Предметы, объекты и методы Наук о Земле.
Науки о Земле охватывают все отрасли знания о нашей планете, являясь в то же время не их суммой, а обобщающей системой, включающей данные фундаментальных наук: физики, химии, астрономии. Экология - биологическая наука, изучающая организацию и функционирование надорганизменных систем различных уровней: популяций, видов, биоценозов, экосистем, биогеоценозов и биосферы.
Объекты собственно геолого-географических наук организована на более высоком уровне, чем физико-химические тела и процессы. К высшему уровню геолого-географической организации относятся геооболочки и геосферы, соотношение которых определяет структуру предмета Наук о Земле. Внутренние оболочки исследуются преимущественно геологическими науками, а внешние – географические. Почвенная оболочка изучается почвоведением, органический слой – биогеографией, водная оболочка – гидрологией и океанологией. Планетология связывает геолого-географические знания с астрономическими.
Все науки о Земле исторические, так как рассматривают развитие природных процессов и явлений за миллионы лет. В этом направлении широко используются геологический метод (изучает типы горных пород), палеонтологический (классифицирует растения и животные), изотопный (позволяет определить возраст горных пород, минералов, остатков растений и животных). В последнее время широко внедряются тонкие физические методы – электронная микроскопия, лазерная техника), проводятся исследования на больших глубинах.
Основными компонентами Земли, мониторинг которых осуществляется с помощью космических съемок является атмосфера (А), гидросфера (Н), криосфера (С), литосфера (L), биосфера (В), эти компоненты образуют единую биогеофизическую систему (S).
S=AUHUCULUB.
Какой вклад в развитие естествознания внесли работы Коперника, Галилео, Кеплера, Ньютона, Декарта.
В своем знаменитом труде «Об обращениях небесных сфер» Н.Коперник (1473-1543) излагает гелиоцентрическую систему мира, противостоящую признанной системе Птолемея. Он согласен с Птолемеем только в том, что Земля и небесный свод имеют сферическую форму. Коперник утверждает, что Вселенная сравнима с бесконечностью, так же как земная орбита сравнима с точкой. И вселенная и земная орбита таковы по отношению друг к другу. Он не доказывает бесконечность вселенной, но допускает эту бесконечность, поскольку такое предположение подкрепляет его идею о вращении Земли. Взгляды Коперника сыграли решающую роль в становлении астрономии.
Галилео Галилей (1564-1642) выступил одним из основателей экспериментального естествознания. Проводил активную научно-исследовательсткую деятельность в области механики и астрономии: установил законы движения свободно падающих тел и сформулировал понятие об инерциальном движении и механический принцип относительности. Изобрел зрительную трубу, увеличивавшую в 32 раза. В исследовании природных явлений Галилей опирается на эксперимент. Астрономические открытия Галилея стали наглядным доказательством истинности гелиоцентрической системы Коперника и идеи Дж. Бруно и о физической однородности Земли и неба.
Иоганн Кеплер (1571-1630) – немецкий астроном, открывший законы движения планет. Он не мог обратиться к эксперименту, поэтому для определения орбит и законов движения планет вынужден был воспользоваться многолетними систематическими наблюдениями движения планеты Марс, сделанными датским астрономом Т.Браге. Кеплер остановился на гипотезе, что траекторией Марса, как и других планет, является не окружность, а эллипс. Цель Кеплера – показать, что небесная машина является не видом божественного живого существа, а подобна часовому механизму. Впервые в истории человеческой культуры понятие закона природы приобретает научное содержание.
Учение Рене Декарта (1596-1650) о природе получило название картезианской физики. В ее основание легли принцип относительности перемещения и взаимодействия, а также космогоническая концепция о естественном происхождении м развитии Солнечной системы, которое обусловлено только свойствами материи и движением ее разнородных частиц. Космогоничская теория известна как теория вихрей. Вселенная, согласно Декарту, имеет три области: первая – вихрь вокруг Солнца, вторая – вихри вокруг звезд, третья – все, что находится вне первых двух областей.
Исаак Ньютон (1643-1727) – разработал дифференциальное и интегральное исчисления. Открыл дисперсию света, хроматическую аберрацию, исследовал интерференцию и дифракцию, развил корпускулярную теорию света, высказал гипотезу, сочетавшую корпускулярные и волновые представления, построил зеркальный телескоп. Открыл закон всемирного тяготения, который лег в основание теории движения небесных тел – небесной механики. Ньютоновская механика обобщила модели и законы таких видов механического движения как колебания маятника, свободное падение тел, движение тел по наклонной плоскости, по окружности, движение планет. Абсолютное пространство всегда остается одинаковым и неподвижным. Относительное пространство – это трехмерное пространство, которое характеризуется рядоположенностью и мерой, определяется нашими чувствами по положению относительно некоторых тел. Ньютон опровергал вихревую концепцию Декарта, он разделял пространство и материю, считая реальным существование абсолютного пространства, а причиной реального движения – силы. Материя пассивна, активной силой природы выступает тяготение. На Земле оно выражается силой тяжести, в космосе – в виде космического притяжения.
Состав земной коры.
Земная кора – самая неоднородная и сложно-устроенная верхняя оболочка земли. Количество распространенных химических элементов в земной коре впервые установил Ф.Кларк. Его сводка содержала сведения о 50 хим. элементах. В 1923 г. Ферсман предложил термином «кларк» называть средне содержание хим. элемента в земной коре, почвах, водах. Почти половина земной коры состоит из кислорода. O2 – 47%, Si – 29,5%, Al – 8,05%, Fe – 4,65%, Ca – 2,96%, K – 2,5%, Na – 1,87%, Mg – 1,87%, Ti – 0,45%.
Средний химический состав земной коры отличается от среднего химического состава земли. Кларки большинства элементов не превышают 0,01 – 0,001%. Если элементы имеют слабую способность к концентрации, то они называются рассеянными-редкими. Микроэлементы – элементы, содержащиеся в данной системе в кол-ве от 0,01%. В 1937 дл выражения результатов анализов Вернадский предложил термины «кларк-концентр.» и «кларк-рассеивающий». К-к – это отношение содержания элемента в данной системе к ее кларку. Если к-к мньше 1, то польз. обратная величина – к-р.
