Non c'è traccia di un inizio, nessuna prospettiva di una fine.
James Hutton era un geologo scozzese, agricoltore sperimentale, produttore chimico, naturalista e medico. Spesso indicato come il 'padre' della geologia moderna, il suo lavoro ha giocato un ruolo chiave nell'affermare la geologia come scienza moderna.
Attraverso lo studio ragionato delle caratteristiche delle linee costiere e del paesaggio delle pianure scozzesi della sua terra natale, Hutton sviluppò la teoria secondo cui le caratteristiche geologiche non erano statiche ma subivano una trasformazione perpetua nel corso di lunghi periodi di tempo. Sostenne che la Terra non poteva essere giovane e avanzò l'idea che la sua storia remota potesse essere dedotta dalle prove nelle rocce attuali. Fu quindi un primo sostenitore di quello che in seguito sarebbe stato chiamato uniformitarismo, la scienza che spiega le caratteristiche della crosta terrestre per mezzo di processi naturali su una scala temporale geologica lunga.
Hutton inoltre propose la tesi di un 'sistema della Terra abitabile' concepito come un meccanismo deista progettato per mantenere il mondo eternamente adatto agli umani, un primo tentativo di formulare quello che oggi potrebbe essere chiamato il principio antropico. Sebbene alcune delle sue idee fossero considerate anche da altri contemporanei come il naturalista francese Georges-Louis Leclerc de Buffon, è soprattutto dal lavoro pionieristico di Hutton in geologia che deriviamo la nostra attuale comprensione del tempo profondo.
Primi anni e carriera
Hutton nacque a Edimburgo il 3 giugno 1726, come uno di cinque figli di Sarah Balfour e William Hutton, un mercante che era Tesoriere della Città di Edimburgo. Il padre di Hutton morì nel 1729, quando aveva tre anni.
Fu educato alla High School of Edinburgh come la maggior parte dei bambini di Edimburgo dove era particolarmente interessato alla matematica e alla chimica, quindi quando aveva 14 anni frequentò l'Università di Edimburgo come "studente di umanità", studiando i classici. Fu apprendista presso l'avvocato George Chalmers WS quando aveva 17 anni, ma si interessò più agli esperimenti chimici che al lavoro legale. All'età di 18 anni divenne assistente di un medico e frequentò lezioni di medicina all'Università di Edimburgo. Dopo tre anni andò all'Università di Parigi per continuare i suoi studi, ottenendo il titolo di Dottore in Medicina all'Università di Leiden nel 1749 con una tesi sulla circolazione del sangue.:2
Dopo la laurea Hutton andò a Londra, poi a metà del 1750 tornò a Edimburgo e riprese gli esperimenti chimici con il suo caro amico James Davie. Il loro lavoro sulla produzione di salammoniaca dalla fuliggine portò alla loro associazione in una redditizia fabbrica chimica,:2 che produceva il sale cristallino utilizzato per la tintura, il lavoro dei metalli e come sali da fiuto ed era disponibile solo da fonti naturali e doveva essere importato dall'Egitto. Hutton possedeva e affittava proprietà a Edimburgo, impiegando un fattore per gestire questa attività.
Agricoltura e geologia
Hutton ereditò da suo padre le fattorie del Berwickshire di Slighhouses, una fattoria pianeggiante che era in famiglia dal 1713, e la fattoria collinare di Nether Monynut.:2–3 All'inizio degli anni 1750 si trasferì a Slighhouses e iniziò a fare miglioramenti, introducendo pratiche agricole da altre parti della Gran Bretagna e sperimentando con l'allevamento di piante e animali.:2–3 Registrò le sue idee e innovazioni in un trattato inedito su The Elements of Agriculture.:60
Ciò sviluppò il suo interesse per la meteorologia e la geologia. In una lettera del 1753 scrisse che era "diventato molto appassionato nello studiare la superficie della terra, e stava osservando con curiosità ansiosa ogni pozzo o fossato o letto di fiume che gli capitava sottomano". La bonifica e il drenaggio della sua fattoria fornivano ampie opportunità. Il matematico John Playfair descrisse Hutton come avendo notato che "una vasta proporzione delle rocce presenti sono composte da materiali forniti dalla distruzione di corpi, animali, vegetali e minerali, di formazione più antica". Le sue idee teoriche iniziarono a prendere forma nel 1760. Mentre le sue attività agricole continuavano, nel 1764 intraprese un tour geologico del nord della Scozia con George Maxwell-Clerk, antenato del famoso James Clerk Maxwell.
Edimburgo e costruzione di canali
Nel 1768 Hutton tornò a Edimburgo, affittando le sue fattorie agli inquilini ma continuando a interessarsi ai miglioramenti agricoli e alla ricerca che includeva esperimenti condotti a Slighhouses. Sviluppò un colorante rosso realizzato dalle radici della pianta della robbia.
Fece costruire una casa nel 1770 a St John's Hill, Edimburgo, che si affacciava su Salisbury Crags. In seguito divenne la casa della famiglia Balfour e, nel 1840, il luogo di nascita dello psichiatra James Crichton-Browne. Hutton fu uno dei partecipanti più influenti dell'Illuminismo scozzese, e si unì a numerose menti eccellenti nelle scienze tra cui il matematico John Playfair, il filosofo David Hume e l'economista Adam Smith. Hutton non ricopriva alcuna posizione all'Università di Edimburgo e comunicava i suoi risultati scientifici attraverso la Royal Society of Edinburgh. Era particolarmente amico del medico e chimico Joseph Black, e insieme ad Adam Smith fondarono l'Oyster Club per incontri settimanali.
Tra il 1767 e il 1774 Hutton ebbe un coinvolgimento stretto nella costruzione del canale Forth and Clyde, facendo pieno uso delle sue conoscenze geologiche, sia come azionista che come membro del comitato di gestione, e partecipò a riunioni comprese ispezioni di sito estese di tutti i lavori. In questo periodo è elencato come residente in Bernard Street a Leith. Nel 1777 pubblicò un opuscolo su Considerations on the Nature, Quality and Distinctions of Coal and Culm che contribuì con successo a ottenere l'esenzione dal dazio di accisa sul trasporto di piccolo carbone.
Nel 1783 fu cofondatore della Royal Society of Edinburgh.
Ultimi anni e morte
Dal 1791 Hutton soffriva di dolore estremo dovuto a calcoli nella vescica e abbandonò il lavoro sul campo per concentrarsi sul completamento dei suoi libri. Un'operazione pericolosa e dolorosa non riuscì a risolvere la sua malattia. Morì a Edimburgo e fu sepolto nella volta di Andrew Balfour, di fronte alla volta del suo amico Joseph Black, nella sezione sud-ovest sigillata del Greyfriars Kirkyard comunemente nota come Covenanter's Prison.
Hutton non si sposò e non ebbe figli legittimi. Intorno al 1747 ebbe un figlio da una certa Signorina Edington, e sebbene fornisse al suo bambino James Smeaton Hutton assistenza finanziaria, ebbe poco a che fare con il ragazzo che in seguito divenne un impiegato delle poste a Londra.
Teoria della formazione delle rocce
Hutton sviluppò diverse ipotesi per spiegare le formazioni rocciose che vedeva intorno a lui, ma secondo Playfair era "in nessuna fretta di pubblicare la sua teoria; perché era uno di coloro che sono molto più felici della contemplazione della verità, che della lode di averla scoperta". Dopo circa 25 anni di lavoro, il suo Theory of the Earth; or an Investigation of the Laws observable in the Composition, Dissolution, and Restoration of Land upon the Globe fu presentato in riunioni della Royal Society of Edinburgh in due parti, la prima dal suo amico Joseph Black il 7 marzo 1785, e la seconda da lui stesso il 4 aprile 1785. Hutton successivamente lesse un estratto della sua dissertazione Concerning the System of the Earth, its Duration and Stability alla riunione della Società il 4 luglio 1785, che aveva stampato e distribuito privatamente. In esso, delineò la sua teoria come segue;
Le parti solide della terra attuale sembrano in generale essere state composte dalle produzioni del mare, e da altri materiali simili a quelli ora trovati sulle sponde. Da ciò troviamo ragione di concludere:
1°, Che la terra su cui riposiamo non è semplice e originale, ma è una composizione, ed era stata formata dall'operazione di cause seconde.
2°, Che prima che la terra attuale fosse creata, era esistito un mondo composto da mare e terra, in cui c'erano maree e correnti, con tali operazioni sul fondo del mare come avvengono ora. E,Infine, Che mentre la terra attuale si stava formando sul fondo dell'oceano, la terra precedente manteneva piante e animali; almeno il mare era allora abitato da animali, in modo simile a come lo è attualmente.
Da qui siamo condotti a concludere, che la maggior parte della nostra terra, se non tutta, era stata prodotta da operazioni naturali di questo globo; ma affinché questa terra diventasse un corpo permanente, resistendo alle operazioni delle acque, erano state richieste due cose;
1°, Il consolidamento di masse formate da collezioni di materiali sciolti o incoerenti;2°, L'elevazione di quelle masse consolidate dal fondo del mare, il luogo dove erano state raccolte, alle stazioni in cui ora rimangono al di sopra del livello dell'oceano.
Ricerca di prove
Nell'estate del 1785 a Glen Tilt nelle montagne di Cairngorm nelle Highlands scozzesi, Hutton trovò granito che penetrava gli scisti metamorfici, in un modo che indicava che il granito era stato fuso in quel momento. Ciò gli dimostrò che il granito si era formato dal raffreddamento della roccia fusa piuttosto che dalla precipitazione dall'acqua come altri allora credevano, e pertanto il granito doveva essere più giovane degli scisti. Hutton presentò la sua teoria della terra il 4 marzo e 7 aprile 1785 alla Royal Society of Edinburgh.
Continuò a trovare una penetrazione simile di roccia vulcanica attraverso roccia sedimentaria a Edimburgo, a Salisbury Crags, adiacente ad Arthur's Seat – questa area dei Crags è ora nota come Hutton's Section. Trovò altri esempi a Galloway nel 1786, e sull'Isola di Arran nel 1787.
L'esistenza di discordanze angolari era stata notata da Nicolas Steno e da geologi francesi tra cui Horace-Bénédict de Saussure, che le interpretavano in termini di Nettunismo come "formazioni primarie". Hutton voleva esaminare lui stesso tali formazioni per vedere i "segni particolari" della relazione tra gli strati rocciosi. Nel viaggio del 1787 all'Isola di Arran trovò il suo primo esempio della discordanza di Hutton a nord di Newton Point vicino a Lochranza, ma la vista limitata significava che la condizione degli strati sottostanti non era abbastanza chiara per lui, e pensò erroneamente che gli strati fossero conformi a una profondità al di sotto dell'affioramento esposto.
Più tardi nel 1787 Hutton notò quella che è ora nota come la discordanza di Hutton o "Grande" a Inchbonny, Jedburgh, negli strati di roccia sedimentaria. Come mostrato nelle illustrazioni a destra, gli strati di greywacke negli strati inferiori della parete della scogliera sono inclinati quasi verticalmente, e sopra uno strato intermedio di conglomerato si trovano strati orizzontali di Arenaria Rossa Antica. Più tardi scrisse di come "si era rallegrato della sua buona fortuna nell'imbattersi in un oggetto così interessante nella storia naturale della terra, e che aveva cercato invano a lungo". Quell'anno trovò la stessa sequenza in Teviotdale.
Nella primavera del 1788 partì con John Playfair verso la costa del Berwickshire e trovò altri esempi di questa sequenza nelle valli di Tour e Pease Burns vicino a Cockburnspath. Poi fecero un viaggio in barca da Dunglass Burn verso est lungo la costa con il geologo Sir James Hall di Dunglass. Trovarono la sequenza sulla scogliera sotto St. Helens, poi appena a est a Siccar Point trovarono quello che Hutton chiamava "un bel quadro di questa giunzione lavato nudo dal mare". Playfair in seguito commentò l'esperienza: "la mente sembrava diventare stordita guardando così lontano nell'abisso del tempo". Continuando lungo la costa, fecero altre scoperte incluse sezioni dei letti verticali che mostravano forti tracce di increspature che diedero a Hutton "grande soddisfazione" come conferma della sua supposizione che questi letti erano stati depositati orizzontalmente in acqua. Trovò anche conglomerato ad altitudini che dimostravano l'entità dell'erosione degli strati, e disse di questo che "non avremmo mai potuto sognare di incontrare quello che ora percepiamo".
Hutton ragionò che dovevano essere stati innumerevoli cicli, ognuno coinvolgente il deposito sul fondo marino, l'innalzamento con inclinazione ed erosione, poi di nuovo sott'acqua perché ulteriori strati si depositassero. Sulla convinzione che ciò fosse dovuto alle stesse forze geologiche che operavano nel passato come le molto lente forze geologiche osservate che operano nel presente, gli spessori degli strati rocciosi esposti gli implicavano enormi distese di tempo.
Pubblicazione
Sebbene Hutton distribuisse privatamente una versione stampata dell'estratto della sua Theory Concerning the System of the Earth, its Duration, and Stability che lesse a una riunione della Royal Society of Edinburgh il 4 luglio 1785; il resoconto completo della sua teoria come letto alle riunioni del 7 marzo 1785 e 4 aprile 1785 non apparve in stampa fino al 1788. Era intitolato Theory of the Earth; or an Investigation of the Laws observable in the Composition, Dissolution, and Restoration of Land upon the Globe e apparve in Transactions of the Royal Society of Edinburgh, vol. I, Part II, pp. 209–304, plates I and II, published 1788. Sostenne il punto di vista secondo cui "da quello che è stato effettivamente, abbiamo dati per concludere riguardo a quello che dovrebbe accadere in seguito." Questo ha riformulato l'Illuminismo scozzese
