Кенбайлық орындарын қазып-өндіру кафедрасы Ғылыми ізденістер және инновациялық қызымет ұйымдары Лектор: проф. Арыстан Ибатолла Дайырұлы Лектор: проф. Арыстан Ибатолла Дайырұлы

Кіріспе. Ғылының даму сатылары Пәннің жоспары: 1. Кіріспе 2.Негізгі ұғымдар. 3. Ғылымның қазіргі кездегі рөлі. 4. Ғылым дамуының схемасы мен заңдылықтары.

Адам өміріне қажетті барлық қазына байлық жердин табылатыны бәрімізге мәлім.Сол қазынаны іздеп табу, қазып алып, қорытып немесе тазартып пайдалану өнері арте кезде шыққан. Кейінгі замандарда ол өнерлер ұлғайып ғылымға айналған. Ол ғылымды жер ғылымы – геология - дейді. «Гео» - грекше жер денег сөз, «логос» - ғылым денег мағынада.Геология ғылымы жер қойнауындағы қазына байлықтарды ғана зерттеп қоймайды, сонымен бірге ол жердің беткі қабаттарын, ішкі құрылысын, тарихын, оның бетінде әр кездерде тіршілік еткен жануарлардың және өсімдіктердің түрлері мен тарихын зерттейді. Сонымен геология – күрделі ғылым, мұның көптеген траулеры бар.

Жердің шыққан тарихын, оның ұзақ өмірі бойынша басынан кешірген оқиғаларын зерттеуші бөлімді тарихи геология дейді. Ерте замандарда жер үстінде тіршілік еткен жануарлар мен өсімдіктердің қалдықтарын зерттейтін ғылымды палевонтология дейді, «палево» - грекше ескі, артедегі денег сөз, «онтология» тіршілік ғылымы денег сөз.Сонда палевонтология артедегі тіршілік туралы ғылым. Жердің ішкі құрылысын, қабаттарын, сыртқы бедерін және сол құрылысты түзуші күштерді, қозғалыстарды зерттейтін ғылымды динамикалық немесе жалпы геология деп атайды.

Жердің сілкінуі, таулардың құрылуы, жанар таулардың атқылауы жер бетінің шайылып бұзылуы, тау – тасссстардың өзгеруі, материктердің және теңіздердің құрылуы сияқты мәселелерді осы жалпы геология зерттейді.Мұнымен қатар динамикалық геология да Жердің алғашқы жаралуы оның аслан кеңістігінде алтын орны, оның физикалық қасиеттері,Формасы, өлшемі, химиялық құрамы айтылады. Бұл жағынан қарағанда динамикалық геология аздап астрономияға жанасып өтеді. Жалпы геология жердің физикалық қасиеттерін зерттейтін болғандықтан, ол физика ғылымы на да тығыз байланысты. Осының арқасында геофизика аты ғылым тараны шықты. Ол жер шарының физика сын, оның қабаттарындағы физикалық құбылыстарды зерттейді. Жер астындағы суларды зерттейтін, ол сулардың жер қабатындағы қозғалыстарын, жердің бетіне тигізетін әсерін жіне физика – химиялық қасиеттеін зерттейтін ғылым – гидрогеология ғылымы.

Жер қабаттарын, тауларды құрайтын затратды тау жыныстары дейміз.Тау жыныстары денегіміздің көпшілігі кәдімгі тасссстар. Жер қабаттарының құрамы на тасссстардан басқа да кейбір затрат, мысалы топырақ, тасссс көмір, мұнай, су, мұз қабаттары кіреді. Жалпы тау жыныстары әр түрлі химиялық қосындылардың құрамы нан тұрады. Тау жыныстарын құрайтын химиялық қосындыларды минералдар деп атайды. Минералдар – жер қабаттарындағы тау жыныстарын құрайтын табиғи химиялық бір тексте қосындылар. Сонымен геологияның минералдарды зерттеуші бөлімі минералогия деп аталады. Тек тау жыныстары ғана емес, сонымен қатар жер қойнауындағы әр түрлі киндер де, пайдалы қазындылар (байлықтар) да минералдардан тұрады.

Осыған байланысты минерал затратдың пайдалы түрлерін зерттейтін қазынды байлықтар туралы ілім пайда балды. Ол кендрді қазып алып, тазартып немесе қорытып пайдалану ісі тау өнеркәсібі мен металлургия өнеркәсібі сияқты ірі өндіріске айналды. Химиялық бір тексте затрат көбінесе кристалл дар түрінде кездеседі. Мысалы натрий металлы мен хлор газы қосылса, бұл екі элементтен кәдімгі тұз шығады. Ас тұзы – бір тексте химиялық қосынды, ол куб формалас, демок ас тұзының кристалл дары да куб формалас болады. Кристал денегіміз – ішкі құрылысындағы атом дары түзу тәртіппен орналасқан, сыртқы форматы түзу, көп жақты бір тексте қаты зат.

Кристалдарды зерттейтін ғылым кристаллография деп аталады. Қазіргі ғылымда, техникада, өнеркәсіпте, ауыл шаруашылығында, әскери істерде кристалл дар аса көп қолданылады.Сондықтан кристаллография да геологиялық ғылымдардың бір маңызды тараны болып табылады. Кейінгі айтылған петрография, минералогия және кристаллография ғылымдары біріне – бірі тығыз байланысты. Қысқасын айтқанда, кристалл дардан минерал затрат тұрады, минералдардан тасссстар, ал тасссстан тау жыныстарының жаратылысын, құрамын алып қарайтын боксақ, осы үш караулы ғылым бірақ саладағы ғылым болып шығады,мұны петрология дейді. Жердің химиялық элементтерінің тарихын жіне олардың жер қабаттарында орналасу, тарау, ауысу заңдарын зерттейтін ғылымды геохимия дейді.

Геология ғылымының көп караулы, аса күрделі, маңызды ғылым екені түсінікті. Қазіргі ауры өндірістің және өнеркәсіптің негізгі шикізат базасы осы геология табысына сүйенеді. Біздің Қазақстан жерінің көлемі аса кең екені, оның жер қойнауында қазына байлықтары кермет мол екендігі әркімге мәлім. Олай бокса, кең жердегі мол байлықты зерттеуші геология ғылымының Қазақстан жағдайында маңызы ерекше зорь. Геология ғылымының негізімен танысып, өзінің туған жерінің табиғи сырын білу әрбір совет азаматының міндетті борышы болуы керек. Демек, геологиялық білім алудың ерекше маңызы бар.

Ғылымның кейінгі жаңалықтары тиісті жерлерінде пайдаланылады.Соғыстан кейінгі жилдары физика, математика, химия ғылымдары ерекше дамып, тамаша табыстарға жеткені мәлім. Мысалы, атом энергиясын пайдалануда, асланға Жер серіктері мен ракеталар ұшыруда, радиолокацияның дамуында, телевизорьда кристалл дар мен минерал затратдың алтын орындары ерекше. Олай бокса, кристалл дар мен минералдардың тамаша қасиеттерін білу және оны пайдалану тек осы ғылымға маманданған адамдарға ғана емес, сонымен қатар ол бүкіл халықтық іске де қажет.

Минералогия ғылымы ең әріден, көне замена басталады.Адам баласының мәдени тарихы минералогия ғылымы на тығыз байланысты. Ең алғашқы анапы тасссс қолдану замены эолит деп аталады.Эос грекше таң, лотос тасссс денег сөз. Сонда эолит денег сөз тасссс заменының басталу таңы денег мағынаны білдіреді. Эолит замены біздің жил санауымыздан 1 млн. жил шаманы бұрын басталған. Онан кейінгі заман палеволит замены. Палеолит бірнеше жүз мыңдаған жилдарға созылған. Бұл заманда тасссстан алуан түрлі құралдар жасалынатын болған. Одан соң тасссстарды пайдаланудың аса шеберлігіне жеткен заман бастарды. Мұны неолит замены немесе жаңа тасссс ғасыры деп атайды.

Мұнан кейін саз балшықтан құмыра жасау өнері шықты.Саз балшықтармен қатар металдар да пайдаланыла бастарды. Ең алдымен табиғатта таза күйде кездесетін металдар қолданылды. Оған алтын, күміс, платина, мыс, сынап, темір және т.б. жатады. Металды шин мәнісінде қолдану дәуірі оны тасссстардың, басқаша айтқанда минерал затратдың ішінен қорыту арқылы айырып алудан бастарды. Металл қорыту ісі, әрине, ең оңай әрі тез ұоритын минералдарды қорытудан бастарды. Ондай минералдарға көбінесе түсті металдар деп аталтын металдардың әр түрлі химиялық қосындылары жатады.Түсті металдардың ең басты қосындылары: мыс, қорғасын, мырыш, қалайы, сынап т.б.

Бұл металдардың ішінен күрделі түрде ең көбірек кездесетіні де және құралдар жасауға қолайлы қатырағы да мыс.Сондықтан металл қорыту, металл қолдану заменының басы осы мыс қорыту мен мыс қолданудан басталады. Жер қойнауындағы мыс көбінесе мыстың көгерген қосындыларымен аралас келеді. Мыстың оттегімен қосылып көгерген минералы, яғни оның тотығы көбінесе жер бетінде кездеседі. Мыс замены көпке созылған жоқ, ол қола дәуіріне айналды. Қола деп мыстың басқа метал мен қосыл,ған қорытпа қоспасын айтады. Мысалы, мысқа қорғасын, мырыш немесе қалайы қосып қорытады, сонда әр түрлі ұола шығады. Жеке метал мысқа қарағанда қола әлдеқайда берік, қаты және әдем, алтын түстес болады.

Қысқасын айтқанда, адам өмірінің барлық саласында тасссстың кіріспейтін жері жоқ дуге болады. Минералдар туралы жазылған еңбектердің ең алғашқыларына Теофрастың Тастар туралы денег еңбегі жатады.Теофраст – артедегі грек халқының ірі ғалымдарының бірі, атақты Аристотельдің шәкірті. Теофраст еңбегінде 16 түрлі минералдың сипаттамасы беріліп, олардың қасиеттері айтылады. Барлық минерал затратды ол үш түрге бөледі: 1) металдар, 2) тасссстар, 3) топырақ. Теофрастан кейін минералдар туралы еңбек жазып қалдырған Римнің атақты ғалымы Үлкен Плиний. Ол біздің санауымыздың алғашқы ғасырында, яғни 23 жилы туып, 79 жилы Везувий вулканы атқылаудан қаза тапқан.

Орта ғасырларда бүкіл дүние жүзіндегі барлық ғылымдардың туын ұстап, оны ілгері дамытушылар арабтар балды. Араб мәдениеті ең кемінде 7-8 ғасыр бойы жер жүзіне жайылған ең күрделі мәдениет еді. Солардың ішінде алдымен Джабир ибн – Хайян аталады. Ол кәдімгі араб алхимиясының атассссы болып саналтын атақты ғалым. Джабир ибн – Хайян ғылымның көп траулерынанан еңбек жазған. Оның негізгі еңбектері көбінесе алхимия жағында болған. Абунаср Фарабидің нәсілі қыпшақ, ол Сырдария бойында, Арыс пен пен Түркістан арасындағы Отырар қаласында туған. Абунаср Фараби екінші ұстаз атанған.Фараби еңбектерінің қахіргі біздің қолымызға түсіп отырғандарының ғана саны жүзден осады.Ол еңбетері мы на пәндерге арналған: философия, поэзия, лингвистика, музыка, математика, астрономия, медицина және т.б.

Осы Фарабидың жолын қуған көптеген шәкірттері болған.Солардың арасында минералогия данса көрнекті еңбек қалдырған екі ірі ғалымды этап өтейік.Оның бірі – Әл –Бируни. Ол Хорезмде туған өзбек ғалымы. Екіншісі – Ибн – Сина (латынша Авиценна).Бұхара маңында туған тәжік ғалымы. Ибн – Сина барлық минерал затратды төртке бөлген: тасссстар, металдар, жанатын затрат, тұздар.Оның осы классификациясы ғылымда XVIII ғасырға дейін қолданылып келген. Бируни Минералогиясында минералдардың қасиеттері бірнеше белгілері арқылы беріледі.Әсіресе олардың түстеріне, қатылығына, меншікті салмағына көп назар аударылған. Онымен қатар минералдардың ішкі құрылысы, форматы сияқты белгілерін де ейске алған.

Бирунидің Минералогиясы екі бөлімнен тұрады. Бірінші бөлімінде 36 түрлі минералдың сипаттамасы берілген, оның ішінде шины, фарфор сияқты қолдан жасалған затрат да бар. Екінші бөлімінде 12 түрлі минерал сипатталады, оның ішінде 4 түрлі қорытпа бар. Минералдардың сипаттамасын бергенде Бируни олардың қасиетіне, бағасына, жаратылысына толық тоқтайды. Сонымен қатар минералдардың шығатын киндерін көрсетіп отырған. Минералдардың қатылығын айыруда әл - Бируни өлшеуіш ретінде алмаз, корунд, ақық сияқьы минералдарды қолданған. Бұл әдіс және осы минералдар қазірдің өзінде минералогия ғылымында қолданылып келеді. Минералдардың меншікті салмағын айыру әдісін бірінші рет қолданушы әл - Бируни.

Әл - Бирунидің минерал ішіндегі көпіршіктерін зерттеген әдісі осы күнгі минерал зерттеу ғылымының бір жаңа таранына негіз болып табылады. Оның негізі мы нау: минералды қыздырған кезде оның ішіндегі көпіршіктің минералды жарып шыққан температурасы сол минерал құрылған кездегі сұйық ерітіндінің температурасын көрсетеді. Минералдардың қандай жағдайда пайда болғанын айыратын жаңадан шыққан әдіс осыған негізделген. Сонымен, әл - Бируни қазіргі минералогия ғылымының негізін салушы болып табылады.

XVI ғасырдың орта кезінде Агрикола өзінің атақты Минералдардың жаратылысы туралы аты еңбегін жарыққа шығарды. Агрикола Чехословакиядағы Иоахимсталь аты тау өнеркәсібі мол жерде еңбек еткен неміс дәрігері. Ол минералдарды топырақ, тұздар, асыл тасссстар, металдар және басқалар деп бөлген. Агрикола еңбегінің негізі XVIII ғасырға дейін қолданылып келген. Швед ғалымы Карл Линнейдің атақты Табиғат системасы аты еңбегімен байланысты минералдарды жаңадан түрге бөлу мәселесі бастарды жилы Данияның ірі ғалымы Нильс Стенсен кристаллографияның алғашқы заңын жариялады. Ол заң - кристаллографияның бірінші негізгі заңы, оны қос жақты бұрыштың тұрақтылық заңы деп атайды. Бұл заңды кейін М.В. Ломоносов толықтырып, қосымша дәлелдер келтірген.

М.В.Ломоносовтың Жердің қабаттары туралы аты еңбегінде геология ғылымының көп мәселелері келтіріледі. Кристаллография ғылымы на көп еңбек сіңіргендердің бірі – француз ғалымы Рене Жюст Гаюи. Ол өзінің еңбегінде кристалл құрылысының теориясын беріп, кристалл қырларының өлшемдері арасында бүтін сандық қатынас болатын заңды тапты. Кристаллографиядағы осы айтылған жаңа бағытты онан әоі дамытып, кристалл дардың ішкі құрылысы мен оның сыртқы форматының арасындағы байланыс заңын тапқан орыс ғалымы Е.С. Федоров. Рентген сәулесі арқылы кристалл дардың ішкі құрылысын зерттейтін әдіс 1912 жилы бастарды.

Геохимия ғылымының негізін салушылар: совет ғалымы В.И.Вернадский, норвегия ғалымы В.М. Гольдшмидт, совет ғалымы А.Е. Ферсман. Ертедегі дәуірлер мен орта ғасырларда тасссстар туралы ғылымдар жекеленіп бөлінбей біртұтасссс алынған бокса, кейінгі жаңа дәуірде олар жіктеліп, бірнеше тарауларға бөлінді: минералогия, кристаллография, петрография, пайдалы қазындылар т.б. Қазіргі жетілдірілген теория мен дамыған жаңа техниканың арқасында ғылымдардың бытырап кеткен бөлшектерінің басын қайта қосу, бір – біріне жақындату мәселесі қайта қосылып отыр. Ғылымның жаңалықтарын бір ғана жеке алынған ғылымнан іздемей, бірнеше көршілес ғылымдардың бас қосқан жапсарынан іздеу керек денег мәселе көтеріліп тұр.

Сайып келгенде минералогия ғылымының қысқаша тарихында біз тек кейбір көрнекі кезеңдерге, белгілі ғалымдарға ғана тоқтадық. Бұл ғылымның тарихы толық жазылған жоқ. Келешекте бұл мәселе тағы да зерттеуді керек ететініне, талай жаңалықтар ашылатынына сөз жоқ.

Назарларыңызға рахмет!