Земля для Человека является объектом первостепенной и непреходящей значимости. О Земном веществе и формах его изменения накоплен к настоящему времени колоссальный объем данных, полученных разными методами и на разных масштабных уровнях изучения Планеты. Практической целью этого знания является разведка и освоение минеральных ресурсов. Однако, конкретная эта задача, как и сохранение самой среды обитания человечества неотделимо связаны с пониманием природы Земли. Данное неизвестное проявляется наилучшим образом в свойстве минеральной материи непрерывно изменяться. Следовательно, проблема сводится к познанию объективных законов геологической эволюции.

Земля – объект космического масштаба. Неудивительно, поэтому, что вплоть до настоящего времени в науках о Земле доминируют «глобалистские» теории, оперирующие макроскопическими, в масштабе всего Земного шара или его фрагментов, потоками вещества и тепла. Однако, известные геологические процессы: тектоника, метаморфизм, магматическая и гидротермально-метасоматическая деятельность на самом деле являются лишь видимыми проявлениями непрерывной и скрытой жизни минеральной материи. Ее глобальные теории не принимают во внимание. В результате, в геологических науках все более очевидно обозначается кризис: с одной стороны, систематика и классификация, имеющие в своей основе геологическую фактуру, явно себя исчерпали, с другой – модели и теории, предложенные для объяснения геологических процессов, немного общего имеют с ними, реально существующими. Остается также дискуссионным и главный вопрос об источнике энергии, за счет которой природная материя находится в непрерывном движении.

Здесь как раз уместно провести аналогию между двумя, с нашей точки зрения глубоко родственными, областями знания: био- и гео- логиями. Долгое время обе науки развивались по пути классификации и систематики. К середине XX-го века они, в этих рамках, достигли полной проработки накопленного фактического материала. Этот факт, а также новые технические возможности позволили биологам заглянуть в микромир живой ткани – внутреннее строение клетки. В результате была открыта ДНК и расшифровка ее структуры в 1953 г. ознаменовала превращение биологии из эмпирической области знания в строгую науку, владеющую законом развития объекта своего исследования. Осознание геологами таких перспектив происходит медленнее и сложнее. Среди объективных причин этому мешает глобальность масштаба объекта исследования. Как следствие, геологу, проводящему изыскания с помощью космических или наземных транспортных средств, в лучшем случае – пешком, трудно осознать первичность характера генетической информации, заключенной в тонком внутреннем строении минерала. 

Темой нашего исследования является как раз внутренний мир природных минералов и роль полученной на этом уровне информации в раскрытии природы Земли. В популярных ныне терминах - работа имеет прямое отношение к «нано» - науке. Действительно, предложенная концепция развития минеральной материи основана на результатах исследований особенностей тонкого внутреннего строения природных минералов методами обычной и высокоразрешающей ПЭМ (просвечивающей электронной микроскопии). Поэтому термин «нано» (10^–9) имеет здесь свой истинный смысл.

На «нано» - уровне строения природной материи была открыта «Terra incognita»: многообразие особенностей (иначе – дефектов) реальной кристаллической структуры минералов и реакционных границ между минеральными индивидами в породе. Мощный импульс этим исследованиям был дан в 70-ых гг. прошлого века в связи с доставкой на Землю экспедициями Аполлона образцов Лунного грунта. Необходимость детальных исследований внутреннего строения минералов из космических пород стимулировала привлечение новых методов, в т.ч. современных методов ПЭМ. Взрывной объем принципиально новой информации о строении природного минерального вещества способствовал формированию нового научного направления «Электронной петрографии». На старте развития этой новой науки были изданы две книги: «Электронная микроскопия в минералогии» (под ред. Г.-Р. Венка) и «Основные черты поведения минералов» (А. Патнис и Дж. Мак-Коннелл). К настоящему времени электронно-микроскопические исследования дефектов кристаллического строения минералов превратились в обычную практику, о чем можно судить по обилию публикаций в этой области. Однако, несмотря на многообещающий потенциал в начале, они так и остались в рамках тонких минералогических исследований. Основная причина такой ситуации, как нам видится, состоит в следующем. Электронная микроскопия открыла сложный и многообразный мир дефектов кристаллического строения природных минералов (особенно это относится к породообразующим силикатам). Здесь, наряду с дефектами, хорошо изученными ранее в значительно более простых по составу и структуре металлических сплавах и полупроводниковых кристаллах, присутствовали также дефекты ранее неизвестной природы. Известные микроструктурные особенности, такие, например, как деформационные структуры, а также дефекты распада и упорядочения в твердых растворах силикатов (полевые шпаты, плагиоклазы, пироксены) стали широко использоваться для восстановления событий деформационной и термической истории пород. Идентификация же ранее неизвестных, и, как правило, очень сложных дефектов требовала разработки принципиально новых подходов и особой методологии. В первой нашей книге (Стенина 1985) даны основы расшифровки таких дефектов и показана их информативность для решения генетических проблем.

К необычным нарушениям кристаллической решетки в полной мере относятся дефекты водно-примесной природы в кварце. Взаимодействие воды (т.н. флюидов) с твердым веществом играет основную роль в структурно-химическом преобразовании минерального вещества, при этом кварц является самым распространенным породообразующим минералом. Это дало основание предполагать, что именно водосодержащие дефекты минералов кремнезема содержат основную информацию о законах эволюции вещества пород. Поэтому, наши усилия были сконцентрированы на установлении ранее неизвестной природы этих сложных дефектов.

Как и в случае с живой клеткой, решение этой задачи привело к обнаружению универсальной комплексной группировки атомов, названной нами «аква-комплексом». Собственные экспериментальные исследования, а также анализ многообразной геологической фактуры позволили определить аква-комплекс как основную кристаллохимическую единицу («строительный кирпичик») минерального континуума Земного вещества, своего рода - «геохимический квант», ответственный за его эволюцию. Роль аква-комплекса как «ДНК» минерального вещества раскрывается в решении конкретных теоретических и прикладных проблем геологических наук.

Современные ученые широко используют законы физики, химии, математики в моделировании геологических процессов и в объяснении сложных процессов поведения Земной материи. В контексте великой идеи И.Р. Пригожина о «необходимости диалога с Природой, с открытым Миром, которому мы принадлежим» концепция аква-комплекса, наоборот, дает импульс для развития естественных наук. Земля как феномен Природы - первична, науки же созданы человеком, ее познающим, поэтому они вторичны.

Главная задача нашей книги – представить и обосновать концепцию аква-комплекса как закона эволюции минеральной материи. Мы не ставили целью (а если бы и ставили, то не смогли бы ее достичь) провести анализ всей многообразной геологической фактуры с новых позиций. Поэтому я бы хотела попросить прощения у всех тех исследователей, чей достойный вклад в изучение нашей Планеты не нашел упоминания в этой книге.