Povijesna geologija usredotočuje se na geološke procese koji mijenjaju površinu i izgled Zemlje. Koristi stratigrafiju, strukturnu geologiju i paleontologiju kako bi odredio slijed ovih događaja. Također se usredotočuje na evoluciju biljaka i životinja u različitim vremenskim razdobljima na geološkoj skali. Otkriće radioaktivnosti i razvoj nekoliko metoda radiometrijskog datiranja u prvoj polovici 20. stoljeća pružili su način za izvođenje apsolutne i relativne starosti geološke povijesti.
Ekonomska geologija, potraga i vađenje goriva i sirovina uvelike ovise o razumijevanju povijesti određenog područja. Geologija okoliša, uključujući određivanje geološke opasnosti od potresa i vulkanskih erupcija, također mora uključivati detaljno poznavanje geološke povijesti.
Founding Scientists
Nikolai Steno, također poznat kao Niels Stensen, bio je prvi koji je promatrao i predložio neke od osnovnih koncepata povijesne geologije. Jedan od tih koncepata bio je da fosili izvorno potječu od životaorganizmi.
James Hutton i Charles Lyell također su pridonijeli ranom razumijevanju povijesti Zemlje. Hutton je prvi predložio teoriju uniformiranosti, koja je danas osnovni princip u svim područjima geologije. Hutton je također podržavao ideju da je Zemlja bila prilično drevna, za razliku od tadašnjeg prevladavajućeg koncepta koji je govorio da je Zemlja stara samo nekoliko tisuća godina. Uniformizam opisuje Zemlju kao stvorenu istim prirodnim fenomenima koji su na djelu i danas.
Povijest discipline
Prevladavajući koncept 18. stoljeća na Zapadu bilo je uvjerenje da su razni kataklizmični događaji dominirali vrlo kratkom poviješću Zemlje. Ovo gledište snažno su podržavali pristaše abrahamskih religija koje se temelje na uglavnom doslovnom tumačenju vjerskih biblijskih tekstova. Koncept uniformizma naišao je na znatan otpor i doveo do kontroverzi i rasprava tijekom 19. stoljeća. Mnoštvo otkrića u 20. stoljeću pružilo je dovoljno dokaza da je povijest Zemlje proizvod i postupnih inkrementalnih procesa i iznenadnih kataklizmi. Ta su uvjerenja sada temelji povijesne geologije. Katastrofalni događaji kao što su udari meteorita i velike vulkanske eksplozije oblikuju površinu Zemlje zajedno s postupnim procesima kao što su vremenski uvjeti, erozija i sedimentacija. Sadašnjost je ključ prošlosti i uključuje katastrofalne i postupne procese, što nas čini da razumijemo inženjeringgeologija povijesnih teritorija.
Geološka vremenska skala
Geološka vremenska skala je kronološki sustav datiranja koji povezuje geološke slojeve (stratigrafiju) s određenim vremenskim intervalima. Bez osnovnog razumijevanja ove ljestvice, čovjek će teško razumjeti što proučava povijesna geologija. Ovu ljestvicu koriste geolozi, paleontolozi i drugi znanstvenici za definiranje i opisivanje različitih razdoblja i događaja u povijesti Zemlje. U biti, na njemu se temelji suvremena povijesna geologija. Tablica geoloških vremenskih intervala predstavljena na ljestvici u skladu je s nomenklaturom, datumima i standardnim kodovima boja koje je uspostavila Međunarodna komisija za stratigrafiju.
Primarne i najveće jedinice za podjelu vremena su eoni, koji sukcesivno slijede jedan za drugim: Hadean, Arhej, Proterozoik i Fanerozoj. Eoni se dijele na ere, koje se pak dijele na razdoblja, a razdoblja na epohe.
Prema eonima, erama, razdobljima i epohama, pojmovi "anonimno", "eratem", "sustav", "serija", "faza" koriste se za označavanje slojeva stijena koji pripadaju ovim dijelovima geološke vrijeme u povijesti Zemlje.
Geolozi klasificiraju ove jedinice kao "rane", "srednje" i "kasne" kada se odnose na vrijeme, i "donje", "srednje" i "gornje" kada se odnose na odgovarajuće stijene. Na primjer, donja jura u kronostratigrafiji odgovara ranoj juri u geokronologiji.
Povijest i starost Zemlje
Radiometrijski podaci datiranja pokazuju da je Zemlja stara oko 4,54 milijarde godina. Različiti vremenski rasponi na geološkoj vremenskoj skali obično su obilježeni odgovarajućim promjenama u sastavu slojeva koje ukazuju na glavne geološke ili paleontološke događaje kao što su masovna izumiranja. Na primjer, granica između krede i paleogena definirana je događajem izumiranja između krede i paleogena, koji je označio kraj dinosaura i mnogih drugih životnih skupina.
Geološke jedinice iz istog vremena, ali u različitim dijelovima svijeta često izgledaju drugačije i sadrže različite fosile, tako da su naslage koje pripadaju istom vremenskom razdoblju povijesno dobivale različita imena na različitim mjestima.
Povijesna geologija s osnovnom paleontologijom i astronomijom
Neki drugi planeti i mjeseci u Sunčevom sustavu imaju dovoljno čvrste strukture da vode evidenciju o vlastitoj povijesti, kao što su Venera, Mars i Mjesec. Dominantni planeti kao što su plinoviti divovi ne zadržavaju svoju povijest na sličan način. Osim masivnih meteoritnih bombardiranja, događaji na drugim planetima vjerojatno su imali malo utjecaja na Zemlju, a događaji na Zemlji su prema tome imali mali učinak na te planete. Dakle, izgradnja vremenske skale koja povezuje planete ima samo ograničenu vrijednost u odnosu na Zemljinu vremensku skalu, osim u kontekstu Sunčevog sustava. Još uvijek se raspravlja o perspektivama povijesne geologije drugih planeta – astropaleogeologijiznanstvenici.
Otkriće Nikolaja Stena
Krajem 17. stoljeća, Nikolaj Steno (1638-1686) formulirao je principe geološke povijesti Zemlje. Steno je tvrdio da su slojevi stijena (ili slojeva) postavljeni uzastopno, a svaki od njih predstavlja "odsječak" vremena. Također je formulirao zakon superpozicije, koji kaže da će svaki sloj vjerojatno biti stariji od onih iznad njega i mlađi od onih ispod njega. Iako su Stenovi principi bili jednostavni, njihova primjena se pokazala teškom. Stenoove ideje dovele su i do otkrića drugih važnih koncepata koje koriste čak i moderni geolozi. Tijekom 18. stoljeća, geolozi su shvatili da:
- Sekvence slojeva često su erodirane, izobličene, nagnute ili čak obrnute.
- Strukovi postavljeni u isto vrijeme u različitim područjima mogu imati potpuno različite strukture.
- Slojevi bilo koje regije samo su dio duge povijesti Zemlje.
James Hutton i plutonizam
Neptunističke teorije popularne u to vrijeme (koju je iznio Abraham Werner (1749-1817) na kraju 18. stoljeća) bile su da su sve stijene i stijene potjecale iz neke velike poplave. Veliki pomak u razmišljanju dogodio se kada je James Hutton iznio svoju teoriju pred Kraljevskim društvom u Edinburghu u ožujku i travnju 1785. John McPhee je kasnije tvrdio da je James Hutton upravo tog dana postao utemeljitelj moderne geologije. Hutton je sugerirao da je unutrašnjost Zemlje vrlo vruća i da je toplabio motor koji je poticao stvaranje novog kamenja i stijena. Tada su Zemlju hladili zrak i voda, koji su se taložili u obliku mora – što, primjerice, dijelom potvrđuje i povijesna geologija mora iznad Urala. Ova teorija, poznata kao "plutonizam", bila je vrlo različita od "neptunske" teorije koja se temeljila na proučavanju vodenih tokova.
Otkriće drugih temelja povijesne geologije
Prvi ozbiljni pokušaji formuliranja geološke vremenske skale koja se može primijeniti bilo gdje na Zemlji napravljeni su krajem 18. stoljeća. Najuspješniji od tih ranih pokušaja (uključujući Wernerov) podijelio je stijene zemljine kore u četiri tipa: primarne, sekundarne, tercijarne i kvartarne. Svaka vrsta stijene, prema teoriji, nastala je tijekom određenog razdoblja u povijesti Zemlje. Dakle, moglo bi se govoriti o "tercijarnom razdoblju" kao i o "tercijarnim stijenama". Doista, izraz "tercijar" (danas paleogen i neogen) se još uvijek često koristi kao naziv geološkog razdoblja nakon izumiranja dinosaura, dok izraz "kvartar" ostaje formalni naziv za sadašnje razdoblje. Praktični problemi iz povijesne geologije teoretičarima fotelja su vrlo brzo bili pruženi, jer je sve što su sami smislili trebalo dokazati u praksi – u pravilu dugim iskopavanjima.
Sadržaj fosila u sedimentima
Identifikacija slojeva prema njihovim fosilima, prvi su predložili William Smith, Georges Cuvier, Jean d'Amalius d'Allah iAlexander Bronnart početkom 19. stoljeća dopustio je geolozima da preciznije podijele povijest Zemlje. To im je također omogućilo da mapiraju slojeve duž nacionalnih (ili čak kontinentalnih) granica. Ako su dva sloja sadržavala iste fosile, tada su taloženi u isto vrijeme. Povijesna i regionalna geologija bile su od goleme pomoći u ovom otkriću.
Nazivi geoloških razdoblja
Ranim radom na razvoju geološke vremenske skale dominirali su britanski geolozi, a nazivi geoloških razdoblja odražavaju tu dominaciju. "Kambrij" (klasični naziv za Wales), "Ordovicij" i "Silur", nazvani po drevnim velškim plemenima, bila su razdoblja definirana pomoću stratigrafskih sekvenci iz Walesa. "Devon" je dobio ime po engleskom okrugu Devonshire, dok je "Carbon" dobio ime po zastarjelim mjerama ugljena koje su koristili britanski geolozi iz 19. stoljeća. Perm je dobio ime po ruskom gradu Permu jer ga je definirao pomoću slojeva u toj regiji škotski geolog Roderick Murchison.
Međutim, neka razdoblja odredili su geolozi iz drugih zemalja. Razdoblje trijasa imenovao je 1834. njemački geolog Friedrich von Alberti iz tri različita sloja (trias je latinski za "trijada"). Jursko razdoblje nazvao je francuski geolog Alexandre Bronnjart po ogromnim morskim vapnenačkim stijenama planine Jura. Razdoblje krede (od latinskog creta, kojiprevedeno kao "kreda") prvi je identificirao belgijski geolog Jean d'Omalius d'Halloy 1822. nakon proučavanja naslaga krede (kalcijev karbonat taložen od školjki morskih beskralježnjaka) pronađenih u zapadnoj Europi.
Podijeljene epohe
Britanski geolozi također su bili pioniri u sortiranju razdoblja i njihovoj podjeli na epohe. Godine 1841. John Phillips objavio je prvu globalnu geološku vremensku skalu temeljenu na vrstama fosila pronađenih u svakoj eri. Phillipsova ljestvica pomogla je standardizirati upotrebu pojmova kao što su paleozoik ("stari život"), koji je proširio na dulje razdoblje od prethodne upotrebe, i mezozoik ("srednji život"), koji je sam izmislio. Za one koji su još zainteresirani za učenje o ovoj divnoj znanosti o povijesti Zemlje, ali nemaju vremena čitati Phillipsa, Stena i Huttona, možemo savjetovati Povijesnu geologiju Koronovskog.
