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Stenos Gesetze oder Prinzipien, die Grundlagen der Geologie

1669 formulierte Niels Stensen (1638-1686), der damals und heute besser unter seinem lateinischen Namen Nicolaus Steno bekannt war, einige Grundregeln, die ihm halfen, die Felsen der Toskana und die verschiedenen darin enthaltenen Gegenstände zu verstehen. Seine kurze Vorarbeit, De Solido Intra Solidum Naturaliter Contento – Dissertationis Prodromus (vorläufiger Bericht über Festkörper, die auf natürliche Weise in andere Feststoffe eingebettet sind), enthielt mehrere Vorschläge, die seitdem für Geologen, die alle Arten von Gesteinen untersuchen, von grundlegender Bedeutung sind. Drei davon sind als Stenos Prinzipien bekannt, und eine vierte Beobachtung über Kristalle ist als Stenos Gesetz bekannt. Die hier angegebenen Zitate stammen aus der englischen Übersetzung von 1916 .

 

Stenos Prinzip der Überlagerung

Sedimentgesteinsschichten sind nach Alter geordnet. Dan Porges / Fotobibliothek / Getty Images

„Zu der Zeit, als eine bestimmte Schicht gebildet wurde, war die gesamte darauf ruhende Materie fließend, und daher existierte zu der Zeit, als die untere Schicht gebildet wurde, keine der oberen Schichten.“

Heute beschränken wir dieses Prinzip auf Sedimentgesteine, die zu Stenos Zeiten anders verstanden wurden. Grundsätzlich folgerte er, dass Steine ​​in vertikaler Reihenfolge abgelegt wurden, so wie Sedimente heute unter Wasser abgelegt werden, wobei Neu auf Alt steht. Dieses Prinzip ermöglicht es uns, die Abfolge fossiler Leben zusammenzusetzen, die einen Großteil der geologischen Zeitskala definiert .

 

Stenos Prinzip der ursprünglichen Horizontalität

„… Schichten, die entweder senkrecht zum Horizont standen oder dazu geneigt waren, waren zu einer Zeit parallel zum Horizont.“

Steno argumentierte, dass stark geneigte Felsen nicht auf diese Weise begannen, sondern von späteren Ereignissen beeinflusst wurden – entweder durch Vulkanstörungen oder durch Einstürze von unten durch Einstürze. Heute wissen wir, dass einige Schichten zunächst geneigt beginnen, aber dieses Prinzip ermöglicht es uns dennoch, unnatürliche Neigungsgrade leicht zu erkennen und daraus zu schließen, dass sie seit ihrer Bildung gestört wurden. Und wir kennen viele weitere Ursachen, von der Tektonik bis zum Eindringen, die Steine ​​kippen und falten können.

 

Stenos Prinzip der lateralen Kontinuität

„Materialien, die eine Schicht bilden, waren über die Erdoberfläche durchgehend, es sei denn, andere feste Körper standen im Weg.“

Dieses Prinzip ermöglichte es Steno, identische Gesteine ​​auf gegenüberliegenden Seiten eines Flusstals zu verbinden und die Geschichte der Ereignisse (meistens Erosion) abzuleiten, die sie trennten. Heute wenden wir dieses Prinzip über den Grand Canyon an – sogar über Ozeane hinweg, um Kontinente zu verbinden, die einst angrenzten .

 

Das Prinzip der Querschnittsbeziehungen

„Wenn ein Körper oder eine Diskontinuität eine Schicht durchschneidet, muss sie sich nach dieser Schicht gebildet haben.“

Dieses Prinzip ist für die Untersuchung aller Arten von Gesteinen unerlässlich, nicht nur der Sedimentgesteine. Damit können wir komplizierte Sequenzen geologischer Ereignisse wie Verwerfungen. Falten, Verformungen und Einlagerungen von Deichen und Adern entwirren .

 

Stenos Gesetz der Konstanz von Grenzflächenwinkeln

„… in der Ebene der [Kristall] -Achse werden sowohl die Anzahl als auch die Länge der Seiten auf verschiedene Weise geändert, ohne die Winkel zu ändern.“

Die anderen Prinzipien werden oft als Stenos Gesetze bezeichnet, aber dieses steht allein auf der Grundlage der Kristallographie. Es erklärt genau, was es mit Mineralkristallen auf sich hat. das sie unterscheidbar und identifizierbar macht, selbst wenn sich ihre Gesamtformen unterscheiden können – die Winkel zwischen ihren Gesichtern. Es gab Steno ein zuverlässiges, geometrisches Mittel, um Mineralien voneinander sowie von Gesteinsklasten, Fossilien und anderen „in Festkörpern eingebetteten Festkörpern“ zu unterscheiden.

 

Stenos ursprüngliches Prinzip I.

Steno hat sein Gesetz und seine Prinzipien nicht als solche bezeichnet. Seine eigenen Vorstellungen von dem, was wichtig war, waren ganz anders, aber ich denke, sie sind immer noch eine Überlegung wert. Er machte drei Vorschläge, von denen der erste der folgende war:

„Wenn ein fester Körper allseitig von einem anderen festen Körper umschlossen ist, von den beiden Körpern, von denen einer zuerst hart wurde, drückt er im gegenseitigen Kontakt auf seiner eigenen Oberfläche die Eigenschaften der anderen Oberfläche aus.“

(Dies kann klarer sein, wenn wir „Ausdrücke“ in „Eindrücke“ ändern und „Eigene“ gegen „Andere“ austauschen.) Während sich die „offiziellen“ Prinzipien auf Gesteinsschichten und ihre Formen und Ausrichtungen beziehen, ging es bei Stenos eigenen Prinzipien ausschließlich um “ Feststoffe in Festkörpern. “ Welches von zwei Dingen kam zuerst? Der eine, der nicht durch den anderen eingeschränkt wurde. So konn
te er zuversichtlich feststellen, dass vor dem sie umgebenden Felsen fossile Muscheln existierten. Und wir können zum Beispiel sehen, dass die Steine ​​in einem Konglomerat älter sind als die Matrix, die sie umschließt.

 

Stenos ursprüngliches Prinzip II

„Wenn eine feste Substanz in jeder anderen Hinsicht wie eine andere feste Substanz ist, nicht nur in Bezug auf die Oberflächenbedingungen, sondern auch in Bezug auf die innere Anordnung von Teilen und Partikeln, wird es auch in Bezug auf die Art und den Ort der Herstellung so sein.“ … “

Heute könnten wir sagen: „Wenn es wie eine Ente geht und wie eine Ente quakt, ist es eine Ente.“ Zu Stenos Zeiten drehte sich ein langjähriger Streit um die Zähne fossiler Haie. bekannt als Glossopetrae : Waren es Wucherungen, die in Felsen entstanden sind, Überreste von einst lebenden Dingen oder nur seltsame Dinge, die Gott dort hingelegt hat, um uns herauszufordern? Stenos Antwort war unkompliziert.

 

Stenos ursprüngliches Prinzip III

„Wenn ein fester Körper nach den Gesetzen der Natur hergestellt wurde, wurde er aus einer Flüssigkeit hergestellt.“

Steno sprach hier sehr allgemein und diskutierte das Wachstum von Tieren und Pflanzen sowie Mineralien, wobei er sich auf seine tiefen anatomischen Kenntnisse stützte. Bei Mineralien könnte er jedoch behaupten, dass Kristalle eher von außen als von innen wachsen. Dies ist eine tiefgreifende Beobachtung, die fortlaufend für magmatische und metamorphe Gesteine Anwendung findet , nicht nur für die Sedimentgesteine ​​der Toskana.

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