James Hutton
James Hutton FRSE (3 de junho O.S.1726 – 26 março de 1797) foi um geólogo, agricultor, químico, naturalista e médico escocês. Muitas vezes referido como o pai da geologia moderna, ele desempenhou um papel fundamental no estabelecimento da geologia como uma ciência moderna.
Hutton apresentou a ideia de que a história remota do mundo físico pode ser inferida a partir de evidências nas rochas atuais. Por meio de seu estudo das características da paisagem e do litoral de suas terras baixas escocesas nativas, como Salisbury Crags ou Siccar Point, ele desenvolveu a teoria de que as características geológicas não podem ser estáticas, mas sofrem transformações contínuas por períodos de tempo indefinidamente longos. A partir disso, ele argumentou, de acordo com muitos outros primeiros geólogos, que a Terra não poderia ser jovem. Ele foi um dos primeiros proponentes do que na década de 1830 ficou conhecido como uniformitarismo, a ciência que explica as características da crosta terrestre como resultado de processos naturais contínuos ao longo de uma longa escala de tempo geológico. Hutton também apresentou uma tese para um "sistema da Terra habitável" proposto como um mecanismo deísta projetado para manter o mundo eternamente adequado para os humanos, uma tentativa inicial de formular o que hoje pode ser chamado de um tipo de princípio antrópico.
Algumas reflexões semelhantes às de Hutton podem ser encontradas em publicações de seus contemporâneos, como o naturalista francês Georges-Louis Leclerc de Buffon, mas é principalmente o trabalho pioneiro de Hutton que estabeleceu o campo.
Infância e carreira
Hutton nasceu em Edimburgo em 3 de junho O.S. 1726, como um dos cinco filhos de Sarah Balfour e William Hutton, um comerciante que era tesoureiro da cidade de Edimburgo. O pai de Hutton morreu em 1729, quando ele tinha três anos.
Ele foi educado na Escola Secundária de Edimburgo, onde se interessou particularmente por matemática e química. Aos 14 anos, frequentou a Universidade de Edimburgo como "estudante da humanidade", estudando os clássicos. Ele foi aprendiz do advogado George Chalmers WS quando tinha 17 anos, mas se interessou mais por experimentos químicos do que por trabalhos jurídicos. Aos 18 anos, tornou-se assistente de médico e assistiu a palestras de medicina na Universidade de Edimburgo.
Após uma estada de dois anos em Paris, James Hutton chegou a Leiden em 1749, onde se matriculou na Universidade de Leiden em 14 de agosto de 1749, na casa do então reitor magnificus Joachim Schwartz para obter o doutorado em medicina. Ele ficou com a viúva Van der Tas (nascida Judith Bouvat) em Langebrug, que corresponde ao atual endereço Langebrug 101 em Leiden. Seu supervisor era o professor Frederik Winter, que não era apenas professor da Universidade de Leiden, mas também médico da corte do Stadholder. O manuscrito latino da dissertação de Hutton também continha 92 teses, duas das quais foram defendidas com sucesso em público por James Hutton em 3 de setembro de 1749. Em 12 de setembro de 1749, James Hutton obteve seu doutorado em medicina pela Universidade de Leiden com um tese físico-médica intitulada Sanguine et Circulatione Microcosmi. A tese foi impressa por Wilhelmus Boot, impressor de livros em Leiden. Acredita-se que James Hutton tenha retornado à Grã-Bretanha logo após sua promoção.
Depois de se formar, Hutton foi para Londres e, em meados de 1750, voltou para Edimburgo e retomou os experimentos químicos com um amigo próximo, James Davie. Seu trabalho na produção de sal amoníaco a partir da fuligem levou à parceria em uma lucrativa indústria química, fabricando o sal cristalino que era usado para tingimento, metalurgia e como sais aromáticos e estava disponível apenas em fontes naturais e teve que ser importado do Egito. Hutton possuía e alugava propriedades em Edimburgo, empregando um fator para administrar este negócio.
Agricultura e geologia
Hutton herdou de seu pai as fazendas Berwickshire de Slighhouses, uma fazenda nas terras baixas que estava na família desde 1713, e a fazenda nas colinas de Nether Monynut. No início da década de 1750, mudou-se para Slighhouses e começou a fazer melhorias, introduzindo práticas agrícolas de outras partes da Grã-Bretanha e experimentando a criação de plantas e animais. Ele registrou suas ideias e inovações em um tratado inédito sobre Os Elementos da Agricultura.
Isso desenvolveu seu interesse em meteorologia e geologia. Em uma carta de 1753, ele escreveu que "gostava muito de estudar a superfície da terra e estava olhando com curiosidade ansiosa para cada poço, fosso ou leito de um rio que caísse em seu caminho". Limpar e drenar sua fazenda proporcionou amplas oportunidades. O matemático John Playfair descreveu Hutton como tendo notado que "uma vasta proporção das rochas atuais é composta de materiais fornecidos pela destruição de corpos, animais, vegetais e minerais, de formação mais antiga". Suas idéias teóricas começaram a se consolidar em 1760. Enquanto suas atividades agrícolas continuavam, em 1764 ele fez uma viagem geológica ao norte da Escócia com George Maxwell-Clerk, ancestral do famoso James Clerk Maxwell.
Edimburgo e a construção do canal
Em 1768, Hutton retornou a Edimburgo, deixando suas fazendas para arrendatários, mas continuando a se interessar por melhorias e pesquisas agrícolas que incluíam experimentos realizados em Slighhouses. Ele desenvolveu um corante vermelho feito das raízes da planta garança.
Ele tinha uma casa construída em 1770 em St John's Hill, Edimburgo, com vista para Salisbury Crags. Mais tarde, esta se tornou a casa da família Balfour e, em 1840, o local de nascimento do psiquiatra James Crichton-Browne. Hutton foi um dos participantes mais influentes do Iluminismo escocês e se juntou a várias mentes de primeira classe nas ciências, incluindo o matemático John Playfair, o filósofo David Hume e o economista Adam Smith. Hutton não ocupou nenhum cargo na Universidade de Edimburgo e comunicou suas descobertas científicas por meio da Royal Society of Edinburgh. Ele era particularmente amigo do médico e químico Joseph Black, e junto com Adam Smith eles fundaram o Oyster Club para reuniões semanais.
Entre 1767 e 1774, Hutton teve um envolvimento próximo com a construção do canal Forth and Clyde, fazendo pleno uso de seu conhecimento geológico, tanto como acionista quanto como membro do comitê de administração, e participou de reuniões, incluindo inspeções extensas do local de todas as obras. Neste momento, ele está listado como morando na Bernard Street em Leith. Em 1777, ele publicou um panfleto sobre Considerações sobre a natureza, qualidade e distinções do carvão e do colmo, que ajudou com sucesso a obter isenção do imposto especial de consumo sobre o transporte de carvão pequeno.
Em 1783, ele foi um dos fundadores da Royal Society of Edinburgh.
Vida e morte posteriores
A partir de 1791, Hutton sofreu dores extremas de pedras na bexiga e desistiu do trabalho de campo para se concentrar em terminar seus livros. Uma operação perigosa e dolorosa não conseguiu resolver sua doença. Ele morreu em Edimburgo e foi enterrado no cofre de Andrew Balfour, em frente ao cofre de seu amigo Joseph Black, na agora selada seção sudoeste de Greyfriars Kirkyard em Edimburgo, comumente conhecida como Prisão do Covenanter.
Hutton não se casou e não teve filhos legítimos. Por volta de 1747, ele teve um filho com a Srta. Edington e, embora tenha dado assistência financeira a seu filho James Smeaton Hutton, ele teve pouco a ver com o menino, que se tornou funcionário dos correios em Londres.
Teoria das formações rochosas
Hutton desenvolveu várias hipóteses para explicar as formações rochosas que viu ao seu redor, mas, de acordo com a Playfair, ele “não teve pressa em publicar sua teoria; pois ele era um daqueles que se deleitam muito mais com a contemplação da verdade do que com o elogio de tê-la descoberto'. Após cerca de 25 anos de trabalho, sua Teoria da Terra; ou uma Investigação das Leis observáveis na Composição, Dissolução e Restauração de Terras no Globo foi lida nas reuniões da Royal Society de Edimburgo em duas partes, a primeira por seu amigo Joseph Black em 7 de março de 1785, e o segundo sozinho em 4 de abril de 1785. Hutton posteriormente leu um resumo de sua dissertação Concerning the System of the Earth, its Duration and Stability para a reunião da Sociedade em 4 de julho de 1785, que ele imprimiu e circulou em particular. Nele, ele delineou sua teoria da seguinte forma;
As partes sólidas da atual terra aparecem em geral, para ter sido composta das produções do mar, e de outros materiais semelhantes aos agora encontrados nas margens. Daí encontramos razão para concluir:
1o, Que a terra em que repousamos não é simples e original, mas que é uma composição, e tinha sido formada pela operação de segundas causas.
Segundo, Que antes da atual terra foi feita, havia existido um mundo composto de mar e terra, em que eram marés e correntes, com tais operações no fundo do mar como agora acontecem. E...Finalmente, Que, enquanto a terra atual estava se formando no fundo do oceano, a antiga terra manteve plantas e animais; pelo menos o mar foi então habitado por animais, de forma semelhante como é atualmente.
Por isso, somos levados a concluir que a maior parte de nossa terra, se não o todo tinha sido produzido por operações naturais para este globo; mas que para fazer desta terra um corpo permanente, resistindo às operações das águas, duas coisas tinham sido necessárias;
1o, A consolidação de massas formadas por coleções de materiais soltos ou incoerentes;Segundo, A elevação das massas consolidadas do fundo do mar, o lugar onde foram coletadas, para as estações em que agora permanecem acima do nível do oceano.
Pesquisar evidências
No verão de 1785 em Glen Tilt e outros locais nas montanhas Cairngorm nas Highlands escocesas, Hutton encontrou xistos metamórficos penetrantes de granito, de uma forma que indicava que o granito havia sido fundido na época. Esta foi a primeira viagem de campo geológica de Hutton e ele foi convidado pelo duque de Atholl para sua cabana de caça, Forest Lodge. As exposições na ponte Dail-an-eas demonstraram a ele que o granito se formou a partir do resfriamento da rocha fundida, em vez de precipitar da água como outros acreditavam na época e, portanto, o granito deve ser mais jovem que os xistos. Hutton apresentou sua teoria da Terra em 4 de março e 7 de abril de 1785, na Royal Society de Edimburgo.
Ele encontrou uma penetração semelhante de rocha vulcânica através de rocha sedimentar em Edimburgo, em Salisbury Crags, adjacente a Arthur's Seat - esta área dos Crags é agora conhecida como Hutton's Section. Ele encontrou outros exemplos em Galloway em 1786 e na Ilha de Arran em 1787.
A existência de discordâncias angulares foi notada por Nicolas Steno e por geólogos franceses, incluindo Horace-Bénédict de Saussure, que as interpretou em termos de Neptunismo como "formações primárias". Hutton queria examinar tais formações ele mesmo para ver "marcas particulares"; da relação entre as camadas rochosas. Na viagem de 1787 à Ilha de Arran, ele encontrou seu primeiro exemplo da inconformidade de Hutton ao norte de Newton Point, perto de Lochranza, mas a visão limitada significava que a condição dos estratos subjacentes não era clara o suficiente para ele e ele pensou incorretamente que os estratos eram conformáveis em uma profundidade abaixo do afloramento exposto.
Mais tarde, em 1787, Hutton observou o que hoje é conhecido como Hutton ou "Grande" Discordância em Inchbonny, Jedburgh, em camadas de rocha sedimentar. Conforme mostrado nas ilustrações à direita, as camadas de grauvaque nas camadas inferiores da face do penhasco são inclinadas quase verticalmente e, acima de uma camada intermediária de conglomerado, encontram-se camadas horizontais de Old Red Sandstone. Mais tarde, ele escreveu sobre como "se alegrou com minha boa sorte em encontrar um objeto tão interessante na história natural da Terra, e que há muito tempo procurava em vão". Naquele ano, ele encontrou a mesma sequência em Teviotdale.
Na primavera de 1788, ele partiu com John Playfair para a costa de Berwickshire e encontrou mais exemplos dessa sequência nos vales de Tour e Pease Burns perto de Cockburnspath. Eles então fizeram uma viagem de barco de Dunglass Burn para o leste ao longo da costa com o geólogo Sir James Hall de Dunglass. Eles encontraram a sequência no penhasco abaixo de St. Helens e, logo a leste, em Siccar Point, encontraram o que Hutton chamou de "uma bela imagem desta junção lavada pelo mar". Playfair comentou mais tarde sobre a experiência, "a mente parecia ficar tonta ao olhar tão longe no abismo do tempo". Continuando ao longo da costa, eles fizeram mais descobertas, incluindo seções das camadas verticais mostrando fortes marcas onduladas que deram a Hutton "grande satisfação" como uma confirmação de sua suposição de que esses leitos foram colocados horizontalmente na água. Ele também encontrou conglomerados em altitudes que demonstraram a extensão da erosão dos estratos, e disse sobre isso que "nunca deveríamos ter sonhado em encontrar o que agora percebemos".
Hutton concluiu que deve ter havido inúmeros ciclos, cada um envolvendo a deposição no fundo do mar, elevação com inclinação e erosão e depois novamente no fundo do mar para que novas camadas fossem depositadas. Na crença de que isso se devia às mesmas forças geológicas que operavam no passado e às forças geológicas muito lentas vistas hoje em dia, as espessuras das camadas rochosas expostas implicavam para ele enormes extensões de tempo.
Publicação
Embora Hutton tenha distribuído em particular uma versão impressa do resumo de sua Teoria (Concerning the System of the Earth, its Duration, and Stability) que ele leu em uma reunião da Royal Society of Edinburgh em 4 de julho de 1785; o relato completo de sua teoria, lido nas reuniões de 7 de março de 1785 e 4 de abril de 1785, não apareceu impresso até 1788. Foi intitulado Teoria da Terra; ou uma Investigação das Leis observáveis na Composição, Dissolução e Restauração de Terras no Globo e apareceu em Transactions of the Royal Society of Edinburgh, vol. I, Parte II, pp. 209–304, placas I e II, publicado em 1788. Ele apresentou a visão de que "do que realmente aconteceu, temos dados para concluir com relação ao que acontecerá depois disso. " Isso reafirmou o conceito do Iluminismo escocês que David Hume havia colocado em 1777 como "todas as inferências da experiência supõem... que o futuro se assemelhará ao passado", e Charles Lyell reformulado de forma memorável na década de 1830 como " o presente é a chave para o passado". O artigo de Hutton de 1788 conclui; “O resultado, portanto, de nossa presente investigação é que não encontramos nenhum vestígio de um começo, nenhuma perspectiva de um fim”. Sua declaração de encerramento com frases memoráveis é celebrada há muito tempo. (Foi citado na canção "No Control" de 1989, do compositor e professor Greg Graffin.)
Após as críticas, especialmente os argumentos de Richard Kirwan, que pensava que as ideias de Hutton eram ateístas e não lógicas, Hutton publicou uma versão em dois volumes de sua teoria em 1795, consistindo na versão de 1788 de sua teoria (com pequenas adições) junto com muito material extraído de artigos mais curtos que Hutton já tinha em mãos sobre vários assuntos, como a origem do granito. Incluiu uma revisão de teorias alternativas, como as de Thomas Burnet e Georges-Louis Leclerc, Comte de Buffon.
O todo foi intitulado Uma Investigação dos Princípios do Conhecimento e do Progresso da Razão, do Sentido à Ciência e Filosofia quando o terceiro volume foi concluído em 1794. Suas 2.138 páginas levaram Playfair a comentar que "O grande tamanho do livro e a obscuridade que pode ser justamente contestada em muitas partes dele provavelmente o impediram de ser recebido como merece.
Teorias opostas
Suas novas teorias o colocaram em oposição às então populares teorias netunistas do geólogo alemão Abraham Gottlob Werner, de que todas as rochas haviam precipitado de uma única e enorme inundação. Hutton propôs que o interior da Terra era quente e que esse calor era o motor que impulsionava a criação de novas rochas: a terra foi erodida pelo ar e pela água e depositada como camadas no mar; o calor então consolidou o sedimento em pedra e o ergueu para novas terras. Essa teoria foi apelidada de "Plutonista" em contraste com a teoria orientada para a inundação.
Além de combater os netunistas, ele também aceitou o crescente consenso sobre o conceito de tempo profundo para fins científicos. Em vez de aceitar que a Terra não tinha mais do que alguns milhares de anos, ele sustentava que a Terra devia ser muito mais velha, com uma história que se estendia indefinidamente no passado distante. Sua principal linha de argumentação era que os tremendos deslocamentos e mudanças que ele estava vendo não aconteceram em um curto período de tempo por meio de uma catástrofe, mas que os processos que ainda ocorrem na Terra nos dias atuais os causaram. Como esses processos eram muito graduais, a Terra precisava ser antiga, para dar tempo às mudanças. Investigações contemporâneas mostraram que o registro geológico exigia muito tempo, mas nenhuma boa maneira de atribuir anos reais foi encontrada por mais de um século (Rudwick, Bursting the Limits of Time). A ideia de Hutton de ciclos infinitos com humanos presentes é bem diferente da geologia moderna, com um tempo definido de formação e mudança direcional ao longo do tempo, mas sua evidência de apoio para os efeitos de longo prazo dos processos geológicos foi valiosa no desenvolvimento da geologia histórica.
Aceitação de teorias geológicas
Já foi afirmado que a prosa de Princípios do Conhecimento era tão obscura que também impedia a aceitação das teorias geológicas de Hutton. Reformulações de suas ideias geológicas (embora não de seus pensamentos sobre a evolução) por John Playfair em 1802 e depois por Charles Lyell na década de 1830 popularizaram o conceito de um ciclo de repetição infinita, embora Lyell tendesse a descartar as opiniões de Hutton como dando muito crédito a mudanças catastróficas.
Outras contribuições
Meteorologia
Não era apenas para a terra que Hutton dirigia sua atenção. Ele havia estudado por muito tempo as mudanças da atmosfera. O mesmo volume em que apareceu sua Teoria da Terra continha também uma Teoria da Chuva. Ele afirmou que a quantidade de umidade que o ar pode reter em solução aumenta com a temperatura e, portanto, na mistura de duas massas de ar de temperaturas diferentes, uma porção da umidade deve ser condensada e aparecer em forma visível. Ele investigou os dados disponíveis sobre precipitação e clima em diferentes regiões do globo e chegou à conclusão de que a precipitação é regulada pela umidade do ar, por um lado, e pela mistura de diferentes correntes de ar na alta atmosfera, por outro..
A Terra como uma entidade viva
Hutton ensinou que os processos biológicos e geológicos estão interligados. James Lovelock, que desenvolveu a hipótese de Gaia na década de 1970, cita Hutton dizendo que a Terra era um superorganismo e que seu estudo adequado deveria ser a fisiologia. Lovelock escreve que a visão de Hutton da Terra foi rejeitada por causa do intenso reducionismo entre os cientistas do século XIX.
Evolução
Hutton também defendeu o uniformitarismo para criaturas vivas - evolução, em certo sentido - e até sugeriu a seleção natural como um possível mecanismo que os afeta:
- ...se um corpo organizado não estiver na situação e circunstâncias melhor adaptadas ao seu sustento e propagação, então, ao conceber uma variedade indefinida entre os indivíduos dessa espécie, devemos ter certeza de que, por um lado, aqueles que mais se afastam da melhor constituição adaptada, serão os mais susceptíveis de perecer, enquanto, por outro lado, aqueles organismos organizados, que mais se aproximam da melhor constituição para as circunstâncias actuais, serão melhor adaptados. – Investigação dos Princípios do Conhecimento, volume 2.
Hutton deu o exemplo de que, onde os cães sobrevivessem por meio da "velocidade dos pés e da rapidez da visão... na maior perfeição... seriam aqueles que permaneceriam, para se preservarem, e continuarem a raça'. Da mesma forma, se um olfato aguçado se tornasse "mais necessário para o sustento do animal... o mesmo princípio [iria] mudar as qualidades do animal e... aqueles que capturam suas presas com rapidez". O mesmo "princípio de variação" influenciaria "todas as espécies de plantas, seja crescendo em uma floresta ou em um prado". Ele chegou às suas ideias como resultado de experimentos em criação de plantas e animais, alguns dos quais ele delineou em um manuscrito inédito, os Elementos da Agricultura. Ele distinguiu entre variação hereditária como resultado de reprodução e variações não hereditárias causadas por diferenças ambientais, como solo e clima.
Embora ele tenha visto seu "princípio de variação" ao explicar o desenvolvimento de variedades, Hutton rejeitou a ideia de que a evolução poderia originar espécies como uma "fantasia romântica", de acordo com o paleoclimatologista Paul Pearson. Influenciado pelo deísmo, Hutton pensou que o mecanismo permitia que as espécies formassem variedades melhor adaptadas a condições particulares e fornecesse evidências de design benevolente na natureza. Estudos dos cadernos de Charles Darwin mostraram que Darwin chegou separadamente à ideia de seleção natural que ele expôs em seu livro de 1859 On the Origin of Species, mas especulou-se que ele tinha alguma memória meio esquecida de seu tempo como estudante em Edimburgo de ideias de seleção na natureza, conforme estabelecido por Hutton, e por William Charles Wells e Patrick Matthew, que haviam sido associados à cidade antes de publicar suas ideias sobre o assunto no início de o século 19.
Funciona
- 1785. Resumo de uma dissertação lida na Royal Society of Edinburgh, no sétimo de março e no quarto de abril, MDCCLXXV, relativa ao Sistema da Terra, Sua Duração e Estabilidade. Edimburgo. 30pp. na Biblioteca Digital de Oxford.
- 1788.A teoria da chuva. Transações da Royal Society of Edinburgh, vol. 1, Part 2, pp. 41–86.
- 1788. Teoria da Terra; ou uma investigação das leis observáveis na composição, dissolução e restauração da terra sobre o Globo. Transações da Royal Society of Edinburgh, vol. 1, Part 2, pp. 209–304. no Internet Archive.
- 1792. Dissertações sobre diferentes assuntos na filosofia natural. Edimburgo & London: Strahan & Cadell. no Google Books
- 1794. Observações sobre granito. Transações da Royal Society of Edinburgh, vol. 3, pp. 77–81.
- 1794. Uma dissertação sobre a filosofia da luz, calor e fogo. Edimburgo: Cadell, Junior, Davies. em e-rara (ETH-Bibliothek)
- 1794. Uma investigação dos princípios do conhecimento e do progresso da razão, do sentido à ciência e à filosofia. Edimburgo: Strahan & Cadell. (VIRGO) University of Virginia Library)
- 1795. Teoria da Terra; com provas e ilustrações. Edimburgo: Creech. 3 vols. em e-rara (ETH-Bibliothek)
- 1797. Elementos da Agricultura. Manuscrito não publicado.
- 1899. Teoria da Terra; com provas e ilustrações, vol III, Editado por Sir Archibald Geikie. Geological Society, Burlington House, Londres. no Internet Archive
Reconhecimento
- Uma rua foi nomeada após Hutton no complexo Kings Buildings (uma série de edifícios científicos ligados à Universidade de Edimburgo) no início do século XXI.
- A banda de punk Bad Religion citou James Hutton com "nenhum vestígio de um começo, nenhuma perspectiva de um fim" em sua canção "No Control".
- O Monte Hutton, na Serra Nevada, tem o nome de Hutton.