James Hutton -James Hutton

James Hutton

Malet af Sir Henry Raeburn i 1776
Malet af Sir Henry Raeburn (1776)
Født 14 juni 1726
Døde 26. marts 1797 (70 år)
Edinburgh, Skotland
Alma Mater University of Edinburgh
University of Paris
Kendt for Plutonisk geologi
uniformitarisme
Videnskabelig karriere
Felter Geologi
Påvirkninger John Walker
Påvirket Charles Lyell
Noter
Statue af James Hutton, Scottish National Portrait Gallery. Beliggenhed: 55.955684°N 3.193047°V 55°57′20″N 3°11′35″W /  / 55,955684; -3.193047 ( slynghuse )

James Hutton FRSE ( / ˈhʌtən / ; 3. juni OS1726 – 26. marts 1797) var en skotsk geolog , landbruger , kemisk producent , naturforsker og læge . Ofte omtalt som "den moderne geologis fader", spillede han en nøglerolle i at etablere geologi som en moderne videnskab.

Hutton fremførte ideen om, at den fysiske verdens fjerne historie kan udledes af beviser i nutidens klipper. Gennem sit studie af træk i landskabet og kystlinjerne i hans oprindelige skotske lavland , såsom Salisbury Crags eller Siccar Point , udviklede han teorien om, at geologiske træk ikke kunne være statiske, men undergik en vedvarende transformation over uendelige lange tidsperioder. Ud fra dette argumenterede han, i overensstemmelse med mange andre tidlige geologer, at Jorden ikke kunne være ung. Han var en af ​​de tidligste fortalere for det, der i 1830'erne blev kendt som uniformitarisme , videnskaben, der forklarer træk ved jordskorpen som resultatet af fortsatte naturlige processer over den lange geologiske tidsskala . Hutton fremlagde også en afhandling for et 'system af den beboelige jord' foreslået som en deistisk mekanisme designet til at holde verden evigt egnet til mennesker, et tidligt forsøg på at formulere, hvad der i dag kan kaldes én slags antropisk princip .

Nogle refleksioner, der ligner Huttons, kan findes i publikationer af hans samtidige, såsom den franske naturforsker Georges-Louis Leclerc de Buffon , men det er hovedsageligt Huttons pionerarbejde, der etablerede feltet.

Tidligt liv og karriere

Hutton blev født i Edinburgh den 3. juni OS 1726, som et af fem børn af Sarah Balfour og William Hutton, en købmand, der var Edinburgh City Treasurer. Huttons far døde i 1729, da han var tre.

Han blev uddannet på High School of Edinburgh , hvor han var særligt interesseret i matematik og kemi , og da han var 14, gik han på University of Edinburgh som "student af menneskeheden" og studerede klassikerne . Han kom i lære hos advokaten George Chalmers WS , da han var 17, men interesserede sig mere for kemiske eksperimenter end juridisk arbejde. I en alder af 18 blev han lægeassistent og deltog i forelæsninger i medicin ved University of Edinburgh .

Efter to års ophold i Paris ankom James Hutton i 1749 til Leiden, hvor han den 14. august 1749 indskrev sig ved universitetet i Leiden, hjemme hos den daværende rektor magnificus Joachim Schwartz for at opnå en doktorgrad i medicin. Han opholdt sig hos enken Van der Tas (født Judith Bouvat) på Langebruget, som svarer til den nuværende adresse Langebrug 101 i Leiden. Hans vejleder var professor Frederik Winter, der ikke blot var professor ved Leiden Universitet, men også hoflæge hos Stadholderen. Det latinske manuskript til Huttons afhandling indeholdt også 92 teser, hvoraf to med succes blev forsvaret offentligt af James Hutton den 3. september 1749. Den 12. september 1749 opnåede James Hutton sin doktorgrad i medicin fra Leiden University med en fysisk-medicinsk afhandling med titlen Sanguine et Circulatione Microcosmi. Specialet er trykt af Wilhelmus Boot, bogtrykker i Leiden. Det menes, at James Hutton vendte tilbage til Storbritannien kort efter sin forfremmelse.

Efter sin grad tog Hutton til London, og i midten af ​​1750 vendte han tilbage til Edinburgh og genoptog kemiske eksperimenter med en nær ven, James Davie. Deres arbejde med produktion af salammoniak fra sod førte til deres partnerskab i et rentabelt kemisk værk, hvor de fremstillede det krystallinske salt, som blev brugt til farvning, metalbearbejdning og som lugtesalte og kun havde været tilgængeligt fra naturlige kilder og skulle importeres fra Egypten . Hutton ejede og udlejede ejendomme i Edinburgh og brugte en faktor til at styre denne forretning.

Landbrug og geologi

Hutton arvede fra sin far Berwickshire -gårdene i Slighhouses , en lavlandsgård, som havde været i familien siden 1713, og bakkegården i Nether Monynut . I begyndelsen af ​​1750'erne flyttede han til Slighhouses og gik i gang med at lave forbedringer, introducerede landbrugspraksis fra andre dele af Storbritannien og eksperimenterede med plante- og dyrehold. Han nedskrev sine ideer og innovationer i en upubliceret afhandling om The Elements of Agriculture .

Dette udviklede hans interesse for meteorologi og geologi. I et brev fra 1753 skrev han, at han var "blevet meget glad for at studere jordens overflade og kiggede med ængstelig nysgerrighed ind i hver grube eller grøft eller leje af en flod, der faldt i vejen for ham". At rydde og dræne hans gård gav rigelige muligheder. Matematikeren John Playfair beskrev Hutton som at have bemærket, at "en stor del af de nuværende klipper er sammensat af materialer, der er tilvejebragt ved ødelæggelse af kroppe, dyr, grøntsager og mineraler, af mere gammel formation". Hans teoretiske ideer begyndte at falde sammen i 1760. Mens hans landbrugsaktiviteter fortsatte, tog han i 1764 på en geologisk rundvisning i det nordlige Skotland med George Maxwell-Clerk, forfader til den berømte James Clerk Maxwell .

Edinburgh og kanalbygning

I 1768 vendte Hutton tilbage til Edinburgh og udlejede sine gårde til lejere, men fortsatte med at interessere sig for gårdforbedringer og forskning, som omfattede eksperimenter udført på Slighhouses . Han udviklede et rødt farvestof lavet af rødderne af den gale plante.

Han fik bygget et hus i 1770 ved St John's Hill, Edinburgh, med udsigt over Salisbury Crags . Dette blev senere Balfour-familiens hjem og i 1840 fødestedet for psykiateren James Crichton-Browne . Hutton var en af ​​de mest indflydelsesrige deltagere i den skotske oplysningstid , og faldt i kontakt med adskillige førsteklasses hoveder inden for videnskaberne, herunder matematikeren John Playfair , filosoffen David Hume og økonomen Adam Smith . Hutton havde ingen stilling ved University of Edinburgh og meddelte sine videnskabelige resultater gennem Royal Society of Edinburgh . Han var særlig venlig med lægen og kemikeren Joseph Black , og sammen med Adam Smith grundlagde de Oyster Club til ugentlige møder.

Mellem 1767 og 1774 var Hutton tæt involveret i konstruktionen af ​​Forth og Clyde-kanalen , og udnyttede sin geologiske viden fuldt ud, både som aktionær og som medlem af ledelsesudvalget, og deltog i møder, herunder udvidede inspektioner af alle arbejder. På dette tidspunkt er han opført som bosat på Bernard Street i Leith . I 1777 udgav han en pjece om Betragtninger om Beskaffenheden, Kvaliteten og Forskellene mellem Kul og Kul, som med held hjalp med at opnå fritagelse for punktafgifter på transport af småkul.

I 1783 var han medstifter af Royal Society of Edinburgh .

Senere liv og død

Fra 1791 led Hutton ekstreme smerter fra sten i blæren og opgav feltarbejde for at koncentrere sig om at færdiggøre sine bøger. En farlig og smertefuld operation formåede ikke at løse hans sygdom. Han døde i Edinburgh og blev begravet i Andrew Balfours hvælving, overfor hans ven Joseph Blacks hvælving , i den nu forseglede sydvestlige del af Greyfriars Kirkyard i Edinburgh, almindeligvis kendt som Covenanter's Prison.

Hutton giftede sig ikke og havde ingen lovlige børn. Omkring 1747 fik han en søn med en frøken Edington, og selvom han gav sit barn, James Smeaton Hutton, økonomisk hjælp, havde han ikke meget at gøre med drengen, som fortsatte med at blive postkontor i London.

Teori om klippeformationer

Hutton udviklede adskillige hypoteser for at forklare de klippeformationer , han så omkring sig, men ifølge Playfair "hastede han ikke med at offentliggøre sin teori; for han var en af ​​dem, der er meget mere henrykte over kontemplationen af ​​sandheden end over lovprisningen at have opdaget det". Efter omkring 25 års arbejde, hans Theory of the Earth ; eller en undersøgelse af de love, der kan observeres i sammensætningen, opløsningen og restaureringen af ​​jord på kloden, blev læst op til møder i Royal Society of Edinburgh i to dele, den første af hans ven Joseph Black den 7. marts 1785, og den anden af selv den 4. april 1785. Hutton læste efterfølgende et sammendrag af sin afhandling Concerning the System of the Earth, its Duration and Stability to Society møde den 4. juli 1785, som han havde trykt og cirkuleret privat. I den skitserede han sin teori som følger;

De faste dele af det nuværende land synes generelt at have været sammensat af havets produktioner og af andre materialer, der ligner dem, der nu findes på kysterne. Derfor finder vi grund til at konkludere:

1., at det land, vi hviler på, ikke er simpelt og originalt, men at det er en sammensætning og var blevet dannet ved driften af ​​anden årsag.
2., at før det nuværende land blev lavet, havde der levet en verden sammensat af hav og land, hvori var tidevand og strømme, med sådanne operationer på bunden af ​​havet, som nu finder sted. Og,

Til sidst, at mens det nuværende land blev dannet på bunden af ​​havet, opretholdt det tidligere land planter og dyr; i det mindste var Havet da beboet af Dyr, paa lignende Maade, som det er nu.
Derfor føres vi til at konkludere, at størstedelen af ​​vort land, hvis ikke det hele var blevet frembragt ved operationer, der var naturlige for denne klode; men at for at gøre dette land til et permanent organ, der modstod vandets drift, var der krævet to ting;
1. konsolidering af masser dannet af samlinger af løse eller usammenhængende materialer;

2. Forhøjelsen af ​​disse konsoliderede masser fra bunden af ​​havet, stedet hvor de blev indsamlet, til de stationer, hvor de nu forbliver over havets niveau.

Søg efter beviser

Hutton's Glen Tilt eksponering ved kollapsede Dail-an-eas Bridge opstrøms fra Forest Lodge, tegnet af John Clerk of Eldin i 1785. Broen kollapsede i cirka 1973. Placering: 56.851082°N 3.741822°W56°51′04″N 3°44′31″W /  / 56,851082; -3,741822 ( Dail-an-eas bridge )
Geologisk dige eroderet af floden Garry ved Dalnacardoch beskrevet af Hutton og tegnet af Clerk. Beliggenhed: 56.880493°N 4.09473°V56°52′50″N 4°05′41″W /  / 56,880493; -4,09473 ( Dalnacardoch diger )

I sommeren 1785 ved Glen Tilt og andre steder i Cairngorm-bjergene i det skotske højland fandt Hutton granit gennemtrængende metamorfe skifer , på en måde, der indikerede, at granitten var blevet smeltet på det tidspunkt. Dette var Huttons første geologiske ekskursion, og han blev inviteret af hertugen af ​​Atholl til hans jagthytte, Forest Lodge. Eksponeringerne ved Dail-an-eas-broen viste ham, at granit blev dannet ved afkøling af smeltet sten i stedet for, at den faldt ud af vandet, som andre på det tidspunkt troede, og derfor må granitten være yngre end skiferne. Hutton præsenterede sin teori om jorden den 4. marts og den 7. april 1785 ved Royal Society of Edinburgh.

Han fortsatte med at finde en lignende indtrængning af vulkansk sten gennem sedimentær sten i Edinburgh , ved Salisbury Crags , der støder op til Arthur's Seat - dette område af Crags er nu kendt som Hutton's Section. Han fandt andre eksempler i Galloway i 1786 og på Isle of Arran i 1787.

Huttons uoverensstemmelse på Arran

Eksistensen af ​​kantede uoverensstemmelser var blevet bemærket af Nicolas Steno og af franske geologer, herunder Horace-Bénédict de Saussure , som fortolkede dem i termer af neptunisme som "primære formationer". Hutton ønskede selv at undersøge sådanne formationer for at se "særlige mærker" af forholdet mellem klippelagene. På turen til Isle of Arran i 1787 fandt han sit første eksempel på Huttons Unconformity nord for Newton Point nær Lochranza , men det begrænsede udsyn betød, at tilstanden af ​​de underliggende lag ikke var klar nok for ham, og han troede forkert, at lagene var formbare i en dybde under det udsatte udspring.

Senere i 1787 bemærkede Hutton, hvad der nu er kendt som Hutton eller "Great" Unconformity ved Inchbonny, Jedburgh , i lag af sedimentær sten . Som vist på illustrationerne til højre er lag af gråwacke i de nederste lag af klippefladen vippet næsten lodret, og over et mellemliggende lag af konglomerat ligger vandrette lag af gammel rød sandsten . Han skrev senere om, hvordan han "glædede sig over min lykke ved at snuble over en genstand, der var så interessant i jordens naturhistorie, og som jeg længe havde ledt efter forgæves." Det år fandt han den samme sekvens i Teviotdale .

Et eroderet fremspring ved Siccar Point , der viser skrånende røde sandsten over lodret gråwacke, blev skitseret af Sir James Hall i 1788. Placering: 55.9315°N 2.3013°W55°55′53″N 2°18′05″W /  / 55,9315; -2.3013 ( Hutton Unconformity , Jedburgh )

I foråret 1788 tog han afsted med John Playfair til Berwickshire -kysten og fandt flere eksempler på denne sekvens i dalene i Tour and Pease Burns nær Cockburnspath . De tog derefter en bådtur fra Dunglass Burn øst langs kysten med geologen Sir James Hall of Dunglass . De fandt sekvensen i klippen under St. Helens, så lige mod øst ved Siccar Point fandt de, hvad Hutton kaldte "et smukt billede af dette kryds vasket af havet". Playfair kommenterede senere om oplevelsen, "sindet så ud til at blive svimmelt ved at se så langt ind i tidens afgrund". De fortsatte langs kysten og gjorde flere opdagelser, herunder sektioner af de lodrette bede, der viste stærke krusningsmærker, hvilket gav Hutton "stor tilfredsstillelse" som en bekræftelse af hans antagelse om, at disse bede var blevet lagt vandret i vand. Han fandt også konglomerat i højder, der demonstrerede omfanget af erosion af lagene, og sagde om dette, at "vi aldrig skulle have drømt om at møde det, vi nu opfattede".

Hutton ræsonnerede, at der må have været utallige cyklusser, som hver involverede aflejringhavbunden , opløftning med vipning og erosion og derefter undersøisk igen, for at yderligere lag kunne aflejres. I troen på, at dette skyldtes de samme geologiske kræfter, der virkede i fortiden, som de meget langsomme geologiske kræfter, der ses virke i dag, indebar tykkelsen af ​​blottede klippelag for ham enorme tidsstrækninger.

Offentliggørelse

Selvom Hutton privat cirkulerede en trykt version af abstraktet af sin teori ( Angående jordens system, dens varighed og stabilitet ), som han læste på et møde i Royal Society of Edinburgh den 4. juli 1785; den fulde redegørelse for hans teori som læst ved møderne den 7. marts 1785 og den 4. april 1785 udkom først på tryk i 1788. Den fik titlen Theory of the Earth ; eller en undersøgelse af de love, der kan observeres i sammensætningen, opløsningen og genopretningen af ​​jord på kloden og optrådte i Transactions of the Royal Society of Edinburgh , vol. I, del II, s. 209–304, plader I og II, udgivet 1788. Han fremførte det synspunkt, at "ud fra det, der faktisk har været, har vi data til at konkludere med hensyn til det, der skal ske derefter." Dette gentog det skotske oplysningsbegreb , som David Hume havde lagt i 1777, da "alle slutninger fra erfaring antager ... at fremtiden vil ligne fortiden", og Charles Lyell omformulerede mindeværdigt i 1830'erne som "nutiden er nøglen til fortiden". ". Huttons papir fra 1788 konkluderer; "Resultatet af vores nuværende undersøgelse er derfor, at vi ikke finder nogen spor af en begyndelse, ingen udsigt til en ende." Hans mindeværdigt formulerede afsluttende udtalelse er længe blevet fejret. (Den blev citeret i sangen " No Control " fra 1989 af sangskriveren og professor Greg Graffin .)

Efter kritik, især argumenterne fra Richard Kirwan , der mente, at Huttons ideer var ateistiske og ikke logiske, udgav Hutton i 1795 en tobindsversion af sin teori, bestående af 1788-versionen af ​​hans teori (med små tilføjelser) sammen med en masse materiale. hentet fra kortere papirer Hutton allerede skulle aflevere forskellige emner såsom granittens oprindelse. Det omfattede en gennemgang af alternative teorier, såsom dem af Thomas Burnet og Georges-Louis Leclerc, Comte de Buffon .

Det hele fik titlen An Investigation of the Principles of Knowledge and of the Progress of Reason, from Sense to Science and Philosophy, da tredje bind blev færdiggjort i 1794. Dets 2.138 sider fik Playfair til at bemærke, at "Bogens store størrelse, og den Uklarhed, som med rette kan indvendes mod mange Dele af den, har vel hindret den i at blive modtaget, som den fortjener«.

Modsatrettede teorier

Hans nye teorier satte ham i modsætning til den tyske geolog Abraham Gottlob Werners dengang populære neptunistiske teorier om, at alle sten var udfældet fra en enkelt enorm oversvømmelse. Hutton foreslog, at Jordens indre var varmt, og at denne varme var motoren, der drev skabelsen af ​​ny sten: land blev eroderet af luft og vand og aflejret som lag i havet; varme konsoliderede derefter sedimentet til sten og løftede det til nye lande. Denne teori blev døbt " Plutonist " i modsætning til den oversvømmelsesorienterede teori.

Ud over at bekæmpe neptunisterne accepterede han også den voksende konsensus om begrebet dyb tid til videnskabelige formål. I stedet for at acceptere, at jorden ikke var mere end et par tusinde år gammel, fastholdt han, at jorden måtte være meget ældre , med en historie, der strækker sig uendeligt ind i den fjerne fortid. Hans hovedargument var, at de enorme forskydninger og forandringer, han så, ikke skete på kort tid ved hjælp af katastrofer, men at processer, der stadig sker på Jorden i dag, havde forårsaget dem. Da disse processer var meget gradvise, skulle Jorden være gammel for at give tid til ændringerne. Samtidige undersøgelser havde vist, at den geologiske optegnelse krævede lang tid, men der blev ikke fundet nogen god måde at tildele faktiske år på i over et århundrede (Rudwick, Bursting the Limits of Time ). Huttons idé om uendelige cyklusser med mennesker til stede hele vejen igennem er helt anderledes end moderne geologi, med et bestemt tidspunkt for dannelse og retningsændring gennem tiden, men hans understøttende beviser for de langsigtede virkninger af geologiske processer var værdifulde i udviklingen af ​​historisk geologi.

Accept af geologiske teorier

Det er blevet hævdet, at prosaen i Principles of Knowledge var så dunkel, at den også hindrede accepten af ​​Huttons geologiske teorier. Genudtalelser af hans geologiske ideer (dog ikke hans tanker om evolution) af John Playfair i 1802 og derefter Charles Lyell i 1830'erne populariserede konceptet om en uendeligt gentagen cyklus, selvom Lyell havde en tendens til at afvise Huttons synspunkter som at give for meget tiltro til katastrofale ændringer.

John Kays karikatur af James Hutton, der studerer rockens "ansigter" (1787).

Andre bidrag

Meteorologi

Det var ikke kun jorden, Hutton rettede sin opmærksomhed mod. Han havde længe studeret atmosfærens ændringer . Det samme bind, hvori hans Theory of the Earth optrådte, indeholdt også en Theory of Rain . Han hævdede, at mængden af ​​fugt, som luften kan holde i opløsning, stiger med temperaturen, og derfor, på blandingen af ​​to luftmasser med forskellige temperaturer, skal en del af fugten kondenseres og fremstå i synlig form. Han undersøgte de tilgængelige data vedrørende nedbør og klima i forskellige regioner på kloden og kom til den konklusion, at nedbøren er reguleret af luftens fugtighed på den ene side og blanding af forskellige luftstrømme i den højere atmosfære på den anden side. .

Jorden som et levende væsen

Hutton lærte, at biologiske og geologiske processer er indbyrdes forbundne. James Lovelock , der udviklede Gaia-hypotesen i 1970'erne, citerer Hutton for at sige, at Jorden var en superorganisme , og at dens rette undersøgelse burde være fysiologi. Lovelock skriver, at Huttons syn på Jorden blev afvist på grund af den intense reduktionisme blandt 1800-tallets videnskabsmænd.

Udvikling

Hutton gik også ind for uniformitarisme for levende væsner – evolution , på en måde  – og foreslog endda naturlig udvælgelse som en mulig mekanisme, der påvirker dem:

...hvis et organiseret legeme ikke er i den situation og de omstændigheder, der er bedst tilpasset dets næring og udbredelse, så må vi, når vi udtænker en ubestemt variation blandt individerne af den art, være sikre på, at på den ene side dem, som afviger mest fra den bedst tilpassede forfatning, vil være mest udsat for at gå til grunde, mens på den anden side de organiserede organer, som mest nærmer sig den bedste forfatning for de nuværende omstændigheder, vil være bedst tilpasset til at fortsætte med at bevare sig selv og multiplicere individerne af deres race. – Undersøgelse af vidensprincipperne , bind 2.

Hutton gav eksemplet, at hvor hunde overlevede gennem "hurtig fod og hurtig syn... ville de mest defekte med hensyn til de nødvendige egenskaber være de mest udsatte for at gå til grunde, og at de, der brugte dem i den største perfektion... ville være dem, der ville blive, for at bevare sig selv og fortsætte kapløbet." Ligeledes, hvis en akut lugtesans blev "mere nødvendig for dyrets næring... ville det samme princip ændre dyrets kvaliteter og... producere en race af velduftende hunde i stedet for dem, der fanger deres bytte ved hurtighed". Det samme "variationsprincip" ville påvirke "enhver planteart, uanset om den vokser i en skov eller en eng". Han kom til sine ideer som et resultat af eksperimenter i plante- og dyreavl , hvoraf nogle han skitserede i et upubliceret manuskript, Elements of Agriculture . Han skelnede mellem arvelig variation som følge af avl og ikke-arvelige variationer forårsaget af miljøforskelle som jordbund og klima.

Selvom han så sit "variationsprincip" som en forklaring på udviklingen af ​​​​varianter, afviste Hutton ideen om, at evolution kunne stamme fra arter som en "romantisk fantasi", ifølge palæoklimatolog Paul Pearson. Påvirket af deisme troede Hutton, at mekanismen gjorde det muligt for arter at danne sorter, der var bedre tilpasset særlige forhold, og gav bevis for et velgørende design i naturen. Studier af Charles Darwins notesbøger har vist, at Darwin hver for sig nåede frem til ideen om naturlig udvælgelse , som han fremsatte i sin bog fra 1859 On the Origin of Species , men det er blevet spekuleret i, at han havde en halvglemt hukommelse fra sin tid som en studerende i Edinburgh af ideer om udvælgelse i naturen som beskrevet af Hutton, og af William Charles Wells og Patrick Matthew , der begge havde været forbundet med byen, før de udgav deres ideer om emnet tidligt i det 19. århundrede.

Arbejder

Anerkendelse

Gadeskilt i Kings Buildings-komplekset i Edinburgh til minde om James Hutton

Se også

Referencer

Yderligere læsning

eksterne links