Предмет геологических наук – планета Земля – чрезвычайно сложен и многогранен. Естественно, что при его изучении используется широкий круг методов, большая часть которых применяется и в остальных естественных науках. Но в методологии геологических исследований есть ряд очень существенных специфических аспектов. Методологическая специфика геологии объективно обусловлена несколькими причинами:
1. Сложной многоуровневой структурой объекта исследования.
2. Малыми скоростями большинства геологических процессов, в результате чего многие из них растягиваются на тысячи, миллионы и даже сотни миллионов лет.
3. Недоступностью для непосредственного изучения процессов, происходящих на больших глубинах, а также протекавших в отдалённом геологическом прошлом.
Следствием всего этого является ограниченность применения в геологических науках таких широко распространённых методов научного исследования, как наблюдение и эксперимент. Нельзя смоделировать процессы, протекающие при температурах и давлениях, которые мы не можем создать в лабораториях. Невозможно искусственно воспроизвести для лабораторного исследования процесс, который растягивается на миллионы лет – мы не сможем дождаться результатов такого эксперимента. Также очень сложно смоделировать процесс, протекающий в системе из такого множества компонентов, которые взаимодействуют между собой в ходе наиболее крупномасштабных геологических процессов – мы можем не учесть многие важные факторы, реально действующие в природных обстановках. Мы не можем непосредственно наблюдать то, что происходит на глубинах, превышающих 12 км (это уровень, достигнутый при бурении самой глубокой в мире скважины), а также то, что происходило миллионы лет назад.
Основные методологические затруднения при становлении геологической науки вызвали вопрос о научном познании геологического прошлого. Первое время эта важнейшая область целиком оставалась предметом умозрительных гипотетических построений. Выработать строгий научный подход к решению данного круга вопросов позволил метод актуализма, сформулированный и разработанный в 30-х гг XIX в. английским геологом Чарльзом Лайелем. Метод актуализма – не что иное, как особая, направленная на познание геологического прошлого, модификация широко применяемого в науке метода сравнения. Суть его Ч. Лайель кратко выразил фразой: «Настоящее – ключ к познанию прошлого». Смысл её в том, что природные процессы, протекавшие в отдалённом прошлом, мы можем познать через их сравнение с аналогичными современными процессами. Сравнение это возможно через сопоставление результатов процессов. Ч. Лайель исходил из того, что законы природы в прошлом были такими же, как и сейчас. По крайней мере, у нас нет никаких оснований полагать иначе. Но это значит, что если какие-то процессы в прошлом и сейчас протекали одинаково, одинаковыми должны быть и результаты. Результатом геологических процессов является образование разнообразных минералов и горных пород. Особенности процесса отражаются в их составе, строении, формах залегания и других свойствах, которые можно изучить. Так что по этим данным мы можем мысленно воссоздать картину того, что происходило в отдалённом геологическом прошлом.
Иногда метод актуализма понимают несколько упрощённо, полагая, что при его использовании имеется ввиду полное отождествление прошлых и современных процессов. На самом деле это не так. Понятно, что хотя законы природы остаются одними и теми же, реальные природные обстановки за многие миллионы лет могли (и даже должны были) в чём-то изменяться. Но ведь такие изменения мы тоже можем познать лишь благодаря применению метода актуализма. Ведь через сравнение познается не только тождество, но и различие. Применительно к геологии и методу актуализма это означает, что любые отличия в ходе какого-либо современного процесса и его аналога из геологического прошлого приведут к соответствующим отличиям в результатах. И, выявив различия в результатах (и только на этой основе), мы можем судить о различиях самих процессов и условий, в которых они протекали.
Ещё одна важная сторона методологии геологических наук заключается в большом значении, придаваемом ряду методических принципов – принципам комплексности, системности и историзма. Это также вытекает из отмеченной нами специфики предмета геологии.
Принцип комплексности означает необходимость разностороннего и вместе с тем целостного изучения геологических объектов с точки зрения различных научных дисциплин с использованием максимально широкого круга методов.
Принцип системности заключается в изучении геологических объектов как сложных многокомпонентных систем, нередко имеющих несколько уровней организации. При системном подходе изучается каждый компонент системы в отдельности, исследуются все взаимосвязи между компонентами – а далее, на основе синтеза этих данных, реконструируется функционирование системы в целом.
Принцип историзма заключается в том, что, во-первых, любой геологический процесс исследуется и реконструируется как направленно протекающий во времени, а во-вторых, восстанавливается вся последовательность геологических процессов в истории планеты – и на этой основе познаются наиболее фундаментальные закономерности её развития.