#Charles Lyell – a cura di Roberta Raso e Monica Ulberti

 

Pensiero geologico

Il clima culturale geologico in cui operò Lyell era già caratterizzato da un criterio scientifico di datazione basato sulla paleontologia e vi erano i presupposti per una periodizzazione della storia della Terra. Il pensiero geologico di Lyell maturò a seguito dei numerosi contatti culturali di cui ebbe occasione durante la sua formazione e nei suoi viaggi.

Determinante fu l’influenza del pensiero di James Hutton, che Lyell seppe raccogliere e ricollocare nel quadro degli sviluppi della stratigrafia, mentre l’amicizia con Charles Darwin lo stimolò ad occuparsi anche di antropologia.

Fu Charles Lyell a rendere il mondo geologico veramente consapevole dei vantaggi derivanti dalla nuova ed estesa scala temporale proposta da Hutton.

L’obiettivo di Lyell era di dimostrare la validità della tesi di James Hutton, e cioè che i lenti fenomeni naturali, come quelli che si verificano ancora attualmente intorno a noi, possono adeguatamente spiegare i fenomeni geologici, a patto che per il loro verificarsi si tenga conto di un tempo sufficiente. Hutton descrisse un modello terrestre, ripreso successivamente da Lyell, nel quale "non c'erano prove di un inizio, né indizi di una fine" e immaginava la Terra in un ciclo continuo di cambiamenti. Hutton aveva pubblicato un libro a riguardo, ma non era stato molto abile nelle spiegazioni per rendere comprensibili le sue idee. Il suo lavoro sarebbe stato chiarito e ristrutturato dai Principles of Geology di Lyell. Infatti gli insegnamenti uniformisti di Hutton, non si discostavano molto dai pensieri espressi nelle opere di Lyell. Il grande pregio di Lyell fu di saper divulgare quelle teorie, esercitando le sue abilità di scrittore, in uno stile piano ed elegante, ancorchè rigoroso.

Lyell fu il primo ad esporre chiaramente e diffondere alla comunità scientifica la teoria che oggi chiamiamo attualismo o uniformitarianismo o uniformitarismo, sintetizzabile con la frase "il passato è la chiave del presente", secondo la quale la Terra è stata modellata interamente dall’azione di forze con movimenti lenti agenti in periodi di tempo lunghissimi.

Lyell suppose che i processi operavano nel passato con la stessa intensità e la stessa velocità con cui avvengono oggi. Rifiutò l'idea che la storia della Terra sia dominata da eventi catastrofici.

Non era necessario quindi invocare catastrofi né ipotizzare che i processi attuali abbiano agito con maggiore intensità in tempi precedenti. In breve, Lyell insegnò che il presente è la chiave del passato e per questo diventò il principale sostenitore della teoria dell’attualismo.

Nei suoi scritti geologici Lyell sostenne che:

ü il passato geologico poteva essere compreso meglio in termini di processi naturali che ancora oggi possiamo osservare, quali sedimentazione nei corsi d’acqua, erosione eolica ed idrica, avanzamento o ritiro dei ghiacciai (ATTUALISMO);

ü i cambiamenti sono lenti e costanti (GRADUALISMO);

ü le leggi naturali sono costanti ed eterne, operanti nel passato con la stessa intensità di oggi.

Particolarmente significativo, come viene illustrato nei suoi Principles, era per Lyell un sito: il cosiddetto Tempio di Giove Serapide, presso Pozzuoli, nel Golfo di Napoli.

Si sa che nel II secolo d.C. il tempio era al di sopra del livello del mare, ma la presenza sulle colonne di marmo di tracce di bivalvi marini ritrovati ad una quota di 7 m sopra il livello dell’acqua alta, testimonia che a un certo punto, dopo il II secolo, il tempio era stato sommerso almeno fino a quel livello. Esso era poi riemerso, sicché al tempo di Lyell, l’area in cui era situato si trovava a 30 cm sotto il livello dell’acqua alta. Tutto questo, osservò Lyell, era il risultato di movimenti della Terra, così lenti che alcune delle esili colonne del tempio si erano conservate incolumi senza crollare.

Lyell fu il maggior sostenitore dell’idea all’epoca molto controversa dell’ATTUALISMO o uniformitarianismo.

Secondo questa teoria i fenomeni geologici, sia esogeni che endogeni, del passato, sono dovuti a cause identiche a quelle che li provocano e li regolano attualmente. Tale ipotesi, tiene anche conto dell’estrema lentezza con cui avvengono la maggior parte dei fenomeni endogeni.

Quest’idea fu in contrasto con il "catastrofismo" , particolarmente favorito dai biologi come Cuvier , e con il diluvianismo, idea geologica che l’età della Terra sia legata alla cronologia della Bibbia. Poiché quest’ultima teoria era tacitamente acconsenziente delle dottrine religiose e della Bibbia, l’attualismo fu ritenuto da alcuni (specie in campo cattolico) come un movimento antireligioso e combattuto anche da certi ambienti, assieme alla teoria dell’evoluzione di Darwin (Lyell fu tra l’altro uno degli ispiratori di Darwin e dall’opera di questi, a sua volta, trasse conferme dell’attualismo).

Come concetto essenziale l’attualismo vuole spiegare l’evoluzione del pianeta attraverso processi analoghi a quelli che si osservano oggi (erosione, sedimentazione, eruzioni vulcaniche, terremoti, ecc.); se gli effetti sono stati assai pronunciati ciò è dovuto all’accumularsi, in tempi assai lunghi, di tanti piccoli eventi. Il concetto ha evidenti riferimenti sia alla matematica sia alla meccanica ed è tipico del positivismo inglese. L’evoluzione in senso darwiniano delle specie biologiche ricalca questa idea dell’attualismo. Idea tuttora vigente in geologia pur con i dovuti “aggiustamenti”.

L’attualismo permetteva già a un contemporaneo, Jean-BaptisteLamarck , di considerare il fossile come il rappresentante di una specie non estinta ma progressivamente modificata: ed è la teoria paleontologica ancor oggi comunemente ammessa.

L’attualismo geologico si contrapponeva anche al "fissismo" biologico.

Lyell riprese e condivise le critiche rivolte a Lamarck da Cuvier: le specie si formano ognuna in un preciso momento dello spazio e del tempo, già pronte per l’ambiente in cui si trovano a vivere, anche se possono disperdersi a causa di cambiamenti climatici o per l’introduzione di nuove specie, che modifichino l’habitat.

Lyell fu ossessionato dalle implicazioni della teoria evoluzionista di Lamarck. Nel pensiero di Lyell, se Lamarck avesse avuto ragione, e le teorie religiose fossero state infondate, l’uomo sarebbe stato semplicemente un’animale un po’ migliore degli altri, ma la fabbrica della morale sarebbe stata infangata. Un’articolata confutazione delle teorie di Lamarck sull’evoluzione rappresentò una parte centrale del Volume 2 dei Principles. In ogni caso, attraverso questa ampia trattazione del pensiero di Lamarck, Lyell paradossalmente, consentì che le stesse fossero meglio conosciute dal mondo di lingua inglese, infatti le pubblicazioni di Lamarck furono tradotte in inglese solo nel 1914.

In stratigrafia, Lyell accolse le unità litologico-paleontologiche di William Smith (geologo inglese, 1769-1839) e ne aggiunse altre, dello stesso tipo, ma tipizzate in alcune località del continente europeo.

Le unità furono raggruppate da Lyell in “Sistemi”, definiti su base litologica o indicati con il nome della località-tipo, e a loro volta divisi in “Periodi”. Questa classificazione fu accolta e seguita per più di cento anni.

Nonostante l’enorme influenza che Lyell ebbe sul pensiero geologico del suo secolo, la componente ideologica per certi versi sei-settecentesca ancora sottilmente presente nel suo modello interpretativo, la sua avversione per qualunque idea di “progressione” o direzionalità nella storia della Terra, e quindi anche per i concetti evoluzionisti, finivano per contrastare col progressivismo positivista ottocentesco. Non fa dunque meraviglia il contrasto tra l’ispirazione originale di Lyell e un certo uso che poi fu fatto delle sue idee. A proposito delle “catastrofi”, ancora nel 1830 Lyell scriveva: “Non vi è dubbio che in ogni regione del globo si sono susseguiti periodi di sconvolgimenti e di quiete, ma forse è altrettanto vero che , per quanto riguarda tutta la Terra, l’energia dei movimenti sotterranei è sempre stata uniforme. Può darsi che per cicli di anni la forza dei terremoti sia stata sempre confinata, come lo è ora, a zone estese ma finite e poi si sia spostata gradualmente così che un’altra regione, che era stata a lungo in quiete, sia divenuta a sua volta il grandioso teatro della sua azione”.

Scritti e Opere

Charles Lyell scrisse numerose opere, ma fu con i Principles of Geology, con gli Elements of Geology e con The Geological Evidence of the Antiquity of Man, che lasciò un segno nella scienza.

 On a Recent Formation of Freshwater Limestone in Forfarshire (1819)

  I Principles (1830-1833): rappresentano una pietra miliare delle Scienze della Terra. Il sottotitolo "An Attempt to Explain the Former Changes of the Earth's Surface by Reference to Causes now in Operation" è esplicativo del lavoro a cui Lyell dedicò la sua vita.

È l’opera più importante di Lyell e dove egli vi stabilì “…il principio stesso del ragionamento in geologia…” secondo cui “…dai tempi più remoti cui può spingersi il nostro sguardo fino al presente hanno agito solo e senza eccezione le cause tuttora operanti e mai con gradi di energia diversi da quelli attuali…”.

I Principles of Geology hanno contribuito alla “conquista del tempo profondo”, cioè a far sì che l’Occidente prendesse consapevolezza dell’abisso di tempo che ci separa dai primi momenti di formazione della Terra.

Il primo volume dell’opera apparve nel 1830, e il secondo nel gennaio del 1832.

Il lavoro di Lyell inizialmente ricevette opposizione, ma incontro successivamente interesse e approvazione e mentre il terzo volume, che trattava della formazione continua della crosta della Terra, veniva pubblicato, una seconda edizione dei primi due volumi usciva nel 1833.

Riscosse un’enorme popolarità tanto da raggiungere nel 1875 la dodicesima edizione.

Lyell argomenta in questo libro, che all’epoca attuale i processi geologici osservabili sono adeguati a spiegare la storia geologica. Egli pensò che l’azione delle precipitazioni, dei mari, dei vulcani e dei terremoti dessero spiegazioni sulla storia geologica sin dai tempi più antichi.

Lyell si ribellò inoltre alle teorie geologiche prevalenti all’epoca, ritenendo che fossero influenzate dall’interpretazione della Genesi nella Bibbia.

Pensava che sarebbe stato più pratico escludere improvvise catastrofi geologiche per garantire resti fossili di specie estinte e credeva che fosse necessario creare una vasta scala del tempo per la storia della Terra. Nella seconda edizione introduce nuove idee riguardanti il metamorfismo. Descrive i cambiamenti delle rocce sedimentarie dovuti alle alte temperature delle rocce ignee adiacenti. Il Volume 1, contiene una versione personale e polemica della storia della geologia, seguita da un’analisi degli attuali processi inorganici che modificano la Terra: processi idrici e processi ignei, comprendendo attività vulcanica e sismica.

Questi processi sono intesi sia come distruttivi, sia come costruttivi. Lyell analizza infatti fenomeni di erosione e deposizione.

Egli nella sua trattazione parte dallo studio e dall’analisi di siti geologici e di luoghi visitati nei suoi numerosi viaggi, dando contributi originali grazie al fatto che fu un acuto osservatore e un fine ricercatore di campagna.

Lyell affronta con dettaglio i fenomeni idrici, parlando di fiumi ed erosione fluviale, sorgenti termali e grotte, maree e correnti, delta ed estuari, processi di erosione e deposizione.

Trattando i fenomeni ignei, affronta l’attività vulcanica, descrivendo eruzioni storiche, aspetti geografici, tipi di vulcani, mentre per l’attività sismica, a partire da eventi storici, tenta un’indagine sulle cause.

Nel Volume 2, sono analizzati gli attuali agenti organici di trasformazione della Terra, insieme con la teoria dell’evoluzione di Lamarck, rifiutata da Lyell. Egli rivolse la sua attenzione alla questione delle specie, dando un’interpretazione sulla loro origine, non molto dissimile dalla storia dell’Arca di Noè. Concludendo: “…Each species may have had its origin in a single pair, or individual, where an individual was sufficient, and species may have been created in succession at such times and in such places as to enable them to multiply and endure for an appointed period, and occupy an appointed place on the globe…” (“…Ogni specie può aver avuto la sua origine in una sola coppia, o un individuo, quando un individuo era sufficiente, e le specie possono essere state create in successione in certi periodi e certi luoghi in modo tale da metterli in grado di moltiplicarsi e vivere per un determinato periodo, e occupare un luogo designato sulla Terra…”).

In accordo con le idee del tempo, Lyell riservava un posto a parte per la specie umana, separandola dal regno animale e ponendone l’origine in un’epoca lontana. Suggeriva però che la ragione dell’estinzione delle specie era dovuta alla competizione per le risorse, come il cibo e il territorio, con le altre specie.

Nel Volume 3, Lyell dimostra sinteticamente la forza dei processi organici ed inorganici di cambiamento, utilizzandoli per spiegare i fenomeni del recente periodo Terziario. In questo volume tratta pertanto di paleontologia e stratigrafia..

Tra il 1830 e il 1872 si pubblicarono undici edizioni di questo lavoro, ognuna arricchita con nuovo materiale. Pochi giorni prima della sua morte Sir Charles terminò la dodicesima revisione del suo primo volume; la revisione del secondo volume fu completata da suo nipote Mr. Leonard Lyell e il lavoro fu pubblicato nel 1876.

Quest’opera fu il lavoro geologico più influente della metà del 19° secolo, e fece molto per mettere la geologia su un percorso moderno.

 On the Cretaceous and Tertiary Strata of Seeland and Möen (1834)

 Elements of Geology (1838) questa pubblicazione fu la seconda per importanza, la quale essendo inizialmente un’estensione di una delle sezioni del Principles of Geology, si convertì in un’opera fondamentale di geologia stratigrafica e paleontologica. Di questo libro si pubblicarono sei edizioni (durante la vita di Lyell) e a partire da questa opera fu pubblicato un estratto “Student’s elements of geology” (1871) e “Manual of elementary geology” (data di pubblicazione non disponibile).

 Travels in North America, Canada and Nova Scotia: with geological observations (1845)

 Travels in North America and a second visit to the United States (1849)

 The Geological Evidence of the Antiquity of Man (1863) si tratta del suo terzo grande lavoro, di cui furono pubblicate tre edizioni in un anno, Lyell lo scrisse a partire dalle scoperte di utensili di pietra negli strati del post-Pliocene nella Valle del Somma (Napoli) e in alcuni altri luoghi; nell’opera dibatteva anche sui depositi glaciali e nello stesso volume manifestò per la prima volta l’adesione alla teoria di Darwin sull’origine della specie. Una quarta edizione apparì nel 1873.

 The progress of geology (data di pubblicazione non disponibile)

 Uniformity of change (data di pubblicazione non disponibile)

Scienziati contemporanei

James Hutton

Nacque a Edimburgo in Scozia nel 1726, studiò chimica e medicina, si dedicò all'agricoltura prima e all'industria chimica dopo; dotato di una straordinaria e acuta capacità osservativa giunse a elaborare originali teorie. Due elementi della sua personalità gli permisero di costruire la sua sintesi geologica: da un lato la non interpretazione letterale della Bibbia e dall'altra l'influenza delle idee di Newton. Mori nel 1797.

A differenza delle precedenti teorie sulla Terra, quella di Hutton non riguardava affatto l’origine della Terra. La sua teoria fornisce semplicemente una spiegazione di come funziona la macchina-Terra, non una discussione su come si sia formata. Fondamentale, per questa teoria, era la concezione di Hutton del tempo geologico. Egli respinse la misura del tempo basata sulla Bibbia, ritenuta valida dalla maggior parte dei teorici precedenti, e sostenne invece che la Terra era molto antica. Egli concludeva il suo saggio del 1785 con la famosa frase che nella storia della Terra “noi non troviamo né la traccia di un inizio né la prospettiva di una fine”. Hutton infine accettò la realtà dell’erosione e risolse il problema che questa poneva con la distruzione continua e incessante ammettendo che la Terra possedeva al suo interno un meccanismo per riformarsi, giungendo a formulare una sequenza ciclica: la sequenza di erosione, trasporto, sedimentazione, sollevamento si può ripetere finché la Terra esiste.

La teoria di Hutton conteneva il germe dell’idea del metamorfismo delle rocce. Inoltre secondo il suo parere tutte le maggiori trasformazioni della superficie della Terra, fornivano una risposta completa agli innumerevoli e insensibili cambiamenti che si erano verificati attraverso un’eternità di tempo. Egli affermò che i processi che avevano agito nel passato non differivano né nel tipo né nell’intensità da quelli che sono attivi attualmente nel mondo. Hutton, dunque, sostituì il catastrofismo dei suoi contemporanei con una nuova filosofia della natura, la quale fu brevemente chiamata attualismo.

Charles Darwin

Nacque a Shrewsbury in Inghilterra nel 1809. Studiò medicina ad Edimburgo, successivamente biologia a Cambridge. Nel 1831 si imbarcò come naturalista in una spedizione scientifica lungo le coste del Sud America, sulla nave “Beagle”, facendo ritorno nel 1836. A partire dal 1846 pubblicò numerosi lavori sulle sue scoperte geologiche e zoologiche durante l’esplorazione del Sud America. Naturalista affermato, sviluppò la teoria della selezione naturale, descritta nel lavoro “On the origin of species by means of natural selection”, pubblicato nel 1859. Tra i suoi scritti più importanti anche “The descent of man”, pubblicato nel 1871.

La sua teoria, basata su una concezione evolutiva della specie, sviluppatasi dai suoi studi sugli strati geologici e dei fossili in essi presenti, oltre che dagli studi zoologici, inizialmente non fu accolta positivamente dal mondo scientifico contemporaneo, che non accettava l’ipotesi che l’uomo potesse discendere dalle scimmie. La stessa comunità scientifica in un secondo momento gli accordò ampio consenso.

Divenne un caro amico e mentore, con il quale Lyell intratteneva una corrispondenza.

Darwin morì nel 1882, provato probabilmente anche dalle malattie contratte durante i suoi viaggi.

Georges Cuvier

(1769-1832) Naturalista francese, considerato fondatore della paleontologia e dell’anatomia comparata. Secondo Cuvier gli organismi di ciascun raggruppamento sono fondamentalmente diversi fra loro e non ricollegabili da qualsivoglia fenomeno di trasformazione; le omologie fra gli organismi sono dovute al fatto che svolgono simili funzioni, non alla presenza di antenati comuni. I concetti di omologia e di analogia non sono ancora distinti in modo netto. Oppositore del lamarckismo e sostenitore della teoria del catastrofismo, riteneva che le variazioni delle specie fossili sono dovute a cataclismi del globo.

Jean-Baptiste Lamarck

(1744-1829) Naturalista francese, personaggio eclettico, seguì studi di chimica, di fisica e di scienze naturali; frequentò corsi di botanica e insieme a Buffon istituì il metodo dicotomico per la classificazione delle piante, ancora oggi utilizzato. La sua attività di botanico e zoologo segnò l’inizio degli studi sistematici sull’evoluzione. Sviluppò la teoria evoluzionistica secondo cui l’evoluzione dei viventi è un processo conseguente all’adattamento degli individui all’ambiente e basato sulla trasmissione ereditaria dei caratteri favorevoli all’adattamento. Le specie quindi non sono fisse, ma in continua, incessante evoluzione.

Note di Approfondimento

Il "terziaro"

Durante gli studi in Italia, Lyell maturò l'idea di suddividere questo periodo geologico in tre o quattro gruppi, caratterizzati da resti di specie di conchiglie viventi o estinte; dopo consultazioni con altri studiosi (Dr. Whewell), sulla nomenclatura più appropriata, diede il nome a questi gruppi, nomi che ancora oggi sono universalmente adottati: Eocene, Miocene e Pliocene. Con l'aiuto di G.P. Deshayes costruì una tavola di conchiglie e illustrazioni secondo questa classificazione.

Il fissismo

Teoria biologica secondo cui le specie vegetali e animali non hanno subito e non subiranno modificazioni nel corso del tempo. Il fissismo si contrappone dunque alle teorie evoluzionistiche e all’evoluzionismo. Fu sostenuto da G. Cuvier. Nel corso del tempo, le teorie fissiste sono venute modificando i propri assiomi in modo da aggirare le difficoltà poste dai progressi delle scienze biologiche, esse si sono così presentate in diverse varianti, ognuna delle quali può essere considerata come una risposta ed un adattamento del fissismo a scoperte scientifiche che ne intaccavano le fondamenta. Tra queste varianti sono da citare il catastrofismo, che attribuiva la scomparsa di interi taxa animali e vegetali a veri e propri cataclismi su scala mondiale; il diluvianismo, che considerava i fossili come resti di organismi periti nel diluvio universale e il cui più noto sostenitore fu J. J. Scheuchzer; il creazionismo, che attribuiva la comparsa di nuove specie a ripetute creazioni: in corrispondenza di tali creazioni si sarebbero distinti i vari periodi geologici.

Il catastrofismo

Teoria geologica concepita da Georges Cuvier, principalmente per spiegare l’esistenza dei fossili senza ricorrere a ipotesi evoluzionistiche. Nel formulare tale teoria, Cuvier mosse da una stima estremamente riduttiva dell’età della Terra, dell’ordine di migliaia di anni e dalla constatazione del fatto che gli agenti atmosferici locali e la lenta azione erosiva delle acque non potrebbero render conto, in tempo tanto limitati, dei profondi mutamenti subiti dalla crosta terrestre. Egli immaginò allora una successione di catastrofi geologiche (inondazioni e terremoti), che avrebbero distrutto ogni forma di vita esistente in determinate regioni del globo. Che ad ogni rivoluzione fosse seguita la creazione divina di nuove forme di vita non è proposizione esplicita di Cuvier; ma solo un irrigidimento del suo pensiero, operato dagli epigoni al fine di suggellarne la fondazione fissista.

Indicazioni bibliografiche

 Siti consultati sulla rete Internet

I siti consultati sono stati scelti tra i numerosi che contengono informazioni sull’argomento, per altro molto specifico, considerando le finalità dichiarate dai gestori del sito. Nel caso specifico è stata data rilevanza ai siti di Associazioni o Istituzioni che si propongono l’obiettivo di rendere accessibili a tutti e liberamente informazioni, scientifiche e non, per percorsi di formazione ed educazione personale e professionale.

I siti selezionati sono stati i seguenti:

 "http://www.anisn.it"

sito dell’Associazione Nazionale degli Insegnanti di Scienze Naturali, sezione di storia della scienza, lingua italiana;

 "http://emuseum.mnsu.edu"

sito della Minnesota State University, lingua inglese;

 "http://www.wikipedia.org"

sito della Wikipedia, enciclopedia libera e gratuita, multilingue

 "http://www.nahste.ac.uk"

sito della Navigational Aids for the History, Science Technology and the Environment, coordinato dalla University of Edinburgh e fondato dalla Research Support Libraries Programme, lingua inglese;

 "http://www.victorianweb.org"

sito della University Scholars Programme, supportato dalla National University of Singapore, lingua inglese;

 "http://www.stephenjaygould.org"

sito non ufficiale di Stephen Jay Gould (1941-2002), paleontologo ed educatore della Harvard University, lingua inglese;

 "http://www.gennet.org"

sito della Missouri Association for Creation, Associazione no-profit con scopi scientifici ed educativi, fonte Encyclopaedia Britannica, lingua inglese;

 "http://www.esp.org"

sito dell’Electronic Scholarly Publishing, in parte coordinato da US Department of Energy, lingua inglese;

 "http://members.tripod.com/acmipa1/"

sito dell’Asociation Cordobesa de Mineralogia y Paleontologia, lingua spagnola

 "http://www.okbu.edu/"

sito dell’Oklahoma Baptist University

 Pubblicazioni consultate

 F.D. Adams, The birth and development of the geological sciences, Dover Publications Inc., New York 1954, pagg.506, pag.265-268, 421-423.

 Enciclopedie Cambridge, Scienze della Terra, editori Laterza, Bari 1992, pagg. 581, pag.6-18.

 Grande Dizionario Enciclopedico, UTET, Torino 1994, quarta edizione, vol. II pag.917, vol. IV pag.933, vol.VIII pag.999 e vol.XII pag.969.

 J. Gribbin, Science: a history, Penguin Allen Lane, Londra 2002, pagg.647, pag.1543-2001.

 E.L. Palmieri, M. Parotto, Il globo terrestre e la sua evoluzione, Zanichelli, V edizione, 2002, pagg. 590., pag.242 e 529.

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