Niels Steensen 1638 - 1686 Geologi

Niels Steensen: Geologi og anatomi

Niels Steensen var med til at grundlægge to videnskaber. Ved hjælp af skalpel, hammer og enorm nysgerrighed gjorde han skelsættende anatomiske opdagelser i mennesket, og etablerede også videnskaben vi kender som geologi.

Se filmen om Niels Steensen

Personen Niels Steensen

På opdagelse i krop og sten

Niels SteensenNiels Steensen levede i 1600-tallet. Han var vaks og vellidt og havde en fantastisk lyst til at undersøge, hvordan ting hænger sammen. På den måde skabte han ny viden om, hvordan mennesket og verden fungerer. Men ikke nok med det. Han havde oven i købet mod til at gå op imod sin tids tro og autoriteter og stå fast på sine banebrydende synspunkter.

Niels Steensens navn kan man finde i mange udgaver, blandt andet hedder han ”Steno” i de engelsktalende lande. Men det brugte han aldrig om sig selv. Niels Steensen skrev på latin og i sine breve oversatte han det til Nicolaus Stenonis.

Han blev født i København 1638 i et hus halvvejs mellem Rundetårn og Strøget, mere præcist på hjørnet af Købmagergade og Klareboderne. Men den bygning, han boede og voksede op i, er væk for længst.

Fra gætværk til viden

Som 18-årig begyndte han at læse medicin på Københavns Universitet og for at gøre sin uddannelse færdig rejste han som andre studerende i 1660 ud i Europa. Resten af sit liv tilbragte Niels Steensen langt det meste af sin tid i udlandet.

Naturvidenskab, som vi kender det i dag, eksisterede ikke dengang. Der var ikke en systematisk søgen efter viden ved at undersøge naturfænomener. I stedet fandt man langt de fleste svar på tidens spørgsmål ved at diskutere filosofisk eller lede efter svarene i Biblen.

Niels Steensen undersøgte døde mennesker og dyr. Han udførte omhyggelige iagttagelser, for så først bagefter at konstruere en forklaring, som passede med det, han havde observeret. Han fandt hurtigt ud af, at meget af tidens lærdom var forkert. Og at noget af det, han havde lært på universitetet, umuligt kunne være sandt.

På den måde gik han som en af de første ad de veje, naturvidenskabsfolk siden har fulgt. Netop fordi han brugte den naturvidenskabelige metode, opdagede han fænomener, som ingen tidligere havde forstået:

Niels Steensen var den første, der forklarede, hvordan vi græder. Han var også den første, som indså, at sjælen ikke kan sidde i hjertet. Desuden påviste han, at Jordens geologiske lag er dannet over tid, hvorefter de er blevet påvirket af naturens kræfter. Han foreslog ud fra sin opdagelse, at de geologiske lag er en slags registrering af, hvad der tidligere er sket på Jorden.

Med sin indsigt, baseret på egne undersøgelser, var han i stand til at kritisere tidens allerstørste autoriteter og tænkere og påpege svagheder i deres forklaringer og argumenter.

Religion

Niels Steensen var desuden et dybt religiøst menneske. Det var almindeligt i 1600-tallet. Også i disse religiøse spørgsmål viste Niels Steensen mod og selvstændighed. Han stod ved det, han selv mente, var rigtigt. I 1667, mens han levede i Italien, besluttede han sig for, at den katolske tro var bedre end den protestantiske kristendom, han selv var vokset op med.

Han lod sig derefter omvende til katolicismen, og i slutningen af sit liv blev han præst og biskop. Han døde 48 år gammel i 1686.

Opdagelsen

Niels Steensen var med til at grundlægge fysiologi og geologi.

Fysiologi

Han opdagede en del anatomiske detaljer, som indtil 1600-tallet var forklaret forkert:

  1. Hjertet er blot en muskel og ikke sæde for sjæl og følelser, som man troede.
  2. Spyt kommer fra spytkirtler og ikke fra mavesækken.
  3. Modermælk kommer fra mælkekirtler i brystet og ikke andre steder i kroppen.
  4. Tårer kommer fra tårekirtler tæt på øjet og presses ikke ud af hjernen, når den krymper sig i smerte eller sorg.
  5. Kvinders æggestokke og æggeledere svarer til dem, man finder i fisk og andre æglæggende dyr. Det er altså ikke uvirksomme kvindelige testikler, forklarer Steensen.

Geologi

Geologi eksisterede ikke som fag i 1600-tallet. Bjerge mentes at være dannet af ”stendannende safter”. Men Steensen, som på dette tidspunkt arbejdede for en italiensk fyrste i Firenze, vidste, at man kunne finde fossiler i bjerge, som stammer fra havdyr. Han begyndte at tænke over, hvordan for eksempel hajtænder ender på bjergtoppe. Og han konkluderede, at det, der nu var bjerg, engang måtte have været bunden af et hav.

Under sine undersøgelser og analyser kom han frem til, at den bedste forklaring måtte være, at jordens lag dannes over tid og æltes rundt af naturkræfterne. Han opstillede tre love for geologien:

  1. Et lag med fossiler af havdyr må oprindeligt have været havbund og ligget vandret.
  2. Hvis et lag med særlige kendetegn findes i andre bjerge, må det være det samme lag, som er blevet brudt op, for eksempel af jordskælv eller fordi noget materiale er gnavet væk af vind og vejr eller andre kræfter i naturen.
  3. Det nederste lag må antages at være det ældste lag, hvorefter lagene opefter er yngre og yngre.

Steensen beskriver sine iagttagelser og sin teori i en lille bog i 1667. De tre love er stadig helt grundlæggende for al geologisk videnskab.

Illustration: Larsen et Rasmussen

Illustration: Larsen et Rasmussen

Et lag dybere: Stratigrafi er jordens udviklingshistorie

Viden om geologiske lag og deres indbyrdes alder og sammenhæng kaldes for stratigrafi. Ved hjælp af stratigrafi kan geologer kende lagene fra hinanden, bestemme deres alder og følge dem fra sted til sted. Fx kan man ved at sammenligne lag i forskellige bjergkæder se, at samme hav på et tidspunkt har dækket begge steder og skabt ens lag, selvom man ikke nu skulle tro det ud fra deres placering.

De lag, man kan se på land i dag, fx bjerge eller Stevns Klint, er oprindeligt dannet på bunden af have. Lagene er skabt i løbet af mange millioner år ved at døde dyr og planter er sunket til bunds og langsomt er blevet akkumuleret til et lag af sediment.

Når lagene ser forskellige ud, er det fordi jordens dyreliv har ændret sig markant igennem tiden. Så når de samme smådyr synker til bunds over mange millioner år skaber de et lag med en bestemt karakteristik. Ovenpå det kommer så et nyt lag, når nye dyr og planter dominerer i havene.

De geologiske lag viser derfor Jordens udviklingshistorie. Man kan således i nogle lag se, at der har været perioder med stor vulkanisme eller meteornedslag, mens andre lag indeholder vigtig viden om de dyr, der har levet på Jorden i løbet af tiden – fra simple alger til store dinosaurere.

Stevns Klint som eksempel

Et spændende dansk eksempel er Stevns Klint på Østsjælland. Her er hele 41 meter fortidshistorie blottet på klinten, hvor man tydeligt kan se de mange lag, der fører os omkring 71 millioner år tilbage i tiden. Nederst er flere kridtlag (Kridttiden), som er dannet af rester fra encellede alger. Algernes overflade var dækket af mikroskopiske kalkplader, så da de døde, faldt de mange små kalkplader til bunds. I Kridttiden var der en 30 millioner år lang periode med stabilt klima, som har skabt et tykt og ensartet lag af kridt. I det kan man nu se rester af det dyreliv, der levede i havet dengang.

Massedød forklares i lag

På Stevns Klint ses over kridtlagene en mørk streg. Det er Kridt-Tertiær grænsen, hvor mere end halvdelen af Kridttidens arter, bl.a. dinosaurerne, for 66 mio. år siden uddøde. Laget er et fedtet lerlag, der kaldes fiskeler. Det er rigt på grundstoffet iridium, som er et stof, der findes i store mængder i meteoritter, og kun i ganske små mængder på jorden. Derfor mener de fleste geologer, at bl.a. dinosaurnes forsvinden skyldes et gigantisk meteornedslag.

Over fiskeleret findes en ny type lag: et hårdere kalklag. Kalken er dannet af en slags mosdyr, der levede i store kolonier på havbunden. Da de døde, kollapsede de spinkle strukturer, deres skeletter udgjorde og blev spredt over havbunden, hvor de endte med at danne kalklagene. Kalklagene er rige på fossiler som søpindsvin, søstjerner, muslinger, snegle og meget andet.

Læs meget mere om Stevns Klint og de geologiske lag her >>

Aktualitetsprincippet

De geologiske processer, vi ser i dag, er de samme processer, som virkede for millioner af år siden. Så for at forstå, hvordan et lag blev dannet i fortiden, er vi derfor nødt til at kende til naturens processer nu ved at studere nutidige eksempler. Hvis man fx vil forstå, hvordan sandsten blev dannet for millioner af år siden, kan man kigge på, hvordan bølgerne på en nutidig strand har formet sandet under overfladen. Hvis sandstenen har samme struktur, må den være dannet i havet.

Nutiden

Naturvidenskabelig metode: fra tro til viden

I dag ser mange en modsætning mellem tro og viden. Enten ved man noget, eller også tror man det.

Mange mener også, der er en modsætning mellem videnskab og religion. At ideen om Big Bang som altings begyndelse og livets opståen og udvikling som resultatet af en lang kemisk proces, gør det umuligt samtidig at tro på de tekster, som man kan læse i religiøse skrifter. Hvad enten teksten er Koranen, Biblen, buddhisternes Dharma eller hinduernes Shruti og Smriti.

Men Niels Steensen er er godt eksempel på, hvordan religion og naturvidenskab gik hånd i hånd i 1600-tallet i Europa. Og at tro og viden på den tid ikke var så nemt at adskille, som vi synes i dag.

På den tid var alle religiøse, og Gud blev betragtet som er en del af virkeligheden, lige som alt andet, man stødte på i løbet af sin dagligdag. Intet sker uden Guds vilje, intet findes, uden Gud har skabt det, intet foregår uden han ved det. Gud er en helt naturlig del af tilværelsen.

Tidens store videnskabsfolk, som for eksempel Isaac Newton i England eller Niels Steensen var også religiøse. De tvivlede ikke på, at de levede i en verden, som var skabt. De tvivlede ikke på, at verden ville holde op med at fungere, hvis deres gud ønskede det. De mente ikke, som alt peger på i dag, at verden er opstået af sig selv og har udviklet sig langsomt til det, vi ser og oplever rundt om os.

Derfor ledte de ikke efter en anden forklaring på verden, end bibelens. De var blot nysgerrige på, hvordan Guds verden hænger sammen. Hvordan Gud har skabt alting.

Det var først halvandet århundrede senere omkring 1800-tallet, at videnskabsfolk for alvor begyndte at sætte spørgsmålstegn ved, om verden var skabt af Gud. Det var først til den tid, den berømte franske matematiker Laplace gav udtryk for, at der ikke er behov for Gud for at forklare, hvordan verden fungerer. At naturen kan beskrives matematisk som et selvkørende system, helt uden indblanding.

Siden da er naturvidenskab i stigende grad blevet en metode, hvor man forsøger at undgå at bygge viden på tro. Hvor man stiller krav om, at alle teorier og resultater skal kunne underbygges af undersøgelser, som andre skal kunne gentage og få de samme resultater fra.

Det betyder dog ikke, at man ikke kan være naturvidenskabsmand og religiøs på samme tid. Blot, at man ikke kan inddrage religiøse forklaringer i naturvidenskab. De har ingen plads i naturvidenskab.

Ny forskning: Sand er en geologisk tidskapsel

Af Charlotte Koldbye, Experimentarium 

Mette Olivarius. - Foto: Mette Olivarius

Mette Olivarius. – Foto: Mette Olivarius

Sand er interessant for Mette Olivarius, så interessant, at hun har brugt tre år af sit liv på at undersøge og analysere det. Sandet er nemlig en regulær tidsmaskine, og med de rigtige metoder og instrumenter, kan man med sandet rejse mange hundrede millioner år tilbage i tiden og få en idé om, hvordan Danmark så ud på den tid.

Mette Olivarius er netop blevet færdig med sin ph.d. på GEUS i samarbejde med Århus Universitet. Ved at undersøge sandet kunne hun påvise, at for 250 millioner år siden var Danmark en stor ørken, og at en del af sandet, der dannede denne ørken kom sydfra. Sandet blev blæst hertil som vandreklitter fra det nuværende Tyskland og Tjekkiet. At sandet også kom sydfra er helt ny viden, og Mette Olivarius’ resultater betyder, at de geologiske lærebøger egentlig burde skrives om.

Det er dog ikke det eneste sand, der har flyttet sig og har haft betydning for Danmarks geologi. Meget af sandet i Danmark stammer fra bjerge i Norge og Sverige. Her blev og bliver bjergene til stadighed slidt af vind og vejr. Deres overflade smuldrer lige så stille. Og det der slides væk, bliver flyttet af regn og floder og ender som sand og ler for foden af bjergene.

Danmark – en ørken

Dengang Danmark var en ørken, lå landet på sydligere breddegrader, hvor der var meget varmt. Noget af det grundfjeld, der befinder sig dybt under Danmark i dag, var dengang synligt som små højdedrag i landskabet. Siden begyndte havet at stige, så den sydlige del af det danske område blev oversvømmet og der kom søer og laguner på land. Nu kunne der vokse planter, og det blev langsomt koldere. I stedet for ørkensand blev der nu aflejret strandsand og flodsand med ler indimellem. Disse aflejringer er op til flere kilometer tykke i den danske undergrund og befinder sig i dag på en til fem kilometers dybde.

Lang proces

Det har været en langvarig proces at undersøge sandet i alle de boringer, der skulle til for at Mette Olivarius havde nok viden til, at hun kunne drage konklusioner om, hvor sandet kom fra. For det første skulle hun udtage flere tusinde prøver fra tunge borekerner. For det andet skulle hun undersøge sandet meget grundigt ved brug af mange specialiserede laboratoriemetoder.

”Det første, jeg gjorde, var at se overordnet på prøven. Er der for eksempel tørkesprækker i sandet? Derefter undersøgte jeg hver enkelt prøve i mikroskop. Jeg så på særlige korn, der indeholder uran. Ved at måle radioaktiviteten fra uranen, kan jeg se, hvor gamle netop disse sandkorn er. Jeg undersøgte den kemiske og mineralogiske sammensætning af sandet og identificerede, hvilke mineraler der er udfældet som cement mellem sandkornene og binder dem sammen til sandsten. Desuden undersøgte jeg, hvor meget vand, som kan ophobes i sandstenen og hvor meget vand, der kan strømme igennem den,” forklarer hun.

Fra sand til opvarmning

Al denne forskning ender måske i dine varmeapparater. Under vores fødder ligger der lag af sandsten, blandt andet rester af den ørken, der for 250 millioner år siden dækkede Danmark. I disse lag er der varmt vand mellem sandkornene, hvis der er huller mellem dem. Mette Olivarius arbejder på at kortlægge de områder i Danmark, hvor sandstenen har den rette struktur, så vandet let kan løbe igennem den. Og så er det egentlig ”bare” at pumpe vandet op og ud i vores fjernvarmesystem, så det til sidst kan ende ude i din radiator.

”Forhåbentlig kan denne forskning resultere i, at vi kan hive noget mere varmt vand op af den danske undergrund. Der er stort potentiale for at udvinde geotermisk energi over det meste af det danske område,” fastlår Mette Olivarius.

Fascineret som barn

Allerede i sin barndom var Mette Olivarius fascineret af strandens sten og den historie, de kan fortælle: ”Det er utroligt fascinerende at forestille sig de kæmpekræfter, der kan flytte rundt på klippeblokke, og hvordan iskapper og smeltevandsfloder har formet det danske landskab.” Denne interesse førte hende til et geologistudie på universitetet, men inden hun blev optaget på studiet, kom hun en måned i praktik på de geologiske undersøgelser. På den måde fik hun en forsmag på, hvad der ventede hende, og om dette studie var det rigtige for hende.

Et rejsestudie med plads til alle

”En af de rigtig gode ting ved studiet er alle de feltture, man kommer på. Jeg har været i Vietnam, Grønland, Spanien og vidt omkring i Skandinavien som studerende. Så man får hurtigt lov til at omsætte teori til virkelighed på studiet. Andre mennesker betaler mange penge for at komme til eksotiske destinationer, men når man arbejder med geologi, hvad enten det er som studerende eller som forsker, kan man roligt regne med, at man kan få mulighed for at komme mange interessante steder hen,” siger Mette Olivarius.

Foto: Mette Olivarius

Foto: Mette Olivarius

”Geologi-geoscience er et studie, hvor der er plads til alle typer. Lige fra de piger, der insisterer på at tage på felttur iført stiletter til dem, som aldrig kunne drømme om at tage makeup på. Og fyrene kommer i alt fra islandske sweatere til nystrøgne skjorter. Det giver et rigtig godt sammenhold, at folk bare bliver accepteret som de er, og det er også fedt, at der er en ret ligelig kønsfordeling.”