР публикуется много научных трудов, посвященных геохимии, издается учебная и научно-популярная литература. С 1956 г. Академия наук СССР выпускает журнал «Геохимия».

 

Значительный размах получили геохимические исследования и за рубежом, где геохимия также нашла практическое применение при поисках полезных ископаемых и в охране окружающей среды. Развитие теории и практических приложений геохимии идет в основном по путям, намеченным В. И. Вернадским, А. Е. Ферсманом ж В. М. Гольдшмидтом.

 

Геохимия широко представлена в тематике международных геологических конгрессов. В 1971 г. в Москве состоялся 1-й Международный геохимический конгресс. Неоднократно проводились международные конференциж и симпозиумы по отдельным проблемам науки (геохимии редких элементов, прикладной геохимии и т. д.). Существует Международная ассоциация по геохимии и космохимии, издаются международные геохимические журналы.

 

Быстрое развитие геохимии привело к формированию1 ее новых разделов. Эта наука стала энергично внедряться в геологию, географию, биологию. Многие старые ветви геологической науки благодаря геохимии получили возможность решать более широкие проблемы. В первую очередь это относится к минералогии, связь которой с геохимией всегда была очень тесной, а границы далеко но всегда определенными. Геохимические исследования позволили уточнить состав минералов, объяснить происхождение примесей на основе изоморфизма, решить многие вопросы генезиса минералов. Большое значение геохимия имеет и для петрографии, для гидрогеологии и других геологических наук. Велика роль геохимии в стратиграфии (абсолютный возраст) и четвертичной геологии (датирование по 14С).

 

История геохимии в разных странах имеет и свои особенности. Характерной чертой зарубежной геохимии всегда было исключительное внимание к физико-химическому эксперименту, внедрению новых методов анализа. Ряд основополагающих исследований в этой области был выполнен в США и других странах. Гидрохимические исследования широко распространены в Японии. Напротив, экспедиционные геохимические исследования, региональная геохимия, связь геохимии с другими геологическими науками не получили достаточного развития за рубежом. Причина этого, несомненно, кроется в конкретных условиях возникновения геохимии в разных странах, а также в особенностях организации геологической службы.

 

В СССР всегда уделялось большое внимание геохимической теории, общим проблемам, методологии науки. Именно в нашей стране оформились новые научные направления: биогеохимия, гидрогеохимия, геохимия ландшафта, геохимия эпигенетических процессов.

 

В целом за последние десятилетия во всех странах наметилось усиление практического приложения геохимии. Геохимические методы поисков полезных ископаемых оформились в самостоятельную прикладную науку.

 

Как и 40 лет назад, ныне главной задачей геохимии является изучение миграции химических элементов. Исходя из понятия о формах движения материи, автор этой книги предложил различать четыре основных вида миграции: механическую, физико-химическую, биогенную и техногенную. В совокупности эти вопросы можно объединить в крупный раздел науки — геохимию процессов. К нему относятся, например, геохимия процессов осаждения минералов из растворов и расплавов, выветривания, фильтрации, диффузии, ионного обмена и многих других.

 

Важен и второй аспект исследования — системный, что позволяет говорить о самостоятельном разделе — геохимии систем (магматических, гидротермальных, биокосных, техногенных и др.). В каждой системе протекают противоположные процессы, взаимодействие которых и определяет функционирование системы, ее своеобразие и единство (целостность). Например, Мировой океан, несомненно, представляет собой особую систему, где протекают процессы механической, физико-химической и биогенной миграции. Их изучение составляет содержание специального научного раздела — геохимии океана. На основе системного подхода обособились геохимия рудных месторождений, геохимия ландшафта, гидрогеохимия (геохимия подземных вод), геохимия нефти, угля и т. д. В последние годы оформляется геохимия городов и других техногенных систем.

 

В некоторых случаях терминология геохимии процессов и систем одинакова. В одном и том же смысле говорят, например, о гидротермальных процессах и гидротермальных системах. Однако, по существу, различия здесь устанавливаются без особого труда: процесс всегда протекает в одном направлении, в то время как в системе протекают противоположные процессы.

 

Одна из главных задач геохимии систем — изучение в них среднего содержания элементов. В геохимии после трудов А. Е. Ферсмана эта проблема получила наименование проблемы кларков. Огромное теоретическое и прикладное значение определило место данной проблемы в качестве одного из самостоятельных и крупных разделов науки.

 

Третий основной аспект геохимических исследований — геохимия отдельных элементов. Здесь объектом изучения является химический элемент, его поведение в разных процессах и системах. Это направление также быстро развивается, объем информации достиг столь значительных размеров, что стали обособляться самостоятельные научные направления и разделы (геохимия радиоактивных элементов, геохимия редких земель и др.).

 

Подобно другим наукам о Земле, геохимия изучает пространственное размещение геохимических явлений, т. е. ей присущ региональный аспект. Например, еще В. В. Докучаевым была установлена широтная зональность процессов выветривания на земной поверхности, геохимическое значение которой подчеркнул А. Е. Ферсман. Он же писал о строгой закономерности в размещении рудных поясов. В последние десятилетия при геохимических поисках рудных месторождений составляют карты содержания отдельных элементов в почвах, рыхлых отложениях и коренных породах (литохимические и металлометрические карты).

 

Таким образом, региональный аспект является составной частью почти любого геохимического исследования. Но имеются и некоторые общие положения, составляющие предмет особого раздела науки — региональной геохимии.

 

Исключительно важен для геохимии и хронологический аспект — принцип историзма. Примерами подобного подхода служат исследования процессов выветривания докембрия, геохимии океана в палеозое, особенностей миграции и концентрации фосфора в венде и т. д. Однако и здесь существует комплекс общих вопросов, позволивший выделить самостоятельный раздел науки — историческую геохимию (А. А. Сауков).

 

Эволюция геохимии преимущественно направлена в сторону дифференциации знания, обособления новых разделов и научных направлений. Слабее выражена противоположная тенденция — к интеграции, синтезу, созданию обобщающих теорий. Элементы такого подхода намечаются в концепции большого круговорота атомов, связывающего процессы земной поверхности с магматизмом, складчатостью и другими эндогенными процессами, в био- геохимических построениях В. И. Вернадского — его учении о биосфере, в гипотезе о геохимических аккумуляторах Н. В. Белова и В. И. Лебедева. Хотя тенденция к дифференциации явно преобладает, с точки зрения автора, геохимия вплотную подошла к крупным обобщениям, созданию единой теории развития земной коры и жизни на геохимической основе. Успехи в освоении космоса намечают также создание общей концепции эволюции планет Солнечной системы (в первую очередь — планет земной группы).

 

 

 

К содержанию книги: Биография и книги Ферсмана

 

 

Последние добавления:

 

ИСТОРИЯ АТОМОВ  ГЕОХИМИЯ ВОДЫ  ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ ПРОШЛОЕ ПОДМОСКОВЬЯ 

 

  КАЛЕДОНСКАЯ СКЛАДЧАТОСТЬ     Поиск и добыча золота из россыпей    ГЕОЛОГИЯ КАВКАЗА    Камни самоцветы