Нет никаких следов начала, нет перспективы конца.
James Hutton был шотландским геологом, экспериментальным агрономом, химическим производителем, натуралистом и врачом. Его часто называют «отцом» современной геологии, его работа сыграла ключевую роль в становлении геологии как современной науки.
Путем рационального изучения особенностей береговых линий и ландшафта своих родных шотландских низменностей Hutton разработал теорию о том, что геологические особенности не являются статичными, а претерпевают постоянные изменения в течение длительных периодов времени. Он утверждал, что земля не может быть молодой, и высказал идею о том, что её отдалённую историю можно вывести из доказательств, содержащихся в современных скалах. Таким образом, он был ранним сторонником того, что позже стало называться униформизмом — науки, которая объясняет особенности земной коры посредством естественных процессов в течение длительного геологического временного масштаба.
Hutton также выдвинул тезис о «системе обитаемой земли», рассматриваемой как деистический механизм, предназначенный для вечного сохранения мира пригодным для человека, ранняя попытка сформулировать то, что сегодня можно было бы назвать антропным принципом. Хотя некоторые из его идей также рассматривали его современники, такие как французский натуралист Georges-Louis Leclerc de Buffon, именно из пионерской работы Hutton в области геологии мы черпаем наше нынешнее понимание глубокого времени.
Ранняя жизнь и карьера
Hutton родился в Edinburgh 3 июня 1726 года как один из пяти детей Sarah Balfour и William Hutton, купца, который был казначеем города Edinburgh. Отец Hutton умер в 1729 году, когда ему было три года.
Он получил образование в High School of Edinburgh, как и большинство детей Edinburgh, где он особенно интересовался математикой и химией, а когда ему было 14 лет, он поступил в Университет Edinburgh в качестве «студента гуманитарных наук», изучая классику. Он был учеником юриста George Chalmers WS в возрасте 17 лет, но проявлял больший интерес к химическим экспериментам, чем к юридической работе. В возрасте 18 лет он стал помощником врача и посещал лекции по медицине в Университете Edinburgh. Через три года он поступил в Университет Paris для продолжения учёбы и получил степень Doctor of Medicine в Leiden University в 1749 году с диссертацией о кровообращении.:2
После получения диплома Hutton уехал в London, а в середине 1750 года вернулся в Edinburgh и возобновил химические эксперименты с близким другом James Davie. Их работа по производству нашатыря из сажи привела к их партнёрству в прибыльном химическом производстве,:2 выпускавшем кристаллическую соль, которая использовалась для крашения, металлообработки и в качестве нюхательной соли и была доступна только из естественных источников и должна была быть импортирована из Egypt. Hutton владел и сдавал в аренду недвижимость в Edinburgh, используя фактора для управления этим бизнесом.
Сельское хозяйство и геология
Hutton унаследовал от своего отца фермы Berwickshire под названием Slighhouses — низменную ферму, которая находилась в семье с 1713 года, и горную ферму Nether Monynut.:2–3 В начале 1750-х годов он переехал в Slighhouses и начал вносить улучшения, внедряя методы ведения сельского хозяйства из других частей Britain и экспериментируя с животноводством и растениеводством.:2–3 Он записал свои идеи и инновации в неопубликованном трактате «The Elements of Agriculture».:60
Это развило его интерес к метеорологии и геологии. В письме 1753 года он писал, что он «очень полюбил изучать поверхность земли и с любопытством наблюдал за каждой ямой, канавой или руслом реки, которые встречались ему на пути». Очистка и дренирование его фермы предоставили множество возможностей. Математик John Playfair описал Hutton как человека, который заметил, что «большая часть современных скал состоит из материалов, поступивших в результате разрушения тел — животных, растительных и минеральных — более древнего происхождения». Его теоретические идеи начали сходиться в 1760 году. Продолжая свою сельскохозяйственную деятельность, в 1764 году он совершил геологический тур на север Scotland с George Maxwell-Clerk, предком знаменитого James Clerk Maxwell.
Edinburgh и строительство каналов
В 1768 году Hutton вернулся в Edinburgh, передав свои фермы в аренду арендаторам, но продолжая интересоваться улучшением ферм и исследованиями, включая эксперименты, проведённые в Slighhouses. Он разработал красный краситель из корней марены.
Он построил дом в 1770 году на St John's Hill, Edinburgh, с видом на Salisbury Crags. Это позже стало домом семьи Balfour и, в 1840 году, местом рождения психиатра James Crichton-Browne. Hutton был одним из самых влиятельных участников Scottish Enlightenment и окружал себя многочисленными выдающимися умами в науке, включая математика John Playfair, философа David Hume и экономиста Adam Smith. Hutton не занимал должность в Университете Edinburgh и сообщал свои научные находки через Royal Society of Edinburgh. Он был особенно дружен с врачом и химиком Joseph Black и вместе с Adam Smith основал Oyster Club для еженедельных встреч.
С 1767 по 1774 год Hutton был тесно вовлечён в строительство канала Forth and Clyde, в полной мере используя свои геологические знания, как акционер и как член комитета управления, и посещал встречи, включая расширенные осмотры всех работ. В это время он зарегистрирован как проживающий на Bernard Street в Leith. В 1777 году он опубликовал брошюру «Considerations on the Nature, Quality and Distinctions of Coal and Culm», которая успешно помогла получить льготы по акцизному сбору на перевозку мелкого угля.
В 1783 году он был совместным основателем Royal Society of Edinburgh.
Поздняя жизнь и смерть
Начиная с 1791 года Hutton страдал от сильной боли, вызванной камнями в мочевом пузыре, и отказался от полевых работ, чтобы сосредоточиться на завершении своих книг. Опасная и болезненная операция не смогла разрешить его болезнь. Он умер в Edinburgh и был похоронен в склепе Andrew Balfour, напротив склепа своего друга Joseph Black, в ныне закрытом юго-западном разделе Greyfriars Kirkyard, обычно известном как Covenanter's Prison.
Hutton не женился и не имел законных детей. Около 1747 года у него был сын от Miss Edington, и хотя он оказывал своему ребёнку James Smeaton Hutton финансовую помощь, он мало общался с мальчиком, который позже стал почтовым служащим в London.
Теория образования скальных пород
Hutton разработал несколько гипотез для объяснения скальных образований, которые он видел вокруг себя, но, по словам Playfair, он «не спешил публиковать свою теорию; ибо он был одним из тех, кто гораздо больше восхищается созерцанием истины, чем похвалой за её открытие». После примерно 25 лет работы его «Theory of the Earth; or an Investigation of the Laws observable in the Composition, Dissolution, and Restoration of Land upon the Globe» была прочитана на заседаниях Royal Society of Edinburgh в двух частях: первую прочитал его друг Joseph Black 7 марта 1785 года, а вторую — он сам 4 апреля 1785 года. Впоследствии Hutton прочитал аннотацию своей диссертации «Concerning the System of the Earth, its Duration and Stability» на собрании общества 4 июля 1785 года, которую он напечатал и распространил в частном порядке. В ней он изложил свою теорию следующим образом;
Твёрдые части современной суши, по-видимому, в целом состояли из продуктов моря и других материалов, подобных тем, которые сейчас находятся на берегах. Следовательно, у нас есть основания заключить:
Во-первых, что земля, на которой мы стоим, не проста и не первоначальна, но является композицией и была сформирована действием вторичных причин.
Во-вторых, что до образования современной суши существовал мир, состоящий из моря и суши, в котором были приливы и течения с такими операциями на дне моря, как происходят в настоящее время. И,Наконец, что в то время как современная суша формировалась на дне океана, бывшая суша содержала растения и животных; по крайней мере море было тогда населено животными, подобно тому, как оно населено в настоящее время.
Следовательно, мы приходим к выводу, что большая часть нашей суши, если не вся, была произведена операциями, естественными для этого земного шара; но для того, чтобы сделать эту сушу постоянным телом, устойчивым к воздействию вод, требовались две вещи;
Во-первых, консолидация масс, образованных из слабо связанных или несвязных материалов;Во-вторых, поднятие этих консолидированных масс со дна моря, того места, где они были собраны, к местам, где они теперь находятся выше уровня океана.
Поиск доказательств
Летом 1785 года в Glen Tilt в горах Cairngorm на Scottish Highlands Hutton обнаружил гранит, пронизывающий метаморфные сланцы таким образом, который указывал на то, что гранит был расплавленным в то время. Это продемонстрировало ему, что гранит образовался из охлаждения расплавленной породы, а не из осаждения из воды, как полагали другие в то время, и поэтому гранит должен быть моложе сланцев. Hutton представил свою теорию земли 4 марта и 7 апреля 1785 года в Royal Society of Edinburgh.
Затем он обнаружил похожее проникновение вулканической породы через осадочную породу в Edinburgh, на Salisbury Crags, прилегающей к Arthur's Seat — эта область Crags теперь известна как Hutton's Section. Он обнаружил другие примеры в Galloway в 1786 году и на Isle of Arran в 1787 году.
Существование угловых несогласий было отмечено Nicolas Steno и французскими геологами, включая Horace-Bénédict de Saussure, которые интерпретировали их в терминах нептунизма как «первичные образования». Hutton хотел сам исследовать такие образования, чтобы увидеть «особые отметки» отношения между слоями скалы. Во время поездки на Isle of Arran в 1787 году он обнаружил свой первый пример Hutton's Unconformity к северу от Newton Point близ Lochranza, но ограниченный вид означал, что состояние нижележащих слоёв было недостаточно ясным для него, и он ошибочно полагал, что слои были согласованы на глубине ниже обнажённого выхода.
Позже в 1787 году Hutton обнаружил то, что сейчас известно как Hutton или «Great» Unconformity в Inchbonny, Jedburgh, в слоях осадочной породы. Как показано на иллюстрациях справа, слои грейвакки в нижних слоях скалы почти вертикально наклонены, а выше промежуточного слоя конгломерата лежат горизонтальные слои Old Red Sandstone. Позже он писал о том, как он «возрадовался моей удаче, натолкнувшись на такой интересный объект в естественной истории земли, который я долго искал напрасно». В том же году он обнаружил такую же последовательность в Teviotdale.
Весной 1788 года он отправился с John Playfair на побережье Berwickshire и обнаружил больше примеров этой последовательности в долинах Tour и Pease Burns близ Cockburnspath. Затем они совершили лодочную прогулку от Dunglass Burn на восток вдоль побережья с геологом Sir James Hall из Dunglass. Они обнаружили последовательность на скале ниже St. Helens, а затем чуть восточнее на Siccar Point обнаружили то, что Hutton назвал «красивой картиной этого соединения, вымытой голой морем». Позже Playfair прокомментировал этот опыт: «ум, казалось, кружился, глядя так далеко в бездну времени». Продолжая путь вдоль побережья, они сделали дополнительные открытия, включая сечения вертикальных слоёв, показывающих сильные знаки волн, что дало Hutton «большое удовлетворение» в подтверждение его предположения, что эти слои были отложены горизонтально в воде. Он также обнаружил конгломерат на высотах, которые демонстрировали степень эрозии слоёв, и сказал об этом, что «мы никогда не должны были мечтать встретить то, что мы теперь восприняли».
Hutton рассуждал, что должны были быть бесчисленные циклы, каждый включающий отложение на морском дне, поднятие с наклоном и эрозией, а затем снова под морем для отложения дальнейших слоёв. На основании убеждения, что это было вызвано одними и теми же геологическими силами, действующими в прошлом, что и очень медленные геологические силы, наблюдаемые в настоящее время, толщина обнажённых слоёв горных пород подразумевала для него огромные промежутки времени.
Публикация
Хотя Hutton распространял в частном порядке напечатанную версию аннотации его «Theory Concerning the System of the Earth, its Duration, and Stability», которую он прочитал на собрании Royal Society of Edinburgh 4 июля 1785 года, полный отчёт о его теории, как она была прочитана на заседаниях 7 марта 1785 года и 4 апреля 1785 года, не был опубликован до 1788 года. Он был озаглавлен «Theory of the Earth; or an Investigation of the Laws observable in the Composition, Dissolution, and Restoration of Land upon the Globe» и появился в Transactions of the Royal Society of Edinburgh, vol. I, Part II, pp. 209–304, plates I and II, published 1788. Он выдвинул точку зрения, что «из того, что действительно было, мы имеем данные для заключения относительно того, что произойдёт в дальнейшем». Это переформулировало Scottish Enlightenm
