Charles Lyell

Elämäkerta

Lyell syntyi Skotlannin Kinnordyssä, noin yhdeksän kilometriä pohjoiseen Dundeesta. Hän oli kymmenlapsisen perheen esikoinen. Suurimman osan lapsuudestaan hän kuitenkin asui Bartley Lodgessa, Englannissa.
Lyellin isä, jonka etunimi myös oli Charles, oli lakimies ja kasvitieteilijä, mutta ei kovin kuuluisa; hän kuitenkin ensimmäisenä perehdytti poikansa luonnontieteisiin.
Lyell aloitti opintonsa Oxfordin yliopiston Exeter Collegessa vuonna 1816, ja hän kuunteli William Bucklandin luentoja. Hän suoritti Bachelor of Arts-tutkinnon klassisissa aineissa joulu­kuussa 1819 ja Master of Arts -tutkinnon vuonna 1821. Tutkintonsa suori­tet­tuaan hän toimi laki­miehen ammatissa ja liittyi Lincoln's Inniin vuonna 1820. Hän teki laajan kierto­matkan Englannin maa­seudulla ja saattoi tällöin havaita geologisia ilmiöitä. Vuonna 1821 hän alkoi seurata Robert Jamesonin luentoja Edinburghissa ja tapasi Gideon Mantellin Lewesissä, Sussexissa. Vuonna 1823 Geological Society valitsi hänet apulais­sihteerikseen. Kun hänen näkönsä alkoi heikentyä, hän ryhtyi täysi­päiväisenä ammattinaan tutkimaan geologiaa. Hänen ensimmäinen tutkimuksensa oli On a recent formation of freshwater limestone in Forfarshire ("Kalkkikiven äskeisestä muodostumisesta makeassa vedessä Fortsfarshiressä"), joka julkaistiin vuonna 1822. Vuonna 1827 hän lopetti työnsä laki­miehenä ja aloitti uransa geologina, mikä johti hänet kuuluisuuteen ja teki James Huttonin muutamaa vuosi­kymmentä aikaisemmin esittämän uniformi­taria­nismin yleisesti hyväksytyksi.
Vuonna 1832 Lyell meni naimisiin Mary Hornerin kanssa, joka oli Leonard Hornerin (1785–1864) tytär. Myös Horner oli Geological Society of Londonin jäsen. Pari vietti kuherrus­kuu­kautensa Sveitsissä ja Italiassa, ja myös silloin Lyell perehtyi näiden seutujen geo­logisiin muodostumiin.
Lyell matkusti 1840-luvulla Yhdysvaltoihin ja Kanadaan ja kirjoitti kaksi suosituksi tullutta matka­kirjaa, jotka käsittelivät myös geologiaa: Travels in North America (1845) ja A Second Visit to the United States (1849). Chicagon suuren palon jälkeen Lyell oli yksi ensimmäisistä, joka lahjoitti kirjoja avustaakseen Chicagon yleistä kirjastoa. Vuonna 1866 hänet valittiin ulkomaalaisena jäsenenä Ruotsin kuninkaalliseen tiedeakatemiaan. Hän sai Royal Societyn Copley-mitalin vuonna 1858 ja Geological Societyn Wollaston-mitalin vuonna 1866.
Lyell lyötiin ritariksi arvonimellä Knigth Bachelor, ja myöhemmin hän sai perinnöllisen baronetin arvon.
Lyellin vaimo kuoli vuonna 1873, ja kaksi vuotta myöhemmin Lyell itse kuoli saamatta valmiiksi kahdetta­toista, tarkistettua painosta teoksestaan Principles. Hänet haudattiin Westminster Abbeyyn.

Ura ja tärkeimmät teokset

Lyell oli kotoisin varakkaasta perheestä. Hän toimi 1820-luvulla lyhyen aikaa lakimiehenä, ja hänet nimitettiin King's College Londonin geologian professoriksi 1830-luvulla. Vuodesta 1830 lähtien hänen kirjansa toivat hänelle sekä tuloja että kuuluisuutta. Jokainen hänen kolmesta suurimmasta teoksestaan oli jatkuvasti kehityksen kohteena. Niistä kaikista julkaistiin hänen elin­aikanaan useita painoksia, joskin monet hänen ystävistään, muun muassa Darwin, pitivät Principles of Geology-teoksen ensimmäistä painosta parhaana.
 Jokaiseen uuteen painokseen Lyell lisäsi aineistoa, järjesti niissä ennestään ollutta aineistoa uudestaan ja tarkisti vanhat johtopäätökset tuoreemman tiedon valossa.
Principles of Geology ("Geologian perusteet"), Lyellin ensimmäinen kirja, oli niistä myös kuuluisin, vaikutus­valtaisin ja tärkein. Sen ensimmäinen painos julkaistiin kolmessa osassa vuosina 1830–1833, teki Lyellin tunnetuksi geologian teorian merkittävänä kehittäjänä. Siinä hän esitti uniformi­taria­nismin opit. Kirja oli yhteenveto havainnoista, jotka hän itse oli tehnyt matkoillaan.
Teoksen keskeinen väite oli, että "nykyisyys on menneisyyden avain" – skotlantilaiselta valistukselta periytynyt käsitys, jonka David Hume oli esittänyt muodossa "Kaikki päätelmät kokemuksesta viittaavat siihen... että tulevaisuus muistuttaa menneisyyttä" ja James Hutton vuonna 1877 muodossa "Sen perustella, mikä on todella ollut, on riittävästi tietoa, jotta voidaan tehdä päätelmiä siitä, mitä myöhemmin tulee tapahtumaan. Kaukaisesta menneisyydestä peräisin olevat geo­logiset jäänteet voidaan ja pitää selittää viittaamalla geologisiin prosesseihin, jotka nytkin ovat meneillään, ja siten suoraan havaittavissa. Lyellin tulkinta, jonka mukaan geologiset muutokset syntyvät kasautumalla pienistä muutoksista erittäin pitkien ajan­jaksojen kuluessa, vaikutti suuresti nuoreen Charles Darwiniin. Lyell pyysi Robert FitzRoytä, HMS Beaglen kapteenia, etsimään tämän laivan toisella matkalla säännöttömiä lohkareita, ja juuri ennen matkalle lähtöä FitzRoy antoi Darwinille Lyellin Principles-teoksen ensimmäisen osan. Kun Beagle teki ensimmäisen pysähdyksensä Santiagon luona Kap Verden saarilla, Darwin löysi kalliomuodostumia, jotka "Lyellin silmin katsottuina" antoivat hänelle kumouksellisen näkemyksen saaren geologisesta historiasta, ja tätä näkemystä hän sovelsi koko matkan ajan.
Ollessaan Etelä-Amerikassa Darwin sai haltuunsa teoksen toisen osan, joka käsitteli joitakin piirteitä Lamarckin ajatuksista. Lyell hylkäsi Lamarckin ajatuksen orgaanisesta evoluutiosta ja ehdotti sen sijaan "luomisen keskuksia" selittääkseen lajien levinneisyyden eri alueille. Kuitenkin, kuten jäljempänä ilmenee, monet hänen kirjeensä osoittivat, että hänen mielensä oli avoin käsitykselle evoluutiosta. Geologiaa koskevat ajatuksensa Darwin sai pitkälti Lyelliltä, ja hän itse esitti itse omia, Lyellin uniformitarianismiin perustuvia teorioista muun muassa atollien muodostumisesta. Beaglen palattua Englantiin loka­kuussa 1836 Lyell kutsui Darwinin päivälliselle, ja siitä lähtien he olivat läheisiä ystävyksiä. Vaikka Darwin otti puheeksi omat evoluutiota koskevat ajatuksensa vuonna 1842, Lyell hylkäsi evoluutio­teorian edelleen Principles-teoksen yhdeksässä ensimmäisessä painoksessa. Hän kuitenkin rohkaisi Darwinia julkaisemaan teoriansa, ja kun Lajien synty vuonna 1859 oli julkaistu, Lyell itse asettui laimeasti tukemaan evoluutiota Principles-teoksen 10. painoksessa.
Elements of Geology ("Geologian alkeet") oli alun perin tarkoitettu osaksi Principles of Geology -teoksen neljättä painosta ja samalla sopivaksi kenttä­oppaaksi geologian opiskelijoille.
Sen eri aikakausilta peräisin olleiden geologisten muodostumien systemaattinen kuvaus laajeni kuitenkin siinä määrin, että vuonna 1838 Lyell päätti julkaista sen erillisenä teoksena. Kirjasta julkaistiin kuusi painoksia, joista myöhemmät olivat kaksiosaisia, eikä niitä enää voitu pitää sellaisena halpana, kannettavana käsi­­kirjana, jollaiseksi Lyell ensin oli teoksen ajatellut. Sen vuoksi Lyell laatikin teoksesta myöhemmin lyhennelmän Student's elements of Geology, joka soveltui paremmin teoksen alku­peräiseen tarkoitukseen.
Teos Geological Evidences of the Antiquity of Man ("Geologiset todisteet ihmisen muinaisuudesta") sisälsi yhteenvedon Lyellin näkemyksestä kolmesta teemasta, jotka koskivat Maan historian kvartääri­kautta: jäätiköistä, evoluutiosta ja ihmis­suvun iästä. Teos julkaistiin ensimmäisen vuonna 1863,
ja jo samana vuonna siitä julkaistiin kolme painosta sekä vielä neljäs vuonna 1873. Kirjaa pidettiin laajalti pettymyksenä, koska Lyell käsitteli evoluutiota epä­määräisellä tavalla. Vakaumuksellisena kristittynä Lyellin oli hyvin vaikea sovittaa uskoaan yhteen luonnon­valinnan ajatuksen kanssa.

Tieteelliset saavutukset

Lyellin saavutukset geologian alalla ulottuivat tulivuorista ja geologisesta dynamiikasta stratigrafiaan, paleontologiaan ja glasiologian sekä edelleen aiheisiin, jotka nykyisin katsottaisiin esi­historialli­sen arkeologiaan ja paleoantropologiaan kuuluviksi. Parhaiten hänen kuitenkin muistetaan siitä, että hän teki uniformi­taria­nismin yleisesti tunnetuksi.

Uniformitarianismi

Lyellin moniosainen teos Principles of Geology julkaistiin vuosina 1830–1833. Teoksen alaotsikkona oli An attempt to explain the former changes of the Earth's surface by references to causes now in operation ("Yritys selittää Maan pinnan aikaisemmat muutokset syiden avulla, jotka nyt vaikuttavat"), ja se selittää Lyellin vaikutuksen tieteeseen. Hän johti selityksensä kenttätutkimuksista, jotka hän oli tehnyt juuri ennen kuin ryhtyi kirjoittamaan perustavaa tekstiä geologiasta. Yhdessä edeltäjänsä John Plyfairin kanssa hän oli James Huttonin uniformi­taria­nismin tärkein puolesta­puhuhja. Sen mukaan Maan pinnan­muodot olivat kokonaan syntyneet sellaisten hitaiden voimien vaikutuksesta, jotka nykyäänkin vaikuttavat, mutta hyvin pitkien aikojen kuluessa. Tämä oli vastoin katastrofismia, äkillisiin muutoksiin perustuvaa geologista teoriaa, joka oli Englannissa omaksuttu ja jolla voitiin tukea uskoa Nooan veden­paisumuk­seen. Kuvatakseen uniformi­taria­nismin merkitystä aikansa geologiassa Lyuell kirjoitti:
Koskaan ei ole ollut oppia, jolla olisi laskel­moidummin ylläpidetty saamattomuutta ja tylsytetty uteliai­suuden purevaa terää kuin tämä ajatus, että muutosten entiset ja nykyiset syyt täysin poikkeai­sivat toisistaan.. Opiskelija opetettiin menettämään rohkeutensa ensin­mainittujen suhteen. Myönnettiin, ettei geologia voisi koskaan nousta eksaktin tieteen asemaan.  [Katastrofismissa] me näemme aikaisemman spekula­tiivisen hengen henkiin herätettynä, ja toiveen päättä­väisesti leikata Gordionin solmun poikki sen sijaan, että se avattaisiin kärsivällisesti.
-Sir Charles Lyell, Principles of Geology, painos 1854, s. 196, Stephen Jay Gouldin lainaus
Lyell piti itseään "geologian hengellisenä vapahtajana, joka vapautti tieteen Mooseksen vanhoista säädöksistä".
 Termit uniformi­taria­nismi ja katastro­fismi olivat molemmat peräisin William Whewelliltä. Vuonna 1866 R. Grove esitti Lyellin käsitykselle yksin­kertaisempaa termiä jatkuvuus (engl. continiuty), mutta vanhat termit jäivät käyttöön.
Monine uusinta­painoksineen (vuoteen 1872 mennessä kaikkiaan 12) Principles of Geology oli 1800-luvun puolivälissä vaikutus­valtaisin geologiaa käsittelevä teos, joka suuressa määrin asetti geologian nykyisille perustuksilleen. Tästä saavutuksestaan Lyell lyötiin ritariksi vuonna 1848, ja vuonna 1864 hän sai baronetin arvon.

Geologiset kartoitukset

Lyell kiinnitti huomiota geologisilla kartoituksilla mahdollisesti saataviin "taloudellisiin etuihin" ja selitti niiden koituvan hyödyksi maissa ja maakunnissa, joissa oli runsaasti mineraaleja. Nykyiset kartoitukset kuten U.S. Geological Survey tutkivat luonnon­varoja ja löytävät niitä tutkimiltaan alueilta. Niinpä kun Lyell ei ainoastaan kehittänyt geologiaa tieteenä vaan myös tuki kartoituksia, hän vaikutti myös nykyisen kaivannais­teollisuuden sekä kivi­hiili- ja öljy­teollisuuden kehittymiseen.

Tulivuoret ja geologinen dynamiikka

Ennen Lyellin tutkimuksia maanjäristykset ja niitä muistuttavat ilmiöt ymmärrettiin sen tuhon perusteella, mitä ne saivat aikaan. Yksi Lyellin saavutuksista teoksessa Principles oli maanjäristysten syiden selittäminen. Lyell keskittyi tutkimaan aikaansa edeltäneiden 150 vuoden kuluessa tapahtuneita maan­järistyksiä, joiden jäjiltä maan pinnassa esiintyi epä­säännöllisyyksiä kuten halkeamia, strati­grafisia poikkeamia ja vajoamia.
Tulivuorista Lyell keskittyi pääasiassa Vesuviusta ja Etnaa, joita molempia hän oli itse aikaisemmin tutkinut. Hänen tutkimuksensa viittasivat siihen, että tuli­vuoret muodostuivat asteittain, sen sijaan että muut geologit väittivät niiden syntyneen äkilli­sissä mullis­tuksissa.

Stratigrafia

Tärkeimmät tieteelliset työnsä Lyell teki stratigrafian alalla. Toukokuussa saakka hän matkusti Roderick Impey Murchisonin kanssa Etelä-Ranskaan, Auvergnen tuli­vuori­alueelle ja Italiaan, josta hän palasi koti­maahansa helmi­kuussa 1829.
Lyell tutki erityisesti Välimeren fossiloituneita kotiloja. Hän havaitsi, että mitä vanhempia kerrostumat olivat, sitä suurempi osa niissä olevista fossiileista edusti nykyisin sukupuuttoon kuolleita lajeja. Tämän perusteella hän jakoi kerrostumat eri-ikäisiin ryhmiin ja antoi niille sekä samalla niille geologisille aikakausille, jolloin ne ovat muodostuneet, vielä nykyisinkin käytetyt nimet: eoseeni, oligoseeni, mioseeni, plioseeni, pleistoseeni ja holoseeni. Eoseeni oli varhaisin kausi, jonka kerrostumista ylipäänsä löytyi nykyisen kaltaisia kotiloita, kun taas holoseenikauden kaikki kotelot olivat jo nykyisen kaltaisia.

Jäätiköt

Teoksensa Principles of Geology ensimmäisen painoksen kolmannessa osassa (1833) Lyell esitti, että siirtolohkareet olisivat voineet kuljeutua nykyisille paikoilleen jäävuorten mukana. Aikoina, jolloin koko maapallo on lämmennyt, jää olisi hänen mukaansa irronnut napa­jäätiköistä ja ajautunut veden alle jääneiden mantereiden ylle kuljettaen mukanaan maa-aineksia. Jäävuoren sulaessa siitä olisi vajonnut kerrostumia maan pinnalla. 
Lisäksi Lyell uskoi, että laajoja osia maan pinnasta peittävät hienot kulmikkaat hiukkaset, joita nykyään sanotaan lössiksi, olivat kulkeutuneet vuorilta tulleen tulva­veden mukana. Nykyisin osa Lyellin esittämistä geologisten prosessien mekanismeista on osoitettu vääriksi, mutta toisia pidetään edelleen pätevinä. Hänen havaintoihinsa perustuva menetelmänsä on edelleen käytössä geoogian yhtenä perus­peri­aatteena.