Новые подходы и методы

В настоящее время сильнейшее влияние на развитие наук о Земле оказывают новейшие успехи физики, химии, биологии, математики. Так, в современной системе наук о Земле все более важное место занимают геофизические исследования, в которых применяются подходы и методы современной физики. Они позволяют гораздо глубже проникнуть в физическую сущность разнообразных процессов, протекающих в недрах Земли (например, при изучении движений земной коры, распространения в ней упругих и других деформаций, проявляющихся при землетрясениях, изменений силы тяжести, магнитных свойств), в водной и воздушной оболочках (физика моря и физика атмосферы), а также на земной поверхности (механика грунтов, гидромеханика, физика природных ландшафтов и т. д.).

Революционизирующее значение в развитии современных наук о Земле приобретают геохимические исследования. Современная физико-химия дает возможность совершенно по-новому изучать и понимать различные глубинные процессы, протекающие в недрах и на поверхности Земли, которые определили различный состав и свойства горных пород, вулканические явления, процессы выветривания, образование разнообразных месторождений полезных ископаемых. Все более возрастает значение биогеохимических исследований роли живых организмов в накоплениях и миграции на земной поверхности и в пределах так называемой биосферы (земная поверхность и прилегающие к ней пространства, населенные жизнью) разнообразных химических элементов и их соединений. Особая роль в прогрессе наук о Земле принадлежит также радиохимии, т. е. изучению и использованию радиоактивных веществ, в частности для радиометрических измерений (абсолютного возраста горных пород, почв, остатков растений, животных и др.).

Применение новейших достижений современной математики в науках о Земле, и прежде всего принципов и приемов математической статистики, вычислительной техники, математического моделирования и кибернетики, находится в целом еще на начальном этапе. Но в некоторых научных направлениях математика продвинулась настолько далеко, что стала необходимым орудием в исследовательских работах и научно-практических разработках. В наибольшей степени это относится в первую очередь к современным геофизическим исследованиям, к математической статистике и новой вычислительной технике. Однако поисковыми исследованиями с использованием математики (математического моделирования и кибернетического анализа) охвачены в настоящее время почти все области наук о Земле (геология, география, метеорология и т. д.). Несмотря на значительные трудности таких работ, сложность самих объектов и малый опыт проведенных исследований, необходимость особой, двойной квалификации специалистов в области науки о Земле и математики, большая перспективность научных поисков с помощью математики несомненна.

В самое последнее время особое влияние на дальнейшее развитие наук о Земле начинают оказывать космические исследования. Помимо крайне интересных для науки сведений о свойствах околоземного космического пространства, а также изучения Солнца и планет Солнечной системы с точки зрения их воздействия на Землю исключительно широкие перспективы открывают использование космических фотографий земной поверхности и изучение ее свойств (а также различных свойств земных недр, гидросферы и атмосферы) с помощью различных дистанционных методов. Они сводятся к регистрации и расшифровке изображений, полученных в результате отражения от земной поверхности солнечного света, собственного излучения среды или сигнала, посланного на Землю. Ученые только начинают первые исследования в этом направлении, но уже совершенно ясно, что науки о Земле получат от таких материалов и методов новые мощные импульсы для дальнейшего развития Общая гидрогеология / Под. ред. Е. В. Пиннекера. — Новосибирск. — 1980. — 231 с.

В 1876 г. король Бельгии возглавил «Международное общество по изучению и цивилизации Центральной Африки», лицемерно провозгласившее своей целью научное исследование тропической Африки, просвещение местного населения и борьбу с рабовладением. На самом деле участники этой ассоциации, представленные национальными комитетами, боролись за политический и экономический раздел региона.

Так, по поручению французского комитета военный моряк П.-С. де Бразза, совершивший в 1875—1892 гг. ряд экспедиций по Экваториальной Африке, основал города Франсвиль и Браззавиль, использовав их в качестве опорных пунктов французской колониальной экспансии в этом районе.

Снаряженная германским комитетом экспедиция Бёма и Рейхар-да имела целью установление германского владычества в Восточной Африке.

Используя разногласия между державами и опираясь на поддержку влиятельных финансовых кругов, Леопольд II сумел захватить под свой протекторат огромную территорию 2, объявленную сначала владениями «Международной компании Конго», а потом «Независимым государством Конго». США первыми признали этот захват, а в дальнейшем Морган, Рокфеллер и другие американские финансисты стали партнерами Леопольда по эксплуатации Конго.

«Цивилизаторская деятельность» приняла ужасающие формы. О ней рассказал Марк Твен в памфлете «Монолог короля Леопольда» (1905). «Выболтали, — заставляет писатель признаваться короля, — что я через посредство подставных концессионеров прибрал к рукам всю торговлю… что я захватил и крепко держу это государство… а огромные доходы от него кладу себе в карман; что я обратил многомиллионное население в своих слуг и рабов, присваиваю плоды их труда, зачастую даже не оплаченного, забираю себе — с помощью плети и пули, голода и пожаров, увечий и виселицы — каучук, слоновую кость и прочие богатства, которые добывают туземцы, мужчины, женщины и малые дети…» .

За четверть века во владениях короля Леопольда погибло более трети населения. В 1908 г. территория была объявлена бельгийской колонией Конго.

Активно действовали в тропической Африке и португальские колонизаторы. Экспедиция А. А. Сёрпа-Пйнту. Р. Йвенша и Б. Капёлу способствовала закреплению за Португалией территории между реками Нижней Замбези и Рувумой на востоке и огромной территории до реки Квандо на западе.

Продолжалось изучение Австралии. В начале 70-х гг. началось исследование глубинных областей Западной Австралии, что было связано со строительством трансавстралийского телеграфа. С 1872 по 1876 г. усилиями Э. Джайлса, В. Госса, А. Гибсона, П. Уорбер-тона и Дж. Фореста была открыта и пересечена громадная пустынная полоса: Большая Песчаная пустыня (на севере), пустыня Гибсона (в центре), Большая Виктория (на юге).

В 1879 г. Форест во главе большой экспедиции впервые исследовал горный массив Кимберли на северо-западе Австралии Железняков Г. В., Данилевич Б. Б., Точность гидрологических измерений и расчетов, Л., 1966;.

Многие путешественники руководствовались в своих опасных и трудных исследованиях совсем иными соображениями, чем правительства и крупные капиталистические компании. Особенно ярко это видно на примере деятельности Н. Н. Миклухо-Маклая (1846- 1888) — замечательного русского географа. Миклухо-Маклай в 70- 80-х гг. впервые начал изучать папуасское население Новой Гвинеи. Он жил среди туземцев как друг и помощник. Возвратившись в Россию, ученый обнародовал не только чрезвычайно ценные материалы по географии, этнографии и антропологии, но и выступил с важными принципиальными выводами о родстве человеческих рас, опровергающими расистские домыслы о наличии «низших» рас (к которым относили и папуасов).

Исследованием Новой Гвинеи в 1871 -1876 гг. занимался и генуэзский натуралист Л. М. Альбёртис. В 1876 г. он поднялся на паровом катере вверх по течению реки Флай.

В 1872—1874 гг. юго-восточную часть Новой Гвинеи обследовал английский военный моряк Дж. Морсби на корабле «Бэси-лиск».

Немецкий коммерсант О. Финш, действуя в интересах немецкой «Новогвинейской компании», в 1879—1885 гг. посетил Гавайские острова, Микронезию, открыл реку Сепик. Он исследовал также большой архипелаг в Ново-Гвинейском море, назвав его архипелагом Бисмарка. В широких масштабах проводились специализированные научные экспедиции, в частности океанографические (кругосветное путешествие англичанина У. Томсона на судне «Челленджер» в 1872—1876 гг. и др.). Важные исследования по физической географии моря были проведены адмиралом С. О. Макаровым. В 1885 г. вышел его труд «Об обмене вод Черного и Средиземного морей». Ценные гидрологические исследования были проведены Макаровым во время его плаваний на корвете «Витязь» в Тихом океане в 1886—1899 гг. В конце 90-х гг Макаров добился постройки первого в мире ледокола «Ермак», который в 1899 и в 1901 гг. совершил плавания в Арктику.

Для рассматриваемого периода вообще характерны многочисленные арктические экспедиции.

В середине XIX в. считалось, что в Центральной Арктике существует свободное от льда море. На поиски «открытого Полярного моря» в 1871 г. была снаряжена американская экспедиция на пароходе «Поларис» под командой Ч. Ф. Холла. В 1872 г. «Пола-рис», раздавленный льдами, потонул, а спасшиеся члены экипажа (Ч. Холл к тому времени скоропостижно умер), продрейфовав на льдине до июня 1873 г., так и не нашли «Полярное море».

В 1875—1876 гг. английская полярная экспедиция на двух пароходах «Алерт» и «Дискавери» под руководством Дж. С. Нэрса попыталась пробиться к Северному полюсу, однако потерпела неудачу Особенное значение имело плавание шведского полярного исследователя Н. А. Норденшельда (1832−1901) на «Веге». Следуя вдоль северных берегов Европы и Азии, Норденшельд впервые в.

1878 1879 гг. осуществил сквозное плавание Северным морским путем из Атлантического океана в Тихий. Экспедиция «Беги» была организована шведами при деятельном участии России.

В 1881 г. американская экспедиция А. В. Грили (1844−1935) организовала метеорологическую станцию на северо-востоке Элсмира. Экспедиция на санях продвинулась до 83°30' северной широты, но из-за нехватки продовольствия вынуждена была отступить. В 1884 г. после трех зимовок из 26 членов экспедиции осталось в живых 7 человек, которые и были спасены.

В 1890 г. норвежский ученый-океанограф, путешественник и общественный деятель Ф. Нансен (1861 -1930), совершивший в 1888 г. лыжный переход через Гренландию, выдвинул свой проект достижения Северного полюса. Этот план был осуществлен им в 1893—1895 гг. на судне «Фрам». Покинув «Фрам», в 1895 г. Нансен и его спутник Я. Иогансен направились на санях к полюсу, приблизившись к нему на расстояние 450 км. Полет шведа С. А. Андре (1854−1897) к Северному полюсу на воздушном шаре, предпринятый им в 1897 г., закончился гибелью путешественника. Американцу Р. Э. Пйри после ряда попыток, начатых в 1898 г., удалось 6 апреля 1909 г. достигнуть на санях Северного полюса.

В 1912;1914 гг. русский полярный исследователь и гидрограф Г. Я. Седов (1877−1914) на парусно-паровом судне «Св. Фока» совершил экспедицию в северные широты. В августе 1912 г. Седов сделал попытку перейти из Архангельска к Земле Франца-Иосифа, но был затерт льдами у западного берега Новой Земли. Весной 1913 г. Седов подробно и точно описал северо-западный берег Новой Земли. Осенью 1913 г. Седов на освободившемся от льда «Св. Фоке» подошел к Земле Франца-Иосифа и двинулся далее на север, но был остановлен льдами. В начале 1914 г. Седов в сопровождении двух матросов на собачьих упряжках направился от острова Гукера к Северному полюсу. Он умер в пути.

Продолжалось открытие районов Западной Арктики. В 1898- 1902 гг. норвежский исследователь О. Свёрдруп на судне «Фрам» исследовал большой архипелаг к западу от Элсмира. Вновь открытые острова получили имена самого Свердрупа и большинства его спутников: земля Свердрупа, остров Эллеф Рингнес и т. д.

В 1903 — 1906 гг. Р. Амундсен (1872−1928) обогнул Северную Америку, следуя из Западной Гренландии через Берингов пролив в Тихий океан, и закончил свое путешествие в Сан-Франциско.

Исследованиями Севера Канады занимался В. Стёфансон (Стивенсон). Его экспедиции 1905;1907, 1908;1912, 1913;1918 гг. позволили изучить обширнейшие территории, установить очертания архипелагов и островов Маккензи-Кинг, Борден, Брон, Лохид и Кинг-Кристиан.

В конце XIX — начале XX в. проводились исследования различных районов Антарктиды. Это было связано с развитием китобойного промысла. В 1893—1894 гг. норвежец КА. Ларсен открыл участок восточного побережья Земли Грейама, а в 1894—1895 гг. его соотечественник Л. Крйстиансен плавал в море Росса и 24 января 1895 г. впервые высадился на материк Антарктиды.

В 1897—1899 гг. Антарктиду исследовала бельгийская экспедиция на пароходе «Бельжика» под командованием А. Жде Гомерй. Старшим штурманом там был знаменитый Амундсен. Экспедиция исследовала Южные Шетландские острова, Землю Палмера, затем вошла в море Беллинсгаузена, где «Бельжика» вмерзла во льды. С марта 1898 по март 1899 г. проходила первая в истории зимовка в антарктических водах. Экспедиция выяснила, что море Росса летом доступно для плавания и Ледяной барьер не является непреодолимым препятствием для покорения Южного полюса. В экспедициях 1901 -1905 гг. участвовали исследователи из Англии, Швеции, Франции и Германии. В 1902 г. англичанин Р. Ф. Скотт (1868−1912) на пароходе «Дискавери» достиг мыса Адэр. В том же году германская экспедиция Э. Дригальского открыла Землю Вильгельма II. Шведская экспедиция Норденшельда высадилась в феврале 1902 г. на острове Сноу-Хилл и провела там два года. Французская экспедиция под руководством ЖШарко исследовала западный берег Земли Грейама.

В 1908 г. англичанин Э. Г. Шёклтон (1874−1922) предпринял санный поход к Южному полюсу, но, не дойдя до него 180 км из-за нехватки продовольствия, повернул обратно.

Р. Ф. Скотт в 1910 г. организовал вторую антарктическую экспедицию. В январе 1912 г. он добрался до Южного полюса, но погиб на обратном пути. Месяцем раньше, 14 декабря 1911 г., Южного полюса первым достиг Амундсен.

Науки о Земле. Под влиянием эволюционного учения Дарвина на смену идеям, объяснившим изменения в облике планеты и населявших ее животных и растений всякого рода катастрофами, стали выдвигаться теории и гипотезы, рассматривавшие геологические явления в их развитии и взаимосвязи. географический открытие изучение формирование В период с 70-х до начала 80-х гг. русский ученый В. О. Ковалевский заложил основы эволюционной палеонтологии. Изучая ископаемых животных, он установил закономерную зависимость эволюции организмов от изменяющейся внешней среды. Существенный вклад в развитие эволюционной палеонтологии внесли С. Н. Никитин (1851 — 1909), А. П. Карпинский, А. П. Павлов (1854−1929) и М. В. Павлов (1854−1938).

Идей дарвинизма в геологии придерживались английский ученый Т. Г. Хаксли, австриец Э. Зюсс (1831 -1914), бельгийский палеонтолог Л. Долло. Последовательным эволюционистом был австрийский геолог и палеонтолог М. Неймайр (1845−1890).

Эволюционная палеонтология оказала значительное влияние на развитие отраслей геологии.

Наряду с геологией — общей наукой о строении, составе и истории развития земной коры — сформировалась геофизика — наука о физических свойствах Земли (включая ее водную и воздушную оболочки) и о физических процессах, в ней происходящих. В этот период обособился целый ряд наук о Земле, смежный с другими естественными и точными дисциплинами.

Бурно развивалась стратиграфия — наука о пространственном взаимоотношении и возрасте горных пород, а соответственно и о геологических эпохах. Получило дальнейшую разработку учение о фациях (осадочных породах) и закономерностях их смены. Н. А. Головкинский (1834−1897) и А. А. Иностранцев (1843- 1919) установили ряд закономерностей колебательных движений земной коры[7,8]. Развивались науки о веществе земной коры — кристаллография и минералогия. В работах Н. И. Кокшарова (1818−1892) и П. В. Еремеева (1830−1899) описательная минералогия превратилась в точную науку. Открытия Е. С. Федорова (1853−1919) обогатили новыми идеями кристаллографическую минералогию, а также геометрическую и оптическую кристаллографию. В начале 90-х гг. кристаллография отделилась от минералогии. Это было связано с разработкой математической теории структуры кристаллов (Федоровым в 1891 г.; Шенфлисом в 1892 г.). Быстрое развитие петрографии — науки о горных породах — было связано с введением микроскопического метода исследований. Изучение горных пород привело к проблеме магмы — ее образования, сущности и изменений. Этими проблемами занимались в России А. Е. Лагорио и Ф. Ю. Левинсон-Лёссинг, а в США — Дэлли и Йддингс.

Первым в России изучение горных пород под микроскопом предпринял А. П. Карпинский в 1869 г. Ему удалось выявить ряд закономерностей состава магматических горных пород. Большой вклад он внес в развитие палеонтологии и стратиграфии: исследовал генетические соотношения между некоторыми ископаемыми формами, разработал учение о колебаниях земной коры и их закономерностях. В 1892 г. под руководством Карпинского была составлена и издана первая полная геологическая карта Европейской России. Работы Карпинского способствовали успешному поиску полезных ископаемых на Урале, Донбассе, в Харьковской и Псковской областях. Со второй половины XIX в. начала развиваться сейсмология. В 1873 г. была предложена 10-балльная шкала землетрясений (Рос-си), тогда же были четко выделены три их типа — обвальные, вулканические и тектонические. В 1870 г. А. П. Орлов (1840−1889), в 1895 г. Э. Ребер-Пашвиц, а в начале XX в. Б. Б. Голицын изобрели сейсмографы. В 1879 г. был изобретен магнитометр, что способствовало развитию науки магнитометрии.

Выделилась самостоятельная отрасль геологии — океанология. Большую роль в этом сыграли комплексные морские экспедиции английских, американских и норвежских исследователей в 70- 80-х гг., работы Н. И. Андрусова (1861 -1924) на «Черноморце» в Черном море (1896) и др. Кругосветная экспедиция на «Челленд-жере» (см. выше) впервые составила карту глубин трех океанов (кроме Северного Ледовитого), изучила химические и физические свойства морской воды и органический мир океанов.

На основе развития метеорологии во второй половине XIX в. А. И. Воейков (1842−1916), австрийский ученый Ю. Ганн (Ханн) (1839−1921) и другие создали новую науку — климатологию. Тогда же Фёррель (США) и другие ученые заложили основу динамической метеорологии. В конце XIX в. начались систематические метеорологические наблюдения.

Геологические воззрения конца XIXначала XX в. детально изложил в своем трехтомном труде «Лик Земли» австрийский геолог Э. Зюсс (1883−1909). Он попытался дать историю земной коры на основе разработанной им контракционной гипотезы, объяснявшей тектонические процессы и образование складчатости (горных хребтов и т. п.) охлаждением и сжатием Земли. Эта гипотеза слишком упрощала историю развития Земли, но многие выдвинутые Зюссом понятия и собранный им богатый фактический материал ценны и до сих пор Подземные воды Росии/ Вартанян Г. С.-М., АОЗТ Геоинформмарк, 1996.-96с.

Эволюционный принцип нашел применение и в изучении конфигурации и распределении суши и моря, происхождения материков, форм и развития земного рельефа и т. д., а также лег в основу гипотезы о вертикальном перемещении земной коры (фиксизме), которую поддерживали многие ученые. Она объясняла все геологические изменения на Земле поднятием и опусканием геологических пород.

Наряду с фиксизмом в начале XX в. зародилась идея о горизонтальном перемещении земной коры (Рейбиш Зимрат в 1901 — 1907 гг.; Тейлор в 1910 г.). В 1912 г. немецкий геофизик А. Вёгенер (1880−1930) разработал и сформулировал идею дрейфа материков, которая предполагала возможность больших горизонтальных перемещений материковых глыб земной коры относительно друг друга (мобилйзм). В основе ее лежит сходство геологического строения разобщенных частей материков — Гондваны (Ю. Америка, Африка, Индостан, Австралия и Антарктида) и Лавразии (Сев. Америка, Европа, северная половина Азии) и совпадение контуров материков. Свою гипотезу о дрейфе материков в течение геологического времени Вегенер опубликовал в книге «Возникновение материков и океанов».

Немецкий ученый Й. Вальтер (1860−1937), будучи последовательным материалистом и дарвинистом, изучал рождение, развитие, старение и гибель различных пород. Он впервые генетически классифицировал горные породы, исследовал условия возникновения ископаемых и современных пустынь. В 1895 г. Вальтер заложил основы новой науки палеобиономии, занимавшейся изучением строения организмов ископаемых животных и растений в зависимости от условий их обитания, перенес в область литологии (науки об образовании осадочных пород) понятие отбора (селекции), аналогичное биологическому. Ученый много внимания уделял методам геологических исследований и разработал научные принципы историко-геологических исследований, в особенности метод актуализма, согласно которому можно применять ныне действующие силы природы для объяснения геологических явлений далекого прошлого.

В 80-х гг. появилась наука о почвообразовательных процессах и изменениях, происходящих в почве под совокупным влиянием физических, химических, биологических факторов и деятельности человека, — почвоведение. Основателем ее был В. В. Докучаев (1846−1903). В своем труде «Русский чернозем…» (1883) он подвел итоги многолетних исследований черноземов и сформулировал основные положения современного почвоведения. В 1886 г. он дал первую в мире научную классификацию почв, основанную на принципе их происхождения. В 1899 г. Докучаев изложил свое учение о «естественно-исторических зонах», т. е. о ландшафтно-географических зонах, и наметил основные задачи земледелия в отдельных регионах России. В 1891 г. он разработал план борьбы с засухой в степях, предусмотрев в нем ряд комплексных мер (агрономических и лесомелиоративных) воздействия на природу степной зоны.

Вместе с Докучаевым исследованиями в области почвоведения занимались Н. М. Сибирцев (1860−1900) и П. А. Костычев (1845−1895). Сибирцев в 1892 г. принимал участие в экспедиции Докучаева с целью выяснения условий улучшения водного режима почв южных степей России. Располагая большим фактическим материалом о почвах различных районов, он развил учение о почвенных зонах и генетическую классификацию почв и стал первым автором учебника «Почвоведение», вышедшего в 1899 г.

В отличие от господствующих в то время в Западной Европе представлений о почве как землистой горной породе, содержащей примеси органических веществ, П. А. Костычев связал свойства почв с жизнедеятельностью растений и микроорганизмов, показал роль человека в изменении этих связей. Изучая процессы разложения органических веществ почвы, он установил решающую роль в этом процессе различных групп низших организмов и рассмотрел факторы образования перегноя (гумуса). Таким образом, Костычев заложил основы агрономического почвоведения (1886).

Учение Докучаева и его соратников о факторах почвообразования и природных зонах оказало определяющее влияние на развитие почвоведения в России и за рубежом. В 1900 г. была составлена первая схема почвенных зон Северного полушария, начаты почвенно-географические исследования в азиатской части России. Вопросами почвенного лесообразования занимался В. А. Обручев, положив начало новой науке — мерзлотоведению. Кроме того, он изучал вопросы тектоники, геологии, образования месторождений золота и т. д.

Большую роль в развитии агрономии сыграл немецкий ученый Г. Гельриер (1831 -1895), опытным путем доказав симбиоз бобовых культур с клубеньковыми бактериями (1888). В этот же период значительно продвинулась вперед отрасль агрономии, которая впоследствии была названа агрофизикой.

Русский ученый В. Р. Вильяме (1863−1939) доказал роль биологических факторов (природных сообществ высших зеленых растений и микроорганизмов) в формировании важнейших свойств почв, обусловливающих их плодородие. Он впервые подчеркнул значение биологического круговорота элементов в формировании не только органической, но и минеральной части почв. В 1914 г. Вильяме разработал научные основы травопольной системы земледелия.

Совершенствованию агрономических приемов в значительной степени способствовали работы А. В. Советова (1826−1901), который обобщил все лучшее, что было к тому времени накоплено в русской практике земледелия. Советов дал классификацию систем земледелия и показал историю их развития (1867). Учение о системах земледелия в конце XIX — начале XX в. получило дальнейшее развитие в трудах А. Н. Шишкина, А. П. Людоговского, А. С. Ермолова, И. А. Стебута, В. Р. Вильямса, Д. Н. Прянишникова и др.

Используя методы физической и коллоидной химии, КК- Гедройц (1872−1932) разработал учение о поглотительной способности почвы. Исследования позволили ускорять процессы почвообразования, изменять важнейшие агрономические свойства почвы.

Зарождение отечественной агрохимии в 60−70 гг. связано с Д. И. Менделеевым, который исследовал вопросы питания растений и повышения урожайности сельскохозяйственных культур. Особое внимание Менделеев уделял применению удобрений и использованию питательных веществ подпахотных слоев почвы.

Существенно развил основы русской агрономии А. Н. Энгельгардт (1832−1893). В 70−80-х гг. в своем имении он изучил эффективность минеральных и органических удобрений, в частности роль извести и люпина.

Д. Н. Прянишников (1865−1948) изучил процессы усвоения растениями аммиачного азота, что позволило организовать промышленное производство аммиачных удобрений и широко их применять в земледелии. Проведенные им исследования фосфоритов способствовали развитию производства фосфорных удобрений. Прянишников определил роль бобовых культур в азотном балансе, развил учение о плодосеменной системе земледелия и севообороте. Из принципа эволюции исходила и геохимия, возникшая в начале XX в. Первые труды в этой области принадлежали В. И. Вернадскому (1863−1945), исследовавшему в 1908 г. эволюцию минералов земной коры. Вернадский создал геохимическую классификацию химических элементов, разработал учение о миграции атомов в земной коре, заложил основы генетического направления в минералогии. Вернадский был одним из основоположников биогеохимии, изучающей роль организмов в геохимических процессах земной коры. Систематические работы Вернадского по изучению явлений жизни в биосфере относятся к 1917 г.

Проблемами геохимии занимался американский ученый Ф. У. Кларк (1847−1931).

Норвежский ученый В. М. Гольдшмидт (1888−1947) выявил в 1911 г. закономерные связи распределения химических элементов на Земле с химическими и физическими свойствами их атомов.

К середине XIX в. по результатам градусных измерений был получен ряд различных значений размеров земного эллипсоида. Иными словами, Земля не могла быть представлена простой геометрической фигурой. В 1859 г. Ф. Ф. Шуберт в России впервые высказал мысль о том, что Земля более точно может быть представлена трехосным эллипсоидом, и определил его размеры. В 1873 г. немецкий физик И. Листинг ввел понятие о ге оде, а также наметил пути и методы его изучения. В 1888 г. русский ученый Ф. А. Слудский создал теорию фигуры Земли и разработал некоторые методы ее изучения. Наука геодезия получила прочную теоретическую базу. Во второй половине XIX в. в связи с развитием теоретических основ геологии начала складываться геоморфология — наука о рельефе земной поверхности.

В 90-х гг. американский ученый У. М. Дейвис (1850−1934) разработал теорию, согласно которой развитие рельефа суши укладывалось в замкнутые циклы (юность, зрелость, старость). Дейвис основал американскую геоморфологическую школу.

Европейскую школу геоморфологии учредили немецкие ученые Альбрехт (1858−1945) и Вальтер (1888−1923) Пенк. А. Пенк разработал классификацию климатов и концепцию древнего оледенения Альп, а его сын В. Пенк установил зависимость между характером рельефа и движением земной коры.

В России геоморфологией занимались П. П. Семенов-Тян-Шанский (1827−1914), П. А. Кропоткин, В. В. Докучаев, И. Д. Черский, И. В. Мушкетов, С. Н. Никитин, А. П. Павлов, В. А. Обручев и др. Были изучены типы рельефа в зависимости от внутренних и внешних сил Земли и его эволюция, разработаны методы исследования эволюционных процессов Денисов В. В. Экология. Ростов-на-Дону: Март, 2002. 640 с.