Historical Geology: Fundamentals of Science, Founding Scientists, Literature Review

Cov txheej txheem:

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Anonim

Keeb Kwm geology tsom rau cov txheej txheem geological uas hloov lub ntiaj teb saum npoo thiab zoo li. Nws siv stratigraphy, structural geology, thiab paleontology los txiav txim qhov sib lawv liag ntawm cov xwm txheej no. Nws tseem tsom mus rau kev hloov pauv ntawm cov nroj tsuag thiab tsiaj txhu nyob rau lub sijhawm sib txawv ntawm qhov ntsuas geological. Qhov kev tshawb pom ntawm cov xov tooj cua thiab kev txhim kho ntawm ntau txoj kev sib tham hauv xov tooj cua hauv thawj ib nrab ntawm lub xyoo pua 20th tau muab ib txoj hauv kev los muab qhov tseeb thiab cov hnub nyoog txheeb ze ntawm keeb kwm geological.

Archean era
Archean era

Kev lag luam geology, kev tshawb nrhiav thiab rho tawm cov roj thiab cov ntaub ntawv raw feem ntau nyob ntawm kev nkag siab txog keeb kwm ntawm ib cheeb tsam. Ib puag ncig geology, suav nrog kev txiav txim siab geological txaus ntshai ntawm av qeeg thiab volcanic eruptions, yuav tsum muaj cov ncauj lus kom ntxaws txog keeb kwm geological.

Tus kws tshawb fawb

Nikolai Steno, tseem hu ua Niels Stensen, yog thawj tus saib xyuas thiab nthuav tawm qee lub ntsiab lus ntawm keeb kwm geology. Ib qho ntawm cov ntsiab lus no yog cov pob txha pob txha thaum chiv keeb los ntawm kev nyobkab mob.

James Hutton thiab Charles Lyell kuj tau pab txhawb rau kev nkag siab thaum ntxov ntawm lub ntiaj teb keeb kwm. Hutton thawj zaug tau tshaj tawm txoj kev xav ntawm uniformitarianism, uas tam sim no yog lub hauv paus ntsiab lus hauv txhua qhov chaw ntawm geology. Hutton kuj txhawb lub tswv yim tias Lub Ntiaj Teb yog qhov qub heev, uas tsis yog lub tswv yim ntawm lub sijhawm, uas tau hais tias Lub Ntiaj Teb tsuas yog ob peb txhiab xyoo xwb. Uniformism piav txog lub ntiaj teb raws li tsim los ntawm tib lub ntuj phenomena uas ua hauj lwm niaj hnub no.

History of the discipline

Lub tswv yim ntawm lub xyoo pua 18th nyob rau sab hnub poob yog kev ntseeg tias ntau yam xwm txheej cataclysmic tau ua rau lub ntiaj teb keeb kwm luv luv. Qhov kev pom no tau txais kev txhawb nqa zoo los ntawm cov neeg ntseeg ntawm Abrahamic kev ntseeg raws li kev txhais lus ntau ntawm cov ntawv teev ntuj hauv phau Vajlugkub. Lub tswv yim ntawm uniformitarianism tau ntsib nrog kev tawm tsam ntau thiab ua rau muaj kev sib cav thiab sib cav thoob plaws hauv lub xyoo pua 19th. Ntau ntau ntawm kev tshawb pom nyob rau hauv lub xyoo pua 20th tau muab pov thawj txaus hais tias lub ntiaj teb keeb kwm yog cov khoom ntawm ob qho tib si gradual incremental processes thiab sudden cataclysms. Cov kev ntseeg tam sim no yog lub hauv paus ntawm keeb kwm geology. Kev puas tsuaj loj xws li kev cuam tshuam meteorite thiab hluav taws kub tawg loj ua rau lub ntiaj teb ntog nrog rau cov txheej txheem maj mam xws li huab cua, yaig thiab sedimentation. Tam sim no yog tus yuam sij rau yav dhau los thiab suav nrog ob qho tib si kev puas tsuaj thiab cov txheej txheem maj mam, uas ua rau peb nkag siab txog engineeringgeology ntawm keeb kwm thaj chaw.

Lub ntiaj teb hauv Archaea
Lub ntiaj teb hauv Archaea

geological time scale

Lub sijhawm geological teev yog lub sijhawm sib tham sib tham uas txuas cov txheej txheem geological (stratigraphy) rau lub sijhawm tshwj xeeb. Yog tsis muaj kev nkag siab yooj yim ntawm qhov ntsuas no, tus neeg yuav tsis to taub dab tsi keeb kwm geology kawm. Qhov ntsuas no yog siv los ntawm geologists, paleontologists, thiab lwm yam kws tshawb fawb los txhais thiab piav txog ntau lub sijhawm thiab cov xwm txheej hauv keeb kwm ntawm lub ntiaj teb. Hauv qhov tseeb, niaj hnub keeb kwm geology yog raws li nws. Cov lus ntawm geological lub sij hawm ncua sij hawm nthuav tawm ntawm qhov ntsuas yog ua raws li cov npe, hnub tim thiab cov qauv xim code tsim los ntawm International Commission ntawm Stratigraphy.

Cov chav tseem ceeb thiab loj tshaj plaws ntawm kev faib lub sijhawm yog eons, ua tiav tom qab ib leeg: Hadean, Archean, Proterozoic thiab Phanerozoic. Eons tau muab faib ua eras, uas, nyob rau hauv lem, muab faib ua lub sij hawm, thiab lub sij hawm muab faib ua epochs.

Raws li eons, eras, lub sijhawm thiab lub sijhawm, cov ntsiab lus "tsis qhia npe", "eratem", "system", "series", "theem" yog siv los xaiv cov pob zeb txheej uas yog cov ntu ntawm geological. lub sij hawm nyob rau hauv keeb kwm ntiaj teb.

Geologists faib cov chav no ua "thaum ntxov", "middle" thiab "late" thaum xa mus rau lub sijhawm, thiab "qis", "middle" thiab "saum" thaum xa mus rau cov pob zeb sib thooj. Piv txwv li, Lower Jurassic hauv chronostratigraphy sib haum rau Jurassic thaum ntxov hauv geochronology.

Ediacaran biota yog
Ediacaran biota yog

Keeb kwm thiab hnub nyoog ntawm lub ntiaj teb

Cov ntaub ntawv xov tooj cua sib tham qhia tias Lub Ntiaj Teb muaj txog 4.54 billion xyoo. Kev sib txawv ntawm lub sij hawm ntawm lub sij hawm geology feem ntau yog cim los ntawm cov kev hloov pauv hauv strata muaj pes tsawg leeg uas qhia txog cov xwm txheej loj geological lossis paleontological xws li kev ploj tuag. Piv txwv li, ciam teb ntawm Cretaceous thiab Paleogene yog txhais los ntawm Cretaceous-Paleogene extinction tshwm sim, uas cim qhov kawg ntawm cov dinosaurs thiab ntau lwm pab pawg neeg.

Geological units los ntawm tib lub sijhawm tab sis nyob rau ntau qhov chaw ntawm lub ntiaj teb feem ntau saib txawv thiab muaj cov fossils sib txawv, yog li cov nyiaj tso rau tib lub sijhawm muaj keeb kwm tau muab cov npe sib txawv hauv ntau qhov chaw.

keeb kwm geology nrog paleontology thiab astronomy

Qee lub ntiaj teb thiab lub hli hauv lub hnub ci muaj cov qauv nruj txaus los khaws cov ntaub ntawv ntawm lawv tus kheej keeb kwm, xws li Venus, Mars thiab lub hli. Cov ntiaj chaw tseem ceeb xws li cov roj av loj tsis khaws lawv cov keeb kwm hauv kev sib piv. Dua li ntawm qhov loj meteorite bombardments, cov xwm txheej ntawm lwm lub ntiaj teb tej zaum yuav muaj kev cuam tshuam me ntsis rau lub ntiaj teb, thiab cov xwm txheej hauv ntiaj teb tau cuam tshuam me ntsis rau cov ntiaj chaw. Yog li, tsim ib lub sij hawm teev uas txuas cov ntiaj chaw tsuas yog txwv tus nqi rau lub ntiaj teb lub sij hawm teev, tsuas yog nyob rau hauv cov ntsiab lus ntawm lub hnub ci system. Kev pom ntawm keeb kwm geology ntawm lwm lub ntiaj teb - astropaleogeology - tseem tab tom sib cavcov kws tshawb fawb.

Lub sijhawm Cambrian
Lub sijhawm Cambrian

Discovery ntawm Nikolai Steno

Thaum kawg ntawm lub xyoo pua 17th, Nikolai Steno (1638-1686) tau tsim cov hauv paus ntsiab lus ntawm geological keeb kwm ntawm lub ntiaj teb. Steno tau sib cav hais tias cov txheej ntawm pob zeb (los yog strata) tau muab tso ua ke, thiab txhua tus sawv cev rau "slice" ntawm lub sijhawm. Nws kuj tau tsim txoj cai lij choj ntawm superposition, uas tau hais tias ib txheej twg yuav zoo li qub dua li cov saum toj no thiab yau dua cov hauv qab no. Txawm hais tias Steno cov ntsiab cai yooj yim, lawv daim ntawv thov ua pov thawj nyuaj. Steno cov tswv yim kuj tau coj mus rau kev tshawb pom ntawm lwm cov ntsiab lus tseem ceeb uas txawm tias niaj hnub geologists siv. Thaum lub xyoo pua 18th, geologists pom tau tias:

  1. Txheej txheej txheej feem ntau eroded, distorted, qaij lossis txawm inverted.
  2. Strats nteg tib lub sijhawm hauv ntau qhov chaw tuaj yeem muaj cov qauv sib txawv kiag li.
  3. Txoj kev ntawm ib cheeb tsam twg tsuas yog ib feem ntawm lub ntiaj teb keeb kwm ntev.
Permian lub sijhawm
Permian lub sijhawm

James Hutton thiab Plutonism

Neptunist theories nrov thaum lub sijhawm (tawm los ntawm Abraham Werner (1749-1817) thaum kawg ntawm lub xyoo pua 18th) yog tias txhua pob zeb thiab pob zeb tau los ntawm qee qhov dej nyab loj. Kev hloov pauv loj hauv kev xav tau tshwm sim thaum James Hutton nthuav tawm nws txoj kev xav ua ntej Royal Society of Edinburgh thaum Lub Peb Hlis thiab Plaub Hlis 1785. John McPhee tom qab ntawd tau thov tias James Hutton tau los ua tus tsim ntawm geology niaj hnub niaj hnub ntawd. Hutton tau hais tias lub ntiaj teb sab hauv yog kub heev, thiab nws sovyog lub cav uas txhawb kev tsim cov pob zeb tshiab thiab pob zeb. Tom qab ntawd lub ntiaj teb tau txias los ntawm huab cua thiab dej, uas nyob rau hauv daim ntawv ntawm seas - uas, piv txwv li, yog ib feem lees paub los ntawm cov keeb kwm geology ntawm hiav txwv hla lub Urals. Qhov kev xav no, hu ua "Plutonism", yog qhov txawv ntawm "Neptunian" txoj kev xav raws li kev tshawb fawb ntawm cov dej ntws.

Lub sijhawm Triassic
Lub sijhawm Triassic

Tshawb nrhiav lwm lub hauv paus ntawm keeb kwm geology

Thawj qhov kev sim siab los tsim lub sijhawm geological ntsuas uas tuaj yeem siv tau nyob txhua qhov chaw hauv ntiaj teb tau ua thaum kawg ntawm lub xyoo pua 18th. Qhov kev vam meej tshaj plaws ntawm cov kev sim ua thaum ntxov (xws li Werner's) tau faib cov pob zeb ntawm lub ntiaj teb ua pob zeb ua plaub hom: thawj, theem nrab, theem nrab, thiab quaternary. Txhua hom pob zeb, raws li txoj kev xav, tsim thaum lub sijhawm qee lub sijhawm hauv keeb kwm ntawm lub ntiaj teb. Yog li, ib tus tuaj yeem hais txog "Tertiary lub sijhawm" thiab "Tertiary pob zeb". Tseeb tiag, lo lus "Tertiary" (tam sim no Paleogene thiab Neogene) tseem yog feem ntau siv los ua lub npe ntawm lub sijhawm geological tom qab kev ploj tuag ntawm cov dinosaurs, thaum lub sij hawm "Quaternary" tseem yog lub npe raug cai rau lub sijhawm tam sim no. Cov teeb meem tshwm sim hauv keeb kwm geology tau muab rau lub rooj zaum theorists sai heev, vim tias txhua yam lawv xav txog ntawm lawv tus kheej yuav tsum tau ua pov thawj hauv kev xyaum - raws li txoj cai, dhau los ntawm kev khawb ntev.

Cov ntsiab lus fossil hauv sediments

Kev txheeb xyuas cov strata los ntawm lawv cov pob txha, thawj zaug los ntawm William Smith, Georges Cuvier, Jean d'Amalius d'Allah thiabAlexander Bronnart nyob rau hauv thaum ntxov 19th caug xyoo tso cai rau geologists kom meej meej faib lub keeb kwm ntawm lub ntiaj teb. Nws kuj tau tso cai rau lawv los qhia cov khaubncaws sab nraud povtseg raws lub tebchaws (lossis txawm tias continental) ciam teb. Yog tias ob lub strata muaj tib cov pob txha, ces lawv tau muab tso rau tib lub sijhawm. Keeb kwm thiab lub cheeb tsam geology tau txais kev pab loj hauv kev ua qhov kev tshawb pom no.

Lub sijhawm Jurassic
Lub sijhawm Jurassic

Npe ntawm lub sijhawm geological

Kev ua haujlwm ntxov ntawm kev txhim kho ntawm lub sijhawm geology tau tswj hwm los ntawm British geologists, thiab cov npe ntawm lub sijhawm geology qhia txog qhov kev tswj hwm no. "Cambrian" (lub npe classical rau Wales), "Ordovician" thiab "Silur", muaj npe tom qab cov pab pawg neeg Welsh thaum ub, yog lub sijhawm uas siv cov stratigraphic sequences los ntawm Wales. "Devon" yog lub npe hu ua lus Askiv lub nroog ntawm Devonshire, thaum "Carbon" yog lub npe hu ua tom qab cov thee siv tsis tau siv los ntawm xyoo pua 19th British geologists. Lub Permian tau muaj npe tom qab Lavxias lub nroog Perm vim tias nws tau txhais tias siv strata hauv cheeb tsam ntawd los ntawm Scottish geologist Roderick Murchison.

Dilophosaurus pob txha taub hau
Dilophosaurus pob txha taub hau

Txawm li cas los xij, qee lub sijhawm tau txiav txim siab los ntawm geologists los ntawm lwm lub tebchaws. Lub sijhawm Triassic tau muab npe rau xyoo 1834 los ntawm German geologist Friedrich von Alberti los ntawm peb txheej txheej (trias yog Latin rau "triad"). Lub sijhawm Jurassic tau muab npe los ntawm Fab Kis geologist Alexandre Bronnjart tom qab cov pob zeb limestone loj heev ntawm Jura Toj siab. Cretaceous lub sij hawm (los ntawm Latin creta, uastxhais ua "chalk") thawj zaug tau txheeb xyuas los ntawm Belgian geologist Jean d'Omalius d'Halloy hauv 1822 tom qab kawm chalk deposits (calcium carbonate deposited los ntawm lub plhaub ntawm marine invertebrates) pom nyob rau hauv Western Europe.

Lub sijhawm Cretaceous
Lub sijhawm Cretaceous

Split epochs

Cov kws tshawb fawb Askiv kuj tau pioneer qhov kev xaiv ntawm lub sijhawm thiab lawv faib ua ntu zus. Xyoo 1841, John Phillips tau luam tawm thawj lub sijhawm geological thoob ntiaj teb teev raws li hom fossils pom hauv txhua lub sijhawm. Phillips nplai tau pab tus qauv siv cov ntsiab lus xws li Paleozoic ("lub neej qub"), uas nws txuas ntxiv mus rau lub sijhawm ntev dua li kev siv yav dhau los, thiab Mesozoic ("lub neej nruab nrab"), uas nws tau tsim los ntawm nws tus kheej. Rau cov neeg uas tseem xav kawm txog qhov kev tshawb fawb zoo kawg nkaus ntawm keeb kwm ntawm lub ntiaj teb, tab sis tsis muaj sijhawm los nyeem Phillips, Steno thiab Hutton, peb tuaj yeem qhia Koronovsky's Historical Geology.

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