地质学基本原理。 科学发现的历史和本质 地球有自己的历史这一事实自远古时代就已得到认可:印度人、埃及人、犹太人、希腊人的宇宙演化论或多或少描绘了我们星球过去生命的宏伟图景。 它们已经以神话般的形式包含了两个基本理论,两个对立面,然后发展了多个世纪,直到其中一个战胜了它的对手。 印度宇宙论的主要思想——毁灭地球外壳及其居民的毁灭时期与休息和创造时期的交替——在吠陀赞美诗中表达,在著作中得到重复 居维叶, Elie de Beaumont, d'Orbigny 等人。 然而,这个想法不仅“幸免于难”; 它随着地质知识的积累而发展壮大。 主导演讲的理论 莱尔 对于科学领域来说,它们只是这个古老主题的变体。 但相反的想法——缓慢发展的想法——也很古老。 奥维德在他的《变形记》中阐述了这些观点 毕达哥拉斯,后者又从印度圣贤那里借用的观点是,在整个世界上,特别是在地球上,没有什么东西会消失,也不会被创造出来,但一切都会变化,并变成一个持续的发展过程。 地质学的历史就是试图将这些想法转化为科学形式的历史,也就是说,将它们与真实现象而不是虚构的现象联系起来。 才华横溢的列奥纳多·德·芬奇 (Leonardo de Vinci) 没有意识到在眨眼之间推动和摧毁大陆、抬高山脉、摧毁动植物群的灾难。 水、大气和风的缓慢但不懈的活动最终导致了地球表面的转变。 “海岸在扩张,进入大海,珊瑚礁和海角遭到破坏,内陆海域干涸并变成河流。” 带有植物和动物遗骸的岩石曾经沉积在水中,根据莱昂纳多的说法,必须将其活动视为主要的地质因素。 他拒绝接受洪水,据称当时海水将贝壳淹没十肘,“正如测量它的人所说”,洪水将贝壳带到了山顶,并嘲笑“另一个无知的教派”,认为这些贝壳是由恒星的作用形成的。。 在他看来,均变论原理的表述相当科学,现代地质学的大厦正是借助于它在很久以后建立起来的。 但这些观点没有也不可能对列奥纳多同时代的人产生任何影响。 这整个漫长的时期,几乎涵盖了三个世纪(XVI-XVIII),可以称为地质学的准备时期。 已经证明,构成地壳的物质并不是杂乱无章地混合在一起,而是排列成或多或少均匀的层或层; 化石不断伴随着已知的地层; 这些层在古代各不相同,可以根据它们的年代进行分类。 他们最终从这些真理过渡到一般地质学理论。 在 XNUMX 世纪,出现了海王星和火山两种理论,或者维尔纳和赫顿的理论。 维尔纳仅根据矿物学特征对岩石进行了一般分类,将其分为原生、过渡和次生。 除了原生岩石之外,所有其他岩石(不排除花岗岩和玄武岩)都是从原始海洋中相继沉积出来的,这是一种混沌液体(“tepayit”),溶液中包含地壳的整个未来厚度。 当然,它们是以水平层的形式沉积的,但随着时间的推移,它们由于各种原因而被搅动、扭曲、破碎、抬升、翻转——主要是不同层之间形成的地下空隙的破坏,即使在它们从初级混沌沉积期间也是如此。体液。 因此,地球表面呈现出现在的形态,有不规则的地方、海洋和大陆、山脉和山谷。 维尔纳的理论代表了将古老的灾变论思想转化为科学形式的首次尝试。 它在我们星球的过去和现在之间划清了界限。 反过来,均变论也在苏格兰人赫顿身上找到了捍卫者,他的理论被称为深成岩或火山,因为他认为地下火是最重要的地质特征之一。 赫顿教导说,构成现代地壳的岩石并不是从原始混沌流体中沉积出来的,也不是立即沉积的,它们代表了许多连续过程的结果。 有些大陆因水流的作用而被摧毁; 这种破坏的产物沉积在海底; 在地下火灾的作用下,再次以大陆的形式隆起,并再次塌陷和侵蚀……现代的层状岩石地层——从最古老的到最新的——根本不是初级沉积物:所有这些都是衍生物,后来形成的,地壳反复膨胀和破坏的结果。 同时行动的力量今天继续行动,过去和现在没有区别; 世界历史没有开始,也看不到结束; 现在只是宇宙无限、同质发展过程中的一个时刻。 赫顿认为,在地壳形成的参与者中,火山力量发挥了巨大的作用。 他证明了花岗岩的火热起源,并提出许多沉积水岩随后在热量的影响下发生了变化(所谓的变质岩)。 这是苏格兰科学家在科学领域取得的两项重要成就。 作为一般理论,他的教学并不比维尔纳的优越多少——因为并非是从完全相反的原则出发的。 赫顿的基本思想——过去和现在的自然力的统一——是完全有道理的,但以如此笼统的形式表达,它并没有解释现实中发生的现象。 Hutton 和 Werner 的理论在海王星学派和火山学派之间激起了一场痛苦、漫长且毫无结果的战争,在两个阵营中最顽固的斗士不得不同意地壳已经经历了,可以说,火和水,它由火(花岗岩、玄武岩等)、水(砂岩、石灰岩等)和变质(结晶片岩)岩石组成。 人们越来越强烈地感到需要一种普遍的理论,将积累的材料与一个普遍的方案联系起来,同时对在更接近事实的情况下出现的私人的、具体的、明确的问题给出一个答案。 . 这个理论是由英国科学家莱尔创立的。 查尔斯·莱尔(Charles Lyell,1797–1875 年)出生在苏格兰福法尔的父亲庄园金诺迪 (Kinnordy)。 在他生命的第四年,莱尔学会了阅读,第八年他进入了灵伍德市的戴维斯博士学校。 九年级时,他转学到索尔兹伯里的拉德克利夫博士学校,这是一所时尚学校,当地有影响力人士的儿子在那里学习拉丁语。 在拉德克利夫学校学习两年后,莱尔转学到米德赫斯特的贝利博士学校。 这所学校与以前的学校有很大不同——它没有这样的家庭、家庭的性格。 离开学校后,莱尔进入牛津大学。 渐渐地,地质学在他的研究中占据了主导地位。 他开始以地质目的进行整个旅行。 因此,1817 年,他访问了斯塔法岛,在那里检查了芬格尔洞穴,该洞穴因奥西安之歌而在美学家和地质学家中闻名,因为那里有奇妙的玄武岩柱,这是一种非常奇怪的地质现象。 第二年,他与父亲、母亲和两个姐妹一起前往法国、瑞士和意大利。 在牛津完成学业后五六年,莱尔不断到英国和大陆旅行,有机会通过自己的观察来验证和巩固从书本中收集到的信息。 莱尔在与欧洲最著名的地质学家的私人交流中学到了很多东西。 最后,对收藏品和博物馆的检查是对从书籍、实地和与科学家对话中收集的材料的一个很好的补充。 1822 年,莱尔 (Lyell) 前往温切尔西 (Winchelsea),这是一个具有重大地质意义的地方,因为他可以在这里观察到一大片最近才从海底解放出来的陆地。 1823 年,他前往苏塞克斯和怀特岛进行了一次短途旅行,在那里他研究了迄今为止仍不为人知的某些地层的关系。 莱尔将明年的时间用于英格兰的地质考察。 很快,他的文章出现在其中一本杂志上,他在其中阐述了他的信条,即他未来工作的主要思想。 但 Lyell 还没有意识到他面前工作的所有困难,他认为他的角色将主要限于编译器。 他决定写一本地质学教科书,一本普通的编纂教科书,对科学积累的材料进行简要总结,当然,与以前的研究人员的阐述不同。 然而,事实证明,编写汇编是不可能的,但可以而且应该做更多的事情。 1828 年,他与朋友默奇森 (Murchison) 一起前往法国、意大利和西西里岛进行了一次漫长的地质考察。 这次探险的主要目标是最接近第三纪沉积物。 根据现有的理论,第三纪与现代之间存在着一个间隙,一个断裂。 “风云变幻”,旧世界灭亡,被一场天劫摧毁,新世界立起。 莱尔早先的考察使他怀疑这些结论的有效性。 现在他冒险通过研究从法国到西西里岛的第三纪沉积物来验证他的怀疑。 他的研究彻底颠覆了旧的观点。 将第三纪化石与现代化石进行比较,他得出结论,它们代表了一个不可分割的整体:第三纪降水、气候、人口不知不觉地进入了现代化石。 没有什么可以支持巨大的普遍灾难打破现象链。 相反,一切都指向一个缓慢的、连续的、统一的发展过程。 很明显,这些结论对均变论的意义何在。 灾难论者正在失去他们的主要支持:现在和过去之间存在明显的断裂。 莱尔的《地质学基础》第一卷于 1830 年出版,第二卷于 1832 年出版,第三卷于 1833 年出版。 很难用几句话来定义这本书的意义。 它不适合一个简短的公式,不在明亮的发现中表达。 他的整本书作为一个整体代表了一个发现。 在莱尔的书中,现代自然力量的活动第一次以其真实的面目出现。 他表明,首先,这些“弱”代理人的工作实际上会导致巨大的结果,并会持续无限期;其次,它确实会持续无限期,不知不觉地与过去融合。 《基本原理》第一卷和第二卷专门研究现代力。 变质作用理论是我们在赫顿那里发现的萌芽,它是由莱尔发展起来的,并与他的一般体系联系起来。 在构成地壳的岩石中,结晶片岩地层起着突出的作用,显示出火(结晶层化)和水(层状)作用的迹象。 根据莱尔的理论,“每个变质岩的年龄都是双重的:首先我们必须弄清楚它以淤泥、沙子、泥灰岩或石灰石形式出现的水沉积物的时期,然后确定它接受变质作用的时间。根据这个定义,同一地层就其沉积时间而言可能非常古老,而就其获得变质特征的时期而言可能是新的。 在这种情况下,没有必要将特殊的能量赋予先前的作用力,这与当前平静时代的例子不同。 从古至今的沉积岩在同等强度的深成剂的影响下已经发生了变化并且正在发生变化。 但古代沉积物接触这些物质的时间更长,因此发生了更多的变化。 乍一看,这些强烈的变化似乎是同样强大的原因造成的。 然而,详细的研究揭示了它们只是大量行动的结果,比如目前的行动。 最后,莱尔同样完整、彻底地研究了有机物质在地壳历史中的作用问题。 他推翻了之前关于有机世界历史中断的观点——关于整个动植物群的毁灭和出现——证明(对于第三纪)通过更仔细的研究,我们在这里也发现了一个逐渐的发展,与无机环境的逐渐转变相协调。 莱尔的系统标志着地质学作为一门严谨的归纳科学的开端。 他的方法因其内在的必要性而被接受。 他奠定坚实基础的物理地质学继续以惊人的速度发展。 现代现象研究得越深入、越透彻,地壳的历史就越光鲜亮丽,这当然会激发研究者的兴趣。 在法国和德国,旧的理论仍然或多或少地受到学院派科学家的影响而人为地结合在一起,但与此同时,一种新的趋势正在发展。 在 50 世纪 60 年代和 XNUMX 年代,均变论到处占据主导地位。 自第一版基本原理以来,地质学已经取得了长足的进步。 但有一件事可以说:科学已经沿着莱尔开辟的道路前进。 作者:萨明 D.K. 我们推荐有趣的文章 部分 最重要的科学发现: ▪ 哈勃定律 ▪ 有机世界的进化论 查看其他文章 部分 最重要的科学发现. 读和写 有帮助 对这篇文章的评论. 科技、新电子最新动态: 花园疏花机
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