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James Hutton: le fondateur de la géologie moderne

un portrait de James Hutton (1726-1797) par Sir Henry Raeborn. Portrait de Sir Henry Raeburn, avec l’aimable autorisation de la Scottish National Portrait Gallery.

James Hutton (1726-1797), fermier et naturaliste écossais, est connu comme le fondateur de la géologie moderne. Il était un grand observateur du monde qui l’entoure. Plus important encore, il a fait des arguments géologiques soigneusement raisonnés., Hutton en est venu à croire que la Terre était perpétuellement formée; par exemple, la matière fondue est forcée dans les montagnes, érodée, puis les sédiments érodés sont emportés. Il a reconnu que l’histoire de la terre pouvait être déterminée en comprenant comment des processus tels que l’érosion et la sédimentation fonctionnent de nos jours. Ses idées et son approche de l’étude de la Terre ont établi la géologie comme une science appropriée.,

à la fin du XVIIIe siècle, lorsque Hutton examinait attentivement les roches, on croyait généralement que la Terre n’était entrée en création qu’environ six mille ans plus tôt (le 22 octobre 4004 avant J.-C., Pour être précis, selon l’analyse savante de la Bible du XVIIe siècle par L’Archevêque James Ussher D’Irlande), et que les fossiles étaient les restes d’animaux qui avaient péri pendant le déluge biblique., En ce qui concerne la structure de la terre, les « philosophes naturels” ont convenu qu’une grande partie du socle rocheux était constituée de longues couches parallèles qui se produisaient sous différents angles, et que les sédiments déposés par l’eau étaient comprimés pour former de la pierre. Hutton a perçu que cette sédimentation se produit si lentement que même les roches les plus anciennes sont composées, selon ses mots, « de matériaux fournis à partir des ruines des anciens continents.” Le processus inverse se produit lorsque la roche exposée à l’atmosphère s’érode et se désintègre., Il a appelé ce couplage de destruction et de renouvellement le « grand cycle géologique”, et s’est rendu compte qu’il avait été accompli d’innombrables fois.

Hutton est venu à son champ choisi par un itinéraire tout à fait rond-point. Né à Édimbourg en 1726, il a étudié la médecine et la chimie aux universités D’Édimbourg, de Paris et de Leyde, aux Pays-bas, puis a passé quatorze ans à diriger deux petites fermes familiales. C’est l’agriculture qui a donné lieu à L’obsession de Hutton de savoir comment la terre pouvait se tenir contre les forces destructrices du vent et du temps qu’il voyait à l’œuvre autour de lui., Hutton a commencé à consacrer ses connaissances scientifiques, sa tournure philosophique, et ses pouvoirs extraordinaires d’observation à un sujet qui avait récemment acquis un nom: la géologie.

colonnes de Dacite qui se sont formées il y a des dizaines de milliers d’années lorsqu’une coulée de lave s’est refroidie rapidement contre un glacier. Photo de Jackie Beckett, © Musée américain d’Histoire Naturelle.

vers 1768, il s’installa à Édimbourg, où un visiteur quelques années plus tard décrivit son étude comme « si pleine de fossiles et d’appareils chimiques qu’il n’y a guère de place pour s’asseoir., »Dans un article présenté en 1788 devant la Royal Society of Edinburgh, une organisation scientifique nouvellement fondée, Hutton a décrit un univers très différent du cosmos biblique: un univers formé par un cycle continu dans lequel les roches et le sol sont lavés dans la mer, compactés dans le substrat rocheux, forcés à remonter à la surface par des processus volcaniques, et finalement ” Le résultat de cette enquête physique, conclut Hutton, est que nous ne trouvons aucun vestige d’un commencement, aucune perspective de fin., »S’appuyant sur les mêmes méthodes que les géologues de terrain modernes, Hutton a cité comme preuve une falaise à proximité de Siccar Point, où la juxtaposition de couches verticales de schiste gris et de couches horizontales sus-jacentes de grès rouge ne pouvait s’expliquer que par l’action de forces prodigieuses sur de vastes périodes de temps. Là, Hutton a réalisé que les sédiments maintenant représentés par le schiste gris avaient, après le dépôt, été soulevés, inclinés, érodés, puis recouverts par un océan, à partir duquel le grès rouge a ensuite été déposé., La limite entre les deux types de roches à Siccar Point est maintenant appelée la discordance de Hutton.

La force fondamentale, théorisée par Hutton, était la chaleur souterraine, comme en témoigne l’existence de sources chaudes et de volcans. À partir de ses observations détaillées de formations rocheuses en Écosse et ailleurs dans les îles britanniques, Hutton a astucieusement déduit que des pressions et des températures élevées au plus profond de la Terre provoqueraient les réactions chimiques qui créaient des formations de basalte, de granit et de veines minérales., Il a également proposé que la chaleur interne provoque le réchauffement et l’expansion de la croûte, entraînant les bouleversements qui forment les montagnes. Le même processus provoque l’inclinaison, le pliage et la déformation des stratifications rocheuses, comme en témoignent les roches de la pointe Siccar.

Vue de Siccar Point, en Écosse. Photo de Craig Chesek, © American Museum of Natural History

Un autre des concepts clés de Hutton était la théorie de L’uniformitarisme., C’était la croyance que les forces géologiques à l’œuvre de nos jours—à peine perceptibles à l’œil humain, mais immenses dans leur impact—sont les mêmes que celles qui opéraient dans le passé. Cela signifie que les vitesses auxquelles des processus tels que l’érosion ou la sédimentation se produisent aujourd’hui sont similaires aux vitesses passées, ce qui permet d’estimer les temps qu’il a fallu pour déposer un grès, par exemple, d’une épaisseur donnée. Il est devenu évident à partir d’une telle analyse que d’énormes longueurs de temps étaient nécessaires pour rendre compte de l’épaisseur des couches rocheuses exposées., L’uniformitarisme est l’un des principes fondamentaux des sciences de la terre. Les théories de Hutton constituaient une attaque frontale contre une école de pensée contemporaine Populaire appelée catastrophisme: la croyance que seules les catastrophes naturelles, telles que la grande inondation, pouvaient expliquer la forme et la nature d’une terre vieille de 6 000 ans. Le grand âge de la Terre a été le premier concept révolutionnaire à émerger de la nouvelle science de la géologie.

l’effet que ce portrait d’une planète ancienne et dynamique a eu sur les penseurs qui ont suivi au siècle suivant a été profond., Charles Darwin, par exemple, connaissait bien les idées de Hutton, qui ont fourni un cadre pour les éons requis par l’évolution biologique qu’il a observée dans les archives fossiles. Le géologue anglais Sir Charles Lyell, né L « Année de la mort de Hutton et dont le livre influent Principles of Geology a été largement accepté pour la théorie de l » uniformitarisme, a écrit,  » l « imagination a d » abord été fatiguée et maîtrisée en s « efforçant de concevoir l » immensité du temps nécessaire à l  » anéantissement de continents entiers par un processus,” Les « idées de sublimité” éveillées par ce « plan d’une telle étendue infinie », comme Lyell l’a qualifié, ont inspiré non seulement les contemporains de Hutton, mais des générations de géologues à venir.

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