زمین شناسی تاریخی (Historical Geology )

زمین شناسی تاریخی ،‌ شاخه ای از علم زمین شناسی است که به مطالعه ی تغییراتی که در کره ی زمین  و موجودات زنده ی آن – از بدو پیدایش آن تا کنون رخ داده است – می پردازد . این مطالعات علاوه بر بعد زمانی ، بعد مکانی این تغییرات را نیز شامل می شود . بنا بر این به نظر می رسد که تعیین حوادث مهم زمین شناسی ( نظیر کوهزایی های مهم ، فورانهای آتشفشانی مهم ، جدایی قاره ها و...)‌ از درجه ی اهمیت بسیار بالایی برخوردار است.

قدیمی ترین شهابسنگها و قدیمی ترین سنگهای یافته شده از کره ی ماه دارای قدمتی بیش از 6/4 میلیارد سال هستند .

همچنین قدیمی ترین سنگهای یافت شده بر روی کره ی زمین ، سنگهایی هستند که در آنها دانه هایی از جنس زیرکنیوم (Zircon )  بافت عمده ی سنگ را تشکیل می دهند . این سنگها در غرب استرالیا وجود دارند و دارای قدمتی بین 1/4 تا 2/4 میلیارد سال هستند . پیش از این ، قدیمی ترین سنگهای موجود بر روی کره ی زمین دارای سنی معادل 96/3 میلیارد سال بودند که از مناطق شمال غرب کانادا به دست آمده بودند.

علاوه بر تعیین سن رویدادهای زمین شناسی ، تعیین توالی آنها نیز بسیار مهم است . منظور از تعیین توالی رخدادها در یک منطقه ،‌ تقدم و تأخر آنهاست ؛‌ یعنی کدام رویدادها در ابتدا و کدام رویدادها پس از آن به وقوع پیوسته اند . علاوه بر آن ، تعیین موجودات زنده ی هر بخش از تاریخ کره ی زمین نیز ضرورت می یابد .

هر چه در لایه های رسوبی به بخشهای عمیقتر حرکت می کنیم ،‌ بیشتر به گذشته نزدیک می شویم.

برای آنکه قادر باشیم تا حوادث مهم گذشته ی کره ی زمین را بازسازی کنیم و به ترتیب زمانی آنها پی ببریم ، لازم است ابزاری در اختیار داشته باشیم تا به کمک آنها سن تقریبی حوادث را با دقت بالایی تعیین کنیم. یکی از این ابزار ، رادیو ایزوتوپها هستند . رادیو ایزوتوپها عناصری هستند که از نظر ساختار هسته ای ناپایدار بوده و با گذشت زمان ، هسته ی آنها دچار از هم پاشیدگی شده و به هسته های سبکتری تبدیل می شوند . به عنوان مثال هسته ی اورانیوم) (92238U238 پس از گذشت مدتی حدود چهار میلیارد سال به  هسته های سبکتر تبدیل می شود. به مدت زمانی که طول می کشد تا هسته ی یک عنصر رادیو اکتیو به هسته های سبکتر واپاشیده شود ، نیمه عمر( (Half life  گفته می شود . البته این تعریف برای نیمه عمر ، تعریف صحیح و کاملی نیست ؛ زیرا تعریف علمی نیمه عمر بر اساس فعالیت ( اکتیویته ) عناصر صورت می گیرد . 

با استفاده از رادیو ایزوتوپها می توان سن مطلق رخدادهای زمین شناسی را تعیین نمود ؛ مثلاً کربن 14 دارای نیمه عمری برابر با 5730 سال است . بنا بر این می توان چنین نتیجه گیری کرد که اگر در نمونه ای از یک ماده 4/1 ( یک ، چهارم )‌  از کربن اولیه باقی مانده باشد ، سن آن برابر با 11460=5730+5730 سال خواهد بود . البته روشهای دیگری نیز در تعیین سن مطلق وجود دارد که در بخشهای مربوطه در مورد آنها توضیح داده خواهد شد .

هر چند با استفاده از رادیوایزوتوپها یا سایر روشها می توان سن مطلق پدیده های زمین شناسی را تخمین زد ، اما به دلیل آنکه این روشها تقریبی هستند ، نمی توان در مورد توالی رویدادهایی که در یک منطقه به وقوع پیوسته اند ، با قطعیت اظهار نظر کرد . بنابر این باید به دنبال راههایی بود که با استفاده از آنها تعیین سن نسبی پدیده ها نسبت به یکدیگر امکانپذیر باشد.

راههای زیادی برای تعیین سن نسبی پدیده های زمین شناسی و به ویژه رسوبات ارائه شده است ؛ به عنوان مثال ، می دانیم  فسیلهای راهنما یا شاخص ( index fossils) یک از بهترین این راهها استفاده از برخی اصول زمین شناسی است . به عنوان مثالی از این اصول می توان به اصل یکنواختی uniformitarianism )) اشاره کرد . بنا بر اصل فوق ، شکل تغییر و تحولات در تمام زمانها یکسان بوده است. مثلاً این موضوع که آب همواره رسوبات را با خود همراه می برد و در مناطقی که انرژی خود را از دست می دهد ، بر جای می گذارد ، چیزی است که همیشه اتفاق افتاده است . وقوع پدیده هایی نظیر زلزله ، سیل ، آتشفشان و نظایر آنها همواره در طول تاریخ کره ی زمین یک امر معمول بوده است . همچنین لایه های رسوبی همواره به ترتیب و به طور افقی بر روی یکدیگر قرار می گیرند و اگر اتفاق خاصی ( نظیر چین خوردگی یا گسل ) رخ نداده باشد ، می توان گفت که لایه های زیرین قدیمیتر از لایه های رویی هستند . البته پلکانهای آبرفتی از این قاعده مستثنی هستند .  

در صورتی که کوهزایی ، چین خوردگی یا گسل روی ندهد ، رسوبات به طور افقی بر روی یکدیگر قرار می گیرند . پس لایه های زیرین قدیمی ترند. 

استفاده از بقایای موجودات زنده ای که در گذشته بر روی کره ی زمین می زیسته اند ، یکی از بهترین و معمولترین روشها در علم زمین شناسی است . برخی از فسیلها که به فسیلهای شاخص یا راهنما

 (Index fossils)    شهرت دارند ، معرف بخشهای ویژه ای از تاریخ کره ی زمین هستند. برای مثال می توان به فسیل آمونیت ها  اشاره کرد که شاخصه ی دوران مزوزوییک هستند و در پایان مزوزوییک از بین رفتند . تریلوبیتها نیز از جمله موجوداتی بودند که در اواخر دوران پالئوزوییک از بین رفتند و در حقیقت بیانگر دوران ابتدایی و میانی این دوران می باشند .