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Escribió que "el planeta es esférico y hay valles socavados por las aguas, pantanos que se han convertido en terrenos secos y viceversa... nada muere en este mundo; las cosas no hacen sino variar y cambiar la forma".
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Estudió el volcán Etna y atribuyó al fuego interno el origen de las montañas y las rocas cristalinas.
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Relató la presencia de conchas de organismos marinos en los alrededores del Nilo, que interpretó deduciendo que en el pasado "el mar se extendía a donde hoy hay tierra firme".
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Durante la Edad Media, en occidente, las explicaciones sobre la Tierra estuvieron dominadas por la teología y la filosofía y toman como punto de partida la Biblia. La concepción es fijista, ya que consideraba que la Tierra fue creada por Dios tal y como la vemos, hace no más de 5000 años.
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Explicaba el origen de las montañas por una combinación de movimientos de tierras y erosión. Conocía los estratos sedimentarios y los fósiles.
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Dejó escritos en los que se plantea una concepción de la evolución del relieve terrestre que podría tomarse casi como un acercamiento a la geomorfología. Aunque estos avances en la antigua China no llegaron a occidente.
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Es considerado el descubridor del arsénico, que describe detalladamente. También preparó potasa cáustica mediante la cal, procedimiento que se sigue utilizando hoy en día.
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Durante los siglos XVI y XVII, ya existían hipótesis sobre los procesos geológicos, pero todas basadas en una concepción catastrofista, que proponía que los relieves se habrían formado debido a grandes erupciones, terremotos o diluvios del pasado.
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Escribió lo siguiente en relación con el origen de las montañas: "la erosión les hace perder peso, de lo que resulta una ruptura del equilibrio y una nueva elevación".
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Escribió dos obras importantes: De natura fossilum y De re metallica, en las que describe y ordena los minerales usando términos como dureza, color, brillo, fractura, densidad o transparencia.
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Desarrolló el principio de la superposición de los estratos. Una regla muy simple que aún rige la estratigrafía.
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A finales del siglo XVIII y principios del siglo XIX, la geología se vuelve gradualista. Se comienza a proponer que los relieves son el resultado de la acción de procesos naturales a lo largo de millones de años. Surgen dos corrientes:
- El Plutonismo, defendido por Hutton, que atribuye un origen magmático para las rocas terrestres.
- El neptunismo, defendido por Werner, según el cuál las rocas de nuestro planeta se habrían formado a partir de un proceso continuo de sedimentación. -
Publicó Theory of the Earth en la que establece el principio del actualismo o uniformismo. Nace así la geología moderna, que se convierte en una disciplina científica independiente.
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El padre del actualismo, publica Principles of Geology, obra primordial en el nacimiento de la geología moderna.
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Se dedicaba a buscar fósiles para contribuir a los trabajos de los geólogos de su época, pero acabó adquiriendo un gran conocimiento de la paleontología.
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Propuso en 1912 la hipótesis de la deriva continental, que daría lugar más adelante a la teoría de la tectónica de placas.
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Descubrió la discontinuidad entre el núcleo interno sólido y externo líquido, la llamada discontinuidad de Lehmann.
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Esta cartógrafa oceanográfica y geóloga confirmó la existencia en el fondo oceánico de la dorsal antártica.