زمین شناسی
زمین شناسی (از یونان باستان γῆ ، gē (“زمین”) و -λoγία ، -logia ، (“مطالعه” ، “گفتمان”)) شاخه ای از علم زمین است که به زمین جامد مربوط می شود ، سنگهایی که از آنها تشکیل شده است و فرآیندهایی که طی آن در طول زمان تغییر می کنند. زمین شناسی همچنین می تواند شامل مطالعه ویژگی های جامد هر سیاره زمینی یا ماهواره طبیعی مانند مریخ یا ماه باشد. زمین شناسی مدرن به طور قابل ملاحظه ای با سایر علوم زمین ، از جمله هیدرولوژی و علوم جوی همپوشانی دارد و بنابراین به عنوان یکی از جنبه های اصلی علم سیستم زمین یکپارچه و علوم سیاره ای مورد توجه قرار می گیرد.
زمین شناسی ساختار زمین در و زیر سطح آن و فرایندهایی را که این ساختار را شکل داده است ، توصیف می کند. همچنین ابزارهایی برای تعیین سن نسبی و مطلق سنگهای یافت شده در یک مکان معین و همچنین شرح تاریخ آن سنگها فراهم می کند. با ترکیب این ابزارها ، زمین شناسان می توانند تاریخ زمین شناسی زمین را به طور کلی ، و همچنین سن زمین را نشان دهند. زمین شناسی شواهد اولیه برای زمین ساخت صفحات ، تاریخ تکاملی زندگی و آب و هوای گذشته زمین را ارائه می دهد.
زمین شناسان از روش های متنوعی برای درک ساختار و تکامل زمین استفاده می کنند ، از جمله میدانی ، توصیف سنگ ، تکنیک های ژئوفیزیکی ، تجزیه شیمیایی ، آزمایشات فیزیکی و مدل سازی عددی. از نظر عملی ، زمین شناسی برای اکتشاف و بهره برداری از مواد معدنی و هیدروکربن ، ارزیابی منابع آب ، درک خطرات طبیعی ، رفع مشکلات زیست محیطی و ارائه بینش در مورد تغییرات آب و هوایی گذشته مهم است. زمین شناسی یک رشته اصلی دانشگاهی است و نقش مهمی در مهندسی ژئوتکنیک دارد.
مواد زمین شناسی
اکثر داده های زمین شناسی از تحقیقات روی مواد جامد زمین بدست می آید. اینها معمولاً در یکی از دو دسته قرار می گیرند: سنگ و مواد غیرمجاز. شهاب سنگ ها و دیگر مواد طبیعی خارج از زمین نیز با روش های زمین شناسی مورد مطالعه قرار می گیرند.
مواد معدنی
مواد معدنی عناصر و ترکیبات طبیعی با ترکیب شیمیایی همگن مشخص و ترکیب اتمی مرتب هستند.
سنگ
سنگ عبارت است از هرگونه جرم جامد طبیعی یا مجموعه ای از مواد معدنی یا کانیهای معدنی. بیشتر تحقیقات در زمین شناسی با مطالعه سنگ ها همراه است ، زیرا آنها سابقه اولیه اکثر تاریخ زمین شناسی زمین را ارائه می دهند. سه نوع عمده سنگ وجود دارد: آذرین ، رسوبی و دگرگونی. چرخه سنگ روابط بین آنها را نشان می دهد.
هنگامی که یک سنگ از ذوب (ماگما یا گدازه) جامد یا متبلور می شود ، سنگ آذرین است. این سنگ را می توان از بین برد و فرسایش داد ، سپس مجدداً قرار داده و به سنگ رسوبی تبدیل شد. سپس می توان با حرارت و فشاری که محتوای معدنی آن را تغییر می دهد ، به سنگی دگرگون تبدیل شد و در نتیجه پارچه ای مشخص ایجاد کرد. هر سه نوع ممکن است دوباره ذوب شوند ، و وقتی این اتفاق می افتد ، ماگمای جدیدی تشکیل می شود ، که ممکن است یک سنگ آذرین دوباره از آن سفت شود. مواد آلی ، مانند زغال سنگ ، قیر ، نفت و گاز طبیعی ، عمدتاً با سنگهای رسوبی غنی از آلی مرتبط است.
آزمایشات
برای مطالعه هر سه نوع سنگ ، زمین شناسان مواد معدنی که از آنها تشکیل شده است را ارزیابی می کنند. هر ماده معدنی دارای خواص فیزیکی متمایزی است و آزمایشات زیادی برای تعیین هر یک از آنها وجود دارد. نمونه ها را می توان برای موارد زیر آزمایش کرد:
درخشندگی: کیفیت نور منعکس شده از سطح یک ماده معدنی. نمونه ها فلزی ، مرواریدی ، مومی ، کسل کننده هستند.
رنگ: مواد معدنی بر اساس رنگ آنها گروه بندی می شوند. بیشتر تشخیصی است اما ناخالصی ها می توانند رنگ مواد معدنی را تغییر دهند.
رگه: با خراشیدن نمونه روی صفحه چینی انجام می شود. رنگ رگه می تواند به نام کانی کمک کند.
سختی: مقاومت یک ماده معدنی در برابر خراشیدگی.
الگوی شکست: یک ماده معدنی می تواند شکستگی یا برش را نشان دهد ، اولی شکستگی سطوح ناهموار است و دومی شکستگی در امتداد سطوح موازی با فاصله بسیار نزدیک.
وزن مخصوص: وزن یک حجم معدنی خاص.
جوش زدن: شامل چکاندن اسید کلریدریک روی ماده معدنی برای آزمایش گاز گرفتن است.
مغناطیس: شامل استفاده از آهن ربا برای آزمایش مغناطیس می شود.
طعم: مواد معدنی می توانند طعم متمایزی داشته باشند ، مانند هالیت (که طعم آن شبیه نمک سفره است).
بو: مواد معدنی می توانند بوی خاصی داشته باشند. به عنوان مثال ، گوگرد بوی تخم مرغ گندیده می دهد.
مواد غیر معتبر
زمین شناسان همچنین مواد غیرمجاز (که به آن رانش گفته می شود) را مطالعه می کنند که معمولاً از ذخایر جدیدتر به دست می آید. این مواد رسوبات سطحی هستند که در بالای سنگ بستر قرار دارند.این مطالعه اغلب به عنوان زمین شناسی کواترنر ، پس از دوره کواترنر تاریخ زمین شناسی شناخته می شود.
ماگما
مواد غیرمجاز تنها شامل رسوبات نیستند. ماگما منبع نامعتبر اصلی همه سنگهای آذرین است. جریان فعال سنگهای مذاب در آتشفشان شناسی مورد مطالعه دقیق قرار گرفته است ، و سنگ شناسی آذرین با هدف تعیین تاریخچه سنگهای آذرین از تبلور نهایی آنها تا منبع مذاب اولیه آنهاست.
ساختار کل زمین
در دهه ۱۹۶۰ ، مشخص شد که لیتوسفر زمین ، که شامل پوسته و قسمت فوقانی سفت و سخت گوشته فوقانی است ، به صفحات تکتونیکی که از روی گوشته بالایی تغییر شکل یافته و جامد ، که به آن استنوسفر می گویند ، حرکت می کند ، جدا شده است. این نظریه با انواع مختلفی از مشاهدات ، از جمله گسترش کف دریا و توزیع جهانی مناطق کوهستانی و لرزه خیزی پشتیبانی می شود.
بین حرکت صفحات روی سطح و جابجایی گوشته (یعنی انتقال حرارت ناشی از حرکت انبوه مولکولها در داخل مایعات) یک جفت نزدیک وجود دارد. بنابراین ، صفحات اقیانوسی و جریانهای جابجایی گوشته مجاور همیشه در یک جهت حرکت می کنند – زیرا لیتوسفر اقیانوسی در واقع لایه مرزی حرارتی فوقانی سفت و سخت گوشته جابجایی است. این اتصال بین صفحات سفت و سختی که روی سطح زمین حرکت می کنند و گوشته همرفت کننده ، تکتونیک صفحه ای نامیده می شود.
توسعه تکتونیک صفحه ، زمینه فیزیکی بسیاری از مشاهدات زمین جامد را فراهم کرده است. مناطق طولانی خطی از ویژگی های زمین شناسی به عنوان مرز صفحه توضیح داده شده است.
مثلا:
پشته های میان اقیانوسی ، مناطق مرتفع در کف دریا که دریچه های گرمابی و آتشفشان ها در آن وجود دارد ، به عنوان مرزهای واگرا در نظر گرفته می شوند ، جایی که دو صفحه از هم فاصله می گیرند.
قوس های آتشفشانی و زمین لرزه ها به عنوان مرزهای همگرا در نظر گرفته شده اند ، جایی که یک صفحه زیر سطح دیگر قرار می گیرد یا حرکت می کند.
تغییر مرزها ، مانند سیستم گسل سان آندریاس ، منجر به زلزله های گسترده گسترده شد. تکتونیک صفحه نیز مکانیزمی برای نظریه آلفرد وگنر در مورد رانش قاره ای فراهم کرده است ، که در آن قاره ها در طول زمان زمین شناسی در سطح زمین حرکت می کنند. آنها همچنین یک نیروی محرکه برای تغییر شکل پوسته و یک محیط جدید برای مشاهدات زمین شناسی ساختاری فراهم کردند. قدرت نظریه تکتونیک صفحات در توانایی آن در ترکیب همه این مشاهدات در یک نظریه واحد در مورد نحوه حرکت لیتوسفر بر روی گوشته جابجایی نهفته است.
ساختار زمین
پیشرفت های لرزه نگاری ، مدل سازی رایانه ای ، کانی شناسی و کریستالوگرافی در دماها و فشارهای بالا ، بینش و ترکیب داخلی و ساختار زمین را نشان می دهد.
زلزله شناسان می توانند از زمان ورود امواج لرزه ای به صورت معکوس برای تصویربرداری از فضای داخلی زمین استفاده کنند. پیشرفت های اولیه در این زمینه وجود یک هسته خارجی مایع (که امواج برشی قادر به انتشار آن نبودند) و یک هسته جامد متراکم داخلی را نشان داد. این پیشرفت ها منجر به توسعه مدل لایه ای از زمین شد ، با پوسته و لیتوسفر در بالای آن ، گوشته زیرین (که در داخل خود با ناپیوستگی های لرزه ای در ۴۱۰ و ۶۶۰ کیلومتر جدا شده است) و هسته بیرونی و هسته داخلی زیر آن. اخیراً ، زلزله شناسان توانسته اند تصاویری دقیق از سرعت موج در داخل زمین ایجاد کنند ، همانطور که پزشک از بدن در سی تی اسکن تصویر می گیرد. این تصاویر به نمای بسیار دقیق تری از فضای داخلی زمین منجر شده و مدل لایه ای ساده تر را با مدل بسیار پویاتر جایگزین کرده است.
متخصصان مواد معدنی توانسته اند از داده های فشار و دما از مطالعات لرزه ای و مدل سازی در کنار آگاهی از ترکیب عنصری زمین برای بازتولید این شرایط در محیط های تجربی و اندازه گیری تغییرات در ساختار بلوری استفاده کنند. این مطالعات تغییرات شیمیایی مرتبط با ناپیوستگی های بزرگ لرزه ای در گوشته را توضیح می دهد و ساختارهای کریستالوگرافی مورد انتظار در هسته داخلی زمین را نشان می دهد.
زمان زمین شناسی
مقیاس زمانی زمین شناسی شامل تاریخ زمین است. تاریخ اولین ماده منظومه شمسی در ۴٫۵۶۷ Ga (یا ۴٫۵۶۷ میلیارد سال پیش) و تشکیل زمین در ۴٫۵۴ Ga (4.54 میلیارد سال) ، در اولین زمان در تاریخ اولین ماده منظومه شمسی قرار گرفته است. سرآغاز غیر رسمی هاد هئون است – تقسیم زمان زمین شناسی. در انتهای بعدی مقیاس ، امروزه (در عصر هولوسن) مشخص شده است.
مقیاس زمانی زمین
پنج جدول زمانی زیر مقیاس زمانی زمین شناسی را نشان می دهد. مورد اول کل زمان از شکل گیری زمین تا به امروز را نشان می دهد ، اما این فضای کمی برای آخرین عصر می دهد. بنابراین ، جدول زمانی دوم نمای گسترده ای از آخرین عصر را نشان می دهد. به همین ترتیب ، آخرین دوره در جدول زمانی سوم ، آخرین دوره در جدول زمانی چهارم و جدیدترین دوره در جدول زمانی پنجم گسترش یافته است.
مراحل مهم روی زمین
۴٫۵۶۷ Ga (gigaannum: میلیارد سال پیش): تشکیل منظومه شمسی
۴٫۵۴ Ga: تراکم یا تشکیل زمین
ج ۴ Ga: پایان بمباران سنگین دیرهنگام ، اولین زندگی
ج ۳٫۵ Ga: شروع فتوسنتز
ج ۲٫۳ Ga: جو اکسیژنه ، اولین گلوله برفی زمین
۷۳۰-۶۳۵ Ma (سالانه: میلیون سال پیش): دومین گلوله برفی زمین
۰٫۳۱ ۵۴ ۵۴۱ کارشناسی ارشد: انفجار کامبرین-ضرب گسترده زندگی سخت بدن ؛ اولین فسیل فراوان ؛ شروع پالئوزوئیک
ج ۳۸۰ کارشناسی ارشد: اولین حیوانات خشکی مهره دار
۲۵۰ کارشناسی ارشد: انقراض پرمین-تریاس-۹۰ all از همه حیوانات خشکی می میرند. پایان پالئوزوئیک و آغاز مزوزوئیک
۶۶ کارشناسی ارشد: انقراض کرتاسه – پالئوژن – دایناسورها می میرند. پایان مزوزوئیک و آغاز سنوزوئیک
ج ۷ ماهه: اولین انسانها ظاهر می شوند
۳٫۹ ماهگی: اولین استرالوپیتکوس ، جد مستقیم هومو ساپینس مدرن ظاهر شد
۲۰۰ کا (کیلوآنوم: هزار سال پیش): اولین انسان همو ساپینس مدرن در شرق آفریقا ظاهر شد
روشهای آشنایی
زمانی که زمین شناسی برای اولین بار به عنوان یک علم طبیعی مطرح شد ، روش هایی برای تعیین تاریخ نسبی ایجاد شد. زمین شناسان امروزه نیز از اصول زیر به عنوان ابزاری برای ارائه اطلاعات در مورد تاریخ زمین شناسی و زمان وقوع رویدادهای زمین شناسی استفاده می کنند.
اصل یکنواخت گرایی بیان می کند که فرایندهای زمین شناسی مشاهده شده در عملیات که پوسته زمین را در حال حاضر تغییر می دهند ، در طول زمان زمین شناسی تقریباً یکسان عمل کرده اند. یک اصل اساسی زمین شناسی که توسط پزشک و زمین شناس اسکاتلندی قرن ۱۸ جیمز هاتون مطرح شده است این است که “زمان حال کلید گذشته است”. به قول هاتون: “تاریخ گذشته جهان ما باید با آنچه در حال حاضر اتفاق می افتد توضیح داده شود.”
اصل روابط مزاحم مربوط به نفوذهای مقطعی است. در زمین شناسی ، هنگامی که یک نفوذ آذرین تشکیل سنگ رسوبی را قطع می کند ، می توان تشخیص داد که نفوذ آذرین جوانتر از سنگ رسوبی است. انواع مختلف نفوذ شامل سهام ، لاکولیت ، باتولیت ، آستانه و سوله است.
اصل روابط متقاطع مربوط به شکل گیری خطاها و سن دنباله هایی است که از طریق آنها بریده می شود. گسلها جوانتر از سنگهایی هستند که بریده اند. بر این اساس ، اگر گسلی یافت شود که در برخی سازندها نفوذ می کند اما در بالای آن نفوذ نمی کند ، سازه هایی که بریده می شوند قدیمی تر از گسل هستند و آنهایی که بریده نمی شوند باید جوانتر از گسل باشند. یافتن بستر کلیدی در این شرایط ممکن است به تعیین اینکه آیا خطا یک عیب معمولی است یا یک خطای رانش کمک کند.
اصل اجزاء و اجزاء بیان می کند که با سنگ های رسوبی ، اگر اجزاء (یا کلاست ها) در یک سازند یافت شوند ، پس اجزاء باید از سازند حاوی آنها قدیمی تر باشند. به عنوان مثال ، در سنگهای رسوبی ، معمول است که شن از سازند قدیمی تر کنده شده و در لایه جدیدتری قرار گیرد. وضعیت مشابهی در مورد سنگ های آذرین زمانی رخ می دهد که زنولیت ها یافت می شوند. این اجسام خارجی به عنوان جریان ماگما یا گدازه جمع آوری می شوند و بعداً در ماتریس سرد می شوند. در نتیجه ، گزنولیت ها قدیمی تر از سنگی هستند که حاوی آنها هستند.
اصل افقی بودن اولیه بیان می کند که رسوب رسوبات در اصل به صورت بسترهای افقی رخ می دهد. مشاهده رسوبات دریایی و غیر دریایی مدرن در طیف گسترده ای از محیط ها این تعمیم را تأیید می کند (اگرچه بستر متقاطع متمایل است ، جهت گیری کلی واحدهای دارای بستر افقی افقی است).
اصل برهم نهی بیان می کند که یک لایه سنگی رسوبی در یک دنباله تکتونیکی دست نخورده جوانتر از لایه زیرین و قدیمی تر از لایه بالای آن است. از نظر منطقی یک لایه جوانتر نمی تواند در زیر لایه ای که قبلاً رسوب کرده است لغزید. این اصل به لایه های رسوبی اجازه می دهد تا به عنوان شکلی از جدول زمانی عمودی ، ثبت جزئی یا کامل زمان سپری شده از رسوب پایین ترین لایه تا رسوب بالاترین بستر ، در نظر گرفته شوند.
اصل جانشینی جانوری بر اساس ظهور فسیل ها در سنگهای رسوبی استوار است. از آنجا که موجودات زنده در یک دوره مشابه در سراسر جهان وجود دارند ، وجود یا (گاهی) عدم وجود آنها ، سن نسبی تشکیلات محل ظهور آنها را فراهم می کند. براساس اصولی که ویلیام اسمیت تقریباً صد سال قبل از انتشار نظریه تکامل چارلز داروین مطرح کرد ، اصول جانشینی مستقل از تفکر تکاملی توسعه یافت. با این وجود ، با توجه به عدم قطعیت فسیل سازی ، بومی سازی انواع فسیل ها به دلیل تغییرات جانبی زیستگاه (تغییر رخساره در لایه های رسوبی) ، و این که همه فسیل ها به طور همزمان در سطح جهانی شکل نگرفته اند ، این اصل کاملاً پیچیده می شود.
دوستیابی مطلق
زمین شناسان همچنین از روش هایی برای تعیین سن مطلق نمونه های سنگی و رویدادهای زمین شناسی استفاده می کنند. این تاریخها به تنهایی مفید هستند و همچنین ممکن است همراه با روشهای نسبی تاریخ گذاری یا برای کالیبراسیون روشهای نسبی مورد استفاده قرار گیرند.
در آغاز قرن بیستم ، پیشرفت در علم زمین شناسی با دستیابی به تاریخ دقیق مطلق وقایع زمین شناسی با استفاده از ایزوتوپهای رادیواکتیو و سایر روشها تسهیل شد. این امر درک زمان زمین شناسی را تغییر داد. پیش از این ، زمین شناسان تنها می توانستند از فسیل ها و همبستگی چینه شناسی برای تعیین بخش هایی از سنگ نسبت به یکدیگر استفاده کنند. با استفاده از تاریخهای ایزوتوپی ، امکان تعیین سن مطلق به واحدهای سنگی وجود داشت و این تاریخهای مطلق را می توان برای دنباله های فسیلی که در آنها مواد قابل اندازه گیری وجود داشت ، اعمال کرد ، و سنهای نسبی قدیمی را به عصرهای مطلق جدید تبدیل کرد.
برای بسیاری از کاربردهای زمین شناسی ، نسبت ایزوتوپ عناصر رادیواکتیو در مواد معدنی اندازه گیری می شود که مدت زمانی را که از گذر سنگ از دمای بسته شدن خاص آن گذشته است ، اندازه گیری می کنند ، نقطه ای که در آن ایزوتوپ های مختلف رادیومتری متوقف می شوند و در داخل شبکه کریستالی منتشر نمی شوند.
اینها در مطالعات زمین شناسی و گرمازدایی مورد استفاده قرار می گیرند. روشهای متداول شامل دوستیابی اورانیوم – سرب ، دوستیابی پتاسیم – آرگون ، دوستیابی آرگون – آرگون و قدمت اورانیوم – توریم است. این روشها برای کاربردهای مختلف مورد استفاده قرار می گیرد. قدمت لایه های گدازه و خاکستر آتشفشانی موجود در یک دنباله چینه شناسی می تواند داده های سن مطلق را برای واحدهای سنگ رسوبی که حاوی ایزوتوپهای رادیواکتیو نیستند و تکنیک های مربوط به تاریخ گذاری نسبی را کالیبره می کند ، ارائه دهد. این روشها همچنین می توانند برای تعیین سن استقرار پلوتون مورد استفاده قرار گیرند. از تکنیک های ترموشیمیایی می توان برای تعیین مشخصات دما در پوسته ، بالا آمدن رشته کوه ها و توپوگرافی دیرینه استفاده کرد.
از زمان جدا شدن سنگ ها از گوشته ، برای تقسیم سنی از عناصر سری لانتانید استفاده می شود.
روشهای دیگر برای رویدادهای اخیر استفاده می شود. لومینسانس تحریک شده نوری و قدمت رادیونوکلئیدی کیهانی برای تعیین سطح و/یا میزان فرسایش استفاده می شود. از Dendrochronology نیز می توان برای تعیین تاریخ مناظر استفاده کرد. تاریخ گذاری رادیوکربن برای مواد جوان زمین شناسی حاوی کربن آلی استفاده می شود.
توسعه زمین شناسی یک منطقه
زمین شناسی منطقه با گذر زمان و قرار گرفتن واحدهای سنگی تغییر می کند و فرایندهای تغییر شکل شکل و موقعیت آنها را تغییر می دهد.
واحدهای سنگی ابتدا با رسوب گذاری روی سطح یا نفوذ به سنگ پوشاننده مستقر می شوند. رسوب می تواند زمانی رخ دهد که رسوبات روی سطح زمین قرار گرفته و بعداً به سنگ رسوبی تبدیل شوند ، یا هنگامی که مواد آتشفشانی مانند خاکستر آتشفشانی یا جریان گدازه سطح را پوشانده باشد. نفوذ آذرین مانند باتولیت ، لاکولیت ، دایک و آستانه ، به سمت بالا به داخل سنگ پوشانده شده و با نفوذ متبلور می شوند.
پس از رسوب گذاری اولیه سنگها ، واحدهای سنگی می توانند تغییر شکل داده و یا دگرگون شوند. تغییر شکل معمولاً در نتیجه کوتاه شدن افقی ، امتداد افقی یا حرکت پهلو به پهلو (ضربه لغزش) رخ می دهد. این رژیم های ساختاری به طور گسترده ای به مرزهای همگرا ، مرزهای واگرا و تبدیل مرزها به ترتیب بین صفحات زمین ساختی مربوط می شود.
وقتی واحدهای سنگی تحت فشرده سازی افقی قرار می گیرند ، کوتاه شده و ضخیم تر می شوند. از آنجا که واحدهای سنگی ، به غیر از گل و لای ، تغییر قابل توجهی در حجم ندارند ، این امر به دو طریق اصلی انجام می شود:
از طریق گسل شدن و تا شدن. در پوسته کم عمق ، جایی که تغییر شکل شکننده ممکن است رخ دهد ، گسل های رانش ایجاد می شود ، که باعث می شود سنگ عمیق تر در بالای سنگ کم عمق حرکت کند. از آنجا که سنگ عمیق تر اغلب قدیمی است ، همانطور که در اصل برهم نهی ذکر شده است ، این می تواند منجر به حرکت سنگهای قدیمی بر روی سنگهای جوانتر شود. حرکت در امتداد گسل ها می تواند منجر به چین خوردگی شود ، چه به این دلیل که گسل ها مسطح نیستند و چه به دلیل کشیده شدن لایه های سنگ در امتداد ، با ایجاد لغزش در امتداد گسل ، چین های کششی ایجاد می شود.
در اعماق زمین ، سنگها به صورت پلاستیکی رفتار می کنند و به جای گسل شدن ، چین می خورند. این چین ها می توانند مواردی باشند که مواد در مرکز چین به سمت بالا متمایل می شوند و “ضد فرم” ایجاد می کنند ، یا در قسمت پایین به هم می چسبند و “هم شکل” ایجاد می کنند. اگر قسمتهای بالای واحدهای سنگی داخل چین ها به سمت بالا باقی بمانند ، به ترتیب تاقدیس و سینکلین نامیده می شوند. اگر برخی از واحدهای موجود در قسمت رو به پایین باشند ، ساختار آن را تاقدیس واژگون یا سیکلینل واژگون می نامند و اگر همه واحدهای صخره ای واژگون شوند یا جهت صحیح بالا مشخص نباشد ، به سادگی با کلی ترین اصطلاحات نامیده می شوند ، اشکال ضد و شکل
حتی فشارها و دمای بالاتر در حین کوتاه شدن افقی می تواند باعث چین خوردگی و دگرگونی سنگ ها شود. این دگرگونی باعث تغییر در ترکیب معدنی سنگها می شود. یک برگ یا سطح مسطح ایجاد می کند که مربوط به رشد مواد معدنی تحت تنش است. این می تواند نشانه هایی از بافت اصلی سنگ ها ، مانند بستر در سنگ های رسوبی ، ویژگی های جریان گدازه ها و الگوهای کریستالی در سنگ های کریستالی را حذف کند.
امتداد باعث می شود واحدهای سنگ به طور کلی بلندتر و نازک تر شوند. این امر در درجه اول از طریق گسل عادی و از طریق کشش و نازک شدن شکل پذیر انجام می شود. گسلهای معمولی واحدهای سنگی را که بالاتر از آنها هستند پایین می اندازند. این به طور معمول باعث می شود واحدهای جوانتر به واحدهای قدیمی تر ختم شوند. کشش واحدها می تواند منجر به نازک شدن آنها شود. در حقیقت ، در یک محل در کمربند فولادی و رانشی ماریا ، کل دنباله رسوبی گرند کنیون در طول کمتر از یک متر ظاهر می شود. سنگهایی که در عمق کشیده می شوند اغلب نیز دگرگون می شوند. این سنگ های کشیده می توانند به دلیل شباهت بصری ، پس از کلمه فرانسوی “سوسیس” به لنزهایی معروف شوند که به آنها “بودین” می گویند.
در جایی که واحدهای سنگی از روی هم می لغزند ، گسل های لغزش در مناطق کم عمق ایجاد می شوند و به مناطق برشی در اعماق عمیق تر تبدیل می شوند که در آن سنگ ها به صورت شکل پذیر تغییر شکل می دهند.
افزودن واحدهای سنگی جدید ، به صورت رسوبی و مزاحم ، اغلب در هنگام تغییر شکل رخ می دهد. گسل و سایر فرایندهای تغییر شکل منجر به ایجاد شیب های توپوگرافی می شود و باعث می شود که مواد روی واحد صخره ای که در ارتفاع افزایش می یابد توسط دامنه ها و کانال ها فرسایش یابد. این رسوبات بر روی واحد صخره ای که در حال سقوط است ، رسوب کرده است. حرکت مداوم در امتداد گسل شیب توپوگرافی را به رغم حرکت رسوب حفظ می کند و به ایجاد فضای اقامتی برای رسوب مواد ادامه می دهد. رویدادهای تغییر شکل اغلب با آتشفشان و فعالیت آذرین همراه است. خاکسترهای آتشفشانی و گدازه ها روی سطح جمع می شوند و نفوذهای آذرین از زیر وارد می شوند. دایک ها ، نفوذهای آذرین طولانی و مسطح ، در امتداد ترک ها وارد می شوند و بنابراین اغلب به تعداد زیاد در مناطقی که به طور فعال تغییر شکل می دهند ، ایجاد می شوند. این می تواند منجر به استقرار دسته های سد ، مانند آنهایی که در سراسر سپر کانادا قابل مشاهده هستند ، یا حلقه های دایک در اطراف لوله گدازه آتشفشان.
همه این فرایندها لزوماً در یک محیط واحد رخ نمی دهند و لزوماً در یک ترتیب واحد رخ نمی دهند. به عنوان مثال ، جزایر هاوایی تقریباً کاملاً از جریانهای گدازه بازالت لایه ای تشکیل شده است. توالی های رسوبی ایالات میانی قاره ای و گرند کنیون در جنوب غربی ایالات متحده شامل پشته هایی تقریباً بدون شکل از سنگ های رسوبی است که از زمان کامبرین در جای خود باقی مانده اند. مناطق دیگر از نظر زمین شناسی بسیار پیچیده تر هستند. در جنوب غربی ایالات متحده ، سنگ های رسوبی ، آتشفشانی و نفوذی دگرگون شده ، گسل شده ، برگ ریزی و چین خورده اند.
حتی سنگهای قدیمی تر ، مانند Acasta gneiss از برده Slave در شمال غربی کانادا ، قدیمی ترین سنگ شناخته شده در جهان تا آنجا دگرگون شده اند که منشا آنها بدون تجزیه و تحلیل آزمایشگاهی قابل تشخیص نیست. علاوه بر این ، این فرایندها می توانند به صورت مرحله ای رخ دهند. در بسیاری از نقاط ، گرند کنیون در جنوب غربی ایالات متحده یک مثال بسیار قابل مشاهده است ، واحدهای سنگی پایینی دگرگون شده و تغییر شکل داده اند ، و سپس تغییر شکل به پایان رسیده و واحدهای فوقانی بدون شکل رسوب کرده اند. اگرچه هر مقدار قرار گرفتن سنگ و تغییر شکل سنگ ممکن است رخ دهد ، و هر چند بار ممکن است رخ دهد ، این مفاهیم راهنمای درک تاریخ زمین شناسی یک منطقه را ارائه می دهد.
روشهای زمین شناسی
زمین شناسان از چندین زمینه ، روش آزمایشگاهی و مدل سازی عددی برای رمزگشایی از تاریخ زمین و درک فرایندهایی که در داخل و داخل زمین رخ می دهند ، استفاده می کنند. در تحقیقات زمین شناسی معمولی ، زمین شناسان از اطلاعات اولیه مربوط به سنگ شناسی (مطالعه سنگ ها) ، چینه شناسی (مطالعه لایه های رسوبی) و زمین شناسی ساختاری (مطالعه موقعیت واحدهای سنگی و تغییر شکل آنها) استفاده می کنند. در بسیاری از موارد ، زمین شناسان خاکهای مدرن ، رودخانه ها ، مناظر و یخچال های طبیعی را نیز مطالعه می کنند. زندگی گذشته و فعلی و مسیرهای بیوژئوشیمیایی را مورد بررسی قرار دهید و از روشهای ژئوفیزیکی برای بررسی زیرسطحی استفاده کنید. زیر تخصص های زمین شناسی ممکن است زمین شناسی درون زا و برون زا را متمایز کند.
روشهای میدانی
کار میدانی زمین شناسی بسته به کار مورد نظر متفاوت است. کارهای میدانی معمولی می تواند شامل موارد زیر باشد:
نقشه برداری زمین شناسی
نقشه برداری ساختاری: شناسایی محل واحدهای سنگی اصلی و گسل ها و چین هایی که منجر به قرارگیری آنها در آنجا شد.
نگاشت چینه شناسی: تعیین مکان رخساره های رسوبی (سنگ های سطحی و زیستی) یا ترسیم ایزوپاک ها با ضخامت برابر سنگ رسوبی
نقشه برداری سطحی: ثبت مکان خاکها و رسوبات سطحی
بررسی ویژگی های توپوگرافی
گردآوری نقشه های توپوگرافی
برای درک تغییر در چشم اندازها کار کنید ، از جمله:
الگوهای فرسایش و رسوب
تغییر کانال رودخانه از طریق مهاجرت و هجوم
فرآیندهای Hillslope
نقشه برداری زیرسطحی از طریق روشهای ژئوفیزیکی
این روشها عبارتند از:
- بررسی های لرزه ای کم عمق
- رادار نفوذ به زمین
- بررسی هواشناسی
- توموگرافی مقاومت الکتریکی
آنها در موارد زیر کمک می کنند:
- اکتشاف هیدروکربن
- یافتن آبهای زیرزمینی
- مکان یابی آثار باستانی مدفون
- چینه شناسی با وضوح بالا
- اندازه گیری و توصیف مقاطع چینه شناسی روی سطح
- حفاری و چوب کشی
بیوژئوشیمی و ژئومیکروبیولوژی
جمع آوری نمونه به:
- تعیین مسیرهای بیوشیمیایی
- شناسایی گونه های جدید موجودات زنده
- شناسایی ترکیبات شیمیایی جدید
و از این کشفیات برای موارد زیر استفاده کنید:
- زندگی اولیه بر روی زمین و نحوه عملکرد و متابولیسم آن را درک کنید
- ترکیبات مهمی را برای استفاده در داروسازی بیابید
دیرینه شناسی: حفاری مواد فسیلی
برای تحقیق در مورد زندگی و تکامل گذشته
برای موزه ها و آموزش
مجموعه ای از نمونه ها برای زمین شناسی و دماشناسی
یخبندان: اندازه گیری ویژگی های یخچال ها و حرکت آنها
سنگ شناسی
سنگ شناسان علاوه بر شناسایی سنگ های موجود در مزرعه (سنگ شناسی) ، نمونه های سنگ را در آزمایشگاه شناسایی می کنند. دو روش اصلی برای شناسایی سنگها در آزمایشگاه از طریق میکروسکوپ نوری و با استفاده از میکروپروب الکترونی است. در تجزیه و تحلیل کانی شناسی نوری ، سنگ شناسان بخش های نازک نمونه های سنگ را با استفاده از میکروسکوپ سنگ نگاری مورد تجزیه و تحلیل قرار می دهند ، جایی که مواد معدنی را می توان از طریق خواص مختلف آنها در نور قطبی قطبی و متقاطع متقاطع ، از جمله دو پارگی ، پلئوکروسم ، دوقلو و خواص تداخل با آنها ، تشخیص داد. یک عدسی کونوسکوپی. [ترجمه ترگمان] در microprobe الکترونی ، مکانهای جداگانه برای ترکیبات شیمیایی دقیق و تغییرات ترکیب در کریستالهای جداگانه مورد تجزیه و تحلیل قرار می‌گیرند. مطالعات پایدار و ایزوتوپ رادیواکتیو بینشی در مورد تکامل ژئوشیمیایی واحدهای سنگی ارائه می دهد.
سنگ شناسان همچنین می توانند از داده های ورود سیال و آزمایشات فیزیکی دما و فشار بالا رای درک دما و فشارهایی که فازهای مختلف معدنی در آن ظاهر می شوند و چگونگی تغییر آنها از طریق فرآیندهای آذرین و دگرگونی ، استفاده کنند. این تحقیق را می توان برای درک فرایندهای دگرگونی و شرایط تبلور سنگهای آذرین به میدان اضافه کرد. این کار همچنین می تواند به توضیح فرایندهایی که در داخل زمین رخ می دهد ، مانند فرورانش و تکامل محفظه ماگما کمک کند.
زمین شناسی ساختاری
زمین شناسان سازه ای از تجزیه و تحلیل میکروسکوپی قسمت های نازک جهت دار نمونه های زمین شناسی برای مشاهده پارچه درون سنگ ها استفاده می کنند که این امر اطلاعاتی را در مورد کرنش در ساختار کریستالی سنگ ها ارائه می دهد. آنها همچنین اندازه گیری های ساختارهای زمین شناسی را ترسیم و ترکیب می کنند تا جهت گسل ها و چین ها را بهتر درک کنند تا تاریخ تغییر شکل سنگ در منطقه بازسازی شود. علاوه بر این ، آنها آزمایشهای عددی و آنالوگ تغییر شکل سنگ را در محیط های بزرگ و کوچک انجام می دهند.
تجزیه و تحلیل ساختارها اغلب با ترسیم جهت ویژگی های مختلف بر روی شبکه های استریونی انجام می شود. stereonet یک نمایش کلیشه ای از یک کره بر روی یک صفحه است که در آن هواپیماها به صورت خطوط و خطوط به صورت نقطه پیش بینی می شوند. از این موارد می توان برای یافتن مکان محورهای تاشو ، روابط بین گسل ها و روابط بین سایر ساختارهای زمین شناسی استفاده کرد.
از جمله مشهورترین آزمایشات در زمین شناسی ساختاری ، آزمایشهایی است که شامل گوه های کوهزایی است ، مناطقی که در آنها کوهها در امتداد مرزهای صفحه تکتونیکی همگرا ساخته شده اند.در نسخه های آنالوگ این آزمایش ها ، لایه های افقی ماسه در امتداد سطح پایین تر به داخل ایستگاه عقب کشیده می شوند ، که منجر به الگوهای گسلی واقع بینانه و رشد یک گوه کوهزایی باریک (همه زوایا یکسان باقی می مانند) می شود. مدلهای عددی به همان شیوه این مدلهای آنالوگ کار می کنند ، اگرچه اغلب پیچیده تر هستند و می توانند شامل الگوهای فرسایش و ارتقاء در کمربند کوه باشند.این امر به نشان دادن رابطه بین فرسایش و شکل یک رشته کوه کمک می کند. این مطالعات همچنین می تواند اطلاعات مفیدی در مورد مسیرهای دگرگونی از طریق فشار ، دما ، فضا و زمان ارائه دهد.
لایه نگاری
در آزمایشگاه ، چینه شناسان نمونه هایی از مقاطع چینه شناسی را که می توانند از میدان برگردانده شوند ، تجزیه و تحلیل می کنند ، مانند نمونه های هسته حفاری. چینه شناسان همچنین داده های بررسی های ژئوفیزیکی را که موقعیت واحدهای چینه شناسی در زیر سطح را نشان می دهد ، تجزیه و تحلیل می کنند. داده های ژئوفیزیکی و سیاهههای چاه را می توان با هم ترکیب کرد تا نمای بهتری از سطح زیرین ایجاد شود و چینه شناسان اغلب از برنامه های رایانه ای برای انجام این کار در سه بعد استفاده می کنند. چینه شناسان می توانند از این داده ها برای بازسازی فرایندهای باستانی رخ داده در سطح زمین استفاده کنند ، محیط های گذشته را تفسیر کرده و مناطقی را برای استخراج آب ، زغال سنگ و هیدروکربن تعیین کنند.
در آزمایشگاه ، زیست چینه شناسان نمونه های سنگ های خارج شده و هسته های حفاری را برای فسیل های موجود در آنها تجزیه و تحلیل می کنند. این فسیل ها به دانشمندان برای تعیین تاریخ هسته و درک محیط رسوبی واحدهای سنگی کمک می کند. زمین شناسان به طور دقیق سنگ ها را در قسمت چینه شناسی قرار می دهند تا مرزهای مطلق بهتری در زمان بندی و میزان رسوب گذاری ارائه دهند. چینه نگاران مغناطیسی به دنبال نشانه های واژگونی مغناطیسی در واحدهای سنگ آذرین در هسته مته هستند. سایر دانشمندان برای به دست آوردن اطلاعات در مورد آب و هوای گذشته ، مطالعات ایزوتوپی پایدار را بر روی سنگها انجام می دهند.
زمین شناسی سیاره ای
با ظهور اکتشافات فضایی در قرن بیستم ، زمین شناسان شروع به بررسی اجسام دیگر سیاره ها به همان شیوه ای کرده اند که برای مطالعه زمین ایجاد شده است. این رشته تحصیلی جدید ، زمین شناسی سیاره ای (گاهی اوقات به عنوان اختر زمین شناسی) نامیده می شود و برای مطالعه سایر اجرام منظومه شمسی بر اصول زمین شناسی شناخته شده متکی است.
اگرچه پیشوند مبداء یونانی زبان زمین به زمین اشاره می کند ، “زمین شناسی” اغلب هنگام توصیف ترکیب و فرایندهای داخلی آنها همراه با نام سایر اجرام سیاره ای مورد استفاده قرار می گیرد: نمونه های آن “زمین شناسی مریخ” و “زمین شناسی ماه” است. اصطلاحات تخصصی مانند سلنولوژی (مطالعات ماه) ، آریولوژی (مریخ) و غیره نیز استفاده می شود.
اگرچه زمین شناسان سیاره ای به مطالعه همه جنبه های دیگر سیارات علاقه دارند ، اما تمرکز قابل توجهی در جستجوی شواهدی از زندگی گذشته یا حال در جهان های دیگر است. این امر منجر به ماموریت های زیادی شده است که هدف اصلی یا فرعی آنها بررسی اجسام سیاره ای برای یافتن شواهدی از حیات است. یکی از این کاوشگرها فونیکس است که خاک قطبی مریخ را از نظر ترکیبات آب ، مواد شیمیایی و کانی شناسی مربوط به فرایندهای بیولوژیکی مورد تجزیه و تحلیل قرار داد.
زمین شناسی کاربردی
مردی در حال جستجوی طلا در موکلومنه. هفته نامه هارپرز: چگونه در کالیفرنیا طلا گرفتیم. ۱۸۶۰
زمین شناسی اقتصادی
با ظهور اکتشافات فضایی در قرن بیستم ، زمین شناسان شروع به بررسی اجسام دیگر سیاره ها به همان شیوه ای کرده اند که برای مطالعه زمین ایجاد شده است. این رشته تحصیلی جدید ، زمین شناسی سیاره ای (گاهی اوقات به عنوان اختر زمین شناسی) نامیده می شود و برای مطالعه سایر اجرام منظومه شمسی بر اصول زمین شناسی شناخته شده متکی است.
اگرچه پیشوند مبداء یونانی زبان زمین به زمین اشاره می کند ، “زمین شناسی” اغلب هنگام توصیف ترکیب و فرایندهای داخلی آنها همراه با نام سایر اجرام سیاره ای مورد استفاده قرار می گیرد: نمونه های آن “زمین شناسی مریخ” و “زمین شناسی ماه” است. اصطلاحات تخصصی مانند سلنولوژی (مطالعات ماه) ، آریولوژی (مریخ) و غیره نیز استفاده می شود.
اگرچه زمین شناسان سیاره ای به مطالعه همه جنبه های دیگر سیارات علاقه دارند ، اما تمرکز قابل توجهی در جستجوی شواهدی از زندگی گذشته یا حال در جهان های دیگر است. این امر منجر به ماموریت های زیادی شده است که هدف اصلی یا فرعی آنها بررسی اجسام سیاره ای برای یافتن شواهدی از حیات است. یکی از این کاوشگرها فونیکس است که خاک قطبی مریخ را از نظر ترکیبات آب ، مواد شیمیایی و کانی شناسی مربوط به فرایندهای بیولوژیکی مورد تجزیه و تحلیل قرار داد.
زمین شناسی کاربردی
زمین شناسی اقتصادی
زمین شناسی اقتصادی شاخه ای از زمین شناسی است که به جنبه های مواد معدنی اقتصادی می پردازد که بشر برای برآوردن نیازهای مختلف از آن استفاده می کند. مواد معدنی اقتصادی آنهایی هستند که برای مصارف مختلف عملیاتی سودآور استخراج می شوند. زمین شناسان اقتصادی به مکان یابی و مدیریت منابع طبیعی زمین مانند نفت و زغال سنگ و همچنین منابع معدنی که شامل فلزاتی مانند آهن ، مس و اورانیوم است ، کمک می کنند.
زمین شناسی معدن
زمین شناسی معدن شامل استخراج منابع معدنی از زمین است. برخی از منابع مورد علاقه اقتصادی شامل سنگ های قیمتی ، فلزات مانند طلا و مس و بسیاری از مواد معدنی مانند آزبست ، پرلیت ، میکا ، فسفات ها ، زئولیت ها ، خاک رس ، سنگ پا ، کوارتز و سیلیس و همچنین عناصری مانند گوگرد ، کلر و هلیوم
زمین شناسی نفت
زمین شناسان نفتی محل های زیر زمین را مطالعه می کنند که می تواند حاوی هیدروکربن های قابل استخراج ، به ویژه نفت و گاز طبیعی باشد. از آنجا که بسیاری از این مخازن در حوضه های رسوبی یافت می شوند ، آنها شکل گیری این حوضه ها و همچنین تکامل رسوبی و زمین ساختی آنها و موقعیت کنونی واحدهای سنگی را مورد مطالعه قرار می دهند.
زمین شناسی مهندسی ، مکانیک خاک و مهندسی ژئوتکنیک
زمین شناسی مهندسی کاربرد اصول زمین شناسی در عمل مهندسی به منظور اطمینان از این است که عوامل زمین شناسی مingثر بر مکان ، طراحی ، ساخت ، بهره برداری و نگهداری آثار مهندسی به درستی مورد بررسی قرار گرفته اند.
در زمینه مهندسی عمران ، از اصول و تجزیه و تحلیل های زمین شناسی برای تعیین اصول مکانیکی موادی که سازه ها بر اساس آنها ساخته شده است ، استفاده می شود. این امر باعث می شود تونل ها بدون فرو ریختن ساخته شوند ، پل ها و آسمان خراش ها با پایه های محکم ساخته شوند و ساختمان هایی ساخته شوند که در خاک و گل ته نشین نشوند.
هیدرولوژی و مسائل زیست محیطی
زمین شناسی و اصول زمین شناسی را می توان برای مشکلات مختلف زیست محیطی مانند بازسازی جریان ، احیای مناطق قهوه ای و درک تعامل بین زیستگاه طبیعی و محیط زمین شناسی به کار برد. هیدرولوژی آبهای زیرزمینی یا هیدروژئولوژی برای مکان یابی آبهای زیرزمینی مورد استفاده قرار می گیرد ،که اغلب می تواند منبع آب بدون آلودگی را تأمین کند و به ویژه در مناطق خشک اهمیت زیادی دارد ، و برای نظارت بر انتشار آلاینده ها در چاههای آبهای زیرزمینی.
زمین شناسان همچنین از طریق چینه نگاری ، گمانه ها ، نمونه های اصلی و هسته های یخ به داده ها دست می یابند. هسته های یخی و هسته های رسوبی برای بازسازی دیر آب و هوایی مورد استفاده قرار می گیرند که به زمین شناسان در مورد دمای گذشته و حال ، بارش ها و سطح دریا در سراسر جهان می گوید. این مجموعه داده ها منبع اصلی ما در مورد تغییرات آب و هوایی جهانی خارج از داده های ابزاری هستند.
خطرات طبیعی
زمین شناسان و ژئوفیزیکدانان خطرات طبیعی را به منظور تصویب کدهای ایمنی ساختمان و سیستمهای هشداردهنده که برای جلوگیری از تلف شدن اموال و جان استفاده می شود ، مطالعه می کنند. نمونه هایی از خطرات طبیعی مهم مربوط به زمین شناسی (در مقابل خطراتی که عمدتا یا فقط مربوط به هواشناسی هستند) عبارتند از:
- بهمن ها
- زلزله
- سیل
- رانش زمین و ریزش آوار
- مهاجرت و خروج کانال رودخانه
- صخره های فرو افتاده
- فروچاله ها
- روانگرایی خاک
- فرونشست
- سونامی
- آتشفشان ها
تاریخچه
مطالعه مواد فیزیکی زمین حداقل به یونان باستان برمی گردد که تئوفراستوس (۳۷۲–۲۸۷ پیش از میلاد) اثر پری لیتون (در سنگ ها) را نوشت. در دوران روم ، پلینیوس بزرگتر جزئیات بسیاری از مواد معدنی و فلزات را نوشت ، سپس در کاربرد عملی – حتی به درستی به منشا کهربا اشاره کرد. علاوه بر این ، در قرن ۴ پیش از میلاد ارسطو مشاهدات انتقادی از سرعت کند تغییرات زمین شناسی انجام داد. او ترکیب زمین را مشاهده کرد و نظریه ای ارائه کرد که در آن زمین با سرعت کند تغییر می کند و این تغییرات را نمی توان در طول عمر یک نفر مشاهده کرد. ارسطو یکی از اولین مفاهیم مبتنی بر شواهد مرتبط با قلمرو زمین شناسی را در مورد میزان تغییرات فیزیکی زمین ایجاد کرد.
برخی از دانشمندان امروزی ، مانند فیلدینگ گریسون ، بر این عقیده اند که منشأ علم زمین شناسی را می توان در ایران پس از پایان فتوحات مسلمانان جستجو کرد. ابوالریحان بیرونی (۹۷۳–۱۰۴۸ م.) یکی از نخستین زمین شناسان ایرانی بود که آثار وی شامل نخستین نوشته های مربوط به زمین شناسی هند بود ، با این فرضیه که شبه قاره هند زمانی دریا بوده است. با اقتباس از ادبیات علمی یونانی و هندی که توسط فتوحات مسلمانان نابود نشده بود ،
محقق ایرانی ابن سینا (ابن سینا ، ۹۸۱–۱۰۳۷) توضیحات مفصلی در مورد شکل گیری کوه ها ، منشاء زلزله ها و سایر موضوعات اصلی زمین شناسی مدرن ارائه داد ، که پایه ای اساسی برای توسعه بعدی علم فراهم کرد. در چین ، چندماهه شن کو (۱۰۳۱–۱۰۹۵) فرضیه ای را برای فرایند تشکیل زمین بیان کرد: بر اساس مشاهده پوسته های جانوری فسیلی در یک لایه زمین شناسی در کوه صدها مایل از اقیانوس ، او استنباط کرد که این زمین در اثر فرسایش کوه ها و رسوب لجن ایجاد شده است.
نیکلاس استنو (۱۶۳۸–۱۸۶۸) دارای قانون برهم نهی ، اصل افقی بودن اصلی و اصل پیوستگی جانبی است: سه اصل تعیین کننده چینه شناسی.
واژه زمین شناسی برای اولین بار توسط Ulisse Aldrovandi در سال ۱۶۰۳ ، سپس توسط ژان آندره دلوک در ۱۷۷۸ استفاده شد و به عنوان یک اصطلاح ثابت توسط Horace-Bénédict de Saussure در ۱۷۷۹ معرفی شد. این کلمه از یونانی γῆ ، gê ، به معنی “زمین” و λόγος ، logos ، به معنی “گفتار” مشتق شده است. [۶۸] اما بر اساس یک منبع دیگر ، کلمه “زمین شناسی” از نروژی ، Mikkel Pedersøn Escholt (1600–1699) ، که کشیش و دانشمند بود ، آمده است. اشولت برای اولین بار از این تعریف در کتاب خود با عنوان Geologia Norvegica (1657) استفاده کرد.
ویلیام اسمیت (۱۷۶۹–۱۸۳۹) برخی از اولین نقشه های زمین شناسی را ترسیم کرد و با سفارش فسیل های موجود در آنها ، مراحل سفارش لایه های سنگی (لایه ها) را آغاز کرد.
در سال ۱۷۶۳ ، میخائیل لومونوسف رساله خود را در مورد اقشار زمین منتشر کرد. کار او اولین روایت زمین شناسی مدرن بود که بر اساس وحدت فرایندها در زمان و توضیح گذشته زمین از زمان حال بود.
جیمز هاتون (۱۷۲۶-۱۷۹۷) اغلب به عنوان اولین زمین شناس مدرن در نظر گرفته می شود. در سال ۱۷۸۵ مقاله ای با عنوان نظریه زمین به انجمن سلطنتی ادینبورگ ارائه کرد. او در مقاله خود نظریه خود را توضیح داد که زمین باید بسیار قدیمی تر از آن چیزی باشد که پیش از این تصور می شد زمان کافی برای فرسایش کوه ها و رسوبات برای تشکیل سنگ های جدید در کف دریا را فراهم می کرد ، که به نوبه خود تا ارتفاع تبدیل به خشکی هاتون یک نسخه دو جلدی از ایده های خود را در سال ۱۷۹۵ منتشر کرد.
پیروان هاتون به عنوان پلوتونیست شناخته می شدند زیرا معتقد بودند برخی از سنگها توسط آتشفشانها ، یعنی رسوب گدازه از آتشفشانها ، تشکیل شده اند ، در مقابل نپتونیستها ، به رهبری آبراهام ورنر ، که معتقد بودند همه سنگها از یک اقیانوس بزرگ نشسته اند. سطح آنها به تدریج در طول زمان کاهش یافت.
اولین نقشه زمین شناسی ایالات متحده در سال ۱۸۰۹ توسط ویلیام مک لور تهیه شد.در سال ۱۸۰۷ ، ماکلور وظیفه خودخواسته انجام بررسی زمین شناسی از ایالات متحده را آغاز کرد. تقریباً همه ایالت های اتحادیه توسط او پیمایش و نقشه برداری شد ، کوههای آلگنی حدود ۵۰ بار عبور کرده و از کنار آنها عبور کرد. نتایج زحمات بدون کمک وی در قالب خاطره ای تحت عنوان مشاهدات در زمین شناسی ایالات متحده در توضیح نقشه زمین شناسی به انجمن فلسفی آمریکا ارائه شد و در اولین گزارش زمین شناسی کشور در معاملات انجمن منتشر شد. این نقشه نقشه زمین شناسی ویلیام اسمیت از انگلستان را تا شش سال پیش برد ، اگرچه با استفاده از طبقه بندی متفاوت سنگ ها ساخته شده است.
سر چارلز لیل (۱۷۹۷-۱۸۷۵) اولین بار کتاب معروف خود ، اصول زمین شناسی را در سال ۱۸۳۰ منتشر کرد. این کتاب که بر اندیشه چارلز داروین تأثیر گذاشت ، آموزه یکنواخت گرایی را با موفقیت ترویج کرد. این نظریه بیان می کند که فرایندهای زمین شناسی کندی در طول تاریخ زمین رخ داده است و هنوز هم در حال وقوع است. در مقابل ، فاجعه آن نظریه ای است که نشان می دهد ویژگی های زمین در رویدادهای منفرد و فاجعه بار شکل گرفته و پس از آن بدون تغییر باقی مانده است. اگرچه هاتون به یکنواختی اعتقاد داشت ، اما در آن زمان این ایده به طور گسترده پذیرفته نشد.
بیشتر زمین شناسی قرن ۱۹ حول مسأله سن دقیق زمین می چرخید. برآوردها از چند صد هزار تا میلیاردها سال متغیر است. در اوایل قرن بیستم ، قدمت سنجی رادیومتری به سن زمین اجازه داد دو میلیارد سال تخمین زده شود. آگاهی از این مقدار وسیع از زمان ، راه را برای نظریه های جدید در مورد فرایندهایی که کره زمین را شکل می دهند ، باز کرد.
برخی از مهمترین پیشرفتها در زمین شناسی قرن بیستم ، توسعه نظریه تکتونیک صفحه در دهه ۱۹۶۰ و اصلاح برآورد سن کره زمین بوده است. نظریه تکتونیک صفحه از دو مشاهدات زمین شناسی جداگانه نشأت گرفته است: گسترش کف دریا و رانش قاره ای. این نظریه انقلابی در علوم زمین ایجاد کرد. امروزه عمر زمین تقریباً ۴٫۵ میلیارد سال است.