Плутонизм

Эта статья о геологической теории XVIII века. О процессе образования вулканов и магматических пород см. Вулканизм .

Не путать с Плутоном .

Плутонизм — это геологическая теория , согласно которой магматические породы, образующие Землю, возникли в результате интрузивной магматической активности превращались в слои осадочных пород. с продолжающимся постепенным процессом выветривания и эрозии, изнашивающим породы, которые затем откладывались на морском дне и под воздействием тепла и давление, и снова поднялось. Предполагается, что базальт — это затвердевшая расплавленная магма . Теория привела к плутонической (внутренней) классификации горных пород, которая включает внутренние магматические породы, такие как габбро , диорит , гранит и пегматит . Название «плутонизм» отсылает к Плутону , классическому правителю подземного мира и римскому богу богатства. Основная причина, по которой Плутон был включен в классификацию, заключалась в том, что плутонические породы обычно присутствовали в месторождениях (жилах) золотых и серебряных руд .

Оксфордский словарь английского языка относит использование слова «плутонисты» к 1799 году. и появление слова плутонизм в 1842 году.

Аббат Антон Моро , изучавший вулканические острова, впервые предложил теорию до 1750 года, а Джеймс Хаттон впоследствии развил ее как часть своей «Теории Земли» . опубликованный в 1788 году, в котором Глен Тилт в Пертшире использовался как яркий пример, подтверждающий его теорию; пример, использованный нептунизмом для доказательства своей теории. Эта идея противоречила Абрахама Вернера нептунистской теории , которая предполагала, что Земля сформировалась из массы воды и взвешенного материала, который сформировал камни в виде слоев отложенных отложений, которые стали континентами, когда вода отступила, а дальнейшие слои отложились в результате наводнений и некоторой вулканической активности. .

Плутонисты решительно оспаривали нептунистскую Хаттона точку зрения о том, что горные породы образовались в результате процессов, которые больше не действуют, вместо этого поддерживая теорию . Ключевой вопрос дебатов вращался вокруг нептунистской веры в то, что базальт является осадочным материалом и в нем были обнаружены некоторые окаменелости. Напротив, сторонник Хаттона Джон Плейфэр (1748-1819) утверждал, что эта порода не содержала окаменелостей, поскольку образовалась из расплавленной магмы, и была обнаружена прорезающей другие породы в вулканических дайках . Споры продолжались и в начале 19 века, и в конечном итоге плутонистские взгляды на происхождение горных пород возобладали после работы Чарльза Лайеля в 1830-х годах, который включил эту теорию в униформизм . Однако геологи считают, что осадочные породы, такие как известняк , образовались в результате процессов, подобных описанным нептунистами.

Для сравнения, плутонизм в рамках униформизма эквивалентен нептунизму в рамках катастрофизма, поскольку оба они используются в качестве основных концепций в своих соответствующих теориях, и, следовательно, нептунизм противостоит плутонизму так же, как катастрофизм противостоит униформизму.

Идеология

На изображении показана разница в местоположении и результате образования экструзионных и интрузивных магматических пород.

На изображении изображен анортозит в основании сооружения; разновидность плутонической породы

Плутонизм — это геологическая теория, предложенная Джеймсом Хаттоном, в которой он предположил, что основной причиной нынешнего расположения горных пород и ландшафта поверхности Земли было тепло, обеспечиваемое магмой, скрытой внутри поверхности Земли, которое происходило на протяжении тысячелетий. если не миллионы лет. На этот процесс влияет образование магмы.

Процесс производства магмы происходит во время процесса образования гор, в котором образуются два конкретных места, где может образовываться магма. Первый предполагает метаморфизм высокой степени , происходящий в «утолщенной континентальной коре », приводящий к образованию гранитной магмы и, следовательно, к прямому формированию. Второй метод предполагает образование базальтовой магмы на большей площади, расположенной над зоной субдукции , хотя эта магма не может пройти мимо основания континентальной коры из-за ее более высокой плотности. Однако при воздействии тепла на кору в результате плавления континентальной коры может образоваться область гранитной магмы, способствующая метаморфизму.

Частичная кристаллизация и перемешивание магмы, среди других магматических процессов, происходят, когда базальтовая магма остывает до достаточной температуры, что приводит к образованию «более кремнистого андезита». состав, который менее плотен, чем исходная базальтовая магма. Это позволяет магме проходить через земную кору, что приводит к возникновению взрывоопасных вулканов. Вулканические породы образуются из лавы, остывающей на поверхности Земли. Однако в случае, если субдукция или температура внутри магматической камеры недостаточны, магматическая камера внутри вулкана будет кристаллизоваться, что приведет к исчезновению вулкана и образованию интрузивных магматических пород, также называемых плутоническими породами или «плутоны». В некоторых случаях может кристаллизоваться отдельная камера, что не приведет к исчезновению вулкана. В случае поднятия/эрозии происходит горообразование, батолитовые породы. возникают

Кроме того, часть магмы внутри Земли образуется без субдукции, что приводит к образованию «липкой гранитной магмы». и у него нет канала для достижения поверхности. Вместо этого он прорывается через расщелины скал, создавая среду высокого давления. Затем в течение длительного периода времени происходит охлаждение, в результате которого образуются крупные крупнозернистые кристаллы, которые образуют тела с характерной текстурой, в результате чего образуются интрузивные магматические/плутонические породы. Эти камни различаются по размеру и цвету.

Историческое развитие

На изображении изображена первая страница «Иллюстраций теории Хаттона» Джона Плейфэра.

На изображении изображена скала, которую Хаттон использовал для объяснения своей теории плутонизма.

В 18 веке ученые интересовались процессом и контекстом, в которых возник нынешний горный ландшафт на поверхности Земли, и почему он оказался в нынешнем расположении. В результате этого исследования возникли две преобладающие теории: плутонизм, предложенный Джеймсом Хаттоном , и нептунизм , предложенный Авраамом Готтлобом Вернером . В научном сообществе было отмечено, что они не были первыми, кто предложил такие теории, но именно им приписывают предложение соответствующих теорий научному сообществу.

Одним из первых известных ученых, предложивших раннюю теорию плутонизма, был аббат Антон Моро , который в первой половине 18 века смог проинформировать научное сообщество о том, как различать вулканические и осадочные породы. Наблюдая за ракообразными , он обнаружил, что в горах лежат окаменелые окаменелости. Это навело его на мысль, что в какой-то момент в прошлом благодаря силе вулканического огня со дна моря поднялись острова и континенты. Он утверждал, что это происходило в течение длительного периода времени, а не относительно короткого, что указывает на своего рода непрерывные изменения, которые происходят и происходят на поверхности Земли, что привело к нынешним образованиям, наблюдаемым человечеством.

В 1780-х годах Хаттон начал выступать против нептунистического взгляда на предыдущие катастрофические события как причину нынешнего ландшафта, не имеющего современного эквивалента. Хаттон предположил, что Земля претерпевает медленные, но непрерывные изменения, причём такие изменения на Земле происходят в результате вулканизма , эрозии , транспортировки и отложения отложений. Он использовал Глен Тилт в Пертшире в качестве доказательства в поддержку своего аргумента, где использованное место использовалось в качестве примера нептунистской теории до его гипотезы о присутствии там гранита. Он опубликовал свою теорию и выводы в эссе в 1788 году, за которым последовал его двухтомный труд «Теория Земли» в 1795 году, который расширил его работу 1788 года.

В 1802 году «Иллюстрации теории Хаттона» , в которой попыталась перекачать влияние нептунизма того времени. Джон Плейфэр опубликовал книгу «Иллюстрации» изобразили «длинную и неясно написанную книгу» Хаттона в краткой и ясной манере, «сохранив подход Хаттона живым» после его смерти в 1797 году, в то время как другие ученые интерпретировали его теорию по-своему. Кроме того, Джон Плейфэр утверждал, что плутонизм является правильной теорией, в отличие от нептунизма.

В 1830 году ученый по имени Чарльз Лайель основал униформизм . В 1830 году Лайель опубликовал « Принципы геологии» , в которых Земля находится в равновесном состоянии, в котором биологические, химические и физические процессы протекали медленно в течение очень долгого времени, что привело к наблюдаемым особенностям на поверхности Земли. Теория включала аспекты плутонизма в качестве основных концепций, что привело к фактическому всеобщему признанию плутонизма, поскольку униформизм стал широко принят в научном сообществе, в результате чего Хаттон стал «отцом геологии» из-за присутствия работ Хаттона в качестве основных концепций. .

Раскол плутонистов и нептунистов

Как упоминалось ранее, в XVIII веке существовали две преобладающие теории, объясняющие нынешнее расположение ландшафта и скальных образований: плутонизм и нептунизм. Раскол был псевдо-инициирован дифференциацией осадочных и вулканических пород Моро, а также его теорией вулканического огня, поднимающего острова и континенты, поскольку он утверждал, что это медленный процесс, в то время как другие утверждали, что он был катастрофическим и не имел современных эквивалентов. Нептунисты считали, что на поверхности Земли изначально был только мутный океан, что привело к отложению отложений в океане, что привело к образованию кристаллических пород, таких как граниты. Между двумя теориями существовало множество противоположных взглядов, одним из наиболее заметных противоречий каждой теории было образование гранита . Хаттон полагал, что граниты были инъецированы в Глен-Тилт в Пертшире, когда они проникли через Далради метаотложения , на что указывает разрез слоев отложений. Это указало Хаттону на то, что отложения были старше гранита. Это противоречило нептунизму, поскольку он считает, что граниты образовались из океана и, следовательно, являются старейшим типом горных пород.

В 1773 году, до наблюдений Хаттона, Авраам Готтлоб Вернер опубликовал свою книгу по минералогии «О внешних характеристиках окаменелостей» , в которой минералы классифицировались только по их физическим характеристикам, что позволило ему получить должность хранителя коллекции минералов Фрайбургской горной школы и преподавателя горное дело, где он смог пропагандировать свою теорию нептунизма. Благодаря своему престижному положению он привлек множество студентов, благодаря которым он смог распространить нептунизм среди широкого научного сообщества, когда они занимались геологией и другими смежными областями.

Когда Хаттон умер в 1797 году, плутонизм был менее активным в научном сообществе того времени, поскольку вызывал скептицизм со стороны сторонников нептунизма. Как упоминалось выше, Джон Плейфэр опубликовал свои «Иллюстрации к теории Хаттона» , которые перекачали влияние нептунизма, поскольку Плейфэр изобразил теорию Хаттона в более сжатой и ясной форме, что позволило наличию плутонизма оставаться в оппозиции нептунизму в научном сообществе.

Теория Вернера была разработана на основе его наблюдений за избранной группой камней, поскольку его положение в университете не позволяло ему проводить наблюдения и развивать свою теорию на более широком спектре камней. Следовательно, когда другие породы наблюдались из разных частей мира, соответствие нептунизму уменьшалось с каждым типом исследуемых пород. В связи с этим после смерти Вернера в 1817 году нептунизм также пришел в упадок, оставив битву нептунизма и плутонизма в относительном застое, поскольку ученые, выступающие за плутонизм и нептунизм, пытались обеспечить признание своей соответствующей теории. Несмотря на эту тупиковую ситуацию, нептунизм был частично предпочтителен плутонизму из-за позиции Вернера, позволяющей ему распространять свою теорию из-за того, что большее количество людей в университете и научном сообществе находились под его влиянием. Следовательно, многие из его учеников отдавали предпочтение нептунизму плутонизму.

Где-то в начале 19-го века, до вкладов Лайеля, французский ученый по имени Жорж Кювье использовал теорию нептунизма Вернера в своей теории катастрофизма , в которой нептунизм был основным аспектом, подобно тому, как униформизм реализовал плутонизм в качестве основного аспекта. Его теория предполагала, что ландшафт Земли возник благодаря изменчивым силам, которыми обладает земная система, которые приходят и исчезают. В то время эта теория была одобрена научным сообществом, и, следовательно, нептунизм по умолчанию все еще сохранял свое доминирование над плутонизмом.

Однако раскол закончился благодаря книге Лайеля « Принципы геологии», опубликованной в 1830 году, что привело к формированию униформизма, включившего в себя идеи плутонизма Хаттона. Его выводы, утверждения и идеи были приняты широким научным сообществом, что привело к прекращению раскола и общему признанию плутонизма над нептунизмом.

Известные плутонисты

• Аббат Антон Моро : он был первым, кто дифференцировал вулканические и осадочные породы, а также первым предположил возникновение подъема островов и континентов в результате вулканического огня в течение длительного периода времени, тем самым инициировав дискуссию о плутонизме и нептунизме. поскольку Вернер гораздо позже выдвинул теорию, которая прямо противоречила его собственной, против которой позже выступил Хаттон. Кроме того, он инициировал теорию плутонизма в современной науке, которую Хаттон официально предложил позже.

На изображении изображен Моро.

• Джеймс Хаттон : Предложил плутонизм научному сообществу. Прежде чем стать ученым, он был фермером в Шотландии. Он использовал свой опыт ведения сельского хозяйства, чтобы выявить природные силы, в частности гравитацию, способствующие образованию горных пород, поскольку ландшафт Земли медленно разрушался и откладывался на нижних планах. Впервые он провел свои формальные наблюдения в Шотландии, в частности в Глен-Тилт в Пертшире, но проводил неформальные наблюдения, будучи фермером, прежде чем стать геологом, замечая, как земля, которую он обрабатывал, медленно претерпевала изменения в таких аспектах, как эрозия и отложение отложений. Его считают «отцом геологии», поскольку его работы представляют собой ключевые концепции теории униформизма, которая стала широко принятой геологической теорией в 1830-х годах, положив конец спорам о том, был ли плутонизм или нептунизм «правильной» теорией.

На изображении изображен Джеймс Хаттон , иллюстрированный сэром Генри Реберном.

• Джон Плейфэр : профессор натурфилософии, опубликовавший «Иллюстрации к теории Хаттона» (1802 г.) и защитивший Хаттона от противодействия нептунистов. Это позволило работам Хаттона не просто исчезнуть в пучине научных гипотез и предложенных теорий, гарантировав, что теории Хаттона смогут заметить и другие ученые. Работа Плейфэра привела к тому, что Лайель стал более способным раскрыть существование таких теорий, которые он затем реализовал в рамках униформизма, чтобы положить конец геологическому расколу.

На изображении изображен Джон Плейфэр.

• Чарльз Лайель : ученый, которого считают «одним из самых важных ученых-геологов XIX века» благодаря основателю униформизма, который стал широко распространенной геологической теорией после 1830-х годов. Его теория включила плутонизм Хаттона в качестве основных принципов, которые привели к фактическому признанию плутонизма над нептунизмом. Его теория, однако, конкурировала с теорией катастрофизма, которая принимала нептунизм как часть своих основных концепций. Хотя в то время униформизм стал более общепринятым, современное научное мышление теперь признает, что аспекты обеих теорий верны для общего формирования нынешнего ландшафта, наблюдаемого на Земле.

На изображении изображен Чарльз Лайель.

Ссылки

• История науки: геология раннего Нового времени . . . И все же мы развиваемся, Справочник по истории современной науки , Ян Джонстон из Университетского колледжа Маласпины, Нанаймо, Британская Колумбия. (общественное достояние)