地質學
地質學（法語、德語：Geologie；英語：Geology；拉丁語、西班牙語：Geologia；源於希臘語 γῆ 和 λoγία）是對地球的起源、歷史與結構進行研究的學科。主要研究地球的物質組成、內部構造、外部特徵、各圈層間的相互作用和演變歷史[1]。在現階段，由於觀察、研究條件的限制，主要以岩石圈為研究對象，並涉及水圈、大氣圈、生物圈和岩石圈下更深的部分，以及涉及其他行星和衛星的太空地質學。
地球歷史學
編輯
地質時間尺度涵蓋了整個地球歷史[2]。其起點開始於最早的太陽系材料生成時，約在4.567Ga[3]，地球的出現約在4.54 Ga[4][5]，一開始稱為冥古宙，最年輕的地質年代則是全新世[6]。
重要的地質事件
編輯- 4.567 Ga（十億年前）：太陽系形成[3]
- 4.54 Ga：地球吸積[4][5]
- 約 4 Ga：後期重轟炸期的結束，出現第一個生命
- 約 3.5 Ga：開始光合作用
- 約 2.3 Ga：有含氧的大氣，第一起雪球地球事件
- 730–635 Ma（百萬年前）：第二起雪球地球事件
- 542 ± 0.3 Ma：寒武紀大爆發－具有堅硬結構的生命大量出現，古生代開始
- 375 Ma：第一批脊椎動物進入陸地
- 251 Ma：二疊紀－三疊紀滅絕事件 – 90%的陸地生物死亡，古生代結束，中生代開始
- 66 Ma：白堊紀－第三紀滅絕事件 – 非鳥恐龍滅絕，中生代結束，新生代開始
- 約 6 Ma：人族生物出現
- 3.9 Ma：智人的直接祖先南方古猿出現
- 200 ka（千年前）：第一個現代的智人在東非出現。
地質年代比例
編輯如果把地球誕生到現在的大約45億年縮小到1年，則人類（Homo sapiens）存在的時間只有極短的兩分鐘。
| ┌ 古 └ |
|
┐ 新 ┘ | ||||||||||
| ||||||||||||
| ||||||||||||
|
顯生宙
編輯把顯生宙放大：
| ┌ 古 └ |
|
┐ 新 ┘ | ||||||||||
| ||||||||||||
|
地質學學史
編輯
對地球的物質成分的研究最早至少可以追溯到古希臘泰奧弗拉斯托斯的著作《論岩石》（Peri Lithon）。在古羅馬時期，老普林尼詳細的描述了常用的一些礦物和金屬，還正確的解釋了琥珀的來源。
一些現代學者（如菲爾丁·赫德森·加里森）認為，現代地質學開始於中世紀伊斯蘭世界。[8]比魯尼就是最早的穆斯林地質學家之一， 他的著作有最早的敘述印度地質的文章，提出了印度次大陸曾經是海洋的假設。[9]伊斯蘭學者伊本·西那對山脈的形成，地震的原因，以及其他一些現代地理學的論題給出了詳細的解釋，這些內容為日後地質學的發展提供了基礎。[10][11]在中國，博學家沈括（1031–1095）提出陸地形成的假說。他在一個離海洋幾百公里遠的山中的看到，在一個地質地層里有貝殼類生物化石。由此他推論，陸地是由山脈的侵蝕和淤泥的沉積所形成的。[12]
很早以前，地質學的知識比較零星分散。關於這方面的知識，如從地中開採金屬、黏土、煤和鹽的一些知識，早已為礦工和有關的人們所知曉，而自然哲學家們則大都脫離這些實踐，獨立形成自己的思辨性的地質理論。
地質學在18世紀開始成為一門獨立的科學，並在19世紀早期達到成熟階段。
1790年至1830年這一段時期被稱為「地質學的英雄時代」。在這個時期，在考察岩層順序以及岩層所含礦物和化石上，人們做了大量工作[13][14]。在現階段，由於觀察、研究條件的限制，主要以岩石圈為研究對象，並涉及水圈、大氣圈、生物圈和岩石圈下更深的部位，以及涉及其他行星和衛星的太空地質學。 。工作方法的一大進步表現在用根據化石內容來進行岩層分類。
地質學史上有三場著名的爭論。
其一為水成論與火成論之爭，發生在18世紀末。爭論的焦點在於岩石的形成理論，一方以德國科學家亞伯拉罕·戈特洛布·維爾納為代表，強調形成岩石過程中的水的作用；另一方以蘇格蘭科學家赫屯為代表，強調火的作用。現今已經知道，岩石主要由三大類構成，除了水成為主的沉積岩和火成為主的岩漿岩，還存在一類變質岩。水成過程和火成過程在岩石的形成中都扮演了重要角色。
其二為災變論與漸變論（也稱均變論）之爭，發生在19世紀早期。持災變論觀點的學者認為，地球歷史上曾發生過多次大的災難，是災難導致了舊的物種的滅絕和新物種的再創造。持漸變論觀點的學者認為，物種演化的動力來自於微弱的地質作用在地球演變過程中的長期積累，不依靠大型的災難也能夠發生。
第三場爭論是固定論與活動論之爭。固定論學說認為地殼的位置是永遠不變的，其運動方式以垂直運動為主。傳統的地槽、地台學說就是一種固定論學說。活動論學說認為地殼的運動是以水平運動為主的，垂直運動雖然存在，但是是水平運動過程中派生出來的（比如兩地塊水平擠壓處地殼向上隆起）。活動論隨著板塊構造學說的發展，逐漸被學者所認同。
其他分支學科
編輯
經典著作
編輯- 地質學原理（可以作為地質學例證的地球與它的生物的近代變化）
參考文獻
編輯引用
編輯- ^ Bahlburg, Heinrich；Breitkreuz, Christof. Grundlagen der Geologie. München: Spektrum Akademischer Verlag. 2012. ISBN 978-3-827-42820-2.
- ^ International Commission on Stratigraphy （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）. stratigraphy.org
- ^ 3.0 3.1 Yuri Amelin, Alexander N. Krot, Ian D. Hutcheon, Alexander A. Ulyanov. Lead Isotopic Ages of Chondrules and Calcium-Aluminum-Rich Inclusions. Science. 2002-09-06, 297 (5587): 1678–1683 [2018-04-02]. ISSN 0036-8075. doi:10.1126/science.1073950. （原始內容存檔於2018-09-16） （英語）.
- ^ 4.0 4.1 Patterson, C. Age of Meteorites and the Earth. Geochimica et Cosmochimica Acta. 1956, 10: 230–237.
- ^ 5.0 5.1 Dalrymple, G. Brent. The age of the earth. Stanford, California: Stanford Univ. Press. 1994. ISBN 0-8047-2331-1.
- ^ 陶曉風 (編者)；吳德超 (編者). 21世纪高等院校教材•普通地质学. 科學出版社. 2012. ISBN 978-3-827-42820-2.
- ^ Simon Winchester ;. The map that changed the world: William Smith and the birth of modern geology. New York, NY: Perennial. 2002. ISBN 0-06-093180-9.
- ^ "這些撒拉遜人不僅僅是幾何、化學和地質學的起源者，還是路燈、窗玻璃、焰火、弦樂器、栽培水果、香水、香料等等的發明者。" (Fielding H. Garrison, An introduction to the history of medicine, W.B. Saunders, 1921, p. 116)
- ^ Asimov, M. S.; Bosworth, Clifford Edmund (編). The Age of Achievement: A.D. 750 to the End of the Fifteenth Century : The Achievements. History of civilizations of Central Asia. 1993: 211–214. ISBN 978-92-3-102719-2.
- ^ Toulmin, S. and Goodfield, J. (1965), 』The Ancestry of science: The Discovery of Time’, Hutchinson & Co., London, p. 64
- ^ Munin M. Al-Rawi. The Contribution of Ibn Sina (Avicenna) to the development of Earth Sciences (pdf) (報告). Manchester, UK: Foundation for Science Technology and Civilisation. November 2002 [April 2012]. Publication 4039. （原始內容存檔 (PDF)於2013-01-19）.
- ^ Needham, Joseph. Science and Civilization in China: Volume 3, Mathematics and the Sciences of the Heavens and the Earth. Taipei: Caves Books, Ltd. 1986: 603–604.
- ^ Pellant, Chris. Smithsonian Handbooks: Rocks & Minerals. New York: DK. 2002. ISBN 978-0-789-49106-0.
- ^ Neubert, Jörg. MUNDUS MINERALIS 2016: Die Welt der Mineralien. Chemnitz: Phillis Verlag. 2015. ISBN 978-3-957-56016-2.
來源
編輯- 網站
