Законы или принципы Стено

Эндрю Олден — геолог из Окленда, Калифорния. Он работает научным руководителем Геологической службы США.

В 1669 году Нильс Стенсен (1638-1686), более известный тогда и сейчас под своим латинизированным именем Николаус Стено, сформулировал несколько основных правил, которые помогли ему разобраться в скалах Тосканы и различных предметах, содержащихся в них. Его короткая предварительная работа, De Solido Intra Solidum Naturaliter Contento — Dissertationis Prodromus (Предварительный отчет о твердых телах, естественным образом встроенных в другие твердые тела) включал несколько предложений, которые с тех пор стали фундаментальными для геологов, изучающих все виды горных пород. Три из них известны как принципы Стено, а четвертое наблюдение, касающееся кристаллов, известно как закон Стено. Приведенные здесь цитаты взяты из английского перевода 1916 года.

Принцип суперпозиции Стено

«В то время, когда образовывался тот или иной данный слой, вся материя, покоящаяся на нем, была текучей, и, следовательно, в то время, когда образовывался нижний слой, не существовало ни одного из верхних слоев».

Сегодня мы ограничиваем этот принцип осадочными породами, которые во времена Стено понимались иначе. По сути, он пришел к выводу, что горные породы откладывались в вертикальном порядке точно так же, как сегодня откладываются отложения под водой, причем новые поверх старых. Этот принцип позволяет нам собрать воедино последовательность ископаемой жизни, которая во многом определяет геологическую шкалу времени.

Принцип исходной горизонтальности Стено

«…слои, перпендикулярные горизонту или наклоненные к нему, когда-то были параллельны горизонту».

Стено рассудил, что сильно наклоненные породы возникли не таким образом, а были затронуты более поздними событиями — либо поднятием вулканическими возмущениями, либо обрушением снизу в результате обвалов. Сегодня мы знаем, что некоторые слои изначально наклонены, но тем не менее этот принцип позволяет нам легко обнаружить неестественные степени наклона и сделать вывод, что они были нарушены с момента их образования. И мы знаем о многих других причинах, от тектоники до вторжений, которые могут наклонять и складывать скалы.

Принцип боковой непрерывности Стено

«Материалы, образующие любой слой, были непрерывны на поверхности Земли, если на пути не стояли какие-либо другие твердые тела».

Этот принцип позволил Стено связать одинаковые породы на противоположных сторонах речной долины и вывести историю событий (в основном эрозии), которые их разделили. Сегодня мы применяем этот принцип по всему Гранд-Каньону — даже через океаны, чтобы соединить континенты, которые когда-то соприкасались.

Принцип сквозных отношений

«Если тело или разрыв пересекают слой, они должны были образоваться после этого слоя».

Этот принцип необходим при изучении всех видов горных пород, а не только осадочных. С его помощью мы можем распутать запутанные последовательности геологических событий, таких как разломы, складчатость, деформация и размещение даек и жил.

Закон постоянства межфазных углов Стено

«…в плоскости оси [кристалла] как число, так и длина сторон изменяются различными способами без изменения углов».

Другие принципы часто называют законами Стено, но этот стоит особняком в основе кристаллографии. Это объясняет, что именно в минеральных кристаллах делает их различимыми и узнаваемыми, даже если их общая форма может различаться, — углы между их гранями. Это дало Стено надежный геометрический способ отличать минералы друг от друга, а также от обломков горных пород, окаменелостей и других «твердых тел, встроенных в твердые тела».

Оригинальный принцип Стено I

Стено не называл своего Закона и своих Принципов как таковых. Его собственные представления о том, что важно, были совершенно другими, но я думаю, что они все же заслуживают внимания. Он выдвинул три предложения, первое из которых:

«Если твердое тело окружено со всех сторон другим твердым телом, то из двух тел первым стало твердым то, которое при взаимном соприкосновении выражает на своей поверхности свойства другой поверхности».

(Это может быть яснее, если мы изменим «выражает» на «впечатляет» и заменим «свое» на «другое».) В то время как «официальные» Принципы относятся к слоям породы, их формам и ориентации, собственные принципы Стено были строго о « твердые тела внутри твердых тел». Какая из двух вещей появилась раньше? Тот, который не был ограничен другим. Таким образом, он мог с уверенностью утверждать, что ископаемые раковины существовали до породы, которая их окружала. И мы, например, можем видеть, что камни в конгломерате старше, чем вмещающая их матрица.

Оригинальный принцип Стено II

«Если твердое вещество во всем остальном подобно другому твердому веществу, не только в отношении состояния поверхности, но и во внутреннем расположении частей и частиц, то оно будет подобно ему и в отношении способа и места производства. . "

Сегодня мы могли бы сказать: «Если оно ходит как утка и крякает как утка, то это утка». Во времена Стено давний спор был сосредоточен вокруг зубов ископаемой акулы, известной как глоссопетра: были ли они наростами, возникшими внутри скал, остатками некогда живых существ или просто странными вещами, созданными Богом, чтобы бросить нам вызов? Стено ответила прямо.

Оригинальный принцип Стено III

«Если твердое тело было создано в соответствии с законами природы, оно произошло из жидкости».

Стено говорил здесь очень обобщенно и продолжил обсуждение роста животных и растений, а также минералов, опираясь на свои глубокие познания в анатомии.Но в случае с минералами он мог утверждать, что кристаллы срастаются снаружи, а не растут изнутри. Это глубокое наблюдение имеет постоянное применение для магматических и метаморфических пород, а не только для осадочных пород Тосканы.