Es gibt keine Spur eines Anfangs, keine Aussicht auf ein Ende.
James Hutton war ein schottischer Geologe, experimenteller Landwirt, Chemikalienherrsteller, Naturalist und Arzt. Er wird oft als der „Vater" der modernen Geologie bezeichnet, und seine Arbeiten spielten eine Schlüsselrolle bei der Etablierung der Geologie als moderner Wissenschaft.
Durch das begründete Studium von Merkmalen in den Küstenlinien und Landschaften seiner heimatlichen schottischen Tiefländer entwickelte Hutton die Theorie, dass geologische Merkmale nicht statisch waren, sondern sich über lange Zeiträume hinweg einer ständigen Umwandlung unterlagen. Er argumentierte, dass die Erde nicht jung sein konnte und brachte die Idee vor, dass ihre entfernte Geschichte aus Hinweisen in heutigen Gesteinen abgeleitet werden kann. Er war somit ein früher Befürworter dessen, was später Uniformitarismus genannt wurde – die Wissenschaft, die Merkmale der Erdkruste durch natürliche Prozesse über lange geologische Zeitskalen erklärt.
Hutton brachte auch die These eines „Systems der bewohnbaren Erde" vor, das als deistischer Mechanismus betrachtet wird und dazu bestimmt ist, die Welt ewig für Menschen geeignet zu halten – ein früher Versuch, das zu formulieren, was heute als anthropisches Prinzip bezeichnet werden könnte. Obwohl einige seiner Ideen auch von anderen Zeitgenossen wie dem französischen Naturalist Georges-Louis Leclerc de Buffon in Betracht gezogen wurden, stammt unser heutiges Verständnis von tiefer Zeit hauptsächlich aus Huttons Pionierarbeit in der Geologie.
Frühes Leben und Karriere
Hutton wurde am 3. Juni 1726 in Edinburgh geboren, als einer von fünf Kindern von Sarah Balfour und William Hutton, einem Kaufmann, der Edinburgh City Treasurer war. Huttons Vater starb 1729, als er drei Jahre alt war.
Er erhielt seine Ausbildung an der High School of Edinburgh, wie die meisten Edinburgh-Kinder, wo er besonders an Mathematik und Chemie interessiert war. Mit 14 Jahren besuchte er die University of Edinburgh als „Student of Humanity" und studierte die Klassiker. Mit 17 Jahren wurde er Lehrling des Anwalts George Chalmers WS, interessierte sich aber mehr für chemische Experimente als für juristische Arbeiten. Im Alter von 18 Jahren wurde er Assistent eines Arztes und besuchte Vorlesungen in Medizin an der University of Edinburgh. Nach drei Jahren ging er zur University of Paris, um seine Studien fortzusetzen, und erwarb 1749 an der Leiden University den Grad eines Doktors der Medizin mit einer Dissertation über Blutkreislauf.:2
Nach seinem Abschluss ging Hutton nach London und kehrte Mitte 1750 nach Edinburgh zurück, wo er chemische Experimente mit seinem engen Freund James Davie wieder aufnahm. Ihre Arbeiten zur Herstellung von Salmiak aus Ruß führten zu ihrer Partnerschaft in einem rentablen Chemiewerk.:2 Sie stellten das kristalline Salz her, das zum Färben, Metallbearbeitung und als Riechsalz verwendet wurde und bisher nur aus natürlichen Quellen verfügbar war und aus Ägypten importiert werden musste. Hutton besaß und vermietete Grundstücke in Edinburgh und beschäftigte einen Faktor, um dieses Geschäft zu verwalten.
Landwirtschaft und Geologie
Hutton erbte von seinem Vater die Berwickshire-Farmen von Slighhouses, eine Tieflandfarm, die sich seit 1713 in der Familie befindet, und die Hügelfarm von Nether Monynut.:2–3 In den frühen 1750er Jahren zog er nach Slighhouses und machte sich an Verbesserungen, führte Anbaumethoden aus anderen Teilen Großbritanniens ein und experimentierte mit Tier- und Pflanzenhaltung.:2–3 Er hielt seine Ideen und Innovationen in einer unveröffentlichten Abhandlung über „The Elements of Agriculture" fest.:60
Dies entwickelte sein Interesse an Meteorologie und Geologie. In einem Brief von 1753 schrieb er, dass er „sehr gerne die Oberfläche der Erde studiert habe und mit ängstlicher Neugier in jede Grube oder jeden Graben oder jedes Flussbett schaute, das ihm in den Weg kam". Das Räumen und Entwässern seiner Farm bot reichlich Gelegenheiten. Der Mathematiker John Playfair beschrieb Hutton so, dass er bemerkt habe, dass „ein großer Teil der heutigen Gesteine aus Materialien zusammengesetzt ist, die von der Zerstörung von Körpern, tierischen, pflanzlichen und mineralischen, älteren Ursprungs stammen". Seine theoretischen Ideen begannen sich 1760 zu ordnen. Während seine Landwirtschaftsaktivitäten weitergingen, machte er 1764 eine geologische Tournee in den Norden Schottlands mit George Maxwell-Clerk, dem Ahnherrn des berühmten James Clerk Maxwell.
Edinburgh und Kanalbau
1768 kehrte Hutton nach Edinburgh zurück, vermietete seine Farmen an Pächter, setzte aber sein Interesse an Farmverbesserungen und Forschungen fort, zu denen Experimente in Slighhouses gehörten. Er entwickelte einen roten Farbstoff aus den Wurzeln der Färberpflanze.
1770 ließ er sich ein Haus auf St John's Hill in Edinburgh bauen, das Salisbury Crags überblickt. Dies wurde später das Balfour-Familienheim und 1840 der Geburtsort des Psychiaters James Crichton-Browne. Hutton war einer der einflussreichsten Teilnehmer der Scottish Enlightenment und verkehrte mit zahlreichen erstklassigen Köpfen in den Wissenschaften, darunter der Mathematiker John Playfair, der Philosoph David Hume und der Ökonom Adam Smith. Hutton hatte keine Position an der University of Edinburgh und teilte seine wissenschaftlichen Erkenntnisse durch die Royal Society of Edinburgh mit. Er war besonders freundschaftlich mit dem Arzt und Chemiker Joseph Black verbunden, und zusammen mit Adam Smith gründeten sie den Oyster Club für wöchentliche Treffen.
Zwischen 1767 und 1774 war Hutton eng am Bau des Forth- und Clyde-Kanals beteiligt und nutzte sein geologisches Wissen voll aus, sowohl als Anteilseigner als auch als Mitglied des Verwaltungskomitees, und nahm an Treffen teil, einschließlich ausführlicher Inspektionen aller Arbeiten vor Ort. Zu dieser Zeit wird er als wohnhaft auf Bernard Street in Leith aufgelistet. 1777 veröffentlichte er eine Broschüre über „Considerations on the Nature, Quality and Distinctions of Coal and Culm", die erfolgreich half, Befreiung von der Verbrauchssteuer auf den Transport von Kleinkohle zu erreichen.
1783 war er Mitgründer der Royal Society of Edinburgh.
Späteres Leben und Tod
Ab 1791 litt Hutton unter extremen Schmerzen durch Nierensteine und gab die Feldarbeit auf, um sich auf die Fertigstellung seiner Bücher zu konzentrieren. Eine gefährliche und schmerzhafte Operation konnte seine Krankheit nicht beheben. Er starb in Edinburgh und wurde in der Gruft von Andrew Balfour begraben, gegenüber der Gruft seines Freundes Joseph Black, im jetzt versiegelten südwestlichen Teil des Greyfriars Kirkyard, der allgemein als Covenanter's Prison bekannt ist.
Hutton heiratete nicht und hatte keine legitimen Kinder. Um 1747 hatte er einen Sohn mit einer Miss Edington, und obwohl er seinem Kind James Smeaton Hutton finanzielle Unterstützung gab, hatte er wenig mit dem Jungen zu tun, der später Postbeamter in London wurde.
Theorie der Gesteinsformationen
Hutton entwickelte mehrere Hypothesen, um die Gesteinsformationen zu erklären, die er um sich herum sah, aber nach Playfair war er „nicht eilig damit, seine Theorie zu veröffentlichen; denn er war einer jener Menschen, die sich viel mehr über die Kontemplation der Wahrheit freuen als über das Lob, sie entdeckt zu haben". Nach etwa 25 Jahren Arbeit wurde seine „Theory of the Earth; or an Investigation of the Laws observable in the Composition, Dissolution, and Restoration of Land upon the Globe" in zwei Teilen zu Treffen der Royal Society of Edinburgh vorgetragen, der erste von seinem Freund Joseph Black am 7. März 1785 und der zweite von ihm selbst am 4. April 1785. Hutton las anschließend eine Zusammenfassung seiner Dissertation „Concerning the System of the Earth, its Duration and Stability" auf einem Gesellschaftstreffen am 4. Juli 1785 vor, die er drucken ließ und privat verbreitete. Darin legte er seine Theorie wie folgt dar;
Die festen Teile des heutigen Landes scheinen im Allgemeinen aus den Produkten des Meeres und aus anderen Materialien zusammengesetzt zu sein, die denen ähneln, die jetzt an den Küsten zu finden sind. Daher haben wir Grund zu dem Schluss:
Erstens, dass das Land, auf dem wir ruhen, nicht einfach und ursprünglich ist, sondern dass es eine Komposition ist und durch die Wirkung von Sekundärursachen entstanden ist.
Zweitens, dass vor dem heutigen Land eine Welt aus Meer und Land bestanden hatte, in der es Gezeiten und Strömungen gab, mit solchen Operationen am Meeresboden wie sie jetzt stattfinden. Und,Schließlich, dass während das heutigen Land am Meeresboden gebildet wurde, das frühere Land Pflanzen und Tiere erhielt; zumindest war das Meer damals von Tieren bewohnt, auf ähnliche Weise wie es heute ist.
Daher werden wir zu dem Schluss geführt, dass der größte Teil unseres Landes, wenn nicht das ganze, durch natürliche Operationen dieses Globus hervorgebracht worden war; dass aber, um dieses Land zu einem permanenten Körper zu machen, der den Operationen der Gewässer widersteht, zwei Dinge erforderlich waren;
Erstens, die Verfestigung von Massen, die aus Ansammlungen von lockeren oder zusammenhangslosen Materialien gebildet wurden;Zweitens, die Hebung dieser verfestigten Massen vom Meeresboden, dem Ort, an dem sie gesammelt wurden, zu den Stationen, an denen sie jetzt über dem Meeresspiegel bleiben.
Suche nach Beweisen
Im Sommer 1785 in Glen Tilt in den Cairngorm-Bergen in den schottischen Highlands fand Hutton Granit, der metamorphe Schiefer durchdrang, auf eine Weise, die darauf hindeutete, dass der Granit zu dieser Zeit geschmolzen war. Dies zeigte ihm, dass Granit aus der Abkühlung von geschmolzenem Gestein entstand, anstatt sich aus Wasser auszufallen, wie andere damals glaubten, und daher musste der Granit jünger als die Schiefer sein. Hutton präsentierte seine Erdtheorie am 4. März und 7. April 1785 vor der Royal Society of Edinburgh.
Er fuhr fort, eine ähnliche Durchdringung von vulkanischem Gestein durch Sedimentgestein in Edinburgh zu finden, bei Salisbury Crags, angrenzend an Arthur's Seat – dieser Bereich der Crags ist jetzt als Hutton's Section bekannt. Er fand weitere Beispiele in Galloway 1786 und auf der Isle of Arran 1787.
Die Existenz von eckigen Diskordanzen war von Nicolas Steno und von französischen Geologen wie Horace-Bénédict de Saussure bemerkt worden, die sie im Sinne des Neptunismus als „primäre Formationen" interpretierten. Hutton wollte solche Formationen selbst untersuchen, um „besondere Merkmale" der Beziehung zwischen den Gesteinsschichten zu sehen. Auf der Reise 1787 zur Isle of Arran fand er sein erstes Beispiel von Hutton's Unconformity nördlich von Newton Point in der Nähe von Lochranza, aber die begrenzte Aussicht bedeutete, dass der Zustand der darunter liegenden Schichten für ihn nicht klar genug war, und er dachte fälschlicherweise, dass die Schichten in der Tiefe unter dem freiliegenden Aufschluss konform waren.
Später 1787 bemerkte Hutton, was jetzt als Hutton oder „Great" Unconformity in Inchbonny, Jedburgh, in Schichten von Sedimentgestein bekannt ist. Wie in den Abbildungen auf der rechten Seite gezeigt, sind Greywacke-Schichten in den unteren Schichten der Klippe fast vertikal gekippt, und über einer dazwischenliegenden Konglomeratschicht liegen horizontale Schichten von Old Red Sandstone. Er schrieb später darüber, wie er „sich über mein Glück freute, auf ein Objekt zu stoßen, das so interessant in der Naturgeschichte der Erde war und das ich lange vergeblich gesucht hatte." In diesem Jahr fand er die gleiche Abfolge in Teviotdale.
Im Frühjahr 1788 machte er sich mit John Playfair an die Berwickshire-Küste auf und fand mehr Beispiele dieser Abfolge in den Tälern des Tour und Pease Burns in der Nähe von Cockburnspath. Sie unternahmen dann eine Bootsfahrt vom Dunglass Burn ostwärts entlang der Küste mit dem Geologen Sir James Hall von Dunglass. Sie fanden die Abfolge in der Klippe unterhalb von St. Helens, dann direkt östlich davon am Siccar Point fanden sie das, was Hutton „ein schönes Bild dieser Verbindung, das vom Meer blank gespült wurde" nannte. Playfair kommentierte später die Erfahrung mit „der Geist schien schwindlig zu werden, wenn man so weit in den Abgrund der Zeit blickt". Entlang der Küste weitergegangen, machten sie weitere Entdeckungen, einschließlich Abschnitte der vertikalen Betten, die starke Wellenmarkierungen zeigten, die Hutton „große Befriedigung" als Bestätigung seiner Vermutung gaben, dass diese Betten horizontal in Wasser abgelagert worden waren. Er fand auch Konglomerat in Höhen, die das Ausmaß der Erosion der Schichten demonstrierten, und sagte dazu, dass „wir nie hätten träumen sollen, dem zu begegnen, das wir jetzt wahrnahmen".
Hutton argumentierte, dass es unzählige Zyklen gegeben haben musste, von denen jeder Ablagerung auf dem Meeresboden, Hebung mit Neigung und Erosion dann wieder unterhalb des Meeres für weitere Schichtablagerung beinhalte. Auf der Grundlage der Annahme, dass dies auf dieselben geologischen Kräfte zurückzuführen war, die in der Vergangenheit tätig waren wie die sehr langsamen geologischen Kräfte, die heute tätig sind, bedeutete die Dicke der freiliegenden Gesteinsschichten für ihn enorme Zeiträume.
Veröffentlichung
Obwohl Hutton privat eine gedruckte Version der Zusammenfassung seiner „Theory Concerning the System of the Earth, its Duration, and Stability" verbreitete, die er auf einem Treffen der Royal Society of Edinburgh am 4. Juli 1785 las; der vollständige Bericht seiner Theorie, wie sie auf den Treffen vom 7. März 1785 und 4. April 1785 vorgetragen wurde, erschien erst 1788 in Druck. Sie trug den Titel „Theory of the Earth; or an Investigation of the Laws observable in the Composition, Dissolution, and Restoration of Land upon the Globe" und erschien in „Transactions of the Royal Society of Edinburgh, vol. I, Part II, pp. 209–304, plates I and II", veröffentlicht 1788. Er vertrat die Ansicht, dass „aus dem, was tatsächlich gewesen ist, wir Daten haben, um in Bezug auf das zu schließen, was danach geschehen wird." Dies wiederholte die Aufklärung
