赫登重要學說
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不整合(unconformity ) · 一、交角不整合:. 不整合面上下岩層層理不平行而有某個角度相交。
· 二、假整合:. 不整合面上下岩層層理看似平行或接近平行,但是由兩個不連續的 ...
不整合
(unconformity)
所謂『不整合』指的是區分不同時代沈積岩層的侵蝕面,不同於斷層造成岩層的不連續,依岩層的疊置關係,一般可分成三大類:
一、交角不整合:
不整合面上下岩層層理不平行而有某個角度相交。
二、假整合:
不整合面上下岩層層理看似平行或接近平行,但是由兩個不連續的地質年代沈積的岩層接觸組成,顯示期間曾發生沈積物供應中斷或地殼抬升發生侵蝕作用。
三、非整合:
沈積岩層與下方的火成岩或變質岩的接觸面。
赫登與普雷賀爾到蘇格蘭的西卡角,發現在近乎垂直的黑色片巖之上,覆蓋平躺的紅色砂岩層(交角不整合),他們認為岩層不可能垂直沈積成層,顯然地球曾歷經長時間的地殼變動,而非一次形成目前所見的地貌,與當時帶的想法迥異,開創現代地質史新的一頁。
地球年齡的推測
1645年,愛爾蘭總主教詹姆斯‧尤賽(JamesUsher),根據聖經創世紀所提上帝創造的地球,也創造了人類,而後以亞當夏娃為起點,世代交替,推測地球大約創造於西元前4004年10月26日早上9點,地球年齡約6000年。
當時多數人相信地球就這樣一次形成,之後少有變遷,較大的變化,只有聖經所提到的大洪水了。
1785年,赫登出版《地球理論》,根據西元200年羅馬人在蘇格蘭建造的哈得連牆(Hadrian's
Wall),歷經1500年後並無太大變化,顯然風化侵蝕作用進行的速度相當緩慢,要形成今日地球的地貌,地球歷史應不止6000年,但赫登無法正確推論或計算地球的年齡。
赫登認為,高山隆起而岩石也會不斷受風化侵蝕,地球持續不斷變動中,而支配變動的物理、化學原則則是古今均一的。
1897年,凱文爵士(LordKelvin)認為地球形成時為熔融狀態,經由輻射、傳導冷卻,推測地球年齡應約有24~40百萬年。
這個推測最大的缺失是忽略了地球內部會不斷產生熱能,如:放射性元素的衰變,因此估計的數字變成異常的小。
1899~1901年間,喬利(JohnJoly)提出一個方法,他認為海水中的鹽是不斷累積形成的,因此:
喬利計算地球年齡約90~100百萬年。
這個推測的缺點是,他把河水的稀釋作用忽略不計,且無法計算沈積成鹽礦床,及其他在水圈、氣圈、岩石圈中循環的鹽量。
還有一個方法被用了許多次,但估計出來的數字確有很大的出入,即:
以此方法於1860年代估計出3百萬年,1910年卻估計16億年,為何差異這麼大呢?因為古代量出最大的沈積物厚度,遠比現在所量的小了許多,再者,它們都忽略了侵蝕速率,或者說不同時代沈積速率是有差異的,而且許多古老的岩層都已經變質或被熔融了。
現代則利用放射性同位素(如:鈾、釷)的半衰期,測定岩石或礦物的年齡。
這方法開始運用於二十世紀初,早期也是不太準的,後來才有比較成熟的技術。
目前測量地球最古老的岩石約39.6億年,最古老的隕石與月巖約46億年。
均變說
(uniformitarianism)
均變說由赫登首創,他認為可藉由觀測現代正在進行的地質作用,推測古代形成的岩石曾經歷的過程,即"The
presentisthekeytothepast",此為現代地史學的中心思想,赫登以"uniformityintime"稱之,"uniformitarianism"則是十九世紀中期的Whewell所創。
赫登認為書寫地球歷史的原則今日與過去是相同的,而未來也會與今日相同,"不必借用地球所沒有的力量,除了慎選正確的原理外,其餘的均可一律摒除不睬"。
以今日的觀點解釋,支配地球所發生種種現象的物理、化學、生物原理,在過去、現在與未來都是均一不變的,瞭解現在正在進行的地質作用的原理,便可推測地球的過去或未來的演變。
不變的是原理原則,但不同時代的背景不同,相同的事件未必會重演,例如:前寒武紀沈積了大量的鐵礦,但現在大氣化學組成以大大改變,同樣的化學作用已不再大規模發生。
岩石循環(TheRockCycle)
十八世紀末,當時認為全部岩石都是在水中沈積形成,即所謂的水成學派。
赫登則有相當不同的看法,"雨水持續沖刷土壤,流到河流,最後又帶到海裡,那裡的沈積物受到上層重量的壓縮,形成堅固的岩石;地球內部的熱又將這些岩石抬高,聳立突出海面形成高山。
熔融的岩漿也能受擠壓到達地表。
冷卻硬化就形成火成岩,這類岩石一旦曝露於空氣中,也屬於被風化侵蝕的一份子,這些風化侵蝕作用的產物,土壤或沈積物,隨後又走回原來的循環路子。
…不斷反覆的過程,已經經歷很久的時間,且將來還會持續下去,永無止境"。
雖然還沒有變質岩的概念,赫登顯然已正確的觀察到活生生、不斷變化永不止息的地球,"我們既看不到開始,也望不見終點。
"(We
findnovestigeofabeginning,noprospectofanend.)
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