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进化思想史

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第二章 早期的地球理论(6 / 9)
他的真正意图是想按照完整的牛顿宇宙哲学,根据唯物论原理,来解释地球及地球上生物的整个历史。他的地球来源于太阳理论促使他确立了一个经典的“方向性”观点来解释地球起源后的发展。因为开始时的地球是热的,地球一定随着时间的推移而发生稳定的冷却,冷却成了地球发展中的关键阶段。最初的熔化状态是地球的第一个时期,在接下来的第二个时期,冷却使地球的外部成为固体状。像德梅耶特一样,布丰认为有必要援引一个巨大的古海洋来解释沉积岩的形成。在他所谓的第三时期,他因此而设想大量的水蒸气凝缩并以降雨的形成落到地表,形成了遍布广泛的海洋。在第四时期,随着海洋的退去,部分海床最终暴露出来。而这时的温度仍然比今天的温度热得多,因此在第五时期,甚至在北方也生居着热带生物。只有在最后一个时期,地球才变成它现在的样子,而且首次出现人类。

    与后来地质学家所分化的学派相比,布丰的理论混杂得出奇。一方面,他的理论建立在地球冷却假说基础上,而这个假说又和“火成论”相连,火成论相信地下的热是地球变化的主要动因。另一方面,他并没有进一步拓展他的理论的这个方面。他认为火山喷发是由于煤的堆积物燃烧引起的,而不是由于地球原初熔化条件下剩余的热引起的。他并没有试图提出地球早期更高的内部温度会产生比今天更剧烈的地震。因此他并没有为后来的所谓剧变论奠定基础,相反,他却转向海退理论,结果,等于支持水成论,放弃火成论。

    随着水量的减少,干燥陆地的暴露,发生了什么事?布丰知道地球很古老,他在已出版的论著中估计有7万年的历史,但是在私下却承认这个数值太低了。陆表一定裸露了相当长的时间,其间,侵蚀的力量在起作用。我们看到的地表可能在某种力量的长期作用下发生过完全的变化,我们知道这种作用依然在起作用。布丰通过提出这种可能性,从而部分地预见了后来被叫做“均一论”的观点,均一论相信,我们今天可以观察的动因,是唯一可以用来解释导致地球成为目前状态的动因,这种动因仍然在起作用。但是,他的关于地球起源的理论,防碍了他提出地球经过可观察原因的重塑,可能已经完全消除了它最初状态的痕迹。特别要指出的是,他认为花岗岩是早期岩石,是由于熔化地球的最初冷却形成的,并且不受后来变化的影响。

    水成论与火成论

    19世纪后期,在研究岩石和研究持续影响地表过程方面取得了很多进展。这些研究越来越独立于关于行星起源的详细理论。罗杰已经提出(Buffon,1962;引言),这时《自然的分期》已经问世,但是,由于人们重新对纯观察感兴趣,因而(布丰的)猜想式研究被视为过时。即使已经对地球最终起源的问题不太感兴趣,然而,依然在追问关于决定岩石形态的力量的问题。最后,这个问题导致地质学分化成两个阵营,每一个阵营侧重于有希望用来解释事实的两种主要力量中的一种。

    当时,所有地质学理论所面临的根本问题是:曾经是水中沉积形成的沉积岩如何现在位于干燥的陆地上?对此问题,只出现过两种可能的解答,一种根据的是洋面的绝对降低,另一种根据的是地震导致陆地的隆起。有一种信念,相信所有的沉积岩沉积在广阔的古海洋底,这种古海洋已经消失,这就是水成论理论,水成论这个词来自古罗马海神的名字。

    图3.18世纪晚期和19世纪早期提出的不同地质学理论

    德梅耶特和布丰都采纳了水成论的观点,而且他们试图从他们的地球起源理论的角度为他们所信奉的古海洋普遍存在的观念辩护,但是18世纪后期的水成论者不再尝试性地去证实这种基本的假设,转而赞成经验性地研究岩石本身。沉积岩是在水下形成的,这已经成为不言自明的真理,这样海洋当然曾经覆盖过整个大地。由于放弃对事物原初状态的猜测性研究,真正对岩石进行科学研究的障碍也就清除了。这种做法在德国很流行,而且关注地质学的实用价值又对此起到了推动作用。约翰·勒曼和阿伯拉罕·格特勒堡·维尔纳都是矿物学校大教师,他们充分认识到矿物学和地层学对找矿的重要性。

    1756年,勒曼发表了对山体结构的分析,将山体区分为最初形成的山,在生命出现之前从原初海洋沉积成的山,在《圣经》中记载的大洪水期间新形成的、岩石中含有化石的山,以及最近的或在大洪水以后时期形成的具有第三纪结构的山。勒曼利用大洪水作依据表明,他至少不太同情启蒙运动时期非常激进的精神。然而维尔纳却不是这样,他是水成论发展中的领袖,1775年起他在弗莱堡矿物学校教书。维尔纳主要是位矿物学家,对分类构成地壳的物质感兴趣。他通过构想出他的分类系统,作出了自然的假设,在地质序列底层发现的矿物质是先形成的。根据这一点,他根据由巨大的古海洋沉积成的不同的地层,精心设计了一个完整的水成论学说。

    维尔纳只写了少量著作来解释他的系统(erner,英译本,1971),但是他是一个出色的教师,他将欧洲各地的学生吸