Geologi sejarah memfokuskan pada proses geologi yang mengubah permukaan dan rupa Bumi. Ia menggunakan stratigrafi, geologi struktur, dan paleontologi untuk menentukan urutan peristiwa ini. Ia juga memberi tumpuan kepada evolusi tumbuhan dan haiwan dalam tempoh masa yang berbeza pada skala geologi. Penemuan radioaktiviti dan perkembangan beberapa kaedah pentarikhan radiometrik pada separuh pertama abad ke-20 menyediakan cara untuk memperoleh umur mutlak dan relatif sejarah geologi.
Geologi ekonomi, pencarian dan pengekstrakan bahan api dan bahan mentah sebahagian besarnya bergantung pada pemahaman sejarah kawasan tertentu. Geologi alam sekitar, termasuk menentukan bahaya geologi gempa bumi dan letusan gunung berapi, juga mesti merangkumi pengetahuan terperinci tentang sejarah geologi.
Saintis Pengasas
Nikolai Steno, juga dikenali sebagai Niels Stensen, adalah orang pertama yang memerhati dan mencadangkan beberapa konsep asas geologi sejarah. Salah satu daripada konsep ini ialah fosil asalnya berasal daripada hidupanorganisma.
James Hutton dan Charles Lyell turut menyumbang kepada pemahaman awal tentang sejarah Bumi. Hutton mula-mula mencadangkan teori uniformitarianisme, yang kini menjadi prinsip asas dalam semua bidang geologi. Hutton juga menyokong idea bahawa Bumi adalah agak kuno, bertentangan dengan konsep lazim pada masa itu, yang mengatakan bahawa Bumi hanya berumur beberapa ribu tahun. Uniformisme menggambarkan Bumi sebagai dicipta oleh fenomena semula jadi yang sama yang berlaku hari ini.
Sejarah disiplin
Konsep abad ke-18 yang lazim di Barat ialah kepercayaan bahawa pelbagai peristiwa bencana telah menguasai sejarah Bumi yang sangat singkat. Pandangan ini disokong kuat oleh penganut agama Abrahamik berdasarkan tafsiran sebahagian besar literal teks alkitabiah agama. Konsep uniformitarianisme mendapat tentangan yang besar dan membawa kepada kontroversi dan perdebatan sepanjang abad ke-19. Sebilangan besar penemuan pada abad ke-20 memberikan bukti yang mencukupi bahawa sejarah Bumi adalah hasil daripada kedua-dua proses peningkatan beransur-ansur dan bencana yang mendadak. Kepercayaan ini kini menjadi asas geologi sejarah. Peristiwa bencana seperti hentaman meteorit dan letupan gunung berapi yang besar membentuk permukaan Bumi bersama-sama dengan proses beransur-ansur seperti luluhawa, hakisan dan pemendapan. Masa kini adalah kunci kepada masa lalu dan merangkumi kedua-dua proses bencana dan beransur-ansur, yang menjadikan kita memahami kejuruteraangeologi wilayah bersejarah.
Skala masa geologi
Skala masa geologi ialah sistem pentarikhan kronologi yang menghubungkan lapisan geologi (stratigrafi) kepada selang masa tertentu. Tanpa pemahaman asas tentang skala ini, seseorang tidak akan memahami apa yang dipelajari geologi sejarah. Skala ini digunakan oleh ahli geologi, ahli paleontologi, dan saintis lain untuk mentakrif dan menerangkan pelbagai tempoh dan peristiwa dalam sejarah Bumi. Pada dasarnya, geologi sejarah moden berasaskannya. Jadual selang masa geologi yang dibentangkan pada skala adalah konsisten dengan tatanama, tarikh dan kod warna standard yang ditetapkan oleh Suruhanjaya Antarabangsa mengenai Stratigrafi.
Unit pembahagian masa yang utama dan terbesar ialah eon, berturut-turut mengikut satu sama lain: Hadean, Archean, Proterozoic dan Phanerozoic. Eon dibahagikan kepada era, yang, seterusnya, dibahagikan kepada tempoh, dan tempoh dibahagikan kepada zaman.
Menurut eon, era, tempoh dan zaman, istilah "tanpa nama", "eratem", "sistem", "siri", "peringkat" digunakan untuk menamakan lapisan batuan yang tergolong dalam bahagian geologi ini masa dalam sejarah Bumi.
Ahli geologi mengklasifikasikan unit ini sebagai "awal", "tengah" dan "lewat" apabila merujuk kepada masa, dan "bawah", "tengah" dan "atas" apabila merujuk kepada batuan yang sepadan. Contohnya, Jurassic Bawah dalam chronostratigraphy sepadan dengan Jurassic awal dalam geokronologi.
Sejarah dan usia Bumi
Data pentarikhan radiometrik menunjukkan bahawa Bumi berusia kira-kira 4.54 bilion tahun. Jangka masa yang berbeza pada skala masa geologi biasanya ditandai dengan perubahan yang sepadan dalam komposisi strata yang menunjukkan peristiwa geologi atau paleontologi utama seperti kepupusan besar-besaran. Contohnya, sempadan antara Cretaceous dan Paleogene ditakrifkan oleh peristiwa kepupusan Cretaceous-Paleogene, yang menandakan berakhirnya dinosaur dan banyak kumpulan hidupan lain.
Unit geologi dari masa yang sama tetapi di bahagian dunia yang berlainan selalunya kelihatan berbeza dan mengandungi fosil yang berbeza, jadi deposit kepunyaan tempoh masa yang sama secara sejarah telah diberi nama yang berbeza di tempat yang berbeza.
Geologi sejarah dengan paleontologi asas dan astronomi
Sesetengah planet dan bulan lain dalam sistem suria mempunyai struktur yang cukup tegar untuk menyimpan rekod sejarah mereka sendiri, seperti Zuhrah, Marikh dan Bulan. Planet dominan seperti gergasi gas tidak mengekalkan sejarah mereka dengan cara yang setanding. Selain daripada pengeboman meteorit besar-besaran, peristiwa di planet lain mungkin mempunyai sedikit kesan ke atas Bumi, dan peristiwa di Bumi mempunyai sedikit kesan ke atas planet tersebut. Oleh itu, membina skala masa yang menghubungkan planet-planet hanya mempunyai nilai terhad kepada skala masa Bumi, kecuali dalam konteks sistem suria. Perspektif mengenai geologi sejarah planet lain - astropaleogeologi - masih diperdebatkansaintis.
Penemuan Nikolai Steno
Pada akhir abad ke-17, Nikolai Steno (1638-1686) merumuskan prinsip-prinsip sejarah geologi Bumi. Steno berhujah bahawa lapisan batuan (atau strata) diletakkan secara berurutan, dan setiap daripadanya mewakili "secebis" masa. Beliau juga merumuskan undang-undang superposisi, yang menyatakan bahawa mana-mana lapisan tertentu mungkin lebih tua daripada lapisan di atasnya dan lebih muda daripada lapisan di bawahnya. Walaupun prinsip Steno adalah mudah, aplikasinya terbukti sukar. Idea Steno juga membawa kepada penemuan konsep penting lain yang bahkan digunakan oleh ahli geologi moden. Semasa abad ke-18, ahli geologi menyedari bahawa:
- Jujukan lapisan selalunya terhakis, herot, condong atau malah terbalik.
- Strat yang diletakkan pada masa yang sama di kawasan yang berbeza boleh mempunyai struktur yang berbeza sama sekali.
- Lapisan mana-mana kawasan tertentu hanyalah sebahagian daripada sejarah panjang Bumi.
James Hutton dan Plutonisme
Teori Neptunisme yang popular pada masa itu (ditetapkan oleh Abraham Werner (1749-1817) pada penghujung abad ke-18) adalah bahawa semua batu dan batu berasal dari beberapa banjir besar. Peralihan besar dalam pemikiran berlaku apabila James Hutton membentangkan teorinya di hadapan Royal Society of Edinburgh pada Mac dan April 1785. John McPhee kemudiannya mendakwa bahawa James Hutton menjadi pengasas geologi moden pada hari itu juga. Hutton mencadangkan bahawa bahagian dalam Bumi sangat panas, dan ia panasadalah enjin yang menggalakkan penciptaan batu dan batu baru. Kemudian Bumi disejukkan oleh udara dan air, yang menetap dalam bentuk laut - yang, sebagai contoh, sebahagiannya disahkan oleh geologi sejarah laut di atas Ural. Teori ini, yang dikenali sebagai "Plutonisme", sangat berbeza daripada teori "Neptunus" berdasarkan kajian aliran air.
Penemuan asas geologi sejarah yang lain
Percubaan serius pertama untuk merumuskan skala masa geologi yang boleh digunakan di mana-mana sahaja di Bumi telah dibuat pada penghujung abad ke-18. Percubaan awal yang paling berjaya (termasuk Werner) membahagikan batuan kerak bumi kepada empat jenis: primer, sekunder, tertier dan kuaterner. Setiap jenis batu, mengikut teori, terbentuk dalam tempoh tertentu dalam sejarah Bumi. Oleh itu, seseorang boleh bercakap tentang "tempoh tertier" dan juga "batu tertier". Sememangnya, istilah "Tertiary" (kini Paleogene dan Neogene) masih sering digunakan sebagai nama zaman geologi berikutan kepupusan dinosaur, manakala istilah "Quaternary" kekal sebagai nama rasmi untuk tempoh semasa. Masalah praktikal dalam geologi sejarah telah diberikan kepada ahli teori kerusi berlengan dengan cepat, kerana semua yang mereka fikirkan sendiri perlu dibuktikan dalam amalan - sebagai peraturan, melalui penggalian yang panjang.
Kandungan fosil dalam sedimen
Pengenalpastian strata oleh fosil mereka, pertama kali dicadangkan oleh William Smith, Georges Cuvier, Jean d'Amalius d'Allah danAlexander Bronnart pada awal abad ke-19 membenarkan ahli geologi membahagikan sejarah Bumi dengan lebih tepat. Ia juga membenarkan mereka memetakan lapisan di sepanjang sempadan negara (atau malah benua). Jika dua strata mengandungi fosil yang sama, maka ia dimendapkan pada masa yang sama. Geologi sejarah dan wilayah sangat membantu dalam membuat penemuan ini.
Nama zaman geologi
Kerja awal pembangunan skala masa geologi didominasi oleh ahli geologi British, dan nama tempoh geologi mencerminkan penguasaan ini. "Cambrian" (nama klasik untuk Wales), "Ordovician" dan "Silur", dinamakan sempena puak Welsh purba, ialah zaman yang ditakrifkan menggunakan jujukan stratigrafi dari Wales. "Devon" dinamakan sempena daerah Devonshire Inggeris, manakala "Carbon" dinamakan sempena ukuran arang batu usang yang digunakan oleh ahli geologi British abad ke-19. Permian dinamakan sempena bandar Perm di Rusia kerana ia ditakrifkan menggunakan strata di wilayah itu oleh ahli geologi Scotland Roderick Murchison.
Namun, beberapa tempoh telah ditentukan oleh ahli geologi dari negara lain. Tempoh Trias dinamakan pada tahun 1834 oleh ahli geologi Jerman Friedrich von Alberti daripada tiga lapisan yang berbeza (trias ialah bahasa Latin untuk "triad"). Zaman Jurassic dinamakan oleh ahli geologi Perancis Alexandre Bronnjart sempena batu kapur marin yang luas di Pergunungan Jura. Zaman Cretaceous (dari bahasa Latin creta, yangditerjemahkan sebagai "kapur") pertama kali dikenal pasti oleh ahli geologi Belgium Jean d'Omalius d'Halloy pada tahun 1822 selepas mengkaji mendapan kapur (kalsium karbonat yang dimendapkan oleh cangkerang invertebrata laut) yang ditemui di Eropah Barat.
Zaman berpecah
Ahli geologi British juga mempelopori pengasingan tempoh dan pembahagiannya kepada zaman. Pada tahun 1841, John Phillips menerbitkan skala masa geologi global pertama berdasarkan jenis fosil yang ditemui dalam setiap era. Skala Phillips membantu menyeragamkan penggunaan istilah seperti Paleozoik ("kehidupan lama"), yang dilanjutkannya kepada tempoh yang lebih lama daripada penggunaan sebelumnya, dan Mesozoik ("kehidupan pertengahan"), yang dia cipta sendiri. Bagi mereka yang masih berminat untuk mempelajari tentang sains indah tentang sejarah bumi ini, tetapi tidak mempunyai masa untuk membaca Phillips, Steno dan Hutton, kami boleh menasihati Geologi Sejarah Koronovsky.
