地质学进化论与灾变论的争论
直到18世纪地质学还处在矿物学的初级阶段。在大地构造的成因问题上水成论和火成论学派的长期论争一直延续到19世纪初。
魏尔纳(1750-1817年，德国）是水成论的代表，他认为原始的地球是由固体的地核和覆盖在地表的水组成的，海洋中含有大量岩石物质，这些物质通过长期的结晶过程沉析为原始的岩层，同时由于海水的进、退交替发生使岩层进化为陆地和岛屿。他还认为火山岩和火山产物是堆积在地表的新岩层。19世纪初，水成论占据了统治地位，例如1807年英国成立地质学会，会员全部是水成论者。
与水成论对立的一方是火成论，英国地质学家赫顿(1726-1797年）被公认是火成论的代表者。他强调由于地球内部的热运动造成地质长期的缓慢的变化。他曾说："不是地球固有的因素不予使用"，就是说在研究地质现象中不考虑超自然的力量，这一见解为近代地质的研究指明了方向。他同意原始的地球是由核和包围核的大洋组成的观点，但认为地核内是温度很高的岩浆，一旦喷流出来会形成玄武岩构造。火山的喷发使海底地壳隆起，形成陆地和山脉。山脉的岩石经风化又被冲入大海，形成彼此平行的岩石，一层层覆盖海底。赫顿实际上已具备了地质学进化论的基本思想。
人们对地壳演化和运动的历史主要是通过对古生物化石的发掘和研究认识的。古生物学家居维叶(1769-1832年，法国）较早地注意到古生物化石和地层的关系。他在研究中发现每个有机体都能自成体系。有机体的各部分是互相适应的，任何一部分的改变都必然引起其它部分的改变，这样只要获得机体的一部分，就可以判明其它部分。居维叶据此提出了"器官相关律"，指导古生物学家从发掘得到的古生物残片复原全貌，从而精确地确定该生物的纲、目、属、种。这一成就对确定地层层位也有实际价值。
1802年，居维叶得以对巴黎盆地的沉积地层作深入研究，他发现地层愈古老，所含化石和现代生物种属差距愈大，其中不少古生物的种、属是已经绝灭了的。他还发现不同时代的地层之间存在不整合现象，在不整合面之下的岩层不仅产状不同，所含的生物化石也不同。这一年人们还得以研究从埃及带来的3千年前的动物干尸，结果表明与现存有关物种非常相似。居维叶于是认为经过3千年都找不到明显的变化，说明种是不变的。那么为什么一些种灭绝了，一些新种又产生了呢？居维叶认为："现在地球上的生命都遭到过可怕的事件，无数生物变成了灾变的牺牲者"，"因此，这些种群就永世绝灭了。"1812年，居维叶发表《论地球上发生过的若干次"革命"》，系统阐述了"灾变论"。他认为上帝制造一次"灾变"，对地球来说相当于一次"革命"，于是一些种灭绝了，上帝又创造了新的种，然后再面临新的灾变。洪水、地震都是大灾变的原因。
灾变论曾产生过广泛影响，一些地质学家支持这一学说，甚至有人统计过地球曾经有过27次灾变，每一次灾变都消灭了所有的生物。灾变论虽然含有合理的因素，但它完全否认生物存在进化，仅仅片面地强调了物种的灾变，因而从一开始就受到怀疑和挑战。
地质进化论的代表者是赖尔(1797-1875年，英国），他继承和发展了赫顿的学说，创立了系统的地质进化论或"均变论"学说。为了获得足够的地质学资料，他自1818年起在英国各地作地质考察，后来又从法国、瑞士直到意大利进行多次地质考察。1828年，他着手写《地质学原理》，两年后这部地质学名著的第一卷出版。在这部著作中他特别强调"在地球的一切变革过程中，自然法则始终是一致的"，他解释道："河流和岩石，海洋和大陆，都经过各种变化，但是指导这些变化的规律以及它们所服从的法则始终是相同的"。从这一点出发，他认为"现在是认识过去的钥匙。"他在分析和考察了现在的仍旧改变着地球表面的种种过程和规律之后，指出河水对陆地的浸蚀，海浪对海岸的破坏作用，河口三角洲以及海底物质堆集，地震火山和风、雪、雨的作用，都在长期地缓慢地改变着地貌。
他批评灾变论的错误观点，认为灾变论者把地球的年龄估计得太短，由于把漫长的地质史设想成只有几千年，导致把毫无关系的事件说成是同时存在或同时发生的，这样必然"会对各种作用的力量和猛烈程度作出同样过份夸大的描写"。他还指出，灾变论强调"自然作用的种类和程度与现在的自然法则绝不相同"的论点是站不住脚的，他深信自然法则始终是一致的。
赖尔的思想融汇了"水成论"和"火成论"，他说："水成的力量不断地努力夷平崎岖的地面；火成力量则活跃地恢复地球外壳的起伏不平"。赖尔的学说建立在大量地质调查和严格推理的基础上，他强调是自然界自身的力量改变了地球的面貌，而且把变化、发展的思想引进了地质学，因而在当时学术界产生了巨大的影响。恩格斯评论道："只是赖尔才第一次把理性带到了地质学中，因为他以地球的缓慢变化这样一种渐进作用代替了由于造物主的一时兴发所引起的突然革命。"但是，赖尔强调"自然法则始终是一致的"论点，忽视了灾变对地质进化的作用，从而使他具有绝对化和简单化的倾向，并使他对后来兴起的造山学说和冰川学说持保留态度。
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