On dit que les pierres sont des œuvres d'art issues de la nature, comme si elles étaient faites du ciel et qu'elles étaient impeccables. Le cristal clair, étincelant d’une lumière rêveuse ; Le jade émeraude, chaud comme le jade, fait pitié aux gens. Il y a aussi ces granits mouchetés et ces marbres pittoresques, comme un tableau artistique naturel. Et dans les coins de notre vie, la pierre est une existence indispensable. La maçonnerie pour la construction, l'ardoise pour le pavage et même les engrais dans l'agriculture jouent tous un rôle important dans le silence.

Comment sont nées les pierres, ces êtres ordinaires et miraculeux ? Faisons un voyage à travers l'évolution de la nature pleine de merveilles et de mystères.

La première confrontation entre l’eau et le feu

Dans le processus de compréhension du monde, alors que la science n’est pas encore devenue un outil efficace, de nombreuses personnes tentent de trouver des réponses dans les légendes. Par exemple, Nuwa répare le ciel, Dayu contrôle l'eau, l'arche de Noé, etc., et il existe des légendes similaires sur les pierres dans de nombreuses anciennes civilisations chinoises et étrangères.

Bien que les anciens érudits n'aient pas répondu directement à la question de « comment les pierres se forment », certains philosophes ont répondu « quelle est l'origine de toutes choses », et le célèbre penseur, scientifique et philosophe Thalès de la Grèce antique a proposé que l'eau est l'origine du monde. On dit que Thalès était un grand admirateur de l’eau et, après avoir étudié la montée et la baisse annuelles du Nil en Égypte, il découvrit que chaque fois que la crue reculait, elle laissait derrière elle un limon fertile et d’innombrables larves. Ainsi, Thalès est arrivé à la conclusion que « toutes choses proviennent de l’eau ». Plus tard, un célèbre philosophe nommé Héraclite est apparu dans la Grèce antique. Il croyait que l’origine de toutes choses est le feu, que tout dans le monde est produit par le feu et que même si toutes choses meurent, elles doivent retourner au feu. Selon ces deux philosophes, l'origine de toutes choses est « l'eau » ou le « feu », donc nos roches sont aussi formées par « l'eau » ou le « feu ». C'est aussi la première « bataille entre le feu et l'eau » de l'histoire.

La « Lutte du Feu et de l'Eau »

• Histoire géologiqueIl existe également une célèbre « Lutte entre le feu et l'eau » qui s'est produite aux XVIIe et XVIIIe siècles.

Woodward est professeur de médecine au Greyham College au Royaume-Uni et géologue. Il est un collectionneur passionné de fossiles et a conservé de nombreux spécimens fossiles. Au XVIIe siècle, lorsque la religion était encore très puissante, la conscience des gens était consciemment ou inconsciemment influencée par la légende biblique du déluge de Noé. Il croit que le déluge a autrefois brisé la terre, emportant les roches, la terre et toutes sortes de débris à la surface, et que l'océan formé était un mélange de divers matériaux. Lorsque les eaux de crue se sont retirées, la matière s'est lentement déposée, et c'est ainsi que ces fossiles se sont formés. et a publié ses idées dans le livre « La tentation de l'histoire naturelle de la Terre ». Au XVIIIe siècle, certains des premiers érudits avaient classé toutes les roches qu'ils avaient observées (principalement le granite, le schiste, etc.) comme des séquences trop simplistes de roches « primaires » cristallines dures, et pensaient qu'elles se formaient toutes en même temps que le Terre. Ces roches sont également connues sous le nom de « roches secondaires », qui sont des couches de roches sédimentaires riches en fossiles et souvent plissées ou déformées. En conséquence, les premiers érudits croyaient que les formations rocheuses « secondaires » étaient les principaux sédiments à l’époque du déluge de Noé. Les couches « secondaires » sont constituées de sédiments meubles et de roches sédimentaires, appelées « roches tertiaires », qui se seraient formées après le Grand Déluge. Cela constitue également le prototype de la « théorie de la formation de l'eau ».

L'hydrologue le plus célèbre était le naturaliste allemand Abraham · Gottlob · Werner. Werner est professeur de minéralogie à l'École des Mines de Fribourg. Né dans une famille minière, il a développé dès son plus jeune âge un vif intérêt pour la minéralogie. Non seulement il collectionnait avidement toutes sortes de minéraux, mais il étudiait également les roches en profondeur. Werner soutient que toutes les roches sur Terre sont « cristallisées » ou « pré-décantées » depuis les profondeurs de l’océan. Il a également proposé que la terre était à l'origine entourée d'un « océan primordial », que l'eau était la force géologique la plus importante et que toutes les formations rocheuses étaient formées par cristallisation, précipitation chimique et dépôt mécanique dans l'eau de mer. Ils sont déposés dans un ordre séquentiel, les premiers dépôts étant situés en dessous et les dépôts ultérieurs plus ils montent. Les premiers à être déposés furent le granit, connu sous le nom de « couches primordiales », qui furent les premières roches à recouvrir la surface de la Terre et constituent les formations rocheuses les plus abondantes sur Terre. Plus tard, le niveau d'eau de l'océan primordial a progressivement diminué et la « couche primordiale » a été exposée à l'eau, érodée, puis déposée à nouveau, qui est le deuxième lot de roches, principalement du grès grossier, du calcaire, etc., qui est la « couche de transition ». Enfin, la « couche de transition » est constituée de couches de roches fossilisées, qui sont des couches « alluviales » de sédiments meubles. En 1787, il publia une classification et une description concises des formations rocheuses, dans lesquelles il divisa les strates de la région saxonne de l'ancienne à la nouvelle.

Et on dit que ses conférences étaient humoristiques et très personnelles, et presque tous ceux qui écoutaient ses conférences devenaient ses disciples. Grâce à son éloquence et à son charisme, les idées de Werner sont devenues très populaires en Europe et ses partisans se sont répandus dans toutes les universités du pays. Même le grand poète et naturaliste Goethe croyait fermement à la théorie de l’eau. Au quatrième acte de Faust, il y a un dialogue entre les aquatiques et les pyrothéistes, dans lequel Méphistophélès (le diable de Faust) est apparemment le porte-parole des vues pyrotechniques maléfiques.

Ainsi, pendant longtemps, la théorie de l’hydratation a dominé le monde académique. Cependant, certaines questions ne peuvent toujours pas être expliquées clairement par cette théorie et font souvent l’objet de remises en question, voire de débats. Par exemple, en 1774, le géologue français Nicolas · Dermare a souligné que les cônes volcaniques et les coulées de lave altérées du groupe volcanique éteint de la région Auvergne, dans le sud de la France, indiquaient qu'il était autrefois entré en éruption d'un volcan actif. Ces basaltes sont interprétés par Demaré comme ignés.

Le représentant de la « théorie ignée » est James · Hutton, un génie écossais né à Édimbourg, qui aurait fréquenté le lycée local depuis son enfance, puis serait entré à l'Université d'Édimbourg pour étudier la médecine, et était très intéressé par la médecine et la chimie. Mais il s’est finalement tourné vers la profession d’avocat et a travaillé pendant un certain temps comme apprenti avocat. Peut-être à cause de son passe-temps, il a passé beaucoup de temps à expérimenter la chimie et a travaillé avec des amis pour développer une méthode bon marché de fabrication de chlorure d'ammonium, ce qui lui a rapporté beaucoup d'argent, et plus tard, il a géré sa propre ferme. James · Hutton, qui avait à la fois de l'argent et des loisirs, a commencé ses études en géologie et il a montré un grand intérêt pour la géologie, observant souvent chaque nid-de-poule, ravin et lit de rivière qu'il voyait avec curiosité. Finalement, il est devenu autodidacte et a obtenu des résultats fructueux.

Après une longue expédition, il est tombé sur le gravier de la rivière Tilt, qui coule vers le sud depuis les Cairngorms dans les Highlands du nord d'Édimbourg, regorgeant de galets de granit et d'anciennes roches métamorphiques. Il en déduit qu'il devait y avoir ces deux types de roches dans le lit de la rivière, et qu'une enquête en amont aurait pu conduire à la jonction des deux. Il remonta donc la gorge de Tilt et découvrit ce qu'il cherchait : du granit rouge brique traversant les roches métamorphiques plus anciennes et altérant les roches environnantes (ce type de relation de « coupe » sur le terrain est toujours d'actualité). utilisé en géologie aujourd'hui pour déterminer à quelle heure ou tardivement les roches se sont formées). Cela suggère que le granite à cette époque a été introduit après la formation de la couche rocheuse sus-jacente. C'est-à-dire que l'âge du granit devrait être plus jeune que celui de la roche environnante, et il y a ici un phénomène de fusion. Cela suggère que le granit se forme après le refroidissement de la lave chauffée au rouge, plutôt que par cristallisation à partir de l'eau. Cela était évidemment incompatible avec la « théorie de l’eau » dominante à l’époque.

Mais Hutton avait besoin de preuves plus solides : des signes de coulées de lave pénétrant dans les roches sédimentaires en couches formées dans l’eau. Un jour, alors qu'il se promenait dans les collines du sud d'Édimbourg, Hutton a repéré Arthur's Seat Mountain, une chaîne de montagnes dominant la ville, et les falaises de Salisbury, sur le côté nord de la chaîne de montagnes, sont des falaises qui dépassent d'une ancienne roche volcanique. Finalement, il a trouvé ce qu'il cherchait sur le versant sud-ouest de la falaise : de la lave basaltique pénétrant dans les couches de roches sédimentaires et déformant les roches sédimentaires. Cet endroit est maintenant si célèbre qu'il est connu sous le nom de « Section Hutton ». Dans le cadre de l'enseignement de nombreux cours de géologie, les enseignants amènent régulièrement des étudiants ici pour des sorties sur le terrain et des stages.

Cependant, l’étude de la géologie repose trop sur l’observation et manque de recherche expérimentale, il est donc difficile de prouver une nouvelle théorie lorsqu’elle est proposée. Cependant, comme mentionné précédemment, il était autrefois passionné par la chimie, qui est la clé pour comprendre les effets des températures élevées sur les roches. En 1768, Hutton travaille avec son ami Blake, qui en déduit la présence de chaleur latente et l'influence importante de la pression sur le point de fusion de la matière. En 1792, Hall (à l'origine un adversaire de Hutton, qui avait effectué de nombreuses excursions avec Hutton et qui devint finalement un partisan de la théorie de l'allumage grâce à une série d'expériences) mena une expérience. Il a chauffé un morceau de basalte pour le faire fondre, puis l'a lentement refroidi, ce qui a permis à la roche de se recristalliser en basalte. Il s’agit de la première expérience géologique montrant à quoi ressemble la roche en fusion dans la nature. Ce fut un soutien important pour l'école ignée, qui conduisit également à la création de la pétrologie expérimentale, et la « théorie ignée des roches » fut formée.

Les idées principales de la « théorie ignée » incluent : le processus igné est le principal processus géologique, et le granit et le basalte terrestres sont formés par le magma ; L'hydratation est également un processus géologique important, dans lequel les roches terrestres sont érodées par le vent, la pluie et l'eau courante, puis s'écoulent vers l'océan et se déposent, se consolidant pour former des roches et sortant de la mer pour former des terres. Cela signifie également que bien que Hutton ait avancé l'idée de la « théorie ignée », il n'a pas complètement nié la « théorie de l'eau ».

Hutton lui-même a compilé ses points de vue dans un livre intitulé « Théorie de la Terre », mais d'une part, parce que les points de vue de Hutton étaient encore très avancés pour les gens de l'époque, et d'autre part, ses mots boiteux et ses récits secs ont réellement fait Je ne comprenais pas de quoi parlaient ses lecteurs. Pour cette raison, son excellent ami, professeur de mathématiques à l'Université d'Édimbourg, Plefel, a également délibérément réorganisé les idées de Hutton et a écrit le livre « Une explication de la théorie de la Terre de Hutton », qui a amélioré la situation.

Comment se forment exactement les pierres ?

L’eau est un sculpteur tendre comme l’eau. Il s'écoule lentement, transportant des minéraux précipités au fil du temps et condensés en couches de roche solide. La théorie de la formation de l’eau décrite par le géologue allemand Werner est comme une belle musique, montrant pleinement le pouvoir de l’eau. Fire, est un danseur passionné dans les profondeurs de la terre. Il est chaud et sauvage, jaillissant profondément dans la croûte terrestre, entrant parfois en éruption et se refroidissant pour former des roches ignées dures. La théorie ignée proposée par le géologue écossais Hutton est comme un magnifique feu d'artifice, montrant la vitalité et la créativité sans fin de l'intérieur de la Terre.

Bien sûr, du point de vue actuel, la théorie hydrogénée et la théorie ignée ont leur propre exactitude : la théorie hydrogénétique explique dans une certaine mesure l'origine des fossiles et la disposition des strates, mais elle met trop l'accent sur la « puissance de Dieu » nihiliste et essaie de compenser par la spéculation lorsque les preuves sont insuffisantes ; La théorie ignée est une bonne explication de la formation des roches magmatiques et, comparée à la théorie hydrogénée, elle reconnaît l'influence de divers facteurs dynamiques sur les reliefs géologiques et met l'accent sur les forces de la nature. Au cours de l’évolution de la Terre, l’énergie thermique à l’intérieur de la Terre est la principale énergie à l’origine des processus géologiques, tandis que l’énergie externe provient principalement de l’énergie du rayonnement solaire. De ce point de vue, la théorie pyrotechnique est plus avantageuse. Dans le même temps, la théorie de l'hydraulicisme met l'accent sur la soudaineté de l'apparition des crues et de la formation des strates, et la théorie de la formation ignée met l'accent sur la continuité des processus volcaniques et magmatiques, et les deux sont étroitement liés à la « théorie homogène » et 'théorie catastrophique'.

Selon la recherche scientifique moderne, nous divisons les roches terrestres en trois catégories : les roches ignées, les roches sédimentaires et les roches métamorphiques. Parmi elles, la grande majorité sont constituées de roches ignées, réparties depuis le sol jusqu'à une profondeur allant jusqu'à 16 kilomètres, qui sont formées par l'afflux de magma dans la lithosphère ou par la condensation de la surface de la terre en un état solide. Les roches sédimentaires sont un type de roche qui ne se forme pas trop profondément à la surface ou près de celle-ci. Il s'agit d'une roche formée par des produits d'altération, des matériaux volcaniques, des matières organiques et d'autres matériaux détritiques par transport, sédimentation et pétrification à température et pression ambiantes. Dans tous les cas, les matériaux détritiques sont transportés puis déposés dans un environnement approprié, où ils sont pétrifiés en roche sédimentaire dure après un long processus de compactage. La roche métamorphique fait référence à la formation et au développement de la croûte terrestre, à la formation antérieure de roches, y compris les roches sédimentaires, les roches magmatiques, en raison des changements ultérieurs de l'environnement géologique et des conditions physiques et chimiques, à l'état solide de l'ajustement de la composition minérale, structurel des changements et même des changements de composition chimique, et la formation d'une nouvelle roche, ce type de roche est appelé roche métamorphique. Et les trois peuvent aussi être transformés et circuler les uns avec les autres.

Même si les conclusions des géologues précédents n'étaient pas tout à fait exactes, la série de géologues de Hutton, leur dévouement à la vérité et leur quête inébranlable de la science, même après des centaines d'années de poussière, brillent toujours comme le soleil et nous guident vers les sommets les plus élevés.