История Земли в 25 камнях: Геологические тайны и люди, их разгадавшие - Дональд Протеро Страница 11

стал юристом. Однако в качестве ученика юриста он нередко вместо копирования документов развлекал своих коллег химическими экспериментами. Вместе со своим другом Джеймсом Дэви он интересовался производством аммониевой соли (то есть хлорида аммония, NH4Cl) из угольной сажи. В результате еще до окончания первого года учебы Хаттон отказался от юриспруденции, обратившись к изучению медицины, поскольку в то время это был единственный способ изучать химию или любую иную естественную науку. Он провел три года в Эдинбургском университете, затем два года в Париже и получил медицинскую степень в Голландии в сентябре 1749 г. (Отъезд в Париж помимо прочего помог ему избежать скандала в Шотландии: он стал отцом внебрачного ребенка.)

Рис. 4.1 Портрет Джеймса Хаттона (Геттона). Источник: Wikimedia Сommons

Однако медицинская практика не привлекала Хаттона. Его сотрудничество с Дэви в разработке недорогого метода производства хлорида аммония оказалось успешным, и это прибыльное дело позволило Хаттону заняться управлением семейными угодьями – в частности, фермой Слайхаузиз в Бервикшире. Он использовал свои знания, чтобы эффективно экспериментировать с новейшими сельскохозяйственными технологиями. Расчистка ландшафта, рытье канав и дренажные работы приводили к появлению множества свежих срезов местных коренных пород, которые притягивали его внимание. В 1753 г. он писал, что «очень полюбил изучать поверхность земли и с тревожным любопытством заглядывал во все ямы, канавы и речные русла, попадавшиеся ему на пути». К 1765 г. хозяйство и компания по производству хлорида аммония процветали, и у Хаттона было достаточно средств, чтобы в 1768 г. сдать ферму в аренду. Тогда он вернулся в Эдинбург, решив заниматься наукой.

Благодаря отцовскому наследству и доходу, получаемому от ферм и от производства хлорида аммония, Хаттону не приходилось зарабатывать на жизнь. В результате у него оставалось много свободного времени для общения со своими друзьями, прежде всего с Адамом Смитом и Джозефом Блэком. Вместе они создали еще одно дискуссионное общество – «Устричный клуб», собираясь каждую пятницу в два часа дня, причем всякий раз в новой таверне, поскольку эти встречи часто привлекали слишком большое внимание. В своем кругу они обсуждали искусство, архитектуру, философию, политику, физику и экономику, рассказывали о собственных проектах. По словам Хаттона, дискуссии были «неформальными и забавными, несмотря на их большую ученость». Среди участников встреч были Джеймс Уатт и Джон Плейфер, математик, сделавшийся главным сторонником Хаттона среди геологов, а также многие другие ученые и натуралисты из университета. Почетным гостем стал побывавший в Эдинбурге Бенджамин Франклин. Один швейцарский химик, посетивший город, так охарактеризовал «Устричный клуб»: «У нас здесь есть клуб, состоящий только из философов. К нему принадлежат доктора Адам Смит, Хаттон, Каллен, Блэк, мистер Макгоуэн, и я тоже его член. Таким вот образом раз в неделю я оказываюсь в самой просвещенной и приятной, веселой и дружеской компании».

Униформизм

Как состоятельный землевладелец, вникавший в сельское хозяйство, Хаттон совершенствовал ведение работ в семейных поместьях, расположенных на юго-востоке Шотландии. Он изучал, как формируются почвы, разрушаются осадочные породы и накапливаются слои отложений, когда реки несут их в море. Благодаря этому ученый получил представление о выветривании горных пород и о том, как медленно формируются и откладываются осадочные породы. Он побывал у древнеримского укрепления недалеко от шотландско-английской границы, известного как Вал Адриана (рис. 4.2), и обратил внимание на то, что сооружение не особо подверглось выветриванию и практически не разрушилось более чем за 1600 лет с момента постройки в 122–128 гг. н. э. Процесс выветривания целых горных хребтов, понял тогда Хаттон, должен занимать несравненно больший срок.

Рис. 4.2 Когда Хаттон побывал у Вала Адриана в 1770-х гг., укрепление еще не разрушилось и не слишком изменилось за годы существования, хотя со времени его строительства в начале II в. прошло свыше 1600 лет. Это убедило Хаттона в том, что процессы, разрушающие целые горы, должны идти крайне медленно. Фото автора

Хаттон посвящал свое время чтению научной литературы и много путешествовал, осматривая выходы горных пород и наблюдая за ходом природных процессов. Используя основной принцип закона природы, которому следовали все ученые эпохи Просвещения, он применил этот подход и к Земле. По его мнению, сверхъестественные катастрофы – такие как библейский Всемирный потоп, – бесполезны в качестве научных объяснений, потому что их нельзя проверить с помощью природных законов или фактов. Хаттон отказался от теории катастроф (катастрофизма) и утверждал, что те природные законы и процессы, которые действуют в настоящем, должны были действовать и в прошлом. Эту мысль часто называют принципом униформизма, а геолог Арчибальд Гейки сформулировал его как «Настоящее – ключ к прошлому». Идеи Хаттона, в том числе принцип униформизма, были впервые официально представлены Эдинбургскому королевскому обществу в 1785 г. А в 1788 г. в «Трудах Эдинбургского королевского общества» были напечатаны две его статьи под общим названием «Теория Земли, или Исследование законов, наблюдаемых в образовании, растворении и восстановлении суши на планете». Наконец, в 1795 г. он опубликовал полностью свой двухтомный труд «Теория Земли».

Ошеломляющие идеи Хаттона решительно опережали его время. К концу XVIII в. ученые многое знали о горных породах, пластах и окаменелостях, однако общей геологической теории еще не существовало. В частности, ее появлению препятствовало все еще широко распространенное представление о том, что Земля появилась около 6000 лет назад – в соответствии с интерпретацией книги Бытия, предложенной Ашшером и Лайтфутом. Некоторые геологи считали, что осадочные породы образовались, когда из вод Всемирного потопа осело в огромном количестве минеральное вещество. Многие ученые осознавали важность разрушительных процессов эрозии, однако аналогичного объяснения для поднятия и образования ландшафта не существовало.

Самое глубокое представление о времени, которое должен был занять такой процесс, Хаттон получил, обнаружив в береговых обнажениях явление, известное сейчас под названием углового стратиграфического несогласия (рис. 4.3). Угловое несогласие стало для Хаттона доказательством огромного возраста Земли. Он увидел, что наклонные слои, обнажающиеся в нижней части обрывов, были некогда отложены горизонтально в русле водного потока или на дне океана, затвердели в виде песчаников и глинистых сланцев, а затем приняли вертикальное положение под действием каких-то чрезвычайно мощных сил. Отчетливо выраженная эрозионная поверхность, срезающая эти нижние наклонные пласты, вероятно, была результатом их поднятия в горные хребты с последующим выветриванием и разрушением в течение миллионов лет. Наконец, горизонтальные пласты в верхней части наблюдаемых обнажений представляют собой еще одно длительное послойное накопление отложений на дне реки или океана, которое также заняло миллионы лет, если принять современные скорости осадкообразования. С учетом всего вместе взятого любое отдельное угловое несогласие должно было соответствовать как минимум миллионам лет, а не тем 6 тысячам, о которых говорит Библия.