La Geologia (del grec "ges", terra, i logotips", tractat) és la ciència que té per objecte l'estudi de la composició, estructura i evolució de la Terra. En la seva accepció més àmplia, abasta l'estudi de la litosfera, dels oceans i de l'atmosfera, encara que probablement per tradició la Geologia ha centrat el seu interès principalment en la litosfera, tractant d'explicar la história de la seva evolució, les seves característiques i el conjunt de fenòmens que en ella tenen lloc.
La Geologia se subdivideix en diverses branques particulars, en funció de la diversitat d'objectius:
Els elements materials més accessibles per a l'estudi geològic són els minerals, les roques i els fòssils. Les formes inclouen, d'una banda, els tipus del relleu superficial i, per un altre, les estructures tridimensionals que constituïxen l'escorça del planeta
Són els components de les roques. El granit, per exemple, és una roca típica, formada en part per quars, els Cristalls del qual vítreos reflecteixen la llum podent-se veure a primera vista.
Existeixen gairebé tres mil tipus distints de minerals, molts dels quals tenen un notable valor econòmic, tant per les seves aplicacions industrials com pel seu possible valor com gemas o objectes decoratius. No obstant això, els minerals més corrents són només deu o dotze.
L'escorça terrestre està Constituïda principalment per tres tipus de roques:
Amb la mort dels organismes vivents, vegetals i animals, els seus residus, formats per fulles, troncs d'arbres, conquilles, ossos, etc., són sovint enterrats juntament amb roques sedimentàries en vies de formació en els rius, llacs i mars, de manera que petrifiquen amb la roca.
Les característiques superficials, o paisatge, de l'escorça terrestre són el producte de la interacció dinàmica entre els materials abans men cionados i les forces que actuen sobre la superfície de la Terra (atmosfera, rius, mars, deus, glaceres i activitat biològica i gravitacional).
Són les característiques tridimensionals de les roques, que sovint es poden identificar amb tècniques de diversos tipus, fins a profunditats de diversos quilòmetres en l'interior de l'escorça terrestre. Es poden distingir dues Categories d'estructures: primàries i secundàries.
El primer tipus inclou totes aquelles estructures que no resulten de la modificaciónn d'altra anterior.
Per contra, les estructures plegades, o d'alguna manera modificades, formen part del segon grup.
En una conca sedimentària, els dipòsits precipiten en capes regulars, periòdiques o Cícliques, cridades jaços o estrats (o capes). En aquest cas es tracta d'estructures primàries. Són en canvi estructures secundàries les quals resulten de l'acció dels moviments tectònics, això és, responsables de la" arquitectura" de la Terra. Es deuen a la dinàmica de les plaques litosféricas, la col·lisió de les quals provoca la deformació per plegament i fractura de les formacions geològiques.
Les estructures secundàries, com els plecs i les falles, són en general expressió de la formació de muntanyes durant els "episodis orogénicos".
Si, ens interessen els minerals, podrem "fabricar" els nostres propis cristalls a partir de dissolucions adequades, introduint en elles substàncies que afavoreixin la precipitació química dels elements dissolts.
En general, no és possible obtenir amb facilitat Cristalls que es formen naturalment en condicions de forta pressió i alta temperatura, ja que de vegades no és possible reproduir en el laboratori aquestes condicions extremes. No obstant això podem seleccionar uns components anàlegs i Critalizar uns exemplars a baixa temperatura. Tambien, és possible observar la progressiva cristal·lització natural del clorur de sodi (NaCl), al voltant d'un llac salat.
Els grans esdeveniments de la Geologia, com la Creació dels sistemes muntanyencs i el moviment tectònic de plaques, són molt difícils d'amidar si no es posseïxen aparells molt sensibles, i no s'estenen les observacions a llargs períodes de temps. És en aquest Camp on els aparells i els principis de la Geofísica proporcionen la base parell la Comprensió d'aquests fenòmens.
Es tracta de la branca de la Geologia que analitza el temps geològic amb la finalitat d'establir límits que permetin la Comparança entre punts distints del planeta i l'estudi de la successió d'esdeveniments geològics des de l'origen de la Terra. Avui dia, la gran quantitat de dades existents del conjunt del planeta fa possible l'elaboració de mapes paleogeográficos (que indiquen la història de les grans formacions geològiques) per a, gairebé totes les zones i gairebé tots els períodes de temps.
L'estudi de les roques Sedimentaves estratificades, dels fòssils que contenen i de la seva evolució històrica, proporciona, al costat de la història dels esdeveniments tectònics i als moviments de la tectònica de plaques, dades que coordinats en conjunt permeten obtenir una síntesi de l'estat de la Terra en cada fase del seu passat geològic.
Per a comprendre millor les lleis de la Geologia cal partir de les lleis fonamentals de la Física, de la Química i de la Biologia, que, com se sap, són universals. Existeixen només quatre lleis fonamentals que es refereixen a la Terra, però cadascuna d'elles s'expressa en diversos grups de principis i axiomes
Una existència finita en el temps.
La Terra, que es defineix en termes de la matèria que la constituïx, d'una massa i un volum, té, en el context del Sistema Solar, una previsió de temps de vida limitat. Partint del fet probable que tots els planetes del Sistema Solar i el Sol tenen un origen comú, s'accepta que la Terra es va formar alhora que el Sol, fa gairebé 4 600 milions d'anys, i que acabarà la seva vida amb el refredament d'aquest, dintre de molts altres milions d'anys.
En segon lloc, el principi de les reserves d'energia "finites" establix que les matèries primeres contingudes en el nostre planeta no són inesgotables sinó limitades, fet que és també aplicable al Sol, encara que les reserves d'aquest últim siguin molt majors.
El principi, guia fonamental de la Geologia, el de la superposició, establix que en una successió de capes rocoses les roques més joves estan damunt de les més antigues, fet que ens proporciona una escala de temps relativa.
El principi de la destrucció limitada, malgrat l'erosió i el reciclatge dels matenales, es confirma per les restes que es conserven de tota la història geològica.
El principi del creixement alotrométrico establix que tant els sistemes orgànics com els inorgànics creixen segons modalitats de subdivisió matemàticament previsibles (per exemple, el veteado d'una fulla o les ramificacions d'un riu) i en tot el Globus, en el seu conjunt, el principi de l'ordenació per gravetat constata el fet que la matèria tendeix a disposar-se en esferes estratificades segons la seva densitat: l'atmosfera sobre la hidrosfera (l'aire per sobre dels mars), aquesta sobre la litosfera, etc, jugant un paper decisiu en aquesta subdivisió en capes els processos de convecció tèrmica, actius ja des de l'origen de la nebulosa de la qual procedeix la Terra.
Evolució física.
Molt lentament el planeta van canviant, a mesura que evoluciona gravitacional, química i biològicament (ésto és particularment vàlid per a l'atmosfera, els oceans i els trets superficials). Això és a causa de la dinàmica externa i l'acció d'organismes
Evolució orgànica.
En èpoques molt antigues, que l'atmosfera procedia en la seva gairebé totalitat dels vapors i gasos emesos pels volcans i l'energia venia del Sol, van aparèixer les primeres formes de vida: molècules senzilles que es autorreproducían. Fins i tot els organismes més complexos van evolucionar en el temps lentament, oposant-se parcialment a aquest procés les extincions esporàdiques.
Cap phylum (grup orgànic) important s'ha extingit mai; és més, la complexitat del món orgànic augmenta constantment amb el pas del temps, en el que es refereix tant al nombre de les espècies com a la seva fisiologia. Això constituïx un cas d'entropia negativa, en Contraposició amb la segona llei de la Termodinàmica, que és d'aplicació tant als organismes individuals com a la Terra en el seu conjunt.
Segons el principi de l'especialització , les noves espècies van ser sorgint de les formes precedents, mostrant únicament variacions molt limitades (per exemple: el primer ocell no va sorgir de cop i volta a partir d'un cocodril, encara que tots els seus predecessors eren rèptils). Pel principi de l'extinció , encara que les espècies i els grups amb elles relacionats puguin experimentar una extinció catastròfica (per exemple, la dels dinosaunos), les classes principals segueixen existint i el nombre total de tipus específics augmenta amb el pas del temps. Els principis de la població i de la nutrició permeten que, per a cada espècie, el nombre d'individus augmenti fins a arribar a els límits de l'espai i de l'aliment disponibles, dintre dels límits imposats per la competència. La relació entre el nombre d'individus i el nombre de les espècies en competició en si tendeix a disminuir amb el pas del temps, encara que en cada període determinat i en cada lloc específic una espècie solgui dominar sobre les altres. I finalment, la nota més optimista la proporciona el principi de la continuïtat biològica que establix que mai, des que la vida va aparèixer sobre el planeta, s'ha produït una extinció total de la mateixa seguida d'un nou començament evolutiu.
Equilibri dinàmic.
Dintre dels límits de l'espai i de l'energia disponibles, cada cosa pot créixer fins a arribar a una mesura preestablerta que resulta del contrapès entre nombrosos mecanismes de feed-back. Per exemple, la relació planetària entre continents i mars és fixa (encara que amb petita variacions) en el temps. Una muntanya no supera l'altura dels 8.000 metres abans que l'erosió i altres fenòmens comencin a contrarestar el seu creixement. El cabal d'un riu sempre està adaptat la quantitat d'aigua que circula per ell. Un platja està en equilibri dinàmic amb les ones que trenquen en ella.
Però de totes maneres hi ha quatre principis que defineixen les regles de l'equilibro: