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石头的水火之争（第1页）

石头的“水火”之争

地质学家按照岩石的形成原因，把岩石分为火成岩、沉积岩、变质岩三大类。这种岩石知识，现在已成为常识而为人们所共知。然而，它的得来并非易事，是人类经过长期的实践才总结出来的。围绕着岩石的起源与成因，曾展开过一场“水成派”和“火成派”的激烈争论。

近代以来，采矿业、采煤业和采油业的发展大大丰富了人们的地质知识，科学地了解地球的地质状况成了客观的现实需要，特别是大量化石的发现，使地质学作为一门学科渐渐成熟。17世纪，出现了近代第一位真正的地质学家——斯台诺。斯台诺本来是一位意大利医生，他热心于化石研究，发现了化石与现代生物之间的相似之处，认为化石是古生物的遗迹。他还提出，化石是鉴别地层的主要依据，含化石的地层是地层演化史的直接记录，通过化石鉴别可以识别地层的年代。斯台诺不仅开创了近代的地质学研究，而且提出了地质演化的思想。

海生生物的化石出现在高山地层的现象，引起了17世纪地质学家的高度注意。英国的医学教授伍德沃德依据《圣经》中的大洪水的说法，提出了地质构造的水成论。根据《圣经》，上帝创世后，人间充满了罪恶，为惩罚人类，上帝让洪水泛滥了40天，毁灭了地面上的一切生物，只有诺亚一家和他们带着的其他一些生物在方舟里幸免于难。伍德沃德认为，海生生物化石之所以出现在高山上，完全是大洪水冲积的结果。在出版于1695年的《地球自然历史试探》一书中，他系统地阐述了洪水泛滥对于地层变化的影响，提出了地层的沉积理论。

英国植物学家雷伊不同意水成论。他凭常识推断，生物化石在地层中新老叠加、层层堆积，洪水的一次冲积是无法解释的。他另出新论，提出地层的形成是地球内部火山运动的结果。由于火山不断爆发，地面上形成了一层又一层的熔岩，每一层中都有生物的遗体即化石。这就是所谓的火成论。

18世纪，随着地质考察活动的大规模开展，人们掌握了更多的地质知识，水成论和火成论者分别掌握了更多的实证材料作为自己的证据，同时也不断修正和补充自己的理论。德国地质学家维尔纳使伍德沃德的洪水冲积说更为系统、精细。他出生于一个矿业世家，26岁成为德国著名的弗赖堡矿业学院教授，他的水成论通过他的学生到处传播。

维尔纳认为，地球最初是一片原始海洋，所有的岩层都是在海水中通过结晶、化学沉淀和机械沉积而形成。通过结晶形成的原始岩石里没有化石，是最古老的。通过沉淀形成的岩石只有少量化石，而通过沉积形成的岩石所含的化石最多。维尔纳承认火山爆发是一种地质力量，但他认为火山是地底下的煤燃烧造成的，是地质岩层已经形成之后才出现的，因此不起主要作用。维尔纳的水成论有其岩石学基础，但他更多地注意岩石中的矿物而不是其中的化石。他的水成论也没有解释原始海洋后来是怎么消失的。

维尔纳的学说遭到了英国地质学家赫顿的反对。赫顿对苏格兰山脉进行了地质考察，发现那些结晶型的岩石并不像维尔纳所说的在水中结晶，而是熔岩冷却的结果。这使他对水成论产生了怀疑。1785年，他在爱丁堡皇家学会上宣读了他的第一篇地质学论文，论述了他的火成论思想。1795年，他又出版了《地质学理论》一书，系统阐明了火成论的地质理论。

赫顿认为：地球内部是火热的熔岩，当它们迸发出来时就成了火山，熔岩冷却后固化成结晶岩，结晶岩的表面是沉积岩，沉积岩是地球的内热与地面陆地和海洋的压力相结合形成的，沉积岩的多层次反映了地质形成时间的极度漫长。

赫顿的地质演化学说与《圣经》显然不相符合，因而遭到了神学家和信教的地质学家的反对。此外，持水成论的学者也从学理上对赫顿的学说提出了质疑。维尔纳的学生们认为，熔岩不会固化成晶体。赫顿的朋友，爱丁堡的业余科学家霍尔为此专门做了一个实验。实验表明，让熔融的玻璃非常缓慢地冷却就会变成不透明的晶体，只有快速冷却才能制成透明的玻璃。以熔岩做实验，情况依然如此。这就驳斥了维尔纳派的质疑，火成论取得了一席之地。但是，火成论者也不得不承认：光凭火山喷发似乎也难以解释岩石的水平层理结构和夹在其中生物化石的形成原因。因此，他们也使用了沉积岩这个概念，使现代地质教科书中的岩石分类系统既有岩浆岩，又有沉积岩，还有一个中间过渡的变质岩。

现在我们已经知道，地球表层的岩石圈，是由三种不同的岩石构成的：“火成”的岩浆岩、“水成”的沉积岩以及变质岩。其中，“火成”的岩浆岩构成了地壳的主体，按体积和重量计都最多。但地面最常见到的则是“水成”的沉积岩，它是早先形成的岩石破坏后，又经过物理或化学作用在地球表面的低凹部位沉积，经过压实、胶结再次硬化，形成具有层状结构特征的岩石。在地壳中，在大大高于地表的温度和压力作用下，岩石的结构、构造或化学成分发生变化，这就形成了不同于火成岩和沉积岩的“变质岩”。火成岩中的玄武岩、花岗岩是地球中最具代表性的岩石，是构成大陆的主要岩石。形成时代最早的花岗岩，年龄达38亿年，而玄武岩是构成海洋所覆盖的地壳的主要物质，均比较“年轻”，一般不超过2亿年。

关于岩石以及岩层成因的水成论和火成论的论战是18世纪后期到19世纪初期的重要事件，它促进了地质学从宇宙起源论、自然历史和古老矿物学中分离出来，并逐渐形成了一门独立的学科。赫顿被后世称为“现代地质学之父”，他的理论对19世纪最伟大的科学家之一、“进化论”的创造者达尔文产生了深远影响。