Il n'y a aucune trace d'un commencement, aucune perspective d'une fin.
James Hutton était un géologue écossais, agronome expérimental, fabricant chimique, naturaliste et médecin. Souvent désigné comme le « père » de la géologie moderne, ses travaux ont joué un rôle clé dans l'établissement de la géologie en tant que science moderne.
Par l'étude raisonnée des caractéristiques des côtes et du paysage des basses terres écossaises de sa région natale, Hutton a développé la théorie selon laquelle les caractéristiques géologiques n'étaient pas statiques mais subissaient une transformation perpétuelle sur de longues périodes. Il a soutenu que la terre ne pouvait pas être jeune et a avancé l'idée que son histoire lointaine peut être déduite des preuves contenues dans les roches actuelles. Il a ainsi été un partisan précoce de ce qui devait être appelé plus tard l'uniformitarianisme, la science qui explique les caractéristiques de la croûte terrestre par des processus naturels sur l'échelle de temps géologique long.
Hutton a également avancé la thèse d'un « système de la terre habitable » considéré comme un mécanisme déiste conçu pour maintenir le monde éternellement adapté aux humains, une première tentative de formuler ce qui pourrait être appelé aujourd'hui le principe anthropique. Bien que certaines de ses idées aient également été envisagées par d'autres contemporains tels que le naturaliste français Georges-Louis Leclerc de Buffon, c'est principalement à partir des travaux pionniers de Hutton en géologie que nous tirons notre compréhension actuelle du temps profond.
Début de la vie et carrière
Hutton est né à Edinburgh le 3 juin 1726, en tant que l'un des cinq enfants de Sarah Balfour et William Hutton, un marchand qui était trésorier de la ville d'Edinburgh. Le père de Hutton est décédé en 1729, quand il avait trois ans.
Il a été éduqué à la High School of Edinburgh comme la plupart des enfants d'Edinburgh, où il s'intéressait particulièrement aux mathématiques et à la chimie. À l'âge de 14 ans, il a fréquenté l'Université d'Edinburgh en tant qu'« étudiant en humanités », étudiant les classiques. Il a été apprenti auprès de l'avocat George Chalmers WS à l'âge de 17 ans, mais s'intéressait davantage aux expériences chimiques qu'au travail juridique. À l'âge de 18 ans, il devient assistant médecin et assiste à des cours de médecine à l'Université d'Edinburgh. Après trois ans, il est allé à l'Université de Paris pour poursuivre ses études, obtenant le diplôme de Docteur en Médecine à l'Université de Leiden en 1749 avec une thèse sur la circulation sanguine.:2
Après son diplôme, Hutton s'est rendu à Londres, puis au milieu de 1750 est retourné à Edinburgh et a repris les expériences chimiques avec son proche ami, James Davie. Leurs travaux sur la production de sel ammoniac à partir de suie ont conduit à leur partenariat dans une usine chimique lucrative,:2 fabricant le sel cristallin qui était utilisé pour la teinture, le travail des métaux et comme sels volatils et n'était disponible que de sources naturelles et devait être importé d'Égypte. Hutton possédait et louait des propriétés à Edinburgh, employant un facteur pour gérer cette entreprise.
Agriculture et géologie
Hutton a hérité de son père les fermes du Berwickshire de Slighhouses, une ferme des basses terres qui était dans la famille depuis 1713, et la ferme de montagne de Nether Monynut.:2–3 Au début des années 1750, il s'est installé à Slighhouses et s'est mis à faire des améliorations, introduisant des pratiques agricoles d'autres parties de la Grande-Bretagne et expérimentant l'élevage de plantes et d'animaux.:2–3 Il a consigné ses idées et innovations dans un traité inédit sur The Elements of Agriculture.:60
Cela a développé son intérêt pour la météorologie et la géologie. Dans une lettre de 1753, il écrivait qu'il était « devenu très passionné par l'étude de la surface de la terre, et regardait avec une curiosité anxieuse dans chaque fosse ou fossé ou lit de rivière qui se présentait à lui ». Le nettoyage et le drainage de sa ferme offraient de nombreuses opportunités. Le mathématicien John Playfair a décrit Hutton comme ayant remarqué qu'« une vaste proportion des roches actuelles sont composées de matériaux fournis par la destruction de corps, animaux, végétaux et minéraux, de formations plus anciennes ». Ses idées théoriques ont commencé à se concrétiser en 1760. Alors que ses activités agricoles se poursuivaient, en 1764, il s'est embarqué dans une tournée géologique du nord de l'Écosse avec George Maxwell-Clerk, ancêtre du célèbre James Clerk Maxwell.
Edinburgh et construction de canaux
En 1768, Hutton est retourné à Edinburgh, louant ses fermes à des locataires mais continuant à s'intéresser aux améliorations agricoles et à la recherche qui comprenait des expériences menées à Slighhouses. Il a développé une teinture rouge faite à partir des racines de la plante de garance.
Il a fait construire une maison en 1770 à St John's Hill, Edinburgh, surplombant Salisbury Crags. Ce lieu devint plus tard la maison de la famille Balfour et, en 1840, le lieu de naissance du psychiatre James Crichton-Browne. Hutton était l'un des participants les plus influents des Lumières écossaises, et s'est associé à de nombreux esprits de première classe dans les sciences, notamment le mathématicien John Playfair, le philosophe David Hume et l'économiste Adam Smith. Hutton n'occupait aucun poste à l'Université d'Edinburgh et communiquait ses découvertes scientifiques par l'intermédiaire de la Royal Society of Edinburgh. Il était particulièrement ami avec le médecin et chimiste Joseph Black, et ensemble avec Adam Smith, ils ont fondé le Oyster Club pour des réunions hebdomadaires.
Entre 1767 et 1774, Hutton a été étroitement impliqué dans la construction du canal Forth and Clyde, faisant plein usage de ses connaissances géologiques, à la fois en tant qu'actionnaire et membre du comité de direction, et assistant à des réunions incluant des inspections de site étendues de tous les travaux. À cette époque, il est répertorié comme vivant sur Bernard Street à Leith. En 1777, il a publié une brochure intitulée Considerations on the Nature, Quality and Distinctions of Coal and Culm qui a contribué avec succès à obtenir une exemption du droit d'accise sur le transport du petit charbon.
En 1783, il a été cofondateur de la Royal Society of Edinburgh.
Fin de vie et décès
À partir de 1791, Hutton a souffert d'une douleur extrême due à des calculs dans la vessie et a abandonné le travail de terrain pour se concentrer sur la finition de ses livres. Une opération dangereuse et douloureuse n'a pas réussi à résoudre sa maladie. Il est mort à Edinburgh et a été enterré dans le caveau d'Andrew Balfour, en face du caveau de son ami Joseph Black, dans la section sud-ouest maintenant scellée de Greyfriars Kirkyard communément connue sous le nom de Covenanter's Prison.
Hutton ne s'est pas marié et n'avait pas d'enfants légitimes. Vers 1747, il a eu un fils avec une Miss Edington, et bien qu'il ait fourni une aide financière à son enfant James Smeaton Hutton, il avait peu à faire avec le garçon qui devint plus tard commis des postes à Londres.
Théorie de la formation des roches
Hutton a développé plusieurs hypothèses pour expliquer les formations rocheuses qu'il voyait autour de lui, mais selon Playfair, il « n'était pas pressé de publier sa théorie ; car il était l'un de ceux qui sont beaucoup plus heureux de la contemplation de la vérité que de la louange d'avoir la découverte ». Après environ 25 ans de travail, sa Theory of the Earth; or an Investigation of the Laws observable in the Composition, Dissolution, and Restoration of Land upon the Globe a été lue aux réunions de la Royal Society of Edinburgh en deux parties, la première par son ami Joseph Black le 7 mars 1785, et la seconde par lui-même le 4 avril 1785. Hutton a ensuite lu un résumé de sa dissertation Concerning the System of the Earth, its Duration and Stability à la réunion de la Société le 4 juillet 1785, qu'il avait imprimée et distribuée en privé. Dans celui-ci, il a présenté sa théorie comme suit ;
Les parties solides de la terre actuelle semblent en général avoir été composées des productions de la mer, et d'autres matériaux similaires à ceux que l'on trouve maintenant sur les rivages. D'où nous trouvons raison de conclure :
1er, Que la terre sur laquelle nous reposons n'est pas simple et originelle, mais que c'est une composition, et qu'elle a été formée par l'opération de causes secondes.
2e, Qu'avant que la terre présente ne soit faite, il y avait une monde composé de mer et de terre, dans lequel il y avait des marées et des courants, avec de telles opérations au fond de la mer comme le font maintenant. Et,Enfin, Que tandis que la terre présente se formait au fond de l'océan, l'ancienne terre entretenait des plantes et des animaux ; du moins, la mer était alors habitée par des animaux, de manière similaire à la façon dont elle l'est actuellement.
D'où nous sommes amenés à conclure que la plus grande partie de notre terre, sinon la totalité, avait été produite par des opérations naturelles à ce globe ; mais afin de rendre cette terre un corps permanent, résistant aux opérations des eaux, deux choses avaient été nécessaires ;
1er, La consolidation des masses formées par des collections de matériaux libres ou incohérents ;2e, L'élévation de ces masses consolidées du fond de la mer, le lieu où elles ont été rassemblées, aux postes où elles restent maintenant au-dessus du niveau de l'océan.
Recherche de preuves
À l'été 1785 à Glen Tilt dans les montagnes de Cairngorm dans les Highlands écossais, Hutton a trouvé du granite pénétrant des schistes métamorphiques, d'une manière qui indiquait que le granite avait été en fusion à l'époque. Cela lui a démontré que le granite s'était formé à partir du refroidissement de la roche en fusion plutôt que de précipiter de l'eau comme d'autres à l'époque le croyaient, et donc le granite devait être plus jeune que les schistes. Hutton a présenté sa théorie de la terre le 4 mars et le 7 avril 1785 à la Royal Society of Edinburgh.
Il a ensuite trouvé une pénétration similaire de roche volcanique à travers la roche sédimentaire à Edinburgh, à Salisbury Crags, adjacente à Arthur's Seat – cette zone des Crags est maintenant connue sous le nom de Hutton's Section. Il a trouvé d'autres exemples en Galloway en 1786, et sur l'Isle of Arran en 1787.
L'existence des discordances angulaires avait été notée par Nicolas Steno et par des géologues français notamment Horace-Bénédict de Saussure, qui les ont interprétées en termes de neptunisme comme des « formations primaires ». Hutton voulait examiner lui-même de telles formations pour voir les « marques particulières » de la relation entre les couches de roche. Lors du voyage de 1787 à l'Isle of Arran, il a trouvé son premier exemple de Hutton's Unconformity au nord de Newton Point près de Lochranza, mais la vue limitée signifiait que l'état des strates sous-jacentes n'était pas assez clair pour lui, et il a incorrectement pensé que les strates étaient conformables à une profondeur sous l'affleurement exposé.
Plus tard en 1787, Hutton a noté ce qui est maintenant connu sous le nom de la Hutton ou « Grande » Discordance à Inchbonny, Jedburgh, dans les couches de roche sédimentaire. Comme le montrent les illustrations à droite, les couches de greywacke dans les couches inférieures de la falaise sont inclinées presque verticalement, et au-dessus d'une couche intermédiaire de conglomérat se trouvent des couches horizontales de Old Red Sandstone. Il a écrit plus tard comment il « s'était réjoui de ma bonne fortune en tombant sur un objet si intéressant dans l'histoire naturelle de la terre, et que j'avais longtemps cherché en vain ». Cette année-là, il a trouvé la même séquence à Teviotdale.
Au printemps 1788, il s'embarque avec John Playfair vers la côte du Berwickshire et trouve d'autres exemples de cette séquence dans les vallées du Tour et Pease Burns près de Cockburnspath. Ils ont ensuite fait un voyage en bateau de Dunglass Burn vers l'est le long de la côte avec le géologue Sir James Hall of Dunglass. Ils ont trouvé la séquence dans la falaise en dessous de St. Helens, puis juste à l'est à Siccar Point, ont trouvé ce que Hutton a appelé « une belle image de cette jonction lavée à nu par la mer ». Playfair a commenté plus tard à propos de l'expérience, « l'esprit semblait devenir vertigineux en regardant si loin dans l'abîme du temps ». Continuant le long de la côte, ils ont fait d'autres découvertes, notamment des sections des lits verticaux montrant des marques de ondulation fortes qui ont donné à Hutton « une grande satisfaction » en tant que confirmation de sa supposition que ces lits avaient été disposés horizontalement dans l'eau. Il a également trouvé du conglomérat à des altitudes qui ont démontré l'étendue de l'érosion des strates, et a dit de cela que « nous n'aurions jamais dû rêver de rencontrer ce que nous percevons maintenant ».
Hutton a raisonné qu'il devait y avoir d'innombrables cycles, chacun impliquant le dépôt sur le fond marin, le soulèvement avec inclinaison et érosion puis sous la mer à nouveau pour que d'autres couches se déposent. Sur la conviction que cela était dû aux mêmes forces géologiques qui opéraient dans le passé que les forces géologiques très lentes observées opérant au jour d'aujourd'hui, les épaisseurs des couches de roche exposées impliquaient pour lui d'énormes périodes de temps.
Publication
Bien que Hutton ait distribué en privé une version imprimée du résumé de sa Theory Concerning the System of the Earth, its Duration, and Stability qu'il a lu à une réunion de la Royal Society of Edinburgh le 4 juillet 1785 ; le compte rendu complet de sa théorie lu aux réunions du 7 mars 1785 et du 4 avril 1785 n'a pas été imprimé avant 1788. Il s'intitulait Theory of the Earth; or an Investigation of the Laws observable in the Composition, Dissolution, and Restoration of Land upon the Globe et est apparu dans Transactions of the Royal Society of Edinburgh, vol. I, Part II, pp. 209–304, plates I and II, published 1788. Il a avancé la position que « à partir de ce qui s'est réellement produit, nous avons des données pour conclure en ce qui concerne ce qui est censé se produire par la suite ». Cela a réaffirmé l'Illumin écossaise
