Ιστορία της γεωλογίας

Η ιστορία της γεωλογίας αφορά την ανάπτυξη της φυσικής επιστήμης της γεωλογίας. Η γεωλογία είναι η επιστημονική μελέτη της προελεύσεως, της εξελίξεως και της σημερινής φυσικής επιφάνειας και του εσωτερικού της Γης.

 Κάποιες από τις πρώτες γεωλογικές απορίες σχετίζονταν με τη προέλευση της Γης. Οι αρχαίοι Έλληνες ανέπτυξαν μερικές θεμελιώδεις γεωλογικές έννοιες σχετικώς με αυτή. Τον 4ο αιώνα π.Χ. ο Αριστοτέλης διετύπωσε επιπλέον παρατηρήσεις σχετικώς με τον πολυ αργό ρυθμό των γεωλογικών μεταβολών, ώστε αυτές να μην μπορούν να γίνουν αντιληπτές στη διάρκεια του βίου ενός ανθρώπου, και σχετικώς με τη σύσταση του εδάφους. Ωστόσο, ο διάδοχος του Αριστοτέλους στο «Λύκειον», ο φιλόσοφος Θεόφραστος από τη Λέσβο, ήταν εκείνος που σημείωσε τη μεγαλύτερη πρόοδο κατά την αρχαιότητα, με το έργο του Περί λίθων. Σε αυτό περιγράφει πολλά ορυκτά και μεταλλεύματα, τόσο από τοπικά ορυχεία όπως αυτά του Λαυρίου, όσο και από μακρύτερα. Επίσης περιέγραψε τύπους μαρμάρου και δομικών υλικών, όπως ο ασβεστόλιθος, ενώ επεχείρησε μια πρώτη ταξινόμηση των ιδιοτήτων των ορυκτών, όπως η σκληρότητά τους. Αρκετά αργότερα, ο Πλίνιος ο Πρεσβύτερος έδωσε μια πολύ εκτεταμένη περιγραφή πολλών ορυκτών και μετάλλων που είχαν τότε πρακτικές χρήσεις. Ο Πλίνιος ήταν ένας από τους πρώτους που βρήκε την αληθινή προέλευση του ηλέκτρου, ως μιας απολιθωμένης ρητίνης από δένδρα, παρατηρώντας έντομα παγιδευμένα μέσα σε κάποια τεμάχια. Επιπλέον έθεσε τις βάσεις της κρυσταλλογραφίας, αναγνωρίζοντας την οκταεδρική δομή των διαμαντιών. Ο Αλ-Μπιρούνι (973-1048 μ.Χ.) ήταν πρωτοπόρος της γεωλογίας, καθώς μεταξύ των έργων του συγκαταλέγονται τα πρώτα κείμενα για τη γεωλογία της Ινδίας, με την υπόθεση ότι η Ινδική υποήπειρος υπήρξε κάποτε θάλασσα.Ο «πολυεπιστήμονας» Αβικέννας (981-1037) συνεισέφερε σημαντικά και στο πεδίο της γεωλογίας. Στο Β΄ μέρος του έργου του Kitab al-Shifa (= «Βιβλίο της ιάσεως») υπάρχει σχόλιο των Μετεωρολογικών σε 6 κεφάλαια, όπου ασχολείται με τη δημιουργία των βουνών, τον ρόλο τους στον σχηματισμό των νεφών, τις πηγές του νερού, την αιτία των σεισμών, τη δημιουργία των ορυκτών και την ποικιλομορφία των εδαφικών μορφών στη γήινη επιφάνεια. Στην Κίνα ο φυσιοδίφης Σεν Κούο (1031-1095) ήταν ένας από τους πρώτους που διατύπωσαν μια θεωρία γεωμορφολογίας. Αυτή βασίσθηκε στις παρατηρήσεις του σχετικώς με την ανύψωση του εδάφους στις κοίτες ποταμών δια της εναποθέσεως ιζημάτων, με τη διάβρωση των εδαφών και με την εύρεση θαλάσσιων απολιθωμάτων στα όρη Ταϊχάνγκ, πολλές εκατοντάδες χιλιόμετρα μακριά από την θάλασσα. Διετύπωσε επίσης μια θεωρία περί βαθμιαίας μεταβολής του κλίματος, μετά την ανακάλυψη καλά διατηρημένων απολιθωμένων μπαμπού στο υπέδαφος κοντά στη σημερινή πόλη Γιανάν, στο ξηρό και ψυχρό κλίμα της επαρχίας Σαανσί, που είναι σήμερα απαγορευτικό για τη ανάπτυξη τέτοιων φυτών. Καμιά άξια λόγου ανάπτυξη της γεωλογίας δεν έλαβε χώρα στην Ευρώπη πριν από το 1600 τουλάχιστον. Αλλά τον 17ο αιώνα διαπιστώθηκε ότι διαφορετικά χειρόγραφα της Βίβλου περιείχαν διαφορετικές εκδοχές του κειμένου της. Η μόνη κοινή αναφορά ήταν πως ο κατακλυσμός του Νώε είχε διαμορφώσει τη σημερινή γεωγραφία και γεωλογία της οικουμένης. Προκειμένου να αποδείξουν την αυθεντία της Βίβλου, κάποιοι μελετητές αισθάνθηκαν την ανάγκη να προσκομίσουν επιστημονικές αποδείξεις ότι ο μέγας Κατακλυσμός είχε συμβεί στην πραγματικότητα. Με αυτή την ενισχυμένη επιθυμία για δεδομένα, αυξήθηκαν οι παρατηρήσεις της συστάσεως της Γης, γεγονός που οδήγησε με τη σειρά του στην ανακάλυψη πολλών απολιθωμάτων. Μολονότι οι θεωρίες που προέκυψαν από αυτό το ενδιαφέρον συχνά στρεβλώνονταν έτσι ώστε να υποστηρίζουν την ιστορία του Κατακλυσμού, γεννήθηκε ένα πολύ μεγαλύτερο ενδιαφέρον για τη γεωλογία. Η πρώτη τέτοια θεωρία για την προέλευση της Γης που έγινε πλατύτερα αποδεκτή ήταν αυτή του ομώνυμου βιβλίου A New Theory of the Earth (1696), έργο του Γουίλιαμ Χουίστον, μετέπειτα καθηγητή στο Κέιμπριτζ. Σε αυτό, ο Χουίστον χρησιμοποίησε χριστιανική επιχειρηματολογία για να καταδείξει ότι ο μέγας Κατακλυσμός είχε πράγματι συμβεί και ότι αυτός είχε δημιουργήσει τα στρώματα πετρωμάτων στο υπέδαφος της Γης. Επινοήθηκαν πάντως πιο συστηματικές μέθοδοι ταυτοποιήσεως των γεωλογικών στρωμάτων. Σημαντικός πρωτοπόρος των απαρχών της σύγχρονης γεωλογίας υπήρξε ο Νικόλαος Στένο. Ο Στένο είχε μια κλασική παιδεία της εποχής του, ωστόσο το 1659 αμφισβήτησε σθεναρά τη μέχρι τότε αποδεκτή γνώση για τον φυσικό κόσμο. Το σημαντικότερο ίσως είναι ότι αμφισβήτησε την ιδέα ότι τα απολιθώματα αναπτύσσονται μέσα στο έδαφος, καθώς και τις συνηθισμένες τότε ερμηνείες σχετικώς με τη δημιουργία των πετρωμάτων. Οι έρευνές του και τα επακόλουθα συμπεράσματά του για τα θέματα αυτά τον καθιστούν έναν από τους ιδρυτές της σύγχρονης στρωματογραφίας και γεωλογίας. (Ο Στένο ήταν όχι απλώς πιστός Χριστιανός, αλλά έφθασε να γίνει και Ρωμαιοκαθολικός επίσκοπος.) Από τα μέσα του 18ου αιώνα, η αυξημένη οικονομική σημασία των εξορύξεων στην Ευρώπη κατέστησε ζωτικές τις ακριβείς γνώσεις για τα μεταλλεύματα και τα μέρη που αυτά βρίσκονται στη φύση. Πανεπιστημιακοί άρχισαν να μελετούν τη δομή και τη σύσταση της Γης με συστηματικό τρόπο, με ακριβείς συγκρίσεις και περιγραφές, ιδίως των μετάλλων, τα οποία άρχισαν να έχουν μεγάλη εμπορική αξία. Το 1774 ο Άμπραχαμ Γκότλομπ Βέρνερ δημοσίευσε το βιβλίο Von den äusserlichen Kennzeichen der Fossilien (= «Επί των εξωτερικών χαρακτηριστικών των ορυκτών»), που του απέφερε ευρεία αναγνώριση, καθώς παρουσίαζε ένα λεπτομερές σύστημα για την ταυτοποίηση συγκεκριμένων ορυκτών με βάση εξωτερικά χαρακτηριστικά. Οι παραγωγικότερες περιοχές για εξορύξεις μπορούσαν πλέον να προσδιορισθούν και τα σημαντικά μέταλλα να εξορυχθούν. Αυτή η ώθηση για οικονομικό κέρδος έφερε τη γεωλογία στο προσκήνιο και την κατέστησε δημοφιλές αντικείμενο σπουδών. Τον ίδιο αιώνα, οι αποκλίσεις ανάμεσα στις αποδεκτές θρησκευτικές ερμηνείες για την ιστορία της Γης και τις παρατηρήσεις έγιναν και πάλι αγαπητό θέμα συζητήσεων στην ευρωπαϊκή κοινωνία. Το 1749 ο Γάλλος φυσιοδίφης Μπυφόν δημοσίευσε τον πρώτο τόμο της Φυσικής Ιστορίας του, στην οποία επέκρινε τις «βιβλικού τύπου» ερμηνείες του Χουίστον και άλλων σχετικώς με την ιστορία του πλανήτη μας. Μετά από πειράματα με ψυχόμενες σφαίρες, βρήκε ότι η ηλικία της Γης δεν ήταν μόνο 4.000 ή 5.500 έτη, όπως προέκυπτε από τη Βίβλο, αλλά 75.000 έτη. Επίσης, ο Γερμανός φιλόσοφος Ιμμάνουελ Καντ περιέγραψε το 1755 το ίδιο θέμα χωρίς αναφορά σε Θεό ή στη Βίβλο, στο βιβλίο του Γενική Φυσική ιστορία και Θεωρία των Ουρανών (Allgemeine Naturgeschichte und Theorie des Himmels). Από τα έργα αυτών και άλλων αξιοσέβαστων ανθρώπων, έγινε αποδεκτή από τα μέσα του 18ου αιώνα η αμφισβήτηση της ηλικίας της Γης. Αυτό αντιπροσώπευε ένα ορόσημο στη μελέτη του πλανήτη, καθώς ήταν πλέον δυνατή από επιστημονικής πλευράς, χωρίς θεολογικές προκαταλήψεις. Με την εφαρμογή επιστημονικών μεθόδων, η γεωλογία έγινε διακριτό πεδίο μελέτης στις φυσικές επιστήμες. Ο ίδιος ο όρος «γεωλογία» χρησιμοποιήθηκε για πρώτη φορά με τη σημερινή έννοια ακριβώς εκείνη την περίοδο, στη γαλλική γλώσσα, από δύο φυσιοδίφες της Γενεύης, τους Ζαν-Αντρέ Ντελύκ και Οράς-Μπενεντίκτ ντε Σωσύρ. Ωστόσο δεν διαδόθηκε ευρύτερα, μέχρι που υιοθετήθηκε από την εμβληματική Encyclopédie, που άρχισε να δημοσιεύεται το 1751 από τον Ντενί Ντιντερό. Από τότε που ο όρος καθιερώθηκε να σημαίνει τη μελέτη της Γης και της εξελίξεώς της, η γεωλογία αναγνωρίσθηκε βαθμιαία γενικότερα ως μια ξεχωριστή επιστήμη, που ήταν δυνατό να διδαχθεί σε εκπαιδευτικά ιδρύματα. Το 1741 το γνωστότερο τότε διεθνώς ίδρυμα στο πεδίο της φυσικής ιστορίας, το Εθνικό Μουσείο Φυσικής Ιστορίας στη Γαλλία, δημιούργησε την πρώτη θέση διδασκαλίας ειδικά για τη γεωλογία. Αυτό το γεγονός ήταν ένα σημαντικό βήμα για την περαιτέρω προαγωγή της γνώσεως της γεωλογίας ως επιστήμης και για την αναγνώριση της αξίας που είχε η ευρεία διάδοση μιας τέτοιας γνώσεως. Κατά τη δεκαετία του 1770 η χημεία άρχισε να έχει κεντρικό ρόλο στη θεωρητική θεμελίωση της γεωλογίας και δύο αντίθετες θεωρίες εμφανίσθηκαν, η καθεμιά με φανατικούς υποστηρικτές, ως προς την ερμηνεία της δημιουργίας των στρωμάτων των πετρωμάτων: Η μία θεωρία πρότεινε ότι μια γενική πλημμύρα, ίσως παρόμοια με τον βιβλικό Κατακλυσμό, είχε δημιουργήσει όλα τα γεωλογικά στρώματα. Η θεωρία επεξέτεινε χημικές θεωρίες που αναπτύσσονταν ήδη από τον 17ο αιώνα και κυριότεροι υποστηρικτές της ήταν ο Σκωτσέζος Τζων Γουόκερ, ο Σουηδός Γιόχαν Γκότσαλκ Βαλέριους και ο Γερμανός Άμπραχαμ Γκότλομπ Βέρνερ. Ιδίως ο Βέρνερ άσκησε μεγάλη επίδραση διεθνώς περί το 1800. Υπεστήριζε ότι τα πετρώματα, όπως ο βασάλτης και ο γρανίτης, είχαν σχηματισθεί ως καθιζήματα από έναν αρχέγονο ωκεανό που κάλυπτε ολόκληρη την επιφάνεια της Γης. Οι ακόλουθοι αυτής της θεωρίας ήταν γνωστοί ως «ποσειδωνιστές», από το όνομα του αρχαίου θεού της θάλασσας. Οι ποσειδωνιστές κυριαρχούσαν στα τέλη του 18ου αιώνα, ιδίως μεταξύ των όσων είχαν χημική παιδεία. Η άλλη θεωρία είχε τις απαρχές της παλαιότερα, από τα μέσα του 18ου αιώνα, οπότε μερικοί φυσιοδίφες όπως ο Μπυφόν είχαν υποστηρίξει ότι τα στρώματα των πετρωμάτων είχαν σχηματισθεί από θέρμανση/φωτιά. Η θέση αυτή τροποποιήθηκε και επεκτάθηκε κατά τη δεκαετία του 1780 από τον Σκωτσέζο φυσιοδίφη Τζέιμς Χάτον, που την υπεστήριξε εναντίον του «ποσειδωνισμού». Οι ακόλουθοί του αναφέρονταν στην άποψή τους ως «πλουτωνισμό». Υπεστήριζαν τη διαμόρφωση της Γης από τη βαθμιαία στερεοποίηση μιας τηγμένης μάζας με αργούς ρυθμούς, σε όλη τη διάρκεια της ιστορίας της Γης και στο παρόν. Αυτό οδήγησε τον Χάτον στο συμπέρασμα πως η Γη είχε τεράστια, μη μετρήσιμη ηλικία, που ήταν αδύνατο να εξηγηθεί μέσα στα όρια που προέκυπταν με βάση τη Βίβλο. Οι πλουτωνιστές πίστευαν ότι η ηφαιστειακή δράση ήταν ο βασικός παράγοντας σχηματισμού των πετρωμάτων, και όχι τα νερά μιας παγκόσμιας πλημμύρας. Ιστορία της επιστήμης «Early Geology» στη ραδιοφωνική εκπομπή του BBC In Our Time