פלוטוניזם

ג'יימס האטון

פלוטוניזם או וולקניזם היא תאוריה גאולוגית בת המאה ה-18 לפיה החום הוא גורם השינוי העיקרי שהשפיע על התפתחות מבנה כדור הארץ. תאוריה זו קרויה על-שם פלוטו – אל השאול הרומי, ולחלופין על-שם וולקן – אל האש והגעש הרומי. התאוריה נוסחה לראשונה בשנת 1795 על ידי ג'יימס האטון בספרו "תאוריה של הארץ". לפי תפיסתו, החום הנוצר כתוצאה מלחץ האדמה והמים גרם למרבצי אדמה וחול בקרקעית הים להינתך ולפרוץ החוצה בהתפרצויות געשיות. כך נוצרו סלעי גרניט קשים, אשר נשחקו ועם הזמן שבו באמצעות הנחלים לים בתהליך שחזר על עצמו. התאוריה אינה מקובלת כיום.

רקע היסטורי

אברהם גוטלוב ורנר

בסוף המאה ה-18 החלה להתפתח תורת הסטרטיגרפיה, שעסקה בתיארוך שכבות גאולוגיות. תורה זו התפתחה כשברקע עמדה המהפכה התעשייתית, במסגרתה החלה להתבסס כלכלת אירופה על כרייה ונוצר צורך לנבא היכן יהיו מרבצים של מתכות ומשאבים ראויים לכרייה.

תאוריית הפלוטוניזם התפתחה כתגובה לתאוריית הנפטוניזם שרווחה עד אז, לפיה מים הם גורם השינוי העיקרי בהתפתחות כדור הארץ. לפי הנפטוניזם, היה ים קדום שכיסה את פני כדור הארץ. בתוך ים זה היו משקעים של מינרלים, אשר בתהליכי שיקוע התגבשו לכדי סלעים קשים. נסיגת הים הקדום הביאה לעליית סלעים אלה אל פני הקרקע וליצירת סלעים רכים כגון אבן גיר, ותהליכי סחיפה של סלעים אלה הביאו להיווצרות חול וחימר. מנסח התאוריה, אברהם גוטלוב ורנר, לא היה ליטרליסט ועל כן לא ניסה להתאים את התאוריה שלו לסיפור הבריאה התנ"כי באופן מילולי. עם זאת, ייתכן שהוא האמין כי סדר הבריאה של בעלי החיים מקביל לסדר ההיווצרות של הסלעים.

התאוריה של ורנר התקשתה להסביר מדוע לא תאם סדר השכבות הנצפה את העקרונות שלו, וסלעים דומים אף נמצאו בשכבות של תקופות שונות. בנוסף, החלק הראשון של התאוריה – לפיו סלעים קשים נוצרו כתוצאה מתהליכי שיקוע – לא התיישב עם התצפיות בהן נמצאו סלעים קשים ולא מסיסים מסוימים, שנראו כאילו היו פעם במצב נוזלי. החלק האחרון של התפיסה הנפטוניסטית אמנם גרס כי סלעים מסוימים נוצרו כתוצאה מהתפרצויות געשיות, אך נוצר צורך בתאוריה מדויקת יותר שתסביר את השכבתיות הנראית על פני כדור הארץ.

תאולוגיה טבעית

המדע שהחל להתפתח בתחילת המאה ה-17 הושפע מסיפורי הבריאה והגישה הליטרליסטית לקריאת הברית הישנה והחדשה וניסתה להתאים את תיאור העולם לסיפורים אלה. בשנת 1650 פרסם הארכיבישוף הפרוטסטנטי האירי ג'יימס אשר פירוש מילולי של ספר בראשית, בו חישב את גיל כדור הארץ, ומנקודה זו ואילך עלתה לדיון משמעותי שאלת גיל כדור הארץ. לפי חישובו מצא כי העולם נברא בשנת 4004 לפני הספירה, והוא הגיע לרמת דיוק כה גבוהה עד כי קבע בביטחון כי הבריאה התרחשה בשעה שש וחצי בבוקר. החישוב – שנערך על בסיס שושלות בברית הישנה – נחשב בזמנו לחישוב מדעי מכובד, אך במרוצת חמישים השנים הבאות ירד ערכו וקהילת החוקרים הפסיקה להתייחס אליו כראוי להתייחסות רצינית.

תומאס ברונט

בסוף המאה ה-17 החלה הקהילה העוסקת בחקר העולם לגלות אופטימיות רבה מאוד לגבי יכולת האדם לחקור את הטבע. היחסים בין הדת למדע השתנו, ועלתה תפיסה של תאולוגיה טבעית – חקירת האל באמצעות חקירת הטבע (שהוא מעשה ידי האל) ולא חקירת כתבי הקודש כפשוטם, קרי, חקירת הטבע דינה כחקירת האל. ברוח זו פרסם תומאס ברונט (Thomas Brunet‏, 1635–1715) בשנת 1691 את ספרו התאוריה הקדושה של הארץ בו ניסה להסביר את היווצרות כדור הארץ במונחים קארטיזאיניים של קשרים מגנטיים ועל-פי התאוריה המכניסטית. לגרסתו בספר זה, הארץ הייתה בעברה מעין ביצה שקליפתה קרסה, ולכן הנוזל הממלא אותה גלש החוצה ויצר את המבול התנ"כי. תאוריה זו אמנם עולה בקנה אחד עם תיאור המבול בספר בראשית, אך היא עשתה זאת בכלים חדשים – מכניסטיים. חמש שנים לאחר מכן, בשנת 1696, פורסם "The New Theory of the Earth"‏ על ידי ויליאם ויסטון (William Whiston,‏ 1667–1752), וגם בו תואר מבול היסטורי באמצעים ניוטוניים. על-פי ויסטון, היה זה שביט עשוי קרח שהתנגש בכדור הארץ והביא לכיסויו במי המבול.

גם ברונט וגם ויסטון התייחסו אל כדור ארץ צעיר מאוד, בדומה לחישוביו של אשר. עם זאת – בשונה מאשר ואף ששני הפירושים מתייחסים לסיפורי בראשית בצורה טבעית, נטורליסטית – סירבו השניים לקבל את כל סיפורי בראשית באופן מילולי וגורף. ויסטון אמנם תיארך את כדור הארץ ב-5,000 שנה או פחות, אך חישובו התבסס על קצב סחיפת הרים ולא על הכתובים. מכיוון שמצא שהרים נסחפים במהירות גבוהה, הגיע למסקנה כי לו היה כדור הארץ עתיק יותר, כלל לא היו נותרים על פניו הרים.

בתחילת המהפכה המדעית היה מקובל להאמין לסיפור המבול לאור הימצאותם של מאובני דגים על פני הארץ, שהוכיחו כי ים קדום כיסה את כדור הארץ בדיוק כפי שתואר בספר בראשית. כלומר, סיפור המבול שימר אמת היסטורית במיתולוגיה. תפיסה זו קיבלה ביטוי במאמרו של ג'ון וודוורד (John Woodward,‏ 1665–1728) מ-1695, "מאמר לקראת תאוריה טבעית של הארץ", בו טען כי המאובנים הימיים המצויים ביבשה הם תוצאה של המבול הבראשיתי – ביטוי לאותה תפיסה של תאולוגיה טבעית בה דגל אף אייזק ניוטון. לתפיסה זו קמו מתנגדים, בהם רוברט הוק שטען כי שכבות הסלע מעידות על מספר מבולים שהתרחשו לאורך ההיסטוריה ונבעו מקטסטרופות. עם זאת, הקטסטרופיזם – התפיסה לפיה אירועים טבעיים בסדר גודל עצום מעל ומעבר למה שהיו עשויים להיות עדים לו בימיו הם שהביאו להיווצרות העולם ועיצובו – אינה סותרת את התפיסה התאולוגית של בריאת העולם. לא זו בלבד שאינה סותרת אותה, אלא ששכבות הסלע אף העידו על סדרי בריאה כפי שהם מתוארים בבראשית – בריאתם של דגים קודם לזוחלים ועוד.

הפילוסופיה המכניסטית

ערך מורחב – פילוסופיה מכניסטית

הפילוסופיה המכניסטית היא תנועה של הוגים אשר טענו כי אין הבדל בין אופן פעולתה של מכונה לאופן פעולתו של הטבע. בתפיסה זו ניתנת העדפה להסברים דוממים על הסברים המייחסים תכלית ותכונות נסתרות, בניגוד לתפיסתו של אריסטו שרווחה עד אז וייחסה לטבע מניעים פנימיים. התאוריה המכניסטית הסבירה את הטבע באמצעות מנגנונים המורכבים מתנועה וחומר, בניגוד לתפיסה האריסטוטלית בה לכל דבר יש חומר, צורה, תכלית וסיבה. על פי התורה המכניסטית מתרחשת תנועה באמצעות דחיפה ומשיכה, ולכן בחלקי המנגנון יש לכל חומר השתרעות במרחב וכל תנועה מצריכה מגע ישיר.

שעון שולחני מאמצע המאה ה-16

המטפורה העיקרית בה השתמשו המכניסטים היא השעון. במהלך המאות ה-14 עד ה-16 עבר השעון תהליך של עלייה במורכבותו והסתרת מנגנוניו באופן מוחלט. תהליך זה יצר תפיסה לפיה בני אדם ובעלי חיים הם מכונות משוכללות הפועלות בצורה דומה. דקארט, לדוגמה, חשב כי בעלי חיים הם מכונות משוכללות, בעוד בני אדם אינם מכונות מכיוון שיש להם נפש. השעונים המזכירים עצמים חיים הפכו סמל ליכולת האדם לבנות מכונות מורכבות. ניתן להקביל את היחס לשעון במאה ה-17 ואילך ליחס הקיים בימינו למחשבים: כפי שאנו נוהגים לחשוב על מוח האדם כעל מחשב-על, כך נהגו לראות ביצורים ביולוגיים שעוני-על.

לשעונים ארבע תכונות שמשכו את המכניסטים: היותם סדירים מבחינה מתמטית (הדברים מתרחשים שוב ושוב), אחידים, בעלי מנגנונים סדירים ולבסוף – היותם מורכבים. ארבע תכונות אלה הפכו את השעון למטפורה המושלמת לטבע הסדיר, האחיד, בעל מנגנונים מוסתרים והמורכב מאוד. תכונה חמישית של השעון היא היותו בר-הבנה, החשובה מכיוון שהפילוסופים המכניסטיים ואנשי התקופה בכלל התרחקו מאוד מההסברים שנגעו לכוחות נסתרים ומהוויות של עצמים, שהיו נחלת אריסטו.

באותה עת התפתח הדאיזם – התפיסה הדתית הדוגלת בכך שהטבע הוא מכונה והאל אינו מתערב בה מרגע שהפעיל אותה.

עיקרי הפלוטוניזם

עקרונות מתודלוגיים

התפרצות געשית

הנפטוניזם הציב בעיות עקרוניות, בהן תיאור מהלך ההיסטוריה כבעל כיוון – מן העבר אל העתיד השונה ממנו: פעם הייתה הארץ מכוסה במים, וכעת לא. האטון התבסס בניסוח התאוריה שלו על העיקרון המתודולגי שנוסח על ידי ניוטון במהלך המאה ה-17, עקרון של אחידות בזמן ובמרחב. לאור האחידות הנצפית גם בגלקסיות רחוקות, אין להניח ששולטים בהן חוקים אחרים. אותם חוקי טבע חלים בכל היקום, ולכן ניתן להכליל מתצפיות וניסויים מקומיים על היקום כולו. בדרך זו הגיע ניוטון לניסוח חוקים הנוגעים למרחבים המצויים במרחק עצום מכדור הארץ, אף שלא היה יכול להוכיח עיקרון זה באופן מפורש. האטון שילב תפיסה זו בזמנים הרחוקים מרחק עצום מזמנו. כלומר, התהליכים שהאטון ראה בימיו הם אותם תהליכים שהתרחשו בעבר, ורק הם, ולכן מתקיים שינוי איטי והדרגתי. שלא כמו בנפטוניזם, בתאוריה זו אין חץ זמן המכוון את ההיסטוריה.

בעת ניסוח התאוריה שלו התבסס האטון התבסס גם על עקרון הארץ הקדומה. מאז המאה ה-17 ניטש ויכוח עז בקרב הקהילה המדעית לגבי גילו של העולם. שאלת גיל העולם מהותית ביותר לתאוריית הפלוטוניזם כיוון שהשינוי הגאולוגי לפי תפיסה זו יכול היה להתרחש רק על פני שנים רבות. לאור זאת גרס האטון כי הארץ מוכרחה להיות קדומה מאוד. יותר מכך, לדעתו של האטון ייתכן שהארץ היא נצחית, ללא ראשית או אחרית. במאמר שהציג ב-1788 לחברה המלכותית של אדינבורו ציין האטון: "איננו מוצאים שום זכר לראשית, שום סיכוי לאחרית" (We find no vestige of a beginning, no prospect of an end).‏)

עיקרי התאוריה

תאוריית הפלוטוניזם גורסת כי לחץ המים והאדמה יוצר חום שמשפיע על מרבצי האדמה והחול בקרקעית הים ומתיך אותם. כתוצאה מהחום והלחץ פורצים המרבצים החוצה בהתפרצויות געשיות ומתגבשים לסלעים קשים. סלעים אלה נשחקים על ידי הרוח והופכים לחול ולסלעים קטנים, ונסחפים על ידי הנחלים לים. סלעים קטנים אלה מצטברים על קרקעית הים והתהליך חוזר על עצמו. כך ניסה האטון לפתור את בעיית הסלעים הקשים הנראים כנוזל שהתקשה. הוא התקשה להסביר מדוע לא כל הסלעים הקשים נראים כגרניט, ותשובתו הייתה כי תהליכים כימיים המתרחשים מתחת לאדמה הביאו לשינויים במרקם ובצבע הסלעים. כאמור, תהליכים אלה מתרחשים במשך זמן כה רב שיכול להתקיים רק בארץ נצחית.

תפיסת הארץ הנצחית השתלבה בפילוסופיה המכניסטית ובדאיזם. על-פי הדאיזם, העולם כה קדום עד כי הוא עשוי להיות חסר התחלה. היוצר הפעיל אותה ומותיר אותה לפעול במחזוריות על-פי חוקי הטבע של השעון. המכונה עשויה הייתה לנוע לנצח, ואין שום סיבה שתהיה נקודת התחלה.

השלכות התאוריה

צ'ארלס לייל

רעיון הארץ הקדומה המשיך להתפתח במהלך המאה ה-18. בשנת 1748 פרסם בנואה דה מאייה (Benoît de Maillet,‏ 1656–1738) את "Telliamed" – ששמו מהווה היפוך אותיות של שם של מחברו – כעשרים שנה לאחר כתיבתו. בספר זה הוצע לראשונה הרעיון כי כדור הארץ עתיק יותר מהמשוער וכי היה מכוסה בעבר מים ששקעו. שנה לאחר מכן פרסם ז'ורז'-לואי לקלרק דה בופון, שהיה אחראי על הגן הבוטני המלכותי בצרפת, את שלושת כרכי "ההיסטוריה של הטבע" ("L'Histoire Naturelle"). מעמדו הממלכתי של בופון הגן עליו מפני לחצי הכנסייה ואפשר לו לפרסם ולהתבטא בחופשיות כמעט מוחלטת. הוא תיאר את היווצרות כדור הארץ והכוכבים כתוצאה מפגיעת שביט בשמש שגרמה להתזת חומרים חמים מתוכה. כאשר גושי חומר אלה התקררו נוצרו כדור הארץ ושאר הכוכבים. הוא הרחיב את הרעיון של דה מאייה, והעריך שגיל כדור הארץ הוא 70,000 שנה. ב-1778 פרסם דה בופון מהדורה שנייה של הספר לאחר שהכנסייה אילצה אותו להתנצל על המהדורה הראשונה. במהדורה השנייה ניתן תיאור של התקררות כדור הארץ בשבעה שלבים, כך שהוא לכאורה מתיישב עם תפיסת הבריאה. תאוריה זו אמנם מייחסת לכדור הארץ עתיקוּת רבה מאוד, אך גם מתארת את מהלך ההיסטוריה כבעל כיוון – העבר שונה מהעתיד, פעם היה חם וכעת קר.

עקרון האחידות

ערך מורחב – עקרון האחידות

החידוש החשוב של האטון הוא השימוש בעקרון האחידות שנועד להסביר תופעות טבע. ב-1830 יצא ספרו של צ'ארלס לייל "עקרונות הגאולוגיה", בו הביע הגאולוג הסקוטי תמיכה בסוג החשיבה המוצגת בתאוריה של האטון. לייל היה תומך נלהב בעקרון האחידות, וטען כי הקטסטרופיסטים שהסבירו את העבר בקטסטרופות עצומות, האמינו בנסים. תמיכתו של לייל בעקרון האחידות התבטאה בתצפיות, במחקרים ובהוכחות כי התהליכים שפעלו בעבר זהים לתהליכים הפועלים בהווה. לייל הציע תיקון מתודולוגי שגרם להרחבת שדה הראייה המדעי. התבוננות מחודשת על הטבע מתוך הבנה כי אותם תהליכים המתרחשים בימינו – ולא קטסטרופות חד-פעמיות ואירועים על-טבעיים – יצרו את המציאות הקיימת, מאפשרת להסביר את כל המגוון הביולוגי ואת הגאולוגיה המוכרת באמצעות אותם תהליכים. רעיון קדם-אמפירי זה אינו ניתן להפרכה והוא מנחה באיזו מתודולוגיה לבחור.

לבסוף, התאוריה של האטון מתייחסת לארץ קדומה שהתפתחה בתהליכים המתקיימים גם בימינו, ולא באמצעות ניסים בראשיתיים.

ראו גם

• גאולוגיה - מונחים
• עקרונות יסוד בגאולוגיה
• לוח הזמנים הגאולוגי
• פטרולוגיה

לקריאה נוספת

• עמנואל מזור, גיאולוגיה בפטיש ישראלי, האוניברסיטה הפתוחה, 1994, מסת"ב 965-06-0276-3
• שלמה שובאל, צפונות כדור הארץ, האוניברסיטה הפתוחה, 2006, מסת"ב 965-06-0872-9
• עקיבא פלכסר, גיאולוגיה, יסודות ותהליכים, אקדמון, 1992, מסת"ב 965-350-026-0
• Encyclopedia of Volcanoes, ‏ ISBN 0-12-643140-X, Academic Press
• Encyclopedia of Geology, Elsevier Academic Press, First edition 2005, ISBN 0-12-636380-3