КОСМИЧЕСКАЯ И ПЛАНЕТНАЯ ГЕОЛОГИЯ ВЛАДИМИРА ВИКТОРОВИЧА КОЗЛОВА – АЭРОГЕОЛОГА И ПУТЕШЕСТВЕННИКА
Часть 1
Семинары по космической и планетной геологии инструктора-методисты Учебно-методического центра «Готовность» готовили для юных разведчиков-первопроходцев Экспедиционного корпуса «Зурбаган» в основном по книгам Владимира Викторовича Козлова.
КОЗЛОВ ВЛАДИМИР ВИКТОРОВИЧ (1931 — 2022) — доктор геолого-минералогических наук, лауреат Государственной премии СССР, действительный член Российской академии космонавтики и почетный член Российского геологического общества, многие годы работал начальником партии и главным геологом объединения «Аэрогеология» — ведущей геологической организации по региональному изучению геологического строения территории страны на основе аэрокосмических методов.
Владимир Викторович свой экспедиционный опыт, результаты геологических исследований и рекомендации изложил в своих книгах: «С геологическим молотком» (2009), «С туристским рюкзаком» (2010), «С поэмами Гомера» (2010), «С геологией в космосе» (2012), «С минералами и феноменами» (2012), «С рудами и самоцветами» (2017), «С геологией в Библию» (2020), которые, безусловно, будут полезными для геологов нового поколения.
ВЛАДИМИР КОЗЛОВ:
В 2006 г. было решено создать геологическую энциклопедию под руководством Евгения Александровича Козловского (1929-2022). Мне в качестве научного редактора нужно было составить словник и организовать тексты. Требовались тексты по разным направлениям геологии, в том числе «Космическая геология и планетология». Возникли трудности, так как многие знакомые мне специалисты уже постарели и были не в силах выполнить эту сложную задачу. Я имел опыт работы по теме и многочисленные публикации. Обсудив с главным редактором Виктором Мартыновичем Цейслером (1931-2017) возникшие затруднения, к концу года написал текст и сдал его.
По правилам составления энциклопедии тексты пришлось писать очень короткими и сжатыми, да и иллюстраций было принято мало. Издано уже два тома, а последний намечается к выпуску через год. Мне показалось, что собранные материалы можно объединить в отдельную книгу, в порядковых главах, с некоторыми дополнениями, с интересными рисунками и иллюстрациями, благо сейчас доступно много атласов космоса и созвездий. В целях удобства также увеличил список размещенных по темам публикаций.
В книге «С геологическим молотком», выпущенной в 2009 г., я рассказал о своей деятельности, в том числе и о работе с планетами и космосом, с космонавтами, но в ней приведено мало иллюстраций, а здесь будет больше. Мне бы хотелось, чтобы книга была полезна для геологов, географов, картографов и, конечно же, для студентов и юных геологов — будущих исследователей Земли, планет, спутников, астероидов. Надеюсь, что книга будет интересна и широкому кругу читателей, прежде всего нашим потомкам.
АСТРОНОМИЯ И КОСМИЧЕСКАЯ ГЕОЛОГИЯ
АСТРОНОМИЯ — наука о космических телах, их системах, происхождении, движении и развитии. Выделены основные разделы: астрометрия (положение и движение тел), небесная механика, теоретическая астрономия (небесная механика на данных астрометрии), астрофизика (происхождение, химический состав, физические свойства и эволюция небесных тел) и звездная астрономия (Кононович, Мороз, 2000). Астрономия взаимодействует с геологическими науками в изучении Земли — планеты в составе Солнечной системы, ее орбиты, размера и формы геоида, происхождения и развития на основе космогонических построений, а также в изучении других планет, их спутников, астероидов, комет, метеоритов. Астрономия, как наука, прошла долгий путь развития, начиная с глубокой древности, определив смену геоцентрической (2 в. до н. э), гелиоцентрической (17 в.) и современных систем мироздания (20 в.).
Раннее появление науки отвечало практическим необходимостям ранних цивилизаций. В Месопотамии и Древнем Египте (7-6 тыс. лет назад) появились древнейшие календари для отслеживания времени и развития земледелия, первые карты космоса, библиотеки (в глиняных табличках) с описаниями небесных событий. В Западной пустыне Египта обнаружен самый древний круг (Набта-Плайя — ок. 4,8 тыс. лет до н. э.) из мегалитических блоков с астрономическим календарем. В Древнем Китае уже 4 тыс. лет назад проводили наблюдения за звездами и планетами, предсказывали затмения. Возникли первые каменные обсерватории (Стоунхендж, Англия, 1900-1600-е годы до н. э.).
Наука о Вселенной, созвездиях и планетах в Элладе
В древности многие считали, что небесные тела связаны с божествами и влияют на Землю и человека. Появились астрология с астрономией. На греческих картах неба сохранились обозначения созвездий. Гомер рассказал, как Одиссей вел судно, ориентируясь по звездам и планетам. Появились лунные календари. Названия месяцев отмечены в микенском линейном письме «Б». Еще в 8 в. до н. э. в Дельфах была проведена реформа календаря. Греческие философы изучали устройство Вселенной еще в 6-5 вв. до н. э. — например, Фалес, Анаксимандр и Анаксимен (все из Милета, Ионии).
Фалес считал, что всё первоначально возникло в нашем мире из воды и в нее вернется. Анаксимандр говорил об истоке апейроне - безграничном, о наличии в космосе совершенного порядка. Полагал, что Земля по форме представляет собой барабан или колонну с людьми наверху. Он также занимался изучением движения небесных тел и геометрическими системами. Анаксимен думал, что все в мире создано из воздуха с влиянием огня, и представлял Землю в виде тонкого диска.
С развитием мореплавания и путешествий возникла необходимость в приборе, позволяющем узнавать стороны света, и Анаксимен из Милета создал гномон — солнечные часы с направлением на Полярную звезду. Пифагор из Самоса около 570-500 гг. до н. э. высказал предположение о шарообразном строении Земли. Пифогорейцы верили, что Земля — шар, а небесные тела и Солнце вращаются вокруг центрального огня. Гераклит пришел к идее об изменяющемся мире как непрерывном потоке. Парменид и Зенон считали мир реальным, вечным и неизменным материалом во Вселенной. Эмпедокл предложил идею, что Вселенная состоит из четырех элементов: земля, воздух, огонь и вода. Левкипп и позднее Демокрит представляли Вселенную соединением атомов.
В рассказе об Атлантиде Платон показал падение небесных тел на Землю. Эвдокс Книдский и Каллиппа считали, что планеты движутся по кругам и нерегулярно, а Земля расположена в центре Вселенной. Аристотель полагал, что Земля сферическая и является центром Вселенной. Среди многих трудов этого исследователя оказались книги об астрономии и природных явлениях: «О небе» и «Метеорологика». Его последователь Теофраст среди работ по естествознанию написал «Труды о геологии» (первое принятие геологии как отдельной науки), но сохранились только обрывки у поздних авторов. По представлению Аристарха, в центре Вселенной расположено Солнце.
Эратосфеном Киренским в 3 в. до н. э. была определена вполне точная окружность Земли. Архимедом с Сицилии (287-212 гг. до н. э.) измерен диаметр Солнца и сделан звездный глобус. Сын астронома Фидия, он многое сделал для развития математики, и все знают, как и почему он закричал однажды «Эврика!» (eureka — нашел). Архимед тогда открыл способ определения пропорций золота и серебра в короне. Многие звезды на картах и в каталогах отмечены у Гиппарха (190-120 гг. до н.э.) и у Клавдия Птолемея (2 в. до н.э.). Геоцентрическая система Птолемея сохранялась на протяжении почти 1400 лет. Уже тогда делали предсказания солнечных и лунных затмений, а записи природных явлений сохранили точные даты событий.
В Средние века
Различные науки, в том числе астрономия, получили развитие в Арабском халифате. Были высказаны представления об общей природе Солнца и звезд (аль-Бируни из Хорезма, 973-1048 гг.), созданы обсерватории и гигантские квадранты для точного наблюдения за звездами и другими небесными телами (г. Мараг в Иране, 1260 г., астроном Улугбек в Самарканде, 1364-1449 гг.), составлены качественные звездные карты и глобусы, изготовлены астролябии. Многие арабские названия звезд остались на картах и ныне.
ТЕЛЕСКОПЫ
В развитии науки большую роль сыграли телескопические наблюдения, дополненные в дальнейшем астрофизическими методами и исследованиями с помощью космических аппаратов. В европейских странах исследования начались с эпохи Великих географических открытий (обсерватория в Португалии, конец 15 в., Энрике — Генрих Мореплаватель). Определены специфика обращения Земли и других планет вокруг Солнца (польский астроном Н. Коперник, книга «Об обращениях небесных сфер», 1543 г.) и законы движения планет (И. Кеплер, 1571-1630 гг., Прага). С телескопическим изучением небесных тел произошла научная революция (Г. Галилей с 1609 г., издание «Звездного вестника» в 1610 г.). В Париже, Лондоне, Берлине и Москве возникли обсерватории (в конце 17 в. — начале 18 в.).
ПЛАНЕТОЛОГИЯ
Планетология выделилась как наука об изучении планет, спутников, астероидов, комет, метеоритов, космического вещества, их возникновения и эволюции. Находится на соединении астрономии и геологии, исследует астрономические, геологические и космические методы. Выделяется сравнительная планетология — истолкование разных тел и процессов, понимание геологических методов и результатов для космических тел, для которых недостаточно фактических материалов. Появились качественные изображения с космических станций — дальних планет, спутников и астероидов. Составляют карты с рельефом, структурой поверхности и представлениями о горных породах. В земных лабораториях изучены образцы с Луны. В планах — геологические работы на Луне с созданием базы и освоением полезных ископаемых. Впереди полеты на Марс с отправкой образцов на Землю. Нет ли там внеземной жизни? Самые широкие проблемы ставятся перед планетологией.
МЕТЕОРИТИКА
Метеоритика составляет раздел науки на рубеже астрономии и науки о Земле, изучает метеоры и их вещество во всех его состояниях, включая их падения на Землю. Термин предложил Ю.И. Симашко в 1889 г., и он стал распространенным. Эта наука включает изучение метеоритных тел разных размеров — от космической пыли до астероидов, включая кометы, как в межпланетном пространстве, так и в атмосфере Земли, а также состав и структуру метеоритов в земных условиях, применяя методики, используемые в геологии. Образцы метеоритов привлекали внимание людей с древности.
Железные камни первыми использовали для изготовления металла. Считается, что черный камень Кааба в священной мечети в Мекке, в Саудовской Аравии, является метеоритом. В прошлом были упоминания о падении камней с неба, но многие ученые относились к этим сведениям скептически. Наука начала формироваться с конца 18 в., когда Э. Хладни провел исследования метеорита Палласово Железо, найденного в Сибири еще в 1749 г., убедительно доказав, что он имеет космическое происхождение. Интерес к метеоритике особенно возрос после того, как были установлены лунные кратеры, земные астроблемы и подобные образования на других планетах и спутниках, сформированные в результате метеоритной бомбардировки.
В России исследования метеоритики проводит Комитет по метеоритам РАН, публикуются сборники «Метеоритика». Исследования возможных следов в метеоритах (углистых хондритах) ведутся во многих странах, в том числе в России (С.И. Жмур и др., 1997, 1999 гг.; А.Ю. Розанов, 2000 г.). В США (1999 г.) создан институт для изучения астробиологических проблем. Данные используют при космогонических построениях, включая проблемы образования и эволюции Солнечной системы, при изучении космогенных структур, происхождения жизни, в целях мониторинга для предупреждений кометной и астероидной опасности.
КОСМИЧЕСКАЯ ГЕОЛОГИЯ
Космическая геология составляет научное направление на рубеже астрономии (планетология, метеоритика) и геологии (тектоника, структурная геология, геологическое картографирование, петрография, минералогия и др.). Первоначально сфера космической геологии ограничивалась изучением только космического вещества и космогенных структур на Земле. В полном объеме космическая геология сформировалась во второй половине 20 в. после запуска космических аппаратов на околоземные орбиты и к другим планетным телам. Сейчас в этой науке образовались различные направления, в том числе: изучение планет, спутников и малых небесных тел, выявление астроблем и метеоритных кратеров, исследование космического вещества на Земле и планетных телах, изучение геологического строения Земли по материалам космических съемок, воздействие космоса на геологические процессы. Космическая геология очень близка астрономии.
КОСМИЧЕСКОЕ ЗЕМЛЕВЕДЕНИЕ
Космическое землеведение — исследование комплекса природных условий на основе космических материалов. С развитием дистанционных исследований географии, картографии, геологии, других направлений изучения природы, экологии и проблем охраны окружающей среды появилась возможность решать крупные задачи:
- развитие фундаментальных и прикладных исследований в науках о Земле, получение новых данных о строении географической оболочки;
- комплексный анализ и инвентаризация природных условий и ресурсов, разработка мероприятий по их рациональному использованию, охране и воспроизводству;
- контроль и прогнозирование в пространстве и времени изменений в природной и экономико-территориальной обстановке районов разных рангов;
- обновление фондов общих географических и тематических карт по всему масштабному ряду, разработка новых типов картографических документов специального и общего назначения (по А.А. Лютому, 1979 г.).
Получили применение космические снимки в комплексных атласах (В.В. Свешников, В.И. Рябчикова и др.) в фундаментальных изданиях: «Природа мира» (1999 г.), «Национальный атлас России», т. 1 (2004 г.). В целях развития космического землеведения были составлены многие атласы космических снимков в таких странах, как Ливия, Сирия, Китай, СССР и др.
ПЕРСПЕКТИВЫ
Данные астрономии представляют особый интерес для геологов, изучающих различные образования космического происхождения и космического вещества на Земле. Знание достижений астрономии необходимо специалистам, изучающим влияние космоса и небесных тел на земные процессы. В составе астрономии особое место занимает планетология, которая находится на рубеже соприкосновения с геологией. В самостоятельное научное направление выделилась космическая геология. В планах новые полеты на Луну и Марс и отправка станции к дальним планетам.