Симметрия-диссимметрия литосферы
Литосфера не просто анизотропна по структуре и свойствам. Ей присуща «высшая» форма анизотропности — симметрия-диссимметрия. Симметрию-диссимметрию литосферы следует считать ее фундаментальным свойством. Она проявляется на всех уровнях организации литосферы, начиная с уровня минералов (симметрия кристаллической решетки) и кончая уровнем геооболочек (симметрия шара). Свойство симметрии уровня минералов широко известно из трудов Е. С. Федорова, А. В. Шубникова и других специалистов-кристаллографов.
Глобальный аспект симметрии рассмотрен В. И. Вернадским, В. Л. Личковым, Н. И. Толстихиным. В. И. Вернадский и др. отмечали, что в исследовании симметрии они опираются на универсальный принцип симметрии П. Кюри. В. И. Вернадский вслед за П. Кюри трактует симметрию как состояние пространства земной реальности, в котором пространственные явления (явления симметрии) представляют собой различные состояния этого пространства. В настоящее время специалисты все яснее осознают необходимость в изучении симметрии разных геологических объектов. Появился ряд интереснейших исследований симметрии в геологии Г. А. Дмитриева. С. Потаповой, И. И. Шафрановского, Л. И. Четверикова, И. В. Крутя, Л. М. Плотникова и др. Эти ученые рассматривают симметрию Земли в целом, симметрию геологических структур, рудных тел, геоморфологических форм и других геологических объектов. В. И. Михеевым и др. предприняты попытки обсуждения симметрии в динамическом аспекте, с позиций гомологии. Исследования симметрии геологических объектов позволяют говорить о ней как об общем свойстве литосферы, проявляющемся на всех уровнях ее организации. Во всех работах, посвященных симметрии геологических объектов, указывается на основополагающее значение универсального принципа симметрии П. Кюри.
Основные положения универсального принципа симметрии сводятся к следующему. Симметрия — состояние пространства той среды, в которой происходит рассматриваемое явление. «Характеристическая симметрия некоторого явления есть максимально возможная симметрия, совместимая с существованием явления. Явление может существовать в среде, обладающей своей характеристической симметрией или симметрией одной из подгрупп его характеристической симметрии». Отсутствие в среде элементов симметрии некоторого порядка — проявление диссимметрии, которая создает явление.
Следующее важное положение универсального принципа симметрии сформулировано П. Кюри так: «...При наложении нескольких явлений различной природы в одной и той же системе их диссимметрии складываются. Элементами симметрии системы остаются только те, которые являются общими для каждого явления, взятого отдельно. Когда некоторые причины производят некоторое действие, элементы симметрии причин должны обнаруживаться в этих произведенных действиях.
Когда некоторые действия проявляют некоторую диссимметрию, то эта диссимметрия должна обнаруживаться в причинах, их порождающих». Из принципа П. Кюри вытекает, что:
- диссимметрия непременно должна проявляться не только в явлении, по и в его причинах, в нашем случае — в физических полях, обусловливающих формирование структуры и свойств литосферы, в итоге — в поле геологического процесса;
- диссимметрия поля геологического процесса — результат сложения диссимметрии физических полей его компонентов;
- симметрия-диссимметрия геологической среды — состояние геологического пространства, отражающее симметрию - иссимметрию поля геологического процесса.
Здесь намеренно подчеркнута причинно-следственная, «динамическая» сторона универсального принципа, вытекающая из представления о симметрии как о состоянии пространства. Имея в виду эту сторону универсального принципа П. Кюри, в геологии нужно рассматривать симметрию не только с точки зрения геометрических представлений, не только как «природную геометрию» (В. И. Вернадский), обусловливающую пространственные отношения геологических объектов и их свойств, но и гораздо шире — как состояние пространства-времени геологических объектов, формирующее дефекты физических полей (элементы их диссимметрии). Именно этот аспект дает возможность подойти к проблеме эволюции литосферы, к ее движению. Он позволяет рассматривать симметрию геологического процесса, обусловливающего симметрию литосферы.
Исследование симметрии — основа решения ряда важных научных и прикладных задач. Вот некоторые из них:
- реконструкция процессов формирования геологических объектов;
- разработка критериев качества моделирования процессов формирования геологических объектов;
- диагностика генезиса объектов;
- разработка научно обоснованных методов разведки и опробования геологических объектов, учитывающих симметрию их свойств.
