Man sagt, Steine ​​seien Kunstwerke der Natur, als seien sie vom Himmel geschaffen und makellos. Das kristallklare, funkelnde, verträumte Licht; Die smaragdgrüne Jade, warm wie Jade, weckt bei den Menschen Mitleid. Es gibt auch gesprenkelten Granit und malerischen Marmor, wie ein natürliches Kunstbild. Und in den Ecken unseres Lebens ist Stein eine unverzichtbare Existenz. Mauerwerk für den Bau, Schiefer für Pflaster und sogar Dünger in der Landwirtschaft spielen alle eine wichtige Rolle bei der Stille.

Wie sind Steine, diese gewöhnlichen und wundersamen Wesen, entstanden? Machen wir eine Reise durch die Evolution der Natur voller Wunder und Geheimnisse.

Die erste Konfrontation zwischen Wasser und Feuer

Im Prozess des Verständnisses der Welt, wenn die Wissenschaft noch kein wirksames Werkzeug ist, versuchen viele Menschen, Antworten aus Legenden zu finden. Nuwa repariert beispielsweise den Himmel, Dayu kontrolliert das Wasser, die Arche Noah usw., und es gibt ähnliche Legenden über Steine ​​in vielen alten chinesischen und ausländischen Zivilisationen.

Obwohl antike Gelehrte die Frage, „wie Steine ​​entstehen“, nicht direkt beantworteten, antworteten einige Philosophen, „was der Ursprung aller Dinge ist“, und der berühmte Denker, Wissenschaftler und Philosoph Thales aus dem antiken Griechenland schlug Wasser vor ist der Ursprung der Welt. Thales soll ein großer Bewunderer des Wassers gewesen sein, und nachdem er den jährlichen Anstieg und Fall des Nils in Ägypten untersucht hatte, stellte er fest, dass jedes Mal, wenn die Flut zurückging, fruchtbarer Schlick und unzählige Larven zurückblieben. Daher kam Thales zu dem Schluss, dass „alle Dinge aus Wasser entstehen“. Später erschien im antiken Griechenland ein berühmter Philosoph namens Heraklit. Er glaubte, dass der Ursprung aller Dinge Feuer ist und dass alles auf der Welt durch Feuer entsteht und dass, selbst wenn alle Dinge sterben, sie zum Feuer zurückkehren müssen. Nach Ansicht dieser beiden Philosophen ist der Ursprung aller Dinge „Wasser“ oder „Feuer“, daher werden auch unsere Steine ​​aus „Wasser“ oder „Feuer“ geformt. Dies ist auch der erste „Kampf zwischen Feuer und Wasser“ in der Geschichte.

Der „Kampf von Feuer und Wasser“

• Geologische GeschichteEs gibt auch einen berühmten „Kampf zwischen Feuer und Wasser“, der im 17.-18. Jahrhundert stattfand.

Woodward ist Professor für Medizin am Greyham College im Vereinigten Königreich und Geologe. Er ist ein begeisterter Fossiliensammler und hat viele Fossilienexemplare konserviert. Im 17. Jahrhundert, als die Religion noch eine große Macht hatte, wurde das Bewusstsein der Menschen bewusst oder unbewusst von der biblischen Legende von der Sintflut Noahs beeinflusst. Er glaubt, dass die Flut einst die Erde zerschmetterte, Steine, Erde und alle Arten von Schutt an der Oberfläche wegspülte und der entstandene Ozean aus einer Mischung verschiedener Materialien bestand. Als das Hochwasser zurückging, setzte sich das Material langsam ab und so entstanden diese Fossilien. und veröffentlichte seine Ideen in dem Buch „Die Versuchung der Naturgeschichte der Erde“. Bis zum 18. Jahrhundert hatten einige frühe Gelehrte alle von ihnen beobachteten Gesteine ​​(hauptsächlich Granit, Schiefer usw.) als stark vereinfachte Abfolgen von harten kristallinen „Primärgesteinen“ klassifiziert und glaubten, dass sie sich alle zur gleichen Zeit bildeten Erde. Diese Gesteine ​​werden auch als „Sekundärgesteine“ bezeichnet, bei denen es sich um fossilreiche Sedimentgesteinsschichten handelt, die häufig gefaltet oder deformiert sind. Daher glaubten frühe Gelehrte, dass die „sekundären“ Felsformationen die Hauptsedimente zur Zeit der Sintflut Noahs waren. Bei den „sekundären“ Schichten handelt es sich um überlagerte lockere Sedimente und Sedimentgesteine, sogenannte „Tertiärgesteine“, die sich vermutlich nach der Großen Sintflut gebildet haben. Dies bildete auch den Prototyp der „Wasserbildungstheorie“.

Der berühmteste Hydrologe war der deutsche Naturforscher Abraham · Gottlob · Werner. Werner ist Professor für Mineralogie an der Bergakademie Freiburg. Als Sohn einer Bergmannsfamilie entwickelte er schon früh ein großes Interesse an der Mineralogie und sammelte nicht nur eifrig Mineralien aller Art, sondern studierte auch Gesteine ​​eingehend. Werner argumentiert, dass alle Gesteine ​​auf der Erde aus den Tiefen des Ozeans „kristallisiert“ oder „vorab angesiedelt“ sind. Er schlug außerdem vor, dass die Erde ursprünglich von einem „ursprünglichen Ozean“ umgeben war, dass Wasser die wichtigste geologische Kraft war und dass alle Gesteinsformationen durch Kristallisation, chemische Ausfällung und mechanische Ablagerung im Meerwasser entstanden sind. Sie werden in sequentieller Reihenfolge eingezahlt, wobei die ersten Einzahlungen unten liegen und die späteren Einzahlungen umso höher. Die ersten Ablagerungen waren Granit, die sogenannten „Urschichten“, die als erste Gesteine ​​die Erdoberfläche bedeckten und die am häufigsten vorkommenden Gesteinsformationen auf der Erde darstellen. Später sank der Wasserspiegel des Urozeans allmählich, und die „Urschicht“ wurde dem Wasser ausgesetzt, erodiert und dann wieder abgelagert. Dabei handelt es sich um die zweite Gesteinsschicht, hauptsächlich groben Sandstein, Kalkstein usw. welches die „Übergangsschicht“ ist. Schließlich wird die „Übergangsschicht“ mit versteinerten Gesteinsschichten abgelagert, bei denen es sich um „alluviale“ Schichten lockerer Sedimente handelt. Im Jahr 1787 veröffentlichte er eine knappe Systematik und Beschreibung der Gesteinsformationen, in der er die Gesteinsschichten des sächsischen Raumes von alt nach neu einteilte.

Und es wird gesagt, dass seine Vorträge humorvoll und sehr persönlich waren und fast jeder, der seinen Vorträgen zuhörte, zu seinen Anhängern wurde. Dank seiner Beredsamkeit und seinem Charisma erlangten Werners Ideen in Europa große Popularität und seine Anhänger verbreiteten sich über die gesamten Universitäten des Landes. Schon der große Dichter und Naturforscher Goethe glaubte fest an die Theorie des Wassers. Im vierten Akt des Faust kommt es zu einem Dialog zwischen den Aquatikern und den Pyrotheisten, in dem Mephistopheles (der Teufel im Faust) offenbar der Sprecher der bösen pyrotechnischen Ansichten ist.

Daher dominierte lange Zeit die Theorie der Hydratation die akademische Welt. Es gibt jedoch immer noch einige Probleme, die mit dieser Theorie nicht klar erklärt werden können und oft in Frage gestellt oder gar debattiert werden. Beispielsweise wies der französische Geologe Nicolas · Dermare 1774 darauf hin, dass die Vulkankegel und verwitterten Lavaströme der erloschenen Vulkangruppe in der Region Auvergne in Südfrankreich darauf hindeuteten, dass dort einst ein aktiver Vulkan ausgebrochen sei. Diese Basalte werden von Demaré als magmatisch interpretiert.

Der Vertreter der „Eruptionstheorie“ ist James · Hutton, ein in Edinburgh geborenes schottisches Genie, das seit seiner Kindheit das örtliche Gymnasium besucht und später an der Universität von Edinburgh Medizin studiert haben soll interessierte sich sehr für Medizin und Chemie. Doch schließlich trat er in den Anwaltsberuf ein und arbeitete eine Zeit lang als Anwaltslehrling. Vielleicht aufgrund seines Hobbys verbrachte er viel Zeit damit, mit Chemie zu experimentieren und entwickelte zusammen mit Freunden eine kostengünstige Methode zur Herstellung von Ammoniumchlorid, die ihm viel Geld einbrachte, und später bewirtschaftete er seine eigene Farm. James · Hutton, der sowohl Geld als auch Freizeit hatte, begann sein Studium der Geologie und zeigte großes Interesse an der Geologie. Oft beobachtete er neugierig jedes Schlagloch, jede Schlucht und jedes Flussbett, das er sah. Am Ende war er Autodidakt und erzielte fruchtbare Ergebnisse.

Nach einer langen Expedition stieß er auf den Kies des Tilt River, der von den Cairngorms in den nördlichen Highlands von Edinburgh nach Süden fließt und voller Granitkiesel und uralter metamorpher Gesteine ​​ist. Daraus schloss er, dass es diese beiden Gesteinsarten im Flussbett gegeben haben muss und dass eine Untersuchung flussaufwärts möglicherweise zu der Verbindung der beiden geführt haben könnte. Also machte er sich auf den Weg die Tilt Gorge hinauf und entdeckte, wonach er gesucht hatte: ziegelroter Granit, der sich durch die älteren metamorphen Gesteine ​​schneidet und die umgebenden Gesteine ​​verändert (diese Art von „Durchschnitt“-Beziehung besteht im Feld immer noch). wird heute in der Geologie verwendet, um zu bestimmen, wie früh oder spät sich die Gesteine ​​gebildet haben. Dies deutet darauf hin, dass der damalige Granit nach der Bildung der darüber liegenden Gesteinsschicht intrudiert wurde. Das heißt, das Alter des Granits sollte jünger sein als das des umgebenden Gesteins, und es kommt hier zu einem Schmelzphänomen. Dies deutet darauf hin, dass Granit nach dem Abkühlen rotglühender Lava entsteht und nicht aus Wasser kristallisiert. Dies stand offensichtlich im Widerspruch zur damals vorherrschenden „Wassertheorie“.

Aber Hutton brauchte stärkere Beweise: Anzeichen von Lavaströmen, die in im Wasser gebildete geschichtete Sedimentgesteine ​​eindringen. Als Hutton einmal in den südlichen Hügeln von Edinburgh spazierte, entdeckte er Arthur's Seat Mountain, eine Bergkette, die über der Stadt thront, und die Salisbury Cliffs auf der Nordseite der Bergkette sind Klippen, die aus altem Vulkangestein herausragen. Am Südwesthang der Klippe wurde er schließlich fündig: Basaltlava, die in Sedimentgesteinsschichten eindringt und das Sedimentgestein verformt. Dieser Ort ist mittlerweile so berühmt, dass er als „Hutton's Section“ bekannt ist. Im Rahmen des Unterrichts vieler Geologiekurse bringen Lehrer regelmäßig Schüler zu Exkursionen und Praktika hierher.

Das Studium der Geologie beruht jedoch zu sehr auf Beobachtungen und es mangelt an experimenteller Forschung, so dass es schwierig ist, eine neue Theorie zu beweisen, wenn sie vorgeschlagen wird. Wie bereits erwähnt, begeisterte er sich jedoch einst für die Chemie, die der Schlüssel zum Verständnis der Auswirkungen hoher Temperaturen auf Gesteine ​​ist. Im Jahr 1768 arbeitete Hutton mit seinem Freund Blake zusammen, der das Vorhandensein latenter Wärme und den wichtigen Einfluss des Drucks auf den Schmelzpunkt von Materie folgerte. Im Jahr 1792 führte Hall (ursprünglich ein Gegner von Hutton, der viele Exkursionen mit Hutton unternommen hatte und schließlich durch eine Reihe von Experimenten zum Befürworter der Zündungstheorie wurde) ein Experiment durch. Er erhitzte ein Stück Basalt, um es zu schmelzen, und kühlte es dann langsam ab, wodurch das Gestein zu Basalt umkristallisierte. Dies ist das früheste geologische Experiment, das zeigt, wie geschmolzenes Gestein in der Natur aussieht. Dies war eine starke Unterstützung für die magmatische Schule, die auch zur Entstehung der experimentellen Petrologie führte und die „Magmatische Gesteinstheorie“ bildete.

Zu den Hauptgedanken der „Eruptivtheorie“ gehören: Eruptiv ist der wichtigste geologische Prozess, und Granit und Basalt an Land werden durch Magma gebildet; Hydratation ist auch ein wichtiger geologischer Prozess, bei dem Gesteine ​​an Land durch Wind, Regen und fließendes Wasser erodiert werden, dann in den Ozean fließen und dort abgelagert werden, sich zu Gesteinen verfestigen und aus dem Meer aufsteigen, um Land zu bilden. Dies bedeutet auch, dass Hutton zwar die Idee der „Eruptionstheorie“ vorbrachte, die „Wassertheorie“ jedoch nicht vollständig leugnete.

Hutton selbst hat seine Ansichten in einem Buch mit dem Titel „Erdtheorie“ zusammengefasst, aber einerseits, weil Huttons Ansichten für die damaligen Menschen noch sehr weit fortgeschritten waren, und andererseits, weil seine lahmen Worte und trockenen Erzählungen es wirklich taten nicht verstehen, worüber seine Leser redeten. Aus diesem Grund ordnete auch sein ausgezeichneter Freund, Professor für Mathematik an der Universität Edinburgh, Plefel, Huttons Ideen bewusst neu und schrieb das Buch „An Explanation of Hutton's Theory of the Earth“, was die Situation verbesserte.

Wie genau entstehen Steine?

Wasser ist ein zarter Schnitzer wie Wasser. Es fließt langsam und transportiert Mineralien, die im Laufe der Zeit ausgefällt und zu festen Gesteinsschichten verdichtet wurden. Die vom deutschen Geologen Werner beschriebene Theorie der Wasserentstehung ist wie eine wunderschöne Musik, die die Kraft des Wassers in vollen Zügen zeigt. Feuer ist ein leidenschaftlicher Tänzer in den Tiefen der Erde. Es ist heiß und wild, dringt tief in die Erdkruste ein, bricht manchmal aus und kühlt ab, um hartes magmatisches Gestein zu bilden. Die vom schottischen Geologen Hutton vorgeschlagene magmatische Theorie ist wie ein großartiges Feuerwerk, das die endlose Vitalität und Kreativität des Erdinneren zeigt.

Natürlich haben aus heutiger Sicht die Hydrogentheorie und die Eruptivtheorie ihre eigene Richtigkeit: Die Hydrogentheorie erklärt in gewissem Maße die Entstehung von Fossilien und die Anordnung von Schichten, betont aber die nihilistische „Macht Gottes“ überbetont und versucht es dies durch Spekulation auszugleichen, wenn die Beweise nicht ausreichen; Die magmatische Theorie ist eine gute Erklärung für die Entstehung magmatischer Gesteine. Im Vergleich zur Wasserstofftheorie erkennt sie den Einfluss verschiedener dynamischer Faktoren auf geologische Landformen an und betont die Kräfte der Natur. Während der Erdentwicklung ist die Wärmeenergie im Erdinneren die Hauptenergie, die geologische Prozesse auslöst, während die äußere Energie hauptsächlich aus Sonnenstrahlungsenergie stammt. Aus dieser Sicht ist die pyrotechnische Theorie vorteilhafter. Gleichzeitig betont die Theorie des Hydraulikismus die Plötzlichkeit des Auftretens von Überschwemmungen und der Bildung von Schichten, und die Theorie der magmatischen Bildung betont die Kontinuität vulkanischer und magmatischer Prozesse, und beide sind mit der „homogenen Theorie“ und „ „Katastrophentheorie“.

Gemäß der modernen wissenschaftlichen Forschung teilen wir die Gesteine ​​der Erde in drei Kategorien ein: magmatische Gesteine, Sedimentgesteine ​​und metamorphe Gesteine. Unter ihnen machen die überwiegende Mehrheit magmatische Gesteine ​​aus, die vom Boden bis in eine Tiefe von bis zu 16 Kilometern verteilt sind und durch den Einstrom von Magma in die Lithosphäre oder die Kondensation der Erdoberfläche zu einem festen Zustand entstehen. Sedimentgesteine ​​sind Gesteinsarten, die sich nicht zu tief an oder nahe der Oberfläche bilden. Es handelt sich um ein Gestein, das durch Verwitterungsprodukte, vulkanische Materialien, organische Materialien und andere Schuttmaterialien durch Transport, Sedimentation und Versteinerung bei Raumtemperatur und -druck entsteht. In beiden Fällen wird das Schuttmaterial transportiert und dann in einer geeigneten Umgebung abgelagert, wo es nach einem langen Verdichtungsprozess zu hartem Sedimentgestein versteinert. Metamorphes Gestein bezieht sich auf die Bildung und Entwicklung der Erdkruste, die frühere Bildung von Gesteinen, einschließlich Sedimentgesteinen und magmatischen Gesteinen, aufgrund der späteren Veränderungen in der geologischen Umgebung sowie der physikalischen und chemischen Bedingungen im festen Zustand, der Anpassung der Mineralzusammensetzung und der Struktur Veränderungen und sogar Änderungen der chemischen Zusammensetzung sowie die Bildung eines neuen Gesteins; diese Art von Gestein wird als metamorphes Gestein bezeichnet. Und die drei können auch miteinander transformiert und in Umlauf gebracht werden.

Obwohl die Schlussfolgerungen früherer Geologen nicht ganz richtig waren, strahlen Huttons Reihe von Geologen, ihre Hingabe an die Wahrheit und ihr unerschütterliches Streben nach Wissenschaft auch nach Hunderten von Jahren im Staub immer noch wie die Sonne und führen uns zu höheren Berggipfeln.