Wesentlich bedingt durch die Fortschritte der Physik und der Chemie
entwickelten sich im 18. Jahrhundert die Mineralogie und die Geologie
auf der in der vorhergehenden Epoche vor allem durch *Steno*
geschaffenen Grundlage weiter.
Die von *Agricola* begründete Lehre von den äußeren Kennzeichen bildete
bei *Linné* zwar noch den Kernpunkt der mineralogischen Wissenschaft.
Doch dürfen wir nicht vergessen, daß *Linné* auf diesem Gebiete kein
Forscher war, sondern die Mineralien nur seinem alles umfassenden
Natursystem anzugliedern suchte. Seine Begriffsbestimmungen erhoben
sich kaum über die von *Agricola* aufgestellten; sie waren sogar
weniger verständlich, da bei *Linné* Erläuterungen durch Beispiele, wie
sie *Agricola* gegeben, fehlten[831].
*Linné* berücksichtigte die äußere Gestalt (würflig, säulenförmig,
pyramidal), die Oberfläche (rauh, glatt), die innere Struktur (körnig,
faserig, blätterig), die Härte (am Stahl funkend, läßt sich schneiden,
schreibt) und endlich das optische Verhalten (durchsichtig, gefärbt
usw.). Der Kristallform schenkte man zu jener Zeit noch geringe
Aufmerksamkeit. *Linné* suchte die an den Mineralien vorkommenden
Formen auf einige bekannte Salze (Kochsalz, Salpeter, Alaun, Vitriol)
zurückzuführen. Dies war ein vergebliches Bemühen, zumal *Linné* sich
von der sonderbaren Vorstellung leiten ließ, daß dasjenige Salz, mit
dem ein Mineral in seiner Kristallform übereinstimmt, auch die Ursache
für die Form des Minerals sei.
Die Begründung der Mineralchemie.
Erst im 18. Jahrhundert gelangte man allgemeiner zu der Auffassung, daß
man es in den Mineralien mit Verbindungen zu tun habe und begann sie
nach ihrer Zusammensetzung einzuteilen. Ein nach diesem Gesichtspunkt
durchgeführtes System konnte sich indessen im 18. Jahrhundert wegen
des unfertigen Zustandes der Chemie noch nicht entwickeln. Durch
das Handinhandgehen der Mineralogie mit der Chemie wurden aber im
18. Jahrhundert die wichtigen Grundlagen für die Mineralchemie
geschaffen. Die größten Verdienste um diesen Wissenzweig haben sich die
schwedischen Forscher *Cronstedt* (1722-1765) und *Bergman* (1735-1784)
erworben.
Dem wichtigsten Instrument zur chemischen Untersuchung der Mineralien,
dem Lötrohr, begegnet man gelegentlich schon im 17. Jahrhundert. Seine
ausgedehnte, mit zahlreichen Kunstgriffen verknüpfte Anwendung verdankt
man indessen *Cronstedt*. Er lehrte auf einem Stück Kohle eine kleine
Probe des zu untersuchenden Minerals durch Hinaufblasen der Flamme und
die Anwendung von Flußmitteln all den chemischen Prozessen unterwerfen,
denen die Erze beim Hüttenbetriebe im Schmelzofen unter der Wirkung des
Gebläses ausgesetzt sind. Dabei läßt aber die Behandlung der kleinen
Probe hinsichtlich der Zusammensetzung des Minerals weit mehr erkennen
als die hüttenmännischen Prozesse, weil letztere der unmittelbaren
Beobachtung viel weniger zugänglich sind. Arsen und Schwefel werden vor
dem Lötrohr an dem Geruch ihrer bei der Verbrennung entstehenden Oxyde,
Antimon am Beschlage erkannt. In der reduzierenden Flamme werden Blei,
Silber, Kupfer, Eisen usw. abgeschieden[832]. Insbesondere achtete
*Cronstedt* auf die Färbung der Flußmittel, die er der Probe vor dem
Schmelzen zusetzte. Als Flußmittel gebrauchte er Borax, der z. B. durch
Kobalt blau, durch Kupfer grün und durch Braunstein violett gefärbt
wird, ferner dienten ihm als Ersatz für Borax in geeigneten Fällen Soda
und Phosphorsalz[833].
Der Schmelzfluß wurde auf der Kohle hergestellt, seine Herstellung am
Platindrahte erfolgte erst später, nachdem der Gebrauch des Platins
allgemeiner geworden war[834]. Ließ sich das Lötrohr auch für die
quantitative Untersuchung der Mineralien nicht verwerten, so wurde
es doch auf die geschilderte Weise in der Hand *Cronstedts* zu einem
Hilfsmittel, das der Mineralchemie ebenso wertvolle Dienste leistete,
wie sie die Kristallographie der Anwendung des Goniometers verdankt.
Um das weitere Eindringen in die chemische Natur der Mineralien zu
ermöglichen, mußte sich zu dem Lötrohrverfahren, oder der Untersuchung
auf trockenem Wege, die Analyse des in den löslichen Zustand
übergeführten Minerals gesellen. Nur auf diesem Wege ließen sich
genauere Ermittlungen anstellen. Diesen Weg erschlossen zu haben,
ist vor allem dem schwedischen Chemiker *Bergman* zu danken. Seine
Verdienste um den Ausbau der qualitativen und der Gewichtsanalyse
werden jedoch an anderer Stelle besprochen werden. Wir haben es
hier nur mit der von *Bergman* geübten Anwendung dieser Methode
auf die Mineralien zu tun. Hatte er das Mineral, das zuerst aufs
feinste gepulvert, gegebenenfalls auch durch Schmelzen mit Pottasche
»aufgeschlossen« wurde, in einer Säure gelöst, so begann die
qualitative Untersuchung durch Reagentien, die größtenteils noch
heute gebraucht werden. Dann folgte die quantitative Bestimmung. Ihre
Ergebnisse werden jedoch aus zwei Gründen recht ungenau. Einmal waren
die Methoden der Gewichtsanalyse noch zu unvollkommen; ferner waren
mitunter die Bestandteile der Mineralien, die *Bergman* untersuchte,
noch nicht sämtlich bekannt. So erblickte er im Rubin, der nur
aus Tonerde besteht (Al_{2}O_{3}), eine Verbindung dieses Oxyds
mit Kieselerde. Hyazinth dagegen, der aus Kiesel- und Zirkonerde
zusammengesetzt ist, wurde für eine Verbindung von Kieselerde mit
Ton- und Kalkerde angesehen, weil *Bergman* die Zirkonerde noch nicht
als eigentümliche Substanz erkannt hatte. Dies geschah erst durch
*Klaproth* (1789), der sich ganz besonders bemühte, die Mineralchemie
im Anschluß an *Bergman* weiter auszubauen. Das Ergebnis der
Bemühungen von *Scheele*, *Bergman*, *Klaproth* und anderen Chemikern
des 18. Jahrhunderts, die ihre Wissenschaft mit der Mineralogie zu
verknüpfen strebten, bestand darin, daß *Werner*, der zwar selbst
kein Chemiker war, aber die Wichtigkeit der Zusammensetzung der
Mineralien zu würdigen wußte, noch vor Ablauf des 18. Jahrhunderts ein
mineralogisches System nach chemischen Gesichtspunkten aufstellte.
Die Aufstellung eines Systems der Mineralien.
Die Gruppierung der Mineralien nach »inneren Kennzeichen« war zwar
schon früher versucht worden[835]. Doch war der Erfolg naturgemäß nur
gering, solange nicht die Mineralanalyse der Systematik die Wege
geebnet hatte, und bevor man nicht eine Scheidung zwischen Mineralien,
Gesteinen und Versteinerungen durchzuführen wußte. Ein kurzer Überblick
über das System *Werners* lehrt uns am besten den Standpunkt kennen,
den die mineralogische Systematik gegen das Ende des 18. Jahrhunderts
eingenommen hatte.
In die erste Klasse wurden die in Wasser unlöslichen Oxyde der
Nichtmetalle und die Silikate der Leichtmetalle, die selbst noch der
Entdeckung harrten, gestellt. So begegnet uns in dieser Klasse, zu der
übrigens auch der Diamant gerechnet wurde, das den Quarz (SiO_{2}) und
viele Silikate umfassende Kieselgeschlecht. An dieses reihten sich das
Tongeschlecht mit Korund (Al_{2}O_{3}), Feldspat, Glimmer, die ja beide
Tonerde enthalten, und einige scheinbar homogene und daher noch als
Mineralien betrachtete Gesteine, wie Basalt und Tonschiefer.
Als Salze (II. Klasse) werden in Wasser lösliche, dem Kochsalz ähnliche
Mineralien zusammengefaßt, wie Alaun, Salpeter und Salmiak. Dann
folgen als III. Klasse die brennbaren Mineralien (Schwefel, Bernstein,
Steinkohle usw.).
Am besten bestimmt ist die IV. und letzte Klasse. Sie umfaßt die
Schwermetalle und ihre Verbindungen. Eingeteilt wird sie in die
silberhaltigen Erze (das Silbergeschlecht), die kupferhaltigen,
bleihaltigen usw. Auf die Elemente, mit denen die Schwermetalle
verbunden sind, wird bei dieser Einteilung kein Gewicht gelegt. So
umfaßt das Eisengeschlecht etwa folgende Mineralspezies:
1. Gediegenes Eisen Fe
2. Schwefelkies FeS_{2}
3. Magneteisenstein Fe_{3}O_{4}
4. Eisenglanz Fe_{2}O_{3}
5. Spateisenstein FeCO_{3} usw.
Zu einem ähnlichen Mineralsystem war man um 1800 auch in Frankreich
gelangt[836]. Diese Systeme mußten sich indessen in dem Maße, in
dem man in die chemische Zusammensetzung der Mineralien eindrang,
als unzulänglich erweisen. Schwefelkies, Eisenglanz und Eisenspat
z.B. waren, trotzdem sie alle drei Eisen enthalten, in chemischer
Hinsicht drei verschiedenen Gruppen zuzuweisen. Ferner griff auch die
Erkenntnis Platz, daß die chemische Konstitution in manchen Fällen
für die Krystallform bestimmend ist. Damit waren die wichtigsten
Gesichtspunkte gegeben, nach denen sich die Systematik im 19.
Jahrhundert, wie wir sehen werden, weiter entwickeln sollte.
[Illustration: Abb. 132. Das von Romé de l'Isle gebrauchte
Anlegegoniometer[837].
GF und AB sind zwei Lineale, deren Abschnitte GC und BC je nach
der Größe des zu messenden Objektes verlängert oder verkürzt werden
können. MTN trägt den Gradbogen, AB wird um C gedreht. OC dient
zur Stütze des Gradbogens. AB wird gedreht, bis die Schenkel BC
und CG den, sich schneidenden Kristallflächen genau anliegen. Der
Kantenwinkel läßt sich dann auf dem Gradbogen ablesen.]
Aus dem Bedürfnisse, die Mineralien auch ohne eingehendere chemische
Analyse zu bestimmen, entspringt die Kennzeichenlehre, die insbesondere
auf der Verwendung des 1758 von *Cronstedt* eingeführten Lötrohrs
beruht. Borax, Phosphorsalz und andere noch heute zur raschen
Bestimmung gebräuchliche Hilfsmittel kommen in Aufnahme. Auch die
Farbe und die Spaltbarkeit werden als wichtige Kennzeichen verwertet.
Ebenso wird das spezifische Gewicht berücksichtigt, doch begnügt
man sich zunächst mit dem bloßen Abschätzen des letzteren. Eine
größere Beachtung fand diese physikalische Konstante erst, nachdem in
*Nicholsons* Senkwage[838] ein bequemes Mittel zur raschen Bestimmung
des spezifischen Gewichtes an die Hand gegeben war. Seitdem *Steno* auf
die Konstanz der Winkel hingewiesen hatte, wandte man sich auch mit
wachsendem Interesse dem an den Mineralien in die Erscheinung tretenden
Formenreichtum zu. Dem französischen Forscher *de l'Isle*[839] gelang
es, die von *Steno* nur für einige Fälle nachgewiesene Regel in ihrer
Allgemeingültigkeit zu erkennen. Als Meßinstrument bediente er sich
hierbei des von seinem Gehilfen[840] erfundenen Anlegegoniometers (s.
Abb. 132 auf der vorigen Seite).
Die Unterscheidung der Gebirgsglieder.
In seiner »Urgeschichte« hatte *Leibniz* mit Nachdruck als Vorbedingung
für die weitere Entwicklung der Geologie die gründliche Untersuchung
der Beschaffenheit und des Verlaufs der Erdschichten gefordert. An die
Lösung dieser Aufgabe machte sich unter hervorragender Beteiligung
Deutschlands das 18. Jahrhundert. Das Interesse für die geologischen
Kräfte wurde in diesem Zeitraum auch durch zwei außergewöhnliche,
elementare Vorgänge in hohem Grade angeregt, nämlich durch die
Entstehung einer vulkanischen Insel (Santorin) inmitten des ägäischen
Meeres und durch das furchtbare Erdbeben von Lissabon. Insbesondere das
letztere rief eine wahre Flut von Schriften hervor[841]. Unter anderen
hat sich auch *Immanuel Kant* mit diesem Naturereignis und seiner
Ursache eingehend beschäftigt[842].
An die Entstehung von Santorin und die Bildung des Monte Nuovo bei
Pozzuoli knüpfte *Moro*[843] seine Theorien über die Entstehung
der Erde an. *Moro* unterscheidet die ursprünglichen Gesteine von
den sekundären, geschichteten und läßt alle Inseln, Kontinente und
Gebirge durch vulkanische Hebung entstehen. Auch *Moros* Landsmann
*Vallisneri*[844] suchte die geologischen Erscheinungen auf natürliche
Ursachen zurückzuführen. Er untersuchte[845] die marinen Ablagerungen,
die sich zu beiden Seiten des Apennin befinden und wies die Verbreitung
derartiger Ablagerungen auch für die übrigen europäischen Länder
nach. So kam er zu der Erkenntnis, daß das heutige Festland früher
Meeresboden gewesen sei, und daß sich die Versteinerungen führenden
Schichten dereinst durch allmählichen Absatz bildeten und gleichzeitig
die Überreste abgestorbener Organismen, unsere heutigen Petrefakten,
einhüllten.
Während man anfangs alle leblosen Körper, die der Schoß der Erde birgt,
unter dem Namen »Fossilien« vereinigte, gelangte man im Laufe des
18. Jahrhunderts dazu, die Versteinerungen und die Felsarten von den
eigentlichen, dem Auge gleichartig erscheinenden Mineralien zu trennen.
Von jetzt an traten Versteinerungslehre und Geognosie der Mineralogie
als selbständige Wissenzweige zur Seite. Mit großem Eifer wandte man
sich in allen Kulturländern diesen neu erschlossenen Forschungsgebieten
zu und begab sich an das gründliche Studium von Naturkörpern, denen
man bisher neben der Tier- und Pflanzenwelt nur geringe Beachtung
gezollt hatte. An den Universitäten wurden neue Lehrstühle errichtet.
Gleich den Botanikern und den Zoologen unternahmen jetzt auch
Geologen Reisen zur Erforschung fremder Länder. Besondere Schulen
wurden gegründet; so verdanken die Bergakademie in Freiberg und die
École de mines in Paris ihren Ursprung der geschilderten Bewegung.
Die erstere der genannten Anstalten gelangte rasch zu europäischer
Berühmtheit durch die Tätigkeit eines Mannes, mit dem wir uns zunächst
befassen müssen. Es ist dies der Deutsche *Werner*, der sich um die
Kennzeichenlehre und die Geognosie besonders verdient gemacht hat.
Bevor wir uns ihm zuwenden, müssen wir uns mit zwei anderen deutschen
Geologen beschäftigen, die für *Werners* wissenschaftliche Tätigkeit
die Grundlagen schufen, indem sie die geologische Spekulation beiseite
setzten und eine gründliche, voraussetzungslose Durchforschung der
Erdschichten unternahmen. Diese Männer waren *Lehmann* und *Füchsel*.
*Lehmann*[846], der in Berlin und später in Petersburg Mineralogie
und Chemie lehrte, veröffentlichte als das Ergebnis zahlreicher
Beobachtungen die erste genauere Untersuchung über die Zusammensetzung
und die Lagerung der geschichteten Gebirgsglieder[847]. Er
unterscheidet sie als »Flözgebirge« von den »Ganggesteinen«, die
früher entstanden seien und sich »in die ewige Teufe fortsetzen«.
Bezeichnend ist nun, daß die ersten deutschen Geologen, die sich nicht
auf Spekulationen beschränkten, sondern sich an die Erforschung der
tatsächlichen Verhältnisse begaben, die Erdrinde ihrer Hauptmasse nach,
den Granit und Basalt eingeschlossen, aus dem Wasser entstehen ließen,
während man in Italien unter dem unmittelbaren Eindruck des Vulkanismus
alles auf diese Kraft zurückzuführen suchte und selbst geschichtete
Gesteine als Eruptionsprodukte betrachtete, wie es vor allem *Moro* tat.
*Lehmanns* Arbeit gründet sich, wie die Betrachtungen von *Leibniz*
und die eingehenderen Untersuchungen *Füchsels*, besonders auf die
geologische Natur des Mansfelder, durch den Bergbau seit alters
aufgeschlossenen Bodens. *Lehmann* unterscheidet 30 verschiedene
Schichten und bedient sich dabei zum Teil noch heute üblicher
Bezeichnungen, wie der Ausdrücke Zechstein, Kupferschiefer,
Rottotliegendes.
Von dem zweiten Vorläufer *Werners*, dem Arzt *Füchsel*, rührt die
erste scharf ausgeprägte Terminologie her. Von besonderer Wichtigkeit
ist die durch ihn erfolgte Aufstellung des Begriffes »Formation«.
»Jeder einzelne Niederschlag«, sagt *Füchsel*, »bildet eine Erdschicht
oder Bank. Aber es gibt gewisse Folgen von Schichten, die unter
gleichen Verhältnissen unmittelbar nacheinander entstanden sind;
solche Reihen bilden zusammen das, was wir eine Formation nennen, und
eine solche Formation bezeichnet eine Epoche in der Geschichte der
Erde«. Die einzelnen Formationen kennzeichnete *Füchsel* durch das
Vorhandensein von eigentümlichen Versteinerungen, den Leitfossilien.
*G. Ch. Füchsel* wurde 1722 in Ilmenau geboren und wirkte als Arzt
in Rudolstadt. Dort starb er 1773. Über seine geologischen Arbeiten
schrieb er in seiner »Historia terrae et maris ex historia Thuringiae
per montium descriptionem erecta 1762«.
Er unterschied für Thüringen folgende neun Formationen: