Методы изучения геологических моделей

Основным методом изучения плохо организованных систем является моделирование, когда непосредственный объект изучения заменяется его упрощенным аналогом – моделью.

По характеру моделей  выделяют предметное и знаковое (информационное) моделирование.

Предметным называется моделирование, в ходе которого исследование ведется на модели, воспроизводящей определенные геометрические, физические, динамические либо функциональные характеристики объекта.

При знаковом моделировании  в качестве моделей выступают схемы, чертежи, формулы, мысли, высказанные или записанные на каком-либо языке.

В зависимости от того, какие  особенности объекта изучаются, различают модели его структуры и поведения (функционирования). Первые используются для изучения статичных систем (то есть свойств материальных предметов), а вторые – для исследования динамичных систем (то есть процессов).

Рассмотренные выше свойства геологических образований и процессов исключают возможность широкого применения предметного моделирования в геологии, хотя в последние годы все чаще предпринимаются попытки воспроизведения в лабораторных условиях отдельных элементов геологических процессов. Появились такие научные направления, как экспериментальная геотектоника, петрология, геохимия. Большие успехи экспериментальной минералогии привели к разработке технологических процессов получения синтетического кристаллосырья в промышленных масштабах.

При промышленной оценке месторождений предметное моделирование применяется для изучения технологических свойств руд по лабораторным и полупромышленным пробам. При этом лабораторные установки, имитирующие процесс переработки руды, являются действующими моделями оборудования будущей обогатительной фабрики.

Однако ведущую роль в  науках о Земле играют различные методы знакового (информационного) моделирования. По характеру информации их можно разделить на словесные, графические и математические.

К словесным моделям можно  отнести многочисленные классификации, понятия и определения, которыми изобилуют все геологические дисциплины.

К графическим моделям  следует отнести все разнообразные графические геологические документы – карты, планы, разрезы, проекции и т.п., в связи с тем, что они отражают свойства реальных объектов недр упрощенно и приблизительно.

В качестве математических моделей в геологии используются числа и формулы, описывающие взаимосвязи и закономерности изменения свойств геологических образований или параметров геологических процессов.

В последние годы в связи  с широким внедрением в практику геологических исследований моделирования на ЭВМ с использованием разнородной геологической информации границы между этими видами моделей становятся в известной степени условными. Картографическая информация с помощью номинальной шкалы измерений переводится в цифровую, а результаты замеров при геохимических и геофизических съемках с помощью графопостроителей или графических дисплеев изображаются в виде карт изолиний.

3 Заключение

Необходимость внедрения  математических методов в геологии признается в настоящее время  практически всеми геологами, однако по поводу путей и возможностей их использования возникают различные  мнения.

Некоторые геологи (Ю. А. Воронин, Э. Э. Фотиади и др.) считают, что  для полноценного использования  всех возможностей современной математики и вычислительной техники необходимо предварительно формализовать существующие геологические понятия и представления, т.е. их с естественного разговорного языка на формализованный машинный язык. По сути дела это равносильно  созданию новой геологической науки, так как современные теоретические  представления геологии не могут  служить основой для эффективного внедрения математических методов  и ЭВМ в геологии.

Многие геологи считают  возможным использовать математические методы обработки и обобщения  экспериментальных данных в рамках сложившихся геологических представлений  и понятий, т.е. главным образом  в описательных целях.

Третье мнение – это  мнение о том, что при использовании  математических методов в геологии они должны совершенствоваться применительно  к специфике решаемых геологических  задач, а формализации должна подвергаться не вся геологическая наука, а  лишь объекты непосредственных наблюдений, в соответствии с поставленной задачей  исследования.

Таким образом, математические методы изучения земных недр следует  использовать в комплексе с другими  традиционными методами, для расширения и углубления возможностей геологического анализа, поскольку при качественном подходе не удается в равной мере учитывать и интерпретировать всю  исходную информацию. В зависимости  от опыта и интуиции геолог неизбежно  преувеличивает роль тех или иных факторов, оставляя другие факторы  без достаточного внимания. Использование  математических методов способствует более глубокому познанию изучаемых  объектов, количественному учету  и оценкам не только двумерных, но и многомерных связей между наблюдаемыми явлениями, исключая в ряде случаев  возможности различного толкования одних и тех же фактических  данных.

В процессе изучения геологических  объектов математическим методам отводится  важная роль, поскольку их применение обеспечивает возможность перехода от словесных, часто субъективных определений  сложных геологических объектов к их объективным количественным оценкам, часто приводящим к качественно  иным интерпретациям наблюдаемых явлений.

4 Список литературы

1. Каждан А. Б., Гуськов О. И. – Математические методы в геологии: учебник для вузов.
2. Мартьянова А.Е. –  Математические методы моделирования в геологии: учебное пособие для вузов.