Глава 7. Природная индикация линеаментов и их систем

Прежде чем перейти к основной теме данной главы, следует напомнить, что в развитии естествознания, в целом, и в развитии наук о Земле, в частности, могут быть выделены три основных этапа:

Э в р и с т и ч е с к и й (от греч. «heurisko» – отыскаиваю, открываю), т.е. описательный, использующий в виде основного средства исследования г и п о т е з ы и постоянно предлагающий те или иные м о д е л и, опять же описательные, для решения какой-либо новой задачи. Чаще всего, как известно, на этом этапе предлагается так называемая модель «слепого поиска», в основе которой лежит широко известный метод «проб и ошибок», или лабораторную модель, в которой решаемая задача рассмтривается как лабиринт, а процесс поиска нужного решения - как блуждание по лабиринту, со всеми вытекающими отсюда последствиями.

Именно в результате таких достаточно бессистемных «блужданий» «...геологи лишь недавно пришли к заключению, что тектоническими процессами охвачена вся Земля, а не только кора, как казалось в 50-е годы (ХХ-го века – А.П., О.А.), литосфера, как стало казаться в 60-е годы, кора и верхняя мантия, как верилось в 70-е годы» (Хаин, Балуховский, 1993).

Прошедший ХХ-ый век стал в эволюции геологии веком активного познания всё более глубинных геосфер: успехи геофизики, глубинного бурения и дистанционных методов, хоть и не всегда бесспорны, но общепризнанны. Поэтому этот этап, особенно его вторую половину, можно, видимо, назвать э м е р д ж е н т н ы м (от лат. «emergere» – появляться, выносить на поверхность) в том смысле, что геологи ХХ-го века научились с большой достоверностью изучать глубинное строение Земли не только по прямым данным, в первую очередь по данным бурения, но и по косвенным признакам, в полном соответствии с принципом еще Дж. Бруно (1548 –1600): « ...интеллекту подобает судить и отдавать отчет от отсутствующих вещах и удаленных от нас как по времени, так и по пространству».

Развитие эвристических и эмерджентных методов, адекватных описанным выше этапам, вероятно, может привести к тому, что на следующем этапе развития геологии ( и смежных с ней наук), в наступившем ХХ1-ом веке, начнется разработка уже в и р т у а л ь н ы х ( от лат «virtualis» – возможный; такой, который может или должен проявиться при определнных условиях; от англ. «virtual» - фактический, дествительный) гипотез (или даже теорий) и моделей, адекватно отражающих геологическую реальность.

Геологию ХХ1-го века в этом случае также можно будет, вероятно, назвать в и р т у а л ь н о й, т.е. такой, какой она должна быть, а не такой, какой она представляется тому или иному исследователю или той или иной группе исследователей сегодня, ибо, как верно заметил когда-то Л.Н.Толстой: «Задачей науки должно быть познание того, что должно быть, а не того, что есть».

Намеченные три этапа в развитии геологии в принципе отвечают трём эиапам «штатного» научного исследования: обзору – анализу – синтезу. Время обзора и анализа в геологии наступило давно, синтеза – еще впереди; геология обзора и анализа имеет устоявшиеся традции и неплохо развитые школы и направления, геологии синтеза еще придется утверждать себя; методы обзора и анализа в геологии, как и в смежных с ней науках о Земле, развиты широко и многосторонне, синтеза – практически только зарождаются.

В этом смысле методы дистанционных исследований в целом и линеаментный анализ в частности могут оказаться в ХХ1-ом веке базовыми методами общей и региональной геологии, тектоники, геодинамики и геоэкологии в силу своей экономичности, экологичности и эффективности.

В пользу такого оптимистического прогноза говорит то, что разномасштабные материалы дистанционного зондирования – АФС, КС и КФК – содержат максимально адекватную информацию о структурных особенностях земной коры на планетарном, региональном и локальном масштабных уровнях. В свою очередь существующие методы обработки МДЗ: геологические, геоморфологические, структурно-геоморфологические и другие, дают неплохую возможность для того, чтобы «изъять» эту информацию в наиболее полном, а не сокращенном объеме, как это было во время доминирования наземных – геолого-съёмочных – методов исследования.

Метод линеаментного анализа, несмотря на свою кажущуюся «узость» применения, связанного с поиском, выделением и трассированием (картированием) линейных нарушений земной коры, выделяется среди прочих современных методов своей оперативностью, информативностью и разработанностью.

Его аппарат удачно акумулировал и синтезировал все имеющиеся данные о способах «извлечения» необходимой информации, содержащейся в рисунке того или иного изображения земной поверхности, полученного с какого-либо летательного аппарата.

В основе процесса «извлечения» необходимой информации лежит хорошо разработанная система п р и р о д н о й (или ландшафтной) и н д и к а ц и и (геоиндикации) различных объектов, процессов и явлений, запечатленных на материалах дистанционного зондирования.

Сущность природной индикации или г е о и н д и к а ц и и (Понятие о геоиндикации, предложенное в начале 70-х годов ХХ-го века С.В.Викторовым, первоначально обозначало оценку геологических условий исключительно по растительности; позже было расширено им до всего ландшафта. – А.П., О.А. ) заключается в использовании внешнего вида ( фактуры ) изучаемой поверхности в качестве индикатора (показателя) тех или иных параметров (характеристик) географической среды, геологической структуры и геофизических полей, содержащих полезную информацию об инфраструктуре изучаемого участка, непосредственно не отраженной ни на местности, ни на имеющихся ее изображениях – АФС, КС и пр.

Главнейшие понятия, используемые в геоиндикации – и н д и к а т ы и и н - д и к а т о р ы .

Под первыми понимаются собственно объекты индикации, например, линеаменты, разрывы, трещины и другие линейные образования или изометричные объекты, которые и определяются в процессе дешифрирования МДЗ с помощью индикаторов; под вторыми, т.е. под индикаторами понимаются отдельные или комплексные, легко (физиономические, т.е. узнаваемые) или трудно наблюдаемые (деципиентные) компоненты (параметры, характеристики) географической среды, геологической структуры и геофизических полей.

Система природной индикации базируется, таким образом, на географических, геологических или геофизических предпосылках отражения тех или иных объектов земной коры в ее же географических, геологических и геофизических параметрах:

ПРИРОДНЫЕ ИНДИКАТОРЫ ПАРАМЕТРОВ

ГЕОГРАФИЧЕСКОЙ СРЕДЫ, ГЕОЛОГИЧЕСКОЙ СТРУКТУРЫ

и ГЕОФИЗИЧЕСКИХ ПОЛЕЙ

Г е о г р а ф и ч е с к и е индикаторы

Л а н д ш а ф т н ы е – резкие ограничения различных форм рельефа (напримеир, граница типа горы-равнина), лесных массивов или форм различных растительных сообществ (рис. ) и т.д.

Рис.

Э р о з и о н н ы е (речные и овражно-балочные) – коленообразные изгибы долин любого масштаба ( рис. ); – слепые окончания ложбин стока; – резкое изменение ширины речных террас ( рис. ); – линейное расположение верховий рек, оврагов и балок; – прямолинейность водоразделов, и т.д.

Рис.

Рис.

П о ч в е н н ы е – границы резкого изменения почвеного покрова (разреза), например, в «крыльях» разрывов, на границе платформенных областей (равнин) и орогенных сооружений (горных поясов) (рис. ).

Рис.

К л и м а т и ч е с к и е – зоны первого промерзания (сезон осень-зима) и первого протаивания (зима-весна) (рис. ).

Рис.

Г е о л о г и ч е с к и е индикаторы

Г л о б а л ь н ы е – планетарные: границы континентальной и океанической коры (рис. ); – зоны сочленения платформ (плит) и горноскладчатых поясов; – вулканические и сейсмические пояса и т.д.

Рис.

Р е г и о н а л ь н ы е – внутриплитные и внутриорогенные: – зоны повышенной трещиноватости и дислоцированности; – флексуры, валы, линии выклинивания геологических, тектонических, минерагенических и прочих зон; – ограничения грабенов и рифтов (рис. ), срединных массивов, межгорных впадин и проггибов, и т.д.

Рис.

Л о к а л ь н ы е – геологические границы и геологические контакты; – границы участков с различным структурным рисунком; - коленообразные изгибы слоев; - резкие линейные геохимические, гидро- и инженерно-геологические аномалии: повышенная обводненность, заболоченность (рис. ) закарстованность и пр.

Рис.

Г е о ф и з и ч е с к и е индикаторы

Границы областей с различной мофологией полей (рис. ).

Рис.

Градиентные зоны (ступени).

Зоны нарушения (или потери) корреляции аномалий.

Оси положительных или отрицательных аномалий.

Линии прерывания линейных аномалий (рис. ).

Рис.

Г е о г р а ф и ч е с к и е предпосылки природной индикации линеаментов и других объектов дешифрирования (индикатов) базируются на их ландшафтных особенностях или, точнее, на особенностях их отражения в ландшафтной оболочке земной коры – в рельефе – гидрографии – растительности – почвах, а также в некоторых климатических особенностях.

Например, весьма чувствительным индикатором структурных нарушений земной коры выступает эрозионная сеть: при этом ее речная составляющая активно индицирует структурные особенности коры на материалах дистанционного зондирования и топокартах масштабов 1: 2 500 000 – 1: 200 000, а овражно-балочная – на более крупномасштабных: от 1: 100 000 до 1: 10 000.

Индикационные «способности» овражно-балочной сети особое значение приобретают при изучении инфраструктуры платформенных (геологически закрытых) областей, когда морфология и интенсивность оврагообразования могут не только надежно индицировать те или иные структуры, но и указывать на степень их активизации на современном этапе развития земной коры, что особенно важно при проведении геоэкологических исследований и экспертиз.

Г е о л о г и ч е с к и е предпосылки природной индикации гетерогенных объектов земной коры и в первую очередь ее линейных составляющих – л и н е а м е н т о в и их систем – определяются:

а) особенностями геологической эволюции и сложившейся в ее результате современной структурой изучаемого объекта, участка или региона;

б) масштабом исходных анализируемых данных (материалов): карт, схем, разрезов и т.д.

Г е о ф и з и ч е с к и е предпосылки природной индикации изучаемых объектов, процессов или явлений основаны на отражении составляющими магнитного, гравитационного и других физических полей различных по природе геологических «аномалий»:

– градиентные зоны, как правило, индицируют границы (контакты) блоков, отличающихся физическими свойствами, а значит – литологией и (или) структурой;

– оси линейных аномалий «намечают» зоны тектонического дробления, цепочки интрузивных тел, простирание железистых кварцитов, углистых сланцев и т.п.;

– линии потери корреляции линейных аномалий (иногда их называют «зонами затухания» линейных аномалий) (рис. ) часто «отвечают» зонам вертикальных или горизонтальных перемещений соседних геоблоков и т.д.

Рис.

В литературе (А.В.Садов,1988) можно встретить описания и других видов геоиндикации: к о н т р а с т н о - а н а л о г о в о й, заключающейся в непосредственном выделении по фототону и фоторисунку имеющихся МДЗ определенных геологических объектов, и с т а т и с т и к о - м о р ф о л о г и ч е с к о й, опирающейся на использование методов математической статистики, теории информации и распознавания образов.

Кроме того, иногда выделяется несколько уровней индикации:

– м е г а -(предусматривает использование исходных материалов масштабов мельче 1 : 1 000 000),

– м а к р о-, м е з о- (использует среднемасштабные исходные материалы) и

– м и к р о- («работает» с крупномасштабными материалами).

В любом из описанных выше случаев, т.е. при работе с разными исходными материалами, на разных уровнях индикации и с применением разных систем индикаторов и их предпосылко следует учитывать, особенно при проведении геоэкологических исследований, так называемую а н т р о п и з и р о в а н н о с т ь (термин принадлежит Б.В.Виноградову -А.П., О.А.) процесса индикации, связанную с активным влиянием современной деятельности Человека и человеческой Цивилизации на геосферу, в целом, и на естественную проявленность элементов природной индикации, в частности.

В о п р о с ы для п о в т о р е н и я

Что понимается под природной (ландшафтной) индикацией? В чем ее сущность?

Чем отличаются индикаты от индикаторов?

Каковы основные предпосылки природной индикации линеаментов и других объектов земной коры?

Т р е н и н г

Найдите какую-нибудь карту или схему: геологическую, топографическую или геофизическую. Внимательно просмотрите ее и попробуйте найти какие-нибудь резкие границы и переходы. Попробуйте определить, с какими объектами (процесами или явлениями) эти резкие границы могут быть связаны.

У с л о ж н и т е з а д а ч у. Подберите на один и тот же район или участок несколько карт или схем разного содержания. Также просмотрите их и попробуйте найти на них некую бросающуюся в глаза – аномальную – границу, которая прослеживается на всех материалах примерно в одном и том же месте и одном и том же направлении (простирании).

Попробуйте установить, какими объектами (процессами или явлениями) эта граница обусловлена и на какой возможной глубине эти объекты находятся.

Л и т е р а т у р а

Викторов С.В. Ландшафтная индикация последствий деятельности человека в пустынях.– М.:Недра,1973.

Викторов С.В. Ландшафтные индикаторы гидрогеологических условий в районах обводнения и орошения пустынь.– М.:Недра,1976.

Викторов С.В. Рисунок ландшафта.– М.:Мысль, 1986.

Ландшафтная индикация природных процессов / Под. Ред.А.Г.Чикишева.–М.:Наука,1976.

Садов А.В. Аэрокосмические методы в инженерной геодинамике.– М:Недра,1988.208с.