石头算得上是我们生活中最普通的东西,随处可见,很少有人真正去留意它们。不知道你有没有想过:石头究竟是如何形成的?对于这样一个看似极其简单的问题,在地质学史上曾经掀起过“水火不容”的激烈纷争。
在人们认识世界的过程中,当科学还没有成为一种有效的工具时,很多人试图从传说中寻找答案。关于岩石的成因,很多学者一开始就是从传说中的大洪水来研究的,如女娲补天、大禹治水、诺亚方舟等,在诸多古代文明中都出现过类似的传说,只是关于洪水灾害发生的时间不同而已。尽管传说扑朔迷离,亦幻亦真,但仍有很多人坚信不疑,并努力从传说中寻找科学的答案。
在回答“万物的本源是什么”这个哲学问题时,古希腊著名的思想家、科学家和哲学家泰勒斯提出,水是世界的本源。泰勒斯极度崇尚水,他在对埃及尼罗河水每年的涨退记录进行研究后发现,每次洪水退去都会留下肥沃的淤泥,还有无数的幼虫。于是,泰勒斯得出了这样的结论:“万物源于水。”即水是世界初始的基本元素,地球也是漂浮于水上的。按照他的观点,地球的岩石也是由水生成的。
后来,古希腊又出现了一位名叫赫拉克利特的著名哲学家。他认为,万物的本源是火,世界万物都是由火产生的,即使万物消亡,也要复归于火。从他的观点来看,地球的岩石应该也是由火生成的。
伍德沃德(1665—1728年)是英国格雷山姆学院的一位医学教授,也是一位地质学家。在1695年出版的《地球自然历史试探》一书中,伍德沃德以传说的摩西洪水说为依据论证了水成作用。
他认为,洪水曾经把地球冲击得分崩离析,地表的岩石、土壤以及各种杂物都被冲垮,所形成的汪洋大海就是一片包含着各种物质的混合物。当洪水退去后,这些物质慢慢沉淀,现在的地层也是从洪水中沉积下来的,重的物质沉淀到底层,轻的东西沉淀在上层,之所以还能在高山上发现海洋生物的化石,正是由于它们比较轻。
安东·拉扎罗·莫罗(1687—1764年)是意大利威尼斯一所修道院的院长。他认为,地质变化的原因在于地球内部熔岩的运动,正是由于熔岩的运动,引起了火山爆发;待熔岩冷却之后,包裹着其中的生物遗骸堆积成了新的岩层;所以,高山上发现的海洋生物化石并不是洪水造成的,而是火山作用的结果。
英国著名的化学家波义耳曾发现,盐能从溶液中结晶出来,这为德国弗赖贝格矿业学院的亚伯拉罕·戈特洛布·维尔纳(1749—1817年)教授的新观点提供了理论支撑。维尔纳出生于矿业家族,从小就对矿物学产生了浓厚的兴趣,他不仅狂热地收藏各种矿物,还对岩石进行过深入研究。通过对岩石的观察,维尔纳认为,地球上所有的岩石都是从大洋深处“结晶”或“沉淀”出来的。
这就是所谓的“水成”观点,该观点支持的理论便是“水成论”。
1726年,在苏格兰一户富裕的家庭里,一位名叫詹姆斯·赫顿(1726—1797年)的男孩诞生了。这是一位怪人,他在少年时期就表现得与众不同。最初,他喜欢的是医学,学了不久就心生厌倦而改学农学。在继承了父亲的一座农场之后,赫顿有了大量的时间到野外进行观察;于是,他对地质学表现出了极大的兴趣,经常好奇地观察见到的每一个洼坑、沟谷和河床。
最终,赫顿将自己的目光盯在了地球的岩石上。到了晚年,赫顿最终自学成才,取得了丰硕的成果。
1785年,年近60岁的赫顿在苏格兰高地的凯恩戈姆山进行考察时发现,这里的花岗岩呈岩脉状,具有从一个大岩体向外侵入围岩的分枝,围绕着花岗岩的围岩石灰岩还出现了变质现象。这表明,当时的花岗岩是在上覆岩层形成以后才侵入的。也就是说,花岗岩的年龄应该比围岩年轻,而且这里出现了熔融现象。这说明,花岗岩是炽热的熔岩冷却之后形成的,而不是从水中结晶出来的。这与当时流行的“水成论”明显不符。