Методологические проблемы исследования геосистем
АК. А. АЛИ-ЗАДЕ, Х.А. АЛИ-ЗАДЕ, Е.Н. ЛЯТИФОВА
Великое есть дело достигать во глубину земную разумом, куда руками и оку достигнуть возбраняет натура.
М.В. Ломоносов
Современная наука все чаще сталкивается с объектами, исследование которых возможно только косвенными путями. Все чаще в поле ее зрения оказываются объекты, которые недоступны прямому эмпирическому исследованию и требуют для своего рассмотрения обращения к побочным, аналоговым факторам и к особого рода методам косвенного представления реальности. Такого рода исследовательские ситуации предполагают создание синтетических концептуальных конструкций, учитывающих данные самых разных наук. И когда сегодня это обстоятельство констатируют, то, как правило, приводят в качестве примера современные исследования глубин Вселенной. Между тем аналогичная ситуация постоянно возникает ныне в исследованиях нашей собственной планеты - Земли. Большие глубины недр и акваторий часто делают их недоступными для непосредственного изучения. И о них приходится судить по косвенным данным - сейсмическим, гравиметрическим, магнитным, электрическим, тепловым и пр. Причем данные эти сами по себе включены в интерпретативный аппарат соответствующих и весьма различных дисциплин, так что их синтез предполагает разработку некоторой трансдисциплинарной методологии.
Для решения проблем, возникающих в ходе геологического познания, для интерпретации и анализа большого объема весьма разнородной геологической информации необходим уровень концептуальных конструкций, зачастую не менее высокий, чем для областей фундаментальных физических исследований микромира или космоса. Во всяком случае, геологическое познание невозможно без основательных и эффективных теоретических построений, моделей, обладающих достаточным синтетическим потенциалом. А разработка такого рода теоретических систем, способных эффективно обслуживать познавательные и, заметим, практические нужды геологии в свою очередь невозможна без серьезной методологической рефлексии, без создания соответствующего философско-ме-тодологического фона геологической науки. Причем важнейшей функцией методологии является в данном случае поддержка в разработке интегративных, междисциплинарных
© Али-заде Ак. А., Али-заде Х.А., Лятифова Е.Н., 2015 г.
моделей геологической реальности, синтезирующих в себе не только достижения различных областей современного естествознания, но и результаты общественных наук.
Интеграция данных, полученных в различных областях наук о Земле, предполагает выявление общих закономерностей строения и эволюции геосистем, что в свою очередь способствует успешному решению практических задач - рациональному проведению поисковых работ на выявление новых месторождений нефти, газа и других полезных ископаемых [Али-заде... 2010, 12-14].
В реализации этой исследовательской задачи сближаются, точнее, взаимодействуют общенаучные подходы и методологические стратегии. Прежде всего, здесь эффективно работает традиционный системно-структурный подход к различным взаимодействующим геосистемам Земли, каждая из которых имеет соответствующий уровень организации элементов. Причем сегодня этот подход, с одной стороны, расширяет представление о них до планетарного макроуровня, а с другой, углубляет до уровня микромира, что фактически позволяет выявить сложные иерархические взаимосвязи между ними. Таким образом, традиционный системно-структурный подход начинает выполнять здесь фактически новые для него трансдисциплинарные функции. Он создает основу для выработки целостной модели геосистемы как таковой, включая ноосферные, экологические и прочие ее характеристики.
Как известно, отдельная порода, являясь элементом определенной геосистемы, входит также в состав других, более высокоорганизованных, многокомпонентных систем (геологическая свита, формация, литосферная плита и др.) и зависит от них. В то же время она является совокупностью более низкоуровневых подсистем и представляет собой целостную самостоятельную систему, оказывающую влияние на относительно низкоуровневые подчиненные микросистемы (минерал, кристалл, молекула, атом и т.д.), из которых она состоит. И здесь методологически чрезвычайно важен акцент на целостности, на единстве изучаемой реальности [Кулизаде 2011, 63-68].
Естественное соподчинение геологических объектов отражается и на разграничении изучающих их областей наук - кристаллографии, минералогии, литологии, палеогеографии и др., которые прогрессивно изменяются благодаря совершенствованию существующих методов исследования. Методологический подход, в основе которого лежит идея трансдисциплинарности, выступает в качестве инструмента, связующего между собой частные науки. При этом он позволяет изучать объекты не в застывшей форме, а в их динамике, выясняя генетические структурно-функциональные и другие связи между материальными системами живой и неживой природы, а также факторами ноосферы. Воссоздание целостной истории развития палеоэкосистемы достигается правильным сочетанием информации о живых и неживых системах, раскрытием последовательной и необратимой смены природных сообществ фауны, флоры и вмещающих их литоассоциаций.
Для геосистем и иерархически соподчиненных им подсистем характерно необратимое историческое движение. Оно происходит со сложным взаимодействием совокупных и конкретных факторов, со сменой эволюционного и революционного этапов и с последовательной направленностью развития органического мира от менее совершенных форм к более совершенным [Али-заде. 1990, 20-21; Али-заде, Али-заде 2010, 59-70]. Но когда в какую-либо непрерывно и закономерно развивающуюся геосистему (фоновая региональная седиментация) внезапно или постепенно вторгаются несоизмеримые по масштабу, времени, темпу и длительности воздействия других систем (т.е. системы, имеющие свою причину, историю и область развертывания), это вызывает ряд локальных аномалий. И сегодня подобное обстоятельство принимается во внимание исследователями геосистем Земли как важный фактор, требующий расширения сферы геологических исследований.
Одни геологические процессы (литогенез, биогенез) протекают в региональных масштабах и на протяжении длительных периодов времени, а другие (вулканические извержения, землетрясения, тайфуны, смерчи, оползни) носят локальный и кратковременный характер. Их постоянное сложное взаимодействие с последовательной и преемственной сменой событий собственно и образует внутренне связную историческую динамику геопроцессов. Такой подход предусматривает также разграничение и выявление взаимосвязи
между кратковременными катастрофическими природными событиями и постепенными непрерывными фоновыми явлениями [Геншафт 2008, 17-22].
Время и место проявления и переплетения разноуровневых геосистем не всегда возможно предсказать, поэтому создается видимость хаоса, стихийности, случайности или необъяснимости явлений. Эти вторжения, очевидно, и служат причиной нарушений равновесия геосистем, проявления мощных разрушительных катастроф в истории Земли. Благодаря им в процессы эволюции привносится большое количество чуждого материала и дополнительной энергии - тепловой, биологической, механической, которые нарушают общую направленность стадийного развития естественных процессов данной системы. В областях с восходящими тектоническими движениями, сопровождаемыми снижением уровня моря, обмелением шельфа, дельтовых участков, наблюдается лавинная седиментация, охватывающая 90 % осадочного материала, а на участках вулканизма - обилие вулканических продуктов [Лисицын 1988, 309]. Это способствует повышению среднего термоградиента и появлению "азональных" или индикаторных минералов [Тимофеев... 1981, 5-17], полному или частичному вымиранию одних организмов и расцвету других.
Отметим, что в описанном выше исследовательском контексте становится понятным отсутствие надлежащего математического обеспечения для объяснения различных геологических процессов, прерываемых природными катастрофами. Это обстоятельство согласуется с теорией Лютфи Заде о нечетких границах множеств и нечеткой логике. И между прочим, из этой теории следует, что "руководить природными процессами невозможно" [Лютфи Заде 1965].
Подобного рода закономерности проявляются на всех уровнях взаимодействующих смежных геосистем, начиная от элементарных частиц и кончая всей планетой, развивающейся в результате постоянного взаимодействия и взаимоперехода внешних и внутренних факторов, определяющих развитие Земли, управляющих всеми процессами на ней. И одновременное присутствие в каждой геологической материальной системе устойчивых, препятствующих изменениям, и неустойчивых, изменяющихся компонентов, обуславливает проявление преемственности.
Бесконечные изменения геологических условий в истории Земли, нарушающие равновесие системы (неустойчивое равновесие) - необходимый фактор для течения литоло-гических процессов и причина неизбежного приспособления к ним постоянных преобразований осадков, пород, организмов. Они отражаются на палеоэкологических условиях существования организмов, регулируют приспособление их в процессе эволюции, способствуют постоянным преобразованиям - исчезновению одних и появлению новых экологических систем. Каждая порода в целом и отдельные ее элементы имеют свою историю развития, с которой связаны возникновение, существование и дальнейшие изменения пород (седиментогенез, диагенез, катагенез). Будучи носителями и отражателями множества разновременных геологических процессов, они не являются статически существующими материальными телами [Страхов 1984, 640]. И это обстоятельство необходимо учитывать при построении концептуальных моделей и практическом использовании кажущихся неизменными геосистем.
Недостаток знаний о современных явлениях, о минеральных и органических индикаторах оказывается существенным препятствием для познания прошлого, что может приводить к искажению выводов о современном состоянии геологической реальности. Существующая геологическая действительность, которая формируется в результате взаимодействия как постоянных, так
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.