本文发表于《大众科学》的前博客网络，反映了作者的观点，不一定反映《大众科学》的观点
1836年7月8日，“贝格尔号” 舰搭载着业余地质学家查尔斯·达尔文，抵达火山岛圣赫勒拿岛，在那里停留至7月14日下午，之后继续航行返回英国。
自从范迪门斯地之后，达尔文的书面笔记和观察变得非常零散——也许是因为“贝格尔号” 停靠时间短暂，也许是因为达尔文在海上四年后思乡心切。然而，达尔文花了15页的篇幅来描述圣赫勒拿岛的总体地质情况（除了抱怨船上的洗衣服务）以及他所谓的“圣赫勒拿模型”。
早在圣地亚哥岛上，年轻的达尔文就注意到地质证据，表明火山岛确实是从海中升起的。现在，在他南美洲的实地考察经验之后，达尔文确信了这个想法，因为他再次发现沿岛屿干燥海岸暴露的海洋中形成的岩层。
支持科学新闻报道
如果您喜欢这篇文章，请考虑通过以下方式支持我们屡获殊荣的新闻报道： 订阅。 通过购买订阅，您正在帮助确保未来能够继续讲述关于发现和塑造我们当今世界的想法的具有影响力的故事。
“连续的岩层要么紧密结合在一起，要么被火山砾岩和纹理凝灰岩层隔开，这些凝灰岩层经常包含圆润的碎片。这些岩层之间的空隙充满了石膏和盐；石膏有时也以薄层的形式出现。从这两种物质的大量存在，凝灰岩中圆形砾石的存在，以及丰富的杏仁状构造来看，我毫不怀疑这些基底火山地层是在海底流动的。”
达尔文 (1844)
在达尔文时代，火山的起源仍然是一个地质谜题。杰出的德国地质学家利奥波德·冯·布赫（Leopold von Buch，1774-1835）提出了一种模型，认为火山的形成就像地球地壳上的气泡：首先，地质力将地面向上推，形成一座山。然而，这座新生山峰的顶峰是不稳定的，当山顶坍塌时——形成火山坑——岩浆从地下涌出，引起火山爆发。因此，熔岩和火山灰是活火山（层状火山）的次要特征，而不是整个火山的主要“建筑材料”。冯·布赫的“隆起火山口”假说在当时非常流行，并被大多数欧洲地质学家所接受。两位法国地质学家，阿芒·迪弗雷诺（Armand Dufresnoy，1792-1857）和莱昂斯·埃利·德·博蒙（Léonce Elie de Beaumont，1798-1874）甚至用数学证明了火山的坡度太陡，不可能由凝固的熔岩流形成！
图1. 圣克鲁斯-德拉帕尔马（加那利群岛）的地形图，由冯·布赫于1814年出版在他的著作“加那利群岛物理描述，附带全球主要火山的指示”。冯·布赫认为，放射状山谷是上升的“火山气泡”造成的裂缝——事实上，这些山谷是由河流侵蚀形成的，但冯·布赫低估了加那利群岛干燥气候中阵发性侵蚀的力量。
然而，“隆起火山口”模型提出了非常快的隆起速率，而达尔文根据他之前的观察，已经采用了地质学家查尔斯·莱尔提出的渐进地质学。
达尔文利用在圣赫勒拿岛的观察结果，提出了一个中间假说（于1844年发表在他的著作“贝格尔号军舰航行期间对火山岛屿和南美洲部分地区的地质观察”中）——火山通过缓慢、渐进和阵发性事件上升，最终像冯·布赫提出的那样爆发。他还建议，为了解决争论，有必要仔细确定熔岩流的倾角。1850年，莱尔在埃特纳火山的熔岩流上证明，熔岩在陡峭的斜坡上原位凝固——因此，熔岩流不是因山脉隆起而倾斜的岩层，而是在斜坡上反复沉积的熔岩流形成了整个火山。
“……我们必须放弃隆起火山口假说：因为虽然一个喷发锥可能包裹和掩埋另一个喷发锥，但一个隆起锥不可能围绕和淹没另一个隆起锥，从而将整个山体缩小为一座圆锥形山峰。” 莱尔在他的专著“论在陡坡上凝固的熔岩结构：兼论埃特纳火山的成因模式和“隆起火山口”理论”中写道，该书于1858年出版。
最终，地中海的一次火山爆发证实了莱尔提出的模型，以及达尔文（有些勉强）支持的模型——1831年，博物学家在“埃特纳”号船上经历了“费迪南迪亚”岛的诞生，观察到反复的喷发和熔岩和火山灰的沉积正在缓慢地形成一座新山。
参考书目
CHANCELLOR, G.R. (1990)：查尔斯·达尔文的圣赫勒拿模型笔记本。《英国自然历史博物馆公报》18(2): 203-228
HERBERT, S. (2005)：查尔斯·达尔文，地质学家。康奈尔大学出版社：485