plutonizm

Plutonizm jest teorią geologiczną , zgodnie z którą skały magmowe tworzące Ziemię powstały w wyniku natrętnej aktywności magmowej , z ciągłym stopniowym procesem wietrzenia i erozji niszczących skały, które następnie osadzały się na dnie morskim, ponownie uformowane w warstwy skał osadowych pod wpływem ciepła i ciśnienie, i ponownie podniósł się. Sugeruje, że bazalt jest zestaloną stopioną magmą . Teoria prowadzi do klasyfikacji skał plutonicznych (wewnętrznych), która obejmuje samoistne skały magmowe, takie jak gabro , dioryt , granit i pegmatyt . Nazwa plutonizm odnosi się do Plutona , klasycznego władcy podziemi i rzymskiego boga bogactwa. Głównym powodem, dla którego Pluton został włączony do klasyfikacji, były skały plutonowe powszechnie obecne w złożach rud złota i srebra (żyłach).

Oxford English Dictionary śledzi użycie słowa „plutonists” do 1799 r., A pojawienie się słowa plutonizm do 1842 r.

Abbé Anton Moro , który badał wyspy wulkaniczne, po raz pierwszy zaproponował tę teorię przed 1750 r., A następnie James Hutton rozwinął ją jako część swojej Teorii Ziemi , opublikowanej w 1788 r., W której wykorzystano Glen Tilt w Perthshire jako główny przykład potwierdzający jego teorię ; przykład użyty przez neptunizm również do udowodnienia ich teorii. Pomysł zakwestionował neptunistyczną teorię Abrahama Wernera, która sugerowała, że Ziemia uformowała się z masy wody i zawiesiny, która utworzyła skały jako warstwy osadzonego osadu, który stał się kontynentami, gdy woda się cofnęła, kolejne warstwy zostały osadzone przez powodzie i aktywność wulkaniczna.

Plutoniści zdecydowanie kwestionowali pogląd neptunistów , że skały powstały w wyniku procesów, które już nie działały, zamiast tego wspierali teorię Huttona . Kluczowa kwestia debaty dotyczyła przekonania neptunistów, że bazalt ma charakter osadowy i znaleziono w nim pewne skamieniałości. Zwolennik Huttona, John Playfair (1748-1819), argumentował przeciwko temu, że ta skała nie zawiera skamielin, ponieważ powstała ze stopionej magmy, i została znaleziona przecinająca inne skały w groblach wulkanicznych . Spory toczyły się do początku XIX wieku, aż w końcu w wyniku prac Charles Lyell w latach trzydziestych XIX wieku, który włączył tę teorię do uniformitaryzmu . Jednak geolodzy uważają, że skały osadowe, takie jak wapień , powstały w wyniku procesów podobnych do tych opisanych przez neptunistów.

Dla porównania, plutonizm w uniformitaryzmie jest równoważny neptunizmowi w katastrofizmie, ponieważ oba są używane jako podstawowe pojęcia w ich odpowiednich teoriach, a zatem podobnie, neptunizm przeciwstawia się plutonizmowi w taki sam sposób, jak katastrofizm przeciwstawia się uniformitaryzmowi.

Ideologia

Obraz przedstawia różnicę w lokalizacji i wyniku ekstruzyjnych i natrętnych skał magmowych

Obraz przedstawia anortozyt u podstawy konstrukcji; rodzaj skał plutonicznych

Plutonizm to teoria geologiczna zaproponowana przez Jamesa Huttona, który zaproponował, że główną przyczyną obecnego układu skał i krajobrazu powierzchni Ziemi było ciepło dostarczane przez magmę ukrytą pod powierzchnią Ziemi, które wystąpiło w ciągu tysięcy jeśli nie miliony lat. Na ten proces ma wpływ produkcja magmy.

Proces produkcji magmy zachodzi podczas procesu formowania się gór, w których powstają dwa określone miejsca. Pierwszy obejmuje metamorfizm wysokiego stopnia występujący w „pogrubionej skorupie kontynentalnej ”, co skutkuje magmą granitową, a tym samym bezpośrednią formacją. Druga metoda polega na formowaniu magmy bazaltowej na większym obszarze, położonym powyżej strefy subdukcji , chociaż ta magma nie dociera poza podstawę skorupy kontynentalnej ze względu na jej większą gęstość. Jednak gdy ciepło jest przykładane do skorupy, obszar magmy granitowej może powstać w wyniku stopienia skorupy kontynentalnej, przyczyniając się do metamorfizmu.

Częściowa krystalizacja i mieszanie magmy, między innymi procesy magmowe, zachodzą, gdy magma bazaltowa ostygnie do wystarczającej temperatury, w wyniku czego powstaje kompozycja „bardziej krzemionkowego andezytu”, która jest mniej gęsta niż pierwotna magma bazaltowa. Pozwala to magmie przedostać się przez skorupę, powodując wybuchy wulkanów. Skały wulkaniczne powstają z lawy ochładzającej się na powierzchni Ziemi. Jednak w przypadku, gdy występowanie subdukcji lub temperatury w komorze magmowej jest niewystarczające, komora magmowa w obrębie wulkanu ulega krystalizacji, co skutkuje wygaśnięciem wulkanu i powstaniem natrętnych skał magmowych, zwanych też skałami plutonowymi lub „plutony”. W niektórych przypadkach może krystalizować się oddzielna komora, co nie powoduje wygaśnięcia wulkanu. W przypadku wystąpienia wypiętrzenia/erozji zabudowy górskiej, występują skały batolitowe .

Ponadto część magmy w Ziemi jest wytwarzana bez subdukcji, co powoduje powstawanie „lepkiej magmy granitowej” i nie ma kanału, który mógłby dotrzeć na powierzchnię. Zamiast tego przedostaje się przez szczeliny skalne, tworząc środowisko o wysokim ciśnieniu. Następnie następuje ochłodzenie przez długi czas, w wyniku czego powstają duże gruboziarniste kryształy, które tworzą ciała o charakterystycznej teksturze, co skutkuje natrętnymi skałami magmowymi / plutonicznymi. Skały te różnią się wielkością i kolorem.

Rozwój historyczny

Obraz przedstawia pierwszą stronę książki „Ilustracje teorii Huttona” autorstwa Johna Playfaira

Obraz przedstawia ścianę skalną używaną przez Huttona do wyjaśnienia jego teorii plutonizmu

W XVIII wieku naukowcy dopytywali się o proces i kontekst, w jakim powstał obecny krajobraz skalny na powierzchni Ziemi i dlaczego znalazł się w obecnym układzie. Z tego dochodzenia wyłoniły się dwie dominujące teorie: plutonizm, zaproponowany przez Jamesa Huttona i neptunizm , zaproponowany przez Abrahama Gottloba Wernera . W społeczności naukowej zauważono, że nie byli oni pierwszymi, którzy zaproponowali takie teorie, ale to im przypisuje się zaproponowanie społeczności naukowej odpowiednich teorii.

Jednym z pierwszych wybitnych naukowców, który zaproponował wczesną teorię plutonizmu, był Abbé Anton Moro , który w pierwszej połowie XVIII ^wieku był w stanie poinformować społeczność naukową, jak odróżnić skały wulkaniczne od osadowych. Poprzez obserwacje skorupiaków , doprowadziło go to do odkrycia, że w górach leżą skamieniałe skamieliny. To zasugerowało mu, że w pewnym momencie w przeszłości, dzięki sile ognia wulkanicznego, wyspy i kontynenty wyrosły z dna morza. Twierdził, że miało to miejsce przez długi okres czasu, w przeciwieństwie do stosunkowo krótkiego czasu, co wskazuje na jakąś ciągłą zmianę, która ma i zachodzi na powierzchni Ziemi, prowadząc do obecnych formacji obserwowanych przez ludzkość.

W latach osiemdziesiątych XVIII wieku Hutton zaczął przeciwstawiać się neptunistycznemu poglądowi, że poprzednie katastroficzne wydarzenia były przyczyną obecnego krajobrazu, bez współczesnego odpowiednika. Hutton zaproponował, że Ziemia przechodzi powolne, ale ciągłe zmiany, przy czym takie zmiany na Ziemi zachodzą w wyniku wulkanizmu , erozji , transportu i osadzania osadów. Użył Glen Tilt w Perthshire jako dowodu na poparcie swojego argumentu, gdzie wykorzystana lokalizacja została wykorzystana jako przykład teorii neptunistów przed jego hipotezą o obecnym tam granicie. Opublikował swoją teorię i odkrycia w eseju w 1788 r., Po którym w 1795 r. ukazała się jego dwutomowa praca Tilt Theory of the Earth , która rozszerzyła jego pracę z 1788 r.

W 1802 roku John Playfair opublikował „ Ilustracje teorii huttońskiej” , w których próbował wyssać wpływ ówczesnego neptunizmu. Ilustracje przedstawiały „długą i niejasno napisaną książkę” Huttona w zwięzły, jasny sposób, „podtrzymując podejście Huttona przy życiu” po jego śmierci w 1797 r., podczas gdy inni naukowcy interpretowali jego teorię na swój własny sposób. Ponadto John Playfair argumentowałby, że plutonizm jest właściwą teorią w przeciwieństwie do neptunizmu.

W 1830 roku naukowiec Charles Lyell założył uniformitaryzm . W 1830 roku Lyell opublikował Zasady geologii , w których Ziemia znajduje się w stanie równowagi, w którym procesy biologiczne, chemiczne i fizyczne zachodziły powoli przez bardzo długi czas, co skutkowało obserwowanymi cechami powierzchni Ziemi. Teoria obejmowała aspekty plutonizmu jako podstawowe koncepcje skutkujące de facto powszechną akceptacją plutonizmu, ponieważ uniformitaryzm stał się powszechnie akceptowany w społeczności naukowej, w wyniku czego Hutton stał się „ojcem geologii” ze względu na obecność prac Huttona jako podstawowe koncepcje .

Schizma plutonistyczna i neptunistyczna

Jak wspomniano wcześniej, w XVIII wieku dominowały dwie teorie wyjaśniające obecny układ krajobrazu i formacji skalnych: plutonizm i neptunizm. Schizma została pseudo-zainicjowana przez zróżnicowanie Moro skał osadowych i wulkanicznych, a także jego teorię wulkanicznego ognia podnoszącego wyspy i kontynenty, ponieważ argumentował, że był to powolny proces, podczas gdy inni twierdzili, że był katastrofalny i nie miał współczesnych odpowiedników. Neptuniści wierzyli, że powierzchnia Ziemi początkowo zawierała tylko mętny ocean, co doprowadziło do osadzania się osadów na oceanie, w wyniku czego powstały krystaliczne skały, takie jak granity. Było wiele przeciwstawnych poglądów między dwiema teoriami, jedną z bardziej znaczących opozycji każdej teorii było tworzenie granit . Hutton uważał, że granity zostały wstrzyknięte do Glen Tilt w Perthshire, gdy zostały wtargnięte przez metasedymenty Dalradian , na co wskazuje przecięcie warstw osadów. To wskazywało Huttonowi, że osady były starsze niż granit. Zaprzeczało to neptunizmowi, ponieważ uważa się, że granity wytrącają się z oceanu, a zatem są najstarszym typem skały.

W 1773 roku, przed obserwacjami Huttona, Abraham Gottlob Werner opublikował swoją książkę mineralogiczną On the External Characteristics of Fossils , w której sklasyfikował minerały wyłącznie na podstawie ich cech fizycznych, co pozwoliło mu uzyskać stanowisko kustosza kolekcji minerałów Freiburg School of Mining i nauczyciela górnictwa, gdzie mógł promować swoją teorię neptunizmu. Dzięki swojej prestiżowej pozycji przyciągnął wielu studentów, dzięki którym mógł szerzyć neptunizm w ogólnej społeczności naukowej, gdy wkraczali na geologię terenową i wszelkie inne dziedziny pokrewne.

Gdy Hutton zmarł w 1797 r., plutonizm był mniej głośny w ówczesnej społeczności naukowej, ponieważ spotkał się ze sceptycyzmem ze strony osób popierających neptunizm. Jak wspomniano powyżej, John Playfair opublikował swoje Ilustracje teorii Huttona , które wysysały wpływ neptunizmu, ponieważ Playfair przedstawił teorię Huttona w bardziej zwięzły i przejrzysty sposób, co pozwoliło obecności plutonizmu pozostać w opozycji do neptunizmu w społeczności naukowej.

Teoria Wernera rozwinęła się dzięki obserwacjom wybranej grupy skał, ponieważ stanowisko na uniwersytecie uniemożliwiało mu obserwacje i rozwijanie teorii na szerszym spektrum skał. Dlatego, gdy obserwowano inne skały z różnych części świata, zgodność z neptunizmem zmniejszała się wraz z każdym badanym typem skały. Z tego powodu, po śmierci Wernera w 1817 r., neptunizm również podupadł, pozostawiając bitwę neptunizmu i plutonizmu we względnej stagnacji, ponieważ naukowcy zajmujący się pro-plutonizmem i pro-neptunizmem próbowali zapewnić akceptację ich teorii. Pomimo tego impasu, neptunizm był częściowo faworyzowany w stosunku do plutonizmu ze względu na stanowisko Wernera, które pozwoliło mu szerzyć swoją teorię ze względu na większy stopień wpływu jednostek w społeczności uniwersyteckiej i naukowej. Dlatego wielu jego uczniów przedkładało neptunizm nad plutonizm.

Gdzieś na początku XIX ^wieku , przed wkładem Lyella, francuski naukowiec o nazwisku Georges Cuvier wykorzystał teorię neptunizmu Wernera w swojej teorii katastrofizmu , która miała neptunizm jako główny aspekt, podobnie jak uniformitaryzm zaimplementował plutonizm jako główny aspekt. Jego teoria sugerowała, że krajobraz Ziemi powstał dzięki niestabilnym siłom, które posiada system ziemski, które pojawiają się i znikają. Teoria ta była wówczas faworyzowana przez społeczność naukową, dlatego neptunizm domyślnie nadal utrzymywał dominację nad plutonizmem.

Jednak schizma zakończyła się książką Lyella Principles of Geology opublikowaną w 1830 r., W wyniku której powstał uniformitaryzm, który obejmował idee plutonizmu Huttona. Jego odkrycia, twierdzenia i idee zostały zaakceptowane przez ogólną społeczność naukową, co doprowadziło do końca schizmy i ogólnej akceptacji plutonizmu nad neptunizmem.

Znani plutoniści

Abbé Anton Moro : był pierwszym, który rozróżnił skały wulkaniczne i osadowe, a także jako pierwszy zaproponował występowanie wysp i kontynentów w wyniku pożaru wulkanicznego przez długi okres czasu, inicjując w ten sposób dyskusję o plutonizmie i neptunizmie ponieważ Werner zamierzał stworzyć teorię, która bezpośrednio sprzeciwiałaby się jego własnej w znacznie późniejszym terminie, której Hutton sprzeciwiłby się później. Dodatkowo zapoczątkował teorię plutonizmu we współczesnej nauce, którą Hutton formalnie zaproponował później.

Obraz przedstawia Moro

James Hutton : Zaproponował społeczności naukowej plutonizm. Zanim został naukowcem, był rolnikiem w Szkocji. Wykorzystał swoje doświadczenia z rolnictwa, aby zidentyfikować siły natury – zwłaszcza grawitację – przyczyniające się do powstawania skał, gdy krajobraz Ziemi powoli ulegał erozji i osadzał się na niższych płaszczyznach. Najpierw prowadził swoje formalne obserwacje w Szkocji, szczególnie w Glen Tilt w Perthshire, ale prowadził nieformalne obserwacje w swoim czasie jako rolnik, zanim został geologiem, zauważając, jak ziemia, którą uprawiał, ulegała powolnym zmianom w takich aspektach, jak erozja i osadzanie się osadów. Uważany jest za „ojca geologii”, ponieważ jego prace są obecne jako podstawowe koncepcje w ramach teorii uniformitaryzmu, która stała się powszechnie akceptowaną teorią geologiczną w latach trzydziestych XIX wieku, która zakończyła debatę, czy plutonizm czy neptunizm były teorią „poprawną”.

Obraz przedstawia Jamesa Huttona , zilustrowany przez Sir Henry'ego Raeburna

John Playfair : profesor filozofii przyrody, który opublikował Ilustracje teorii Huttona (1802) i ochronił Huttona przed sprzeciwem neptunistów. Dzięki temu praca Huttona nie zniknęła po prostu w otchłani naukowych hipotez i proponowanych teorii, zapewniając, że inni naukowcy będą w stanie zauważyć teorie Huttona. Praca Playfaira doprowadziła do tego, że Lyell był w stanie lepiej odkryć istnienie takich teorii, które następnie wdrożył w ramach uniformitaryzmu, aby zakończyć schizmę geologiczną.

Obraz przedstawia Johna Playfaira

Charles Lyell : naukowiec uznawany za „jednego z najważniejszych naukowców geologii XIX wieku” ze względu na założycielski uniformitaryzm, który był powszechnie akceptowaną teorią geologiczną po latach trzydziestych XIX wieku. Jego teoria włączyła plutonizm Huttona jako podstawowe zasady, które prowadzą de facto do akceptacji plutonizmu nad neptunizmem. Jego teoria konkurowała jednak z teorią katastrofizmu, która przyjmowała neptunizm jako część swoich podstawowych koncepcji. Chociaż w tamtym czasie uniformitaryzm stał się bardziej akceptowany, obecne myślenie naukowe przyjmuje obecnie, że aspekty obu teorii są prawdziwe w odniesieniu do ogólnego kształtowania się obecnego krajobrazu obserwowanego na Ziemi.

Obraz przedstawia Charlesa Lyella

Historia nauki: wczesna nowożytna geologia . . . And Still We Evolve, A Handbook on the History of Modern Science , Ian Johnston z Malaspina University-College, Nanaimo, BC. (domena publiczna)