Geológia

Určitými poznatkami z geológie disponoval, už človek zručný, pričom svoje poznatky využíval na vyhľadávanie dobre štiepateľných kameňov (pazúrikov), ktoré mu slúžili ako rôzne pracovné nástroje. Neskôr po vynájdení výroby a spracovania kovov a zliatin (zlato, striebro, meď, bronz, železo, atď…) sa poznatky o neživej prírode ďalej rozširovali (získavanie poznatkov o výskyte rúd obsahujúcich dané kovy, zhodnotenie kvality týchto rúd, spôsob ťažby, atď.).

Viaceré z poznatkov o Zemi boli objavené už v staroveku najmä antickými filozofmi, ktorí sa pri svojich úvahách a pozorovaní prírodných javov ako prví dokázali odpútať od zaužívaných mýtov. Aristoteles ako jeden z prvých spozoroval, že procesy, ktoré menia tvar Zemského povrchu prebiehajú veľmi pomaly a sú preto v horizonte ľudského života nepozorovateľné. Strabón vo svojich geografických dielach písal o premenách súše a mora, vzniku a miznutí hôr, riek aj jazier, o pôsobení morských vĺn na transport riečnych nánosov, či o zmenách morskej hladiny. Začiatkom stredoveku dosiahla oproti ostatným národom vyššiu úroveň najmä arabská veda, ktorá čiastočne nadviazala na antickú filozofiu. Problematikou Zeme sa zaoberali v 10. a 11. storočí perzskí učenci Ibn Síná a Abú ar Rajhán a Číňan Šen Kuo.

V Európe sa v stredoveku záujem spoločnosti o Zem sústredil naďalej najmä na baníctvo. Prvú systematickú a ucelenú prácu o baníctve a tavení rúd napísal učenec Georgius Agricola: De re metallica libri XII s dodatkom Buch von den Lebewesen unter Tage (kniha o netvoroch žijúcich pod Zemou). Táto publikácia pokrýva všetko ohľadom ťažby, transportu a spracovania rúd, získavania síry, ako aj administratívnych náležitostí. Bola vydaná v roku 1556. Akýkoľvek väčší pokrok v poznávaní histórie Zeme, spomaľovala v stredoveku kresťanská cirkev, ktorá väčšinou interpretovala súčasnú tvár Zeme ako následky potopy sveta. O viac než sto rokov neskôr v roku 1669 Dán Nicolas Steno odvodil na základe pozorovania vrstiev pravidlo superpozície a pôvodného horizontálneho uloženia vrstiev, ktoré sa neskôr stali dôležité pre stratigrafiu.[2]

James Hutton – zakladateľ modernej geológie

Intenzívny rozvoj geológie sa v Európe začal na prelome 18. a 19. storočia. Viacerí vedci (M.P. Esholt[3], Jean-André Deluc a Horace-Benedict de Saussure) v tej dobe zaviedli aj pojem geológia, ktorý sa v rovnakom význame používa dodnes. Vtedajší vedci rozvinuli dve koncepcie vývoja zeme. V roku 1785 prezentoval James Hutton, jeden zo zakladateľov modernej geológie, v Edinburghu prácu s názvom Theory of the Earth. V nej objasňoval svoje teórie o histórii Zeme a vzniku a zániku pohorí, ako prvý aplikoval princíp aktualizmu. Jeho stúpenci boli známi ako plutonisti a verili, že pohoria majú pôvod vo vulkanizme, ich protivníci neptunisti, na čele s A.G. Wernerom, odvodzovali pôvod hornín zo sedimentov. Oproti iným, Michail Lomonosov, v tej dobe tvrdil, že pre vznik hornín sú významné oba procesy. Prispel tiež k poznaniu úlohy času v geológii.

A.G. Werner spolu s Füchselom priniesli modernú metodológiu geologického výskumu. Füchsel tiež navrhol používať ako označenie vedy skúmajúcej Zem najmä exaktným spôsobom, termín geognózia, ktorý sa však neujal.

Začala sa vyvíjať stratigrafia. Jej základy položili Nikolaus Stanton a James Hutton už okolo roku 1788. Wiliam Smith nakreslil v roku 1815 prvú geologickú mapu Anglicka. Smith začal so získavaním stratigrafických dát skúmaním fosílií, čím prispel k zaužívaniu pravidla rovnakých skamenelín. Paleontológia sa tak stala neoddeliteľnou súčasťou viacerých odborov geológie hlavne prostredníctvom biostratigrafie[4].

Charles Lyell publikoval svoju slávnu knihu Principles of Geology prvýkrát v roku 1830 a pokračoval v nových, doplnených vydaniach až do svojej smrti v roku 1875. Geologickú históriu Zeme rozdelil na obdobia označené primary, secondary, tertiary a recent, úspešne tiež aplikoval teóriu aktualizmu. Táto teória je založená na tvrdení, že geologické procesy ako vplyv vody, vetra, vulkanizmu a zemetrasení, ktoré sa vyskytli v histórii Zeme sú rovnaké ako dnešné procesy. Opačná teória bola katastrofizmus, ktorá tvrdila, že povrch Zeme sa sformoval pri dávnych katastrofách v minulosti, a v súčasnosti je nemenný. O jej aplikáciu sa opieral najmä paleontológ Georges Cuvier. Naopak Jean Baptiste de Lamarck tvrdil, že druhy sa prispôsobujú podmienkam, v ktorých žijú, v dôsledku čoho dochádza k postupným dedičným zmenám. Táto vtedy neakceptovaná teória bola označená ako princíp premenlivosti druhov a bola potvrdená až neskôr Ch. Darwinom.

Cuvier sa spolu s Alexandrom Brogniartom pokúšal zistiť vek hornín, podľa toho, ako hlboko od povrchu zeme sa nachádzajú. V tej istej dobe sa začali zaoberať viacerí geológovia problematikou určovania veku vrstiev a súvrství v skúmaných oblastiach. Adam Sedgwick sa zaoberal vo Walese výskumom súvrství, ktoré zaradil do kambrickej periódy, kým Roderick Murchison, ktorý mapoval Wales v inej oblasti, sa zaoberal vyššie položenými súvrstviami, ktoré označil ako silúr. Charles Lyell sa v inej oblasti zaoberal poznávaním terciéru. Tieto výskumy umožnili porovnávať relatívny vek vrstiev a neskôr v roku 1881 umožnili na medzinárodnom kongrese v Bologni skompletizovať medzinárodne platnú stratigrafickú tabuľku. To umožnilo porovnávať vek hornín, na základe podobnosti charakteristických znakov, vo všetkých krajinách po celej Zemi. Rozvoj stratigrafie urýchlila najmä potreba geologického prieskumu rudných a uholných ložísk. V 30. rokoch 19. storočia vznikli aj prvé geologické služby, najprv v roku 1830 v USA niektoré štáty založili svoje lokálne geologické služby, o 5 rokov neskôr bola založená geologická služba v Spojenom kráľovstve (BGS). V roku 1849 bol založený aj Ríšsky geologický ústav vo Viedni, kde pracoval D. Štúr aj J. Krejčí, považovaní za zakladateľov slovenskej a českej geológie.

Od konca 19. storočia sa začala intentzívne rozvíjať petrografia. Významným medzníkom bola implementácia polarizačných mikroskopov, s ktorou začal už Henry Clifton Sorby v roku 1858. Unifikácia v oblasti pomenovania hornín však prichádzala postupne. Až o storočie neskôr v roku 1976 unifikoval A. Streckeisen poverený vedením komisie IUGS pre petrológiu, pomenovania magmatických hornín.

V 20. rokoch 20. storočia sa postupne detailizovala stratigrafická časová škála, v oblastiach bez dostatku fosílií veľkých organizmov sa začal aplikovať mikropalontologický výskum. Obrovský význam mala kombinácia stratigrafie s rádiometrickým datovaním. V 50. rokoch sa začal rozvíjať výskum mikrofácií, ktoré definovali Brown a neskôr J. Cuvillier, pôvodne pre potreby vyhľadávania ropy.

Objav prirodzenej rádioaktivity začiatkom storočia, umožnil na základe analýz určiť aj absolútny vek hornín. Už v predvojnovom období Angličan A. Holmes publikoval výsledky U-Pb datovaní devónskych hornín. Informácie o tom, že horniny devónu sú najmenej 370 miliónov rokov staré, boli prvými, ktoré sa pokúšali aplikovať geochronologické metódy v stratigrafii.

V roku 1976 bol vydaný medzinárodný stratigrafický návod pod vedením komisie H.D. Hedberga. Štandardizácia označenia jednotlivých geologických období, ktorá je v mnohých krajinách iná, má za následok existenciu veľkého množstva nadbytočných názov, prebieha dodnes.

V priebehu 19. storočia sa tiež vyvíjali názory na spôsoby a príčiny orogenézy. Rozvíjali sa i dve geotektonické hypotézy. Fixisti, ktorých predstavoval napr. J. Elie de Beaumont spozoroval, že horské pásma nie sú rovnakého veku a definoval, už dlhšie používanú hypotézu, podľa ktorej bola kontrakcia (vrásnenie, v širšom zmysle orogenéza), spôsobená zmršťovaním chladnúcej zemskej kôry. Kontrakciu malo spôsobovať chladnutie a tuhnutie Zeme. James Hall považoval za hybnú silu vrásnenia horizontálne (tangenciálne) sily. V priebehu niekoľkých desaťročí Američan J.D. Dana predstavil teóriou o mobilných pásmach zeme geosynklinálach a stabilných platformách. G.K. Gilbert sa zaoberal výskumom orogenetických a epiorogenteických pohybov zeme a niektorých ďalších geologických procesov, definoval pri tom tzv. diastrofizmus. Mobilistické hypotézy o pohybe kontinentov vyjadrili napr. Antonio Snider-Pellegrini alebo Alfred Wegener.

A.M. Bertrand a E. Suess koncom 19. storočia vyčlenili niekoľko období deformácií – epochy orogenézy, ktoré označili ako kaledónska, hercýnska a alpínska. Bertrand sa rovnako ako švajčiarski geológovia Arnold Escher von der Linth a Maurice Lugeon sa ako prví zaoberali príkrovmi, ktoré boli presunuté na vzdialenosť mnohých kilometrov.

Významný medzník v geológii znamenala teória pohybu kontinentov uverejnená Alfredom Wegenerom už v roku 1912. No musela takmer 50 rokov čakať, kým začala byť akceptovaná po dôkazoch po dôkazoch Harryho Hessa a Roberta Dietza, ktorý dokázali, že dno oceánov sa rozchádza. Spolu s ďalšími dôkazmi tieto objavy prispeli, k tomu aby bola teória platňovej tektoniky akceptovaná geológmi po celom svete. Teória platňovej tektoniky mala všestranný dopad na pochopenie príčinnosti geologického vývoja, na jej rozvoj je dnes zameraný aj súčasný geologický výskum.