Говорят, что камни — это произведения искусства, созданные природой, они словно созданы с небес и безупречны. Кристально чистый, сверкающий мечтательным светом; Изумрудный нефрит, теплый, как нефрит, вызывает у людей жалость. Есть еще крапчатый гранит и живописный мрамор, словно естественная художественная картина. И в уголках нашей жизни камень является незаменимым существом. Каменная кладка в строительстве, шифер для мощения и даже удобрения в сельском хозяйстве — все это играет важную роль в тишине.

Как появились камни, эти обыкновенные и чудесные существа? Давайте совершим путешествие по эволюции природы, полной чудес и загадок.

Первое противостояние воды и огня

В процессе познания мира, когда наука еще не стала эффективным инструментом, многие люди пытаются найти ответы в легендах. Например, Нува исправляет небо, Даю управляет водой, Ноев ковчег и т. д., и подобные легенды о камнях существуют во многих древних китайских и зарубежных цивилизациях.

Хотя древние учёные не дали прямого ответа на вопрос, «как образуются камни», некоторые философы ответили, «каково происхождение всех вещей», а знаменитый мыслитель, учёный и философ Древней Греции Фалес предположил, что вода является началом мира. Говорят, что Фалес был большим поклонником воды, и после изучения ежегодного подъема и падения уровня реки Нил в Египте он обнаружил, что каждый раз, когда наводнение отступало, оно оставляло после себя плодородный ил и бесчисленное количество личинок. Таким образом, Фалес пришел к выводу, что «все вещи происходят из воды». Позже в Древней Греции появился знаменитый философ по имени Гераклит. Он верил, что источником всех вещей является огонь, и что все в мире произведено огнем, и что даже если все вещи умрут, они должны вернуться в огонь. По мнению этих двух философов, источником всех вещей является «вода» или «огонь», поэтому наши камни также образованы «водой» или «огнем». Это также первая в истории «битва огня и воды».

«Борьба Огня и Воды»

• Геологическая история Существует также знаменитая «Борьба Огня и Воды», произошедшая в 17-18 веках.

Вудворд — профессор медицины в Грейхэм-колледже в Великобритании и геолог. Он заядлый коллекционер окаменелостей и сохранил множество образцов окаменелостей. В 17 веке, когда религия была еще очень сильна, на сознание людей сознательно или бессознательно влияла библейская легенда о Ноевом потопе. Он считает, что когда-то наводнение раскололо землю, смыв с поверхности камни, почву и всевозможный мусор, и образовавшийся океан представлял собой смесь различных материалов. Когда паводковые воды отступили, материал медленно осел, и именно так образовались эти окаменелости. и опубликовал свои идеи в книге «Искушение естественной истории Земли». К XVIII веку некоторые ранние учёные классифицировали все наблюдавшиеся ими породы (в основном гранит, сланец и т. д.) как упрощенные последовательности твёрдых кристаллических «первичных» пород и полагали, что все они образовались в то же время, что и земля. Эти породы также известны как «вторичные породы» — они представляют собой богатые окаменелостями слои осадочных пород, которые часто складчаты или деформированы. В результате ранние учёные считали, что «вторичные» горные породы были основными отложениями во времена Ноева потопа. «Вторичные» слои представляют собой перекрытые рыхлые отложения и осадочные породы, известные как «третичные породы», которые, как полагают, образовались после Великого Потопа. Это также послужило прототипом «теории образования воды».

Самым известным гидрологом был немецкий натуралист Абрахам · Готтлоб · Вернер. Вернер — профессор минералогии Горного института во Фрайбурге. Родившись в горнодобывающей семье, он с раннего возраста проявил живой интерес к минералогии и не только жадно собирал все виды минералов, но и углубленно изучал горные породы. Вернер утверждает, что все горные породы на Земле «кристаллизуются» или «заранее осели» из глубин океана. Он также предположил, что Земля изначально была окружена «первозданным океаном», что вода была важнейшей геологической силой и что все горные породы образовались в результате кристаллизации, химического осаждения и механического отложения в морской воде. Они откладываются в последовательном порядке: ранние депозиты располагаются ниже, а более поздние — выше. Первыми отложились граниты, известные как «первичные слои», которые были первыми горными породами, покрывшими поверхность Земли, и являются наиболее распространенными горными образованиями на Земле. В дальнейшем уровень воды первозданного океана постепенно снижался, и «первоначальный слой» подвергался воздействию воды, размывался, а затем вновь откладывался, представляющий собой вторую порцию горных пород, преимущественно крупнозернистого песчаника, известняка и т. д., который является «переходным слоем». Наконец, «переходный слой» отложен слоями окаменелых пород, которые представляют собой «аллювиальные» слои рыхлых отложений. В 1787 году он опубликовал краткую классификацию и описание скальных образований, в которой разделил пласты Саксонского региона от старых к новым.

Говорят, что его лекции были юмористическими и очень личными, и почти все, кто слушал его лекции, становились его последователями. Благодаря своему красноречию и харизме идеи Вернера стали очень популярны в Европе, а его последователи распространились по университетам страны. Даже великий поэт и натуралист Гете твердо верил в теорию воды. В четвёртом акте «Фауста» происходит диалог между водолюбами и пиротеистами, в котором Мефистофель (дьявол в «Фаусте»), по-видимому, является выразителем злых пиротехнических взглядов.

Поэтому долгое время теория гидратации доминировала в академическом мире. Однако все еще существуют некоторые проблемы, которые не могут быть четко объяснены с помощью этой теории, и которые часто подвергаются сомнению или даже дискуссиям. Например, в 1774 году французский геолог Николя · Дермар указал, что вулканические конусы и выветренные потоки лавы потухшей вулканической группы в районе Оверни на юге Франции указывают на то, что когда-то здесь извергался действующий вулкан. Эти базальты Демаре интерпретирует как магматические.

Представителем «теории вулканического происхождения» является Джеймс Хаттон, шотландский гений, родившийся в Эдинбурге, который, как говорят, с детства посещал местную гимназию, а затем поступил в Эдинбургский университет, чтобы изучать медицину, и очень интересовался медициной и химией. Но в конце концов он поступил в юридическую профессию и некоторое время работал учеником юриста. Возможно, из-за своего хобби он проводил много времени, экспериментируя с химией, и работал с друзьями над разработкой дешевого метода получения хлорида аммония, что принесло ему много денег, а позже он завел собственную ферму. Джеймс · Хаттон, у которого были и деньги, и досуг, начал свои исследования в области геологии и проявил большой интерес к геологии, часто с любопытством наблюдая за каждой выбоиной, оврагом и руслом реки, которые он видел. В конце концов, он стал самоучкой и добился плодотворных результатов.

После долгой экспедиции он наткнулся на гравий реки Тилт, текущей на юг от Кэрнгормса в северном высокогорье Эдинбурга, изобилующий гранитной галькой и древними метаморфическими породами. Из этого он пришел к выводу, что в русле реки должны были быть камни этих двух типов и что исследование вверх по течению могло привести к их соединению. Итак, он поднялся по Тилтскому ущелью и обнаружил то, что искал: кирпично-красный гранит, прорезающий древние метаморфические породы и изменяющий окружающие породы (такого рода «сквозные» отношения в полевых условиях до сих пор встречаются). используется сегодня в геологии для определения того, насколько рано или поздно образовались горные породы). Это говорит о том, что гранит в это время был внедрен уже после образования вышележащего слоя породы. То есть возраст гранита должен быть моложе возраста окружающей породы, и здесь имеет место явление плавления. Это говорит о том, что гранит образуется после остывания раскаленной лавы, а не кристаллизуется из воды. Это явно не соответствовало преобладающей в то время «теории воды».

Но Хаттону требовались более веские доказательства: признаки проникновения потоков лавы в слоистые осадочные породы, образовавшиеся в воде. Однажды, прогуливаясь по южным холмам Эдинбурга, Хаттон заметил гору Артурс-Сит, горный массив, возвышающийся над городом, и скалы Солсбери на северной стороне горного хребта, представляющие собой скалы, выступающие из древней вулканической породы. В конце концов, он нашел то, что искал, на юго-западном склоне скалы: базальтовую лаву, внедряющуюся в слои осадочных пород и деформирующую осадочные породы. Это место теперь настолько известно, что его называют «Секция Хаттона». В ходе преподавания многих курсов геологии преподаватели регулярно привозят сюда студентов на экскурсии и стажировки.

Однако изучение геологии слишком сильно опирается на наблюдения и испытывает недостаток в экспериментальных исследованиях, поэтому трудно доказать новую теорию, когда она предлагается. Однако, как упоминалось ранее, когда-то он увлекался химией, которая является ключом к пониманию воздействия высоких температур на горные породы. В 1768 году Хаттон работал со своим другом Блейком, который пришел к выводу о наличии скрытой теплоты и важном влиянии давления на температуру плавления вещества. В 1792 году Холл (первоначально противник Хаттона, который много путешествовал с Хаттоном и в конечном итоге стал сторонником теории воспламенения благодаря серии экспериментов) провел эксперимент. Он нагрел кусок базальта, чтобы расплавить его, а затем медленно охладил, в результате чего порода перекристаллизовалась в базальт. Это самый ранний геологический эксперимент, который показывает, как выглядит расплавленная горная порода в природе. Это стало мощной поддержкой магматической школы, что также привело к созданию экспериментальной петрологии и формированию «магматической теории горных пород».

К основным идеям «магматической теории» относятся: магматический процесс — основной геологический процесс, а гранит и базальт на суше образованы магмой; Гидратация также является важным геологическим процессом, при котором породы на суше разрушаются ветром, дождем и проточной водой, затем стекают в океан и откладываются, консолидируясь, образуя камни, и поднимаясь из моря, образуя сушу. Это также означает, что, хотя Хаттон выдвинул идею «магматической теории», он не отрицал полностью «теорию воды».

Сам Хаттон собрал свои взгляды в книгу под названием «Теория Земли», но, с одной стороны, потому что взгляды Хаттона были еще очень передовыми для людей того времени, а с другой стороны, его неубедительные слова и сухие рассказы действительно возымели действие. не понимал, о чем говорили его читатели. По этой причине его превосходный друг, профессор математики Эдинбургского университета Плефель, также сознательно переработал идеи Хаттона и написал книгу «Объяснение теории Земли Хаттона», что улучшило ситуацию.

Как именно образуются камни?

Вода — нежный резчик, как вода. Он течет медленно, неся минералы, которые со временем осаждались и конденсировались в слои твердой породы. Теория образования воды, описанная немецким геологом Вернером, подобна красивой музыке, в полной мере показывающей силу воды. Огонь — страстный танцор в глубинах земли. Оно жаркое и дикое, оно бурлит глубоко в земной коре, иногда извергается и охлаждается, образуя твердые магматические породы. Теория извержения, предложенная шотландским геологом Хаттоном, подобна великолепному фейерверку, показывающему бесконечную жизненную силу и креативность недр Земли.

Конечно, с сегодняшней точки зрения водородная теория и магматическая теория имеют свою собственную правильность: гидрогенная теория в определенной степени объясняет происхождение окаменелостей и расположение пластов, но преувеличивает нигилистическую «силу Бога» и пытается компенсировать это спекуляциями, когда доказательств недостаточно; Магматическая теория является хорошим объяснением образования магматических пород и по сравнению с водородной теорией признает влияние различных динамических факторов на геологические формы рельефа и подчеркивает силы природы. В ходе эволюции Земли тепловая энергия внутри Земли является основной энергией, вызывающей геологические процессы, тогда как внешняя энергия в основном поступает из энергии солнечного излучения. С этой точки зрения пиротехническая теория более выгодна. В то же время теория гидравличества подчеркивает внезапность возникновения наводнений и образования пластов, а теория магматического образования - непрерывность вулканических и магматических процессов, причем они переплетаются с «гомогенной теорией» и «катастрофическая теория».

Согласно современным научным исследованиям, мы делим земные породы на три категории: магматические породы, осадочные породы и метаморфические породы. Среди них подавляющее большинство составляют магматические породы, распространенные от земли на глубину до 16 километров, которые образуются в результате притока магмы в литосферу или конденсации поверхности земли в твердое состояние. Осадочные породы — это тип горных пород, которые образуются не слишком глубоко на поверхности или вблизи нее. Это горная порода, образованная продуктами выветривания, вулканическими материалами, органическими материалами и другими обломочными материалами в результате транспортировки, осаждения и окаменения при комнатной температуре и давлении. В любом случае обломочный материал транспортируется, а затем откладывается в подходящей среде, где после длительного процесса уплотнения он окаменевает в твердую осадочную породу. Метаморфическими породами называют образование и развитие земной коры, более раннее образование горных пород, в том числе осадочных, магматических пород, вследствие более поздних изменений геологической среды и физико-химических условий, в твёрдом состоянии, корректировки минерального состава, структурных изменения и даже изменения химического состава, а также образование новой породы, такую ​​породу называют метаморфической породой. И эти трое также могут трансформироваться и циркулировать друг с другом.

Хотя выводы более ранних геологов были не совсем верными, геологи Хаттона, их преданность истине и непоколебимое стремление к науке, даже после сотен лет пыли, все еще сияют, как солнце, и ведут нас к более высоким горным вершинам.