La geologia storica si concentra sui processi geologici che cambiano la superficie e l'aspetto della Terra. Utilizza stratigrafia, geologia strutturale e paleontologia per determinare la sequenza di questi eventi. Si concentra anche sull'evoluzione di piante e animali in diversi periodi di tempo su scala geologica. La scoperta della radioattività e lo sviluppo di diversi metodi di datazione radiometrica nella prima metà del 20° secolo hanno fornito un mezzo per derivare l'età assoluta e relativa della storia geologica.
Geologia economica, la ricerca e l'estrazione di combustibili e materie prime dipendono in gran parte dalla comprensione della storia di una particolare area. La geologia ambientale, compresa la determinazione del rischio geologico di terremoti ed eruzioni vulcaniche, deve includere anche una conoscenza dettagliata della storia geologica.
Scienziati fondatori
Nikolai Steno, noto anche come Niels Stensen, è stato il primo ad osservare e proporre alcuni dei concetti base della geologia storica. Uno di questi concetti era che i fossili provenissero originariamente dalla vitaorganismi.
Anche James Hutton e Charles Lyell hanno contribuito alla prima comprensione della storia della Terra. Hutton ha proposto per primo la teoria dell'uniformitarismo, che ora è un principio fondamentale in tutte le aree della geologia. Hutton sostenne anche l'idea che la Terra fosse piuttosto antica, in contrasto con il concetto prevalente dell'epoca, secondo il quale la Terra aveva solo poche migliaia di anni. L'uniformismo descrive la Terra come creata dagli stessi fenomeni naturali che sono all'opera oggi.
Storia della disciplina
Il concetto prevalente nel 18° secolo in Occidente era la convinzione che vari eventi catastrofici avessero dominato la brevissima storia della Terra. Questo punto di vista è stato fortemente sostenuto dagli aderenti alle religioni abramitiche sulla base di un'interpretazione in gran parte letterale dei testi biblici religiosi. Il concetto di uniformitarismo ha incontrato una notevole resistenza e ha portato a polemiche e dibattiti per tutto il XIX secolo. Una pletora di scoperte nel 20° secolo ha fornito ampie prove che la storia della Terra è il prodotto sia di processi graduali incrementali che di improvvisi cataclismi. Queste credenze sono ora le basi della geologia storica. Eventi catastrofici come impatti di meteoriti e grandi esplosioni vulcaniche modellano la superficie terrestre insieme a processi graduali come agenti atmosferici, erosione e sedimentazione. Il presente è la chiave del passato e include processi sia catastrofici che graduali, il che ci fa capire l'ingegneriageologia dei territori storici.
Scala temporale geologica
La scala temporale geologica è un sistema di datazione cronologica che collega strati geologici (stratigrafia) a intervalli di tempo specifici. Senza una comprensione di base di questa scala, una persona difficilmente capirà cosa studia la geologia storica. Questa scala è usata da geologi, paleontologi e altri scienziati per definire e descrivere vari periodi ed eventi nella storia della Terra. In sostanza, la moderna geologia storica si basa su di esso. La tabella degli intervalli di tempo geologici presentata sulla scala è coerente con la nomenclatura, le date e i codici colore standard stabiliti dalla Commissione internazionale per la stratigrafia.
Le unità primarie e più grandi di divisione del tempo sono eoni, che si susseguono in successione: Ade, Archeano, Proterozoico e Fanerozoico. Gli eoni sono divisi in ere, che, a loro volta, sono divise in periodi e i periodi sono divisi in epoche.
Secondo eoni, ere, periodi ed epoche, i termini "anonimo", "eratem", "sistema", "serie", "stadio" sono usati per designare gli strati rocciosi che appartengono a queste sezioni geologiche tempo nella storia Terra.
I geologi classificano queste unità come "precoci", "medie" e "tardive" quando si riferiscono al tempo, e "inferiori", "medie" e "superiori" quando si riferiscono alle rocce corrispondenti. Ad esempio, il Giurassico inferiore in cronostratigrafia corrisponde al Giurassico inferiore in geocronologia.
Storia ed età della Terra
I dati di datazione radiometrica indicano che la Terra ha circa 4,54 miliardi di anni. Diversi intervalli di tempo sulla scala temporale geologica sono solitamente contrassegnati da corrispondenti cambiamenti nella composizione degli strati che indicano eventi geologici o paleontologici importanti come estinzioni di massa. Ad esempio, il confine tra il Cretaceo e il Paleogene è definito dall'evento di estinzione Cretaceo-Paleogene, che segnò la fine dei dinosauri e di molti altri gruppi di vita.
Unità geologiche della stessa epoca ma in diverse parti del mondo spesso hanno un aspetto diverso e contengono fossili diversi, quindi ai depositi appartenenti allo stesso periodo di tempo sono stati storicamente dati nomi diversi in luoghi diversi.
Geologia storica con paleontologia e astronomia di base
Alcuni altri pianeti e lune nel sistema solare hanno strutture abbastanza rigide da tenere traccia delle proprie storie, come Venere, Marte e la Luna. I pianeti dominanti come i giganti gassosi non conservano la loro storia in modo comparabile. A parte i massicci bombardamenti di meteoriti, gli eventi su altri pianeti probabilmente hanno avuto scarso effetto sulla Terra e gli eventi sulla Terra hanno avuto un corrispondente scarso effetto su quei pianeti. Pertanto, la costruzione di una scala temporale che colleghi i pianeti ha solo un valore limitato alla scala temporale della Terra, tranne che nel contesto del sistema solare. Le prospettive sulla geologia storica di altri pianeti - l'astropaleogeologia - sono ancora in discussionescienziati.
Scoperta di Nikolai Steno
Alla fine del XVII secolo, Nikolai Steno (1638-1686) formulò i principi della storia geologica della Terra. Steno ha affermato che gli strati di rocce (o strati) sono stati deposti in sequenza e ognuno di essi rappresenta una "fetta" di tempo. Ha anche formulato la legge di sovrapposizione, che afferma che è probabile che un dato strato sia più vecchio di quelli al di sopra e più giovane di quelli al di sotto. Sebbene i principi di Steno fossero semplici, la loro applicazione si rivelò difficile. Le idee di Steno portarono anche alla scoperta di altri concetti importanti che usano anche i geologi moderni. Durante il 18° secolo, i geologi si resero conto che:
- Le sequenze di livelli sono spesso erose, distorte, inclinate o addirittura invertite.
- Strutture posate contemporaneamente in aree diverse possono avere strutture completamente diverse.
- Gli strati di una data regione sono solo una parte della lunga storia della Terra.
James Hutton e il plutonismo
Le teorie nettuniste popolari all'epoca (esposte da Abraham Werner (1749-1817) alla fine del 18° secolo) erano che tutte le rocce e le rocce provenissero da un'enorme inondazione. Un grande cambiamento di pensiero si verificò quando James Hutton presentò la sua teoria alla Royal Society di Edimburgo nel marzo e nell'aprile del 1785. John McPhee in seguito affermò che James Hutton divenne il fondatore della geologia moderna proprio quel giorno. Hutton ha suggerito che l'interno della Terra è molto caldo e che è caldoè stato il motore che ha incoraggiato la creazione di nuove pietre e rocce. Quindi la Terra è stata raffreddata dall'aria e dall'acqua, che si sono depositate sotto forma di mari, il che, ad esempio, è in parte confermato dalla geologia storica del mare sopra gli Urali. Questa teoria, nota come "Plutonismo", era molto diversa dalla teoria "nettuniana" basata sullo studio dei flussi d'acqua.
Scoperta di altri fondamenti della geologia storica
I primi seri tentativi di formulare una scala temporale geologica che può essere applicata ovunque sulla Terra furono fatti alla fine del 18° secolo. Il maggior successo di quei primi tentativi (compreso quello di Werner) divise le rocce della crosta terrestre in quattro tipi: primarie, secondarie, terziarie e quaternarie. Ogni tipo di roccia, secondo la teoria, si è formata durante un certo periodo della storia della Terra. Si potrebbe quindi parlare di "periodo terziario" oltre che di "rocce terziarie". Infatti, il termine "Terziario" (ora Paleogene e Neogene) è ancora spesso utilizzato come nome del periodo geologico successivo all'estinzione dei dinosauri, mentre il termine "Quaternario" rimane il nome formale per il periodo attuale. Problemi pratici di geologia storica sono stati forniti molto rapidamente ai teorici della poltrona, perché tutto ciò a cui pensavano da soli doveva essere dimostrato nella pratica - di norma, attraverso lunghi scavi.
Contenuto fossile nei sedimenti
Identificazione degli strati mediante i loro fossili, proposta per la prima volta da William Smith, Georges Cuvier, Jean d'Amalius d'Allah eAlexander Bronnart all'inizio del XIX secolo permise ai geologi di dividere in modo più accurato la storia della Terra. Ha anche permesso loro di mappare strati lungo i confini nazionali (o addirittura continentali). Se due strati contenevano gli stessi fossili, venivano depositati contemporaneamente. La geologia storica e regionale è stata di immenso aiuto per fare questa scoperta.
Nomi dei periodi geologici
I primi lavori sullo sviluppo della scala temporale geologica furono dominati dai geologi britannici e i nomi dei periodi geologici riflettono questo predominio. "Cambrian" (il nome classico del Galles), "Ordovician" e "Silur", dal nome di antiche tribù gallesi, erano periodi definiti utilizzando sequenze stratigrafiche del Galles. "Devon" prende il nome dalla contea inglese del Devonshire, mentre "Carbon" prende il nome dalle misure obsolete del carbone utilizzate dai geologi britannici del XIX secolo. Il Permiano prende il nome dalla città russa di Perm perché è stato definito utilizzando gli strati in quella regione dal geologo scozzese Roderick Murchison.
Tuttavia, alcuni periodi sono stati determinati da geologi di altri paesi. Il periodo Triassico è stato nominato nel 1834 dal geologo tedesco Friedrich von Alberti da tre strati distinti (trias è latino per "triade"). Il periodo giurassico è stato chiamato dal geologo francese Alexandre Bronnjart dopo le vaste rocce calcaree marine delle montagne del Giura. Periodo Cretaceo (dal latino creta, chetradotto come "gesso") fu identificato per la prima volta dal geologo belga Jean d'Omalius d'Halloy nel 1822 dopo aver studiato i depositi di gesso (carbonato di calcio depositato dai gusci di invertebrati marini) trovati nell'Europa occidentale.
Epoche divise
I geologi britannici hanno anche aperto la strada allo smistamento dei periodi e alla loro divisione in epoche. Nel 1841, John Phillips pubblicò la prima scala temporale geologica globale basata sui tipi di fossili trovati in ogni epoca. La scala di Phillips ha aiutato a standardizzare l'uso di termini come Paleozoico ("vecchia vita"), che ha esteso a un periodo più lungo rispetto all'uso precedente, e Mesozoico ("mezza vita"), che ha inventato da solo. Per coloro che sono ancora interessati a conoscere questa meravigliosa scienza della storia della terra, ma non hanno il tempo di leggere Phillips, Steno e Hutton, possiamo consigliare Geologia storica di Koronovsky.
