岩石形成的奥秘
“水成派”
18世纪中期,地质学开始由思辨诉诸经验与观察。英国地质学会甚至将“收集实证材料而不急于构建理论”作为学会的宗旨。在这种注重实证的学术背景下,地质学出现了以德国地质学家维尔纳为代表的“水成说学派”和以英国地质学家赫顿为代表的火成说学派。
维尔纳于1791年系统地阐述了水成说理论。他认为,在地球生成的初期,表面被原始海洋所掩盖,溶解在其中的矿物质通过结晶,逐渐形成了岩层。维尔纳并不否定热力的作用,但他认为地下的热,如火山,是煤的燃烧引起的,只是一种较晚的、辅助性的地质力量。人们称他的观点为“水成派”。
“火成派”
以英国地质学家赫顿为代表的一些科学家们提出与“水成派”针锋相对的观点,即用自然过程来解释地球的历史,并在1795年系统论述了火成说理论。他们认为花岗岩等岩石不可能是在水里产生的,而是与地下的岩浆作用有关,是由高温的岩浆冷却结晶而成。
赫顿并不完全否定水的作用,但他认为河水只是把风化了的岩石碎屑冲到海里才逐渐积累,形成石砾、沙土和泥土。赫顿认为地球既没有开始,也没有结束,同时他还认为维尔纳的原始海洋的观点没有根据。
水火之争
由于赫顿的地球永恒性观点违反了传统宗教观念,因此“水成说”在初始时占据了上风,英国地质学会的大部分会员也赞成维尔纳的观点。但由于“火成说”不断得到观察和实验的证实、补充,人们开始转而支持“火成说”。
在争论的过程中,各学派倾向于用各自观察到的经验证据来支持自己的地质理论。
最后,在英国爱丁堡召开的一次国际学术会议中,这两个学派在附近的火山脚下,对那里的地层结构成因展开了激烈的现场辩论。
由于两派都以偏概全,只相信自己,导致了双方互相攻击和谩骂,最后竟然拳打脚踢,演出了科学史上少有的科学家用武力解决学术问题的闹剧。“水成派”与“火成派”一直争论了几十年,史称“水火之争”。
直至1830年,英国自然科学家莱伊尔将岩石分为水成岩类、火山岩类、深成岩类和变质岩类,其中深成岩类包括花岗岩和片麻岩类。至此,水火之争才告一段落。