Стено (работал в Тоскане). Его основные положения: горные породы возникли путем осаждения (шесть морских эпох в Тоскане); минералы растут неравномерно, но с сохранением угла между гранями, из растворов; каменный уголь: пожары, залитые водой; горообразование: вулканы и денудация; море покрывало всю Землю, затем образовались суша и горы.
Лейбниц считал, что раскаленные планеты произошли от Солнца. Сжатие Земли породило горы и океаны. Вода - причина извержений вулканов. Описал окаменелости и предложил объяснение.
Гук (1635-1703) считал окаменелости - остатки вымерших видов - основой для летописи Земли. Полагал, что Англия была покрыта тропическим морем. Он же создал основы теории строения кристаллов.
Начало современной геологии: интерес возник после землетрясения 1775 г. в Лиссабоне.
Первой геологической наукой стала сугубо практическая минералогия. Проникновение в глубины породило стратиграфию, геоморфологию и другие дисциплины: предметом геологии стала оболочка Земли, а затем и вся кора (разумеется, с полезными включениями). Теперь предметом стала вся Земля, да и другие планеты тоже. Структурным единицам Земли, свойствам, задачам и методам соответствуют многочисленные научные дисциплины, группы дисциплин и популяции ученых. Эволюция геологии продолжается.
Нептунисты, вулканисты, плутонисты
Нептунист Вернер был профессором Горной академии (Фрайберг, Саксония). Разработал геогнозию: науку, изучающую тело Земли в целом, состав и происхождение минералов и горных пород. У него учились Кювье и Гумбольдт. Джеймсон издал его лекции на английском языке.
Земля, в том числе горы, была покрыта первичным океаном. Из него химическим путем выпали граниты, гнейсы и сланцы, затем - известняки и диабазы, механическим путем (с включением окаменелостей) слоистые породы, а под конец - аллювий. Куда же ушла вода? - В космическое пространство.
Интрузии - результат осаждения на стенках; наклоны слоев - результат проседания; долины и горы возникли как следы бурных потоков при быстром понижении уровня воды, извержения результат горения угля.
Нептунизм мягко вписывался в библейскую историю с всемирным потопом.
Вулканисты выступили как противники нептунизма Вернера, вооруженные исследованиями гранитов: граниты подостланы другими породами и поэтому не могут быть первозданными. Спор вывел на сцену плутонистов.
Плутонист Геттон был медиком (Эдинбург, Сорбонна, Лейден), фермером и химиком. В 1788 г. опубликовал труд "Теория Земли или исследование закономерностей, проявленных в создании, разрушении и восстановлении суши на земном шаре".
"Вулкан создан с целью страхом довести суеверных людей до припадков благочестия и набожности или подвергнуть уничтожению обреченные города; вулкан следует считать отдушиной подземного очага, предотвращающей ненужное поднятие суши и предохраняющей от пагубного действия землетрясений".
"... я слышал, как профессор, ораторствуя среди окружающих нас вулканических пород по поводу базальтовой дайки [интрузии]..., сказал, что это щель, заполненная осадками сверху, и прибавил с усмешкой, что есть люди, по мнению которых она внедрилась в расплавленном состоянии снизу. Вспоминая об этой лекции, я не удивляюсь моей тогдашней решимости никогда больше не посещать занятий по геологии". (Ч. Дарвин).
Геттон ввел представление о геологическом времени и принцип актуализма: законы, которым подчинены процессы, актуальны в любое время.
Гук разработал контуры теории Геттона, но Геттон не упоминает Гука.
Гумбольдт стал плутонистом, ввел историческое направление в геологии и создал физическую географию.
Что осталось? - Стратиграфия. Историческая геология и геодинамика. Актуализм.
Катастрофисты интегрировали концепции нептунистов и плутонистов и вытеснили этих спорщиков. Кювье работал в Музее натуральной истории, изучал ископаемых слонов. Кювье утверждал, что часть видов вымерла - на основании изучения отложений. Место вымерших занимали мигранты: Кювье не терпел даже коллегу Ламарка и отрицал всякую возможность изменения видов.
Теория катастроф - первая попытка эволюционного подхода к истории Земли - забыта, а открытый Кювье закон корреляции частей организма лег в основу реконструкции ископаемых.
Униформисты и актуалисты
Лайель любительски исследовал мергели в осадках озер. Во Франции Лайель и Мурчисон нашли мергели толщиной 700 футов со слоями до 30 на дюйм: 30х12х700 = 252000 лет. "Принципы геологии, представляющие попытку объяснить прежние преобразования земной поверхности помощью ныне действующих причин" - 1833. К счастью, Лайель сумел сделать Дарвина геологом: "Принципы геологии" Дарвин взял с собой на "Бигль".
"Геология - наука, изучающая последовательные изменения, происходящие в органическом и неорганическом царстве природы; она исследует причины, вызывающие эти изменения, и изучает их влияние на преобразования поверхности и внутреннего строения нашей планеты". (Лайель)
"Когда я впервые пришел к представлению о последовательности вымирания видов и о создании новых, а также о том, что этот процесс продолжается непрерывно и теперь, а также происходил в течение бесконечного прошлого и должен продолжаться и в будущем, и все это для приспособления к переменам, которые должны вечно продолжаться на неодушевленной Земле, эта идея поразила меня как самое великое, что я когда-либо возымел в мыслях". (Дарвин? - нет, Лайель).
Противники Лайеля: "Он должен найти средство провести нас от плезиозавров и птеродактилей к созданиям времени железистого песка... геологией зажжен новый светильник на пути натуральной теологии".
Дарвин предложил теорию образования коралловых рифов вполне в духе идей Лайеля: рост отложений при одновременном опускании вулканического основания. Бурение подкрепило эту теорию много десятилетий спустя.
Актуализм находился в сопряжении с концепцией стабильности Земли. Крушение концепции стабильности произошло в результате появления эволюционного учения Дарвина. Актуализм уходит в прошлое: со временем изменяются скорости процессов, роли факторов, механизмы геологических процессов.
Теории эволюции Земли (стадии накопления осадков и горообразования в результате развития геосинклиналей - Холл, стадии развития Земли от газового шара до появления человека - Кота) утвердились в середине XIX века. На смену прежним -измам пришел эволюционизм.
Возраст Земли
Персидские мудрецы - 12 000 лет, вавилонские - 2 000 000 лет, индусские имели шкалу в десятки миллионов лет. Епископ Ашер (1654 г.) исчислил по Библии дату создания Земли: 4004 г., 26 октября, 9.00. Сэр Исаак Ньютон (по тому же источнику) вычислил, что Земля существует 6030 лет, а его друг Галлей по выносу соли в океан дал земле 10 000 лет (Джоли тем же методом получил 100 000 000). Учитель Дарвина Лайель "состарил" Землю до 240 000 000 лет, а Дарвину для развертывания эволюции видов потребовалось гораздо больше времени, но, уступая сварливому противнику эволюционного учения Кельвину, он остановился на 300 000 000 (исчислил по эрозии пород). Резерфорд, не убоявшись Кельвина, в компании с Содди довел возраст Земли до 2 млрд. лет (Кельвин ему этого не простил!). По современной оценке (Клара Паттерсон) Земля имеет возраст 4,5 0,2 млрд. лет.
Отложения и ледники
Откуда в Европе валуны и ископаемые останки? - Их переносили морские волны и течения, а также катастрофические наводнения от вздымания гор. Более приличная теория дрифта считала их отложениями (в Альпах!) с днища айсбергов. Геттон предположил, что ледники принесли глыбы в долины, но это замечание было оставлено без внимания.
Окончательный удар дрифтовой теории нанес прорыв дамбы в Шотландии: никаких следов, аналогичных ледниковым, не осталось.
Агассис слушал лекцию своего соученика Шарпентье о всеевропейском оледенении, но не поверил ему. После совместного изучения "на месте" Агассис стал ярым сторонником этой теории. Термин Die Eiszeit Агассис позаимствовал у своего однокашника, написавшего поэму под этим названием ко дню рождения Галилея; в поэме излагалась идея ледникового периода, до которой автор дошел самостоятельно. Напористый Агассис выпустил монографию (правда, с посвящением Шарпентье) и в том же 1840 году сделал доклады в Глазго и в Лондоне.
Лайель присоединился к ледниковой теории в 1857 году.
В России "Исследования о ледниковом периоде" были написаны П.А.?Кропоткиным в Петропавловской крепости и опубликованы в 1876 г.
В 1842 г. Адемар в книге "Революции океана" возложил ответственность за оледенения на нарушения в простом и изящном движении Земли в космосе.
Кроль рассчитал сезонное влияние изменения эксцентриситета земной орбиты на инсоляцию Земли и принял во внимание положительную обратную связь с альбедо. Догадка Кролля о влиянии эксцентриситета и прецессии на климат Земли была опубликована в 1864 г., в окончательной форме ("Климат и время", 1875) теория учитывала и динамику морских течений в Мировом океане. Тем не менее, теория сошла со сцены из-за разности вычисленной по ней давности последнего оледенения в 80 тыс. лет и датировкой геологов в 10 тыс. лет.
Милутин Миланкович решил создать математическую теорию климата, пригодную для Земли, Марса и Венеры. Опора была найдена в работах Пильгрима по расчету периодов эксцентриситета (100 000 лет), прецессии (22 000 и 19 000 лет) и наклона оси вращения (41 000 лет) за миллион лет. В 1920 г. он опубликовал "Математическую теорию тепловых явлений, обусловленных солнечной радиацией". На нее откликнулся Кеппен, работавший со своим зятем Вегенером над книгой о прошлом климата Земли. В результате обсуждения Миланкович принял совет Кеппена учесть как критический фактор снижение летних температур. После периода признания наступил кризис: радиоуглеродные датировки расходились с данными Миланковича (особенно за пределами периода в 40 тыс. лет, где эти датировки нельзя было применять). Отнесение торфяников к периоду минимума инсоляции окончательно подорвало доверие к теории, и в 1965 г. у нее уже не было сторонников. Восстановили авторитет теории материалы океанических отложений и новые методы датировки: изотопные и палеомагнитные.