歴史地質学

地質学的時間螺旋

歴史地質学または古地質学は、地質学の原理と方法を用いて地球の地質史を再構築する学問分野である。[1]歴史地質学は、数十億年という広大な地質学的時間を検討し、この長い時間にわたる地球の緩やかな変化と突然の変化を調査します。歴史地質学は、プレートテクトニクスなど、時間の経過とともに地球の表面と地下を変化させた地質学的プロセスに焦点を当て、地層学、構造地質学、古生物学、堆積学などの手法を用いてこれらの出来事の順序を明らかにします。また、地質学的時間スケールの異なる期間における生命の進化にも焦点を当てています。[2]

歴史的発展

17世紀、ニコラウス・ステノは歴史地質学の多くの基本原理を観察し、提唱した最初の人物であり、その中には3つの重要な地層原理、すなわち重ね合わせの法則、元の水平性の原理、横方向の連続性の原理が含まれていました。[3]

18世紀の地質学者ジェームズ・ハットンは、現在では地質学のあらゆる分野における基本原理となっている斉一説を提唱し、地球史の早期理解に貢献した。斉一説は、地球が現在も起こっているのと同じ自然現象、つまり緩やかな地質学的変化の産物によって形成されたとしている。[4] [5]この説は、「現在が過去への鍵である」という言葉で要約できる。[6]ハットンは「深い時間」という概念も提唱した。18世紀ヨーロッパにおいて、キリスト教聖書の文字通りの解釈に基づき、地球史は若い地球が破滅的な出来事によって形成されたという概念が一般的であった。しかし、ハットンは緩やかな変化によって形成された非常に古い地球を描いた。[7]チャールズ・ライエルは19世紀に斉一説をさらに発展させた。[8]現代の地質学者は一般的に、地球の地質学的歴史は、突然の壊滅的な出来事（隕石の衝突や火山の噴火など）と緩やかなプロセス（風化、浸食、堆積など）の両方の産物であることを認めています。

19 世紀後半の放射性崩壊の発見と20 世紀の放射年代測定技術の発達により、地質学史上の出来事の 絶対年代を導き出す手段が提供されました。

使用と重要性

地質学は歴史科学とみなされており、したがって歴史地質学はこの分野で重要な役割を果たしています。[9]

歴史地質学は、地質学的プロセスとそれが地球の構造と組成を形成する過程を研究する物理地質学とほぼ同じ主題を扱っています。歴史地質学は、物理地質学を過去へと拡張します。[1]

燃料や原材料の探索と採掘を行う経済地質学は、その地域の地質史の理解に大きく依存しています。地震や火山活動といった自然災害の影響を調査する環境地質学は、地質史に関する詳細な知識を必要とします。

方法

地層学

岩石の層、つまり地層は、地球の歴史の地質学的記録を表しています。地層学は、地層の順序、位置、そして年代を研究する学問です。

構造地質学

構造地質学は岩石の変形履歴を研究します。

古生物学

化石は地球の歴史を刻む有機的な痕跡です。歴史地質学の文脈では、古生物学的手法を用いて化石とその周囲の岩石を含む環境を研究し、地質年代スケールの中に位置づけることができます。

堆積学

堆積学は、堆積物の形成、輸送、堆積、そして続成作用を研究する学問です。石灰岩、砂岩、頁岩などの堆積岩は、地球の歴史の記録として機能しています。堆積岩には化石が含まれており、長い時間をかけて風化、浸食、堆積といった地質学的プロセスによって変化していきます。

相対年代測定

歴史地質学では、地質学的出来事の特定の数値的な年代や範囲を決定することなく、互いの関係において地質学的出来事の順序を確立するために相対年代測定法を利用する。[10]

絶対年代測定

絶対年代測定により、地質学者は数値的な年代や範囲に基づいて、地質学的事象のより正確な年代を決定することができます。絶対年代測定には、放射性炭素年代測定、カリウム-アルゴン年代測定、ウラン-鉛年代測定といった放射年代測定法が使用されます。ルミネッセンス年代測定、年輪年代学、アミノ酸年代測定も絶対年代測定法の一つです。[11]

プレートテクトニクス

プレートテクトニクス理論は、地質学の歴史を通じて、岩石圏プレートの動きが地球の構造をどのように形成してきたかを説明します。[12]

風化、浸食、堆積

風化、浸食、そして堆積は、地質学的時間スケールの広い範囲にわたって進行する漸進的な地質学的プロセスの例です。岩石サイクルにおいては、岩石は絶えず分解、輸送、堆積を繰り返し、堆積岩、変成岩、火成岩という3つの主要な岩石の種類を循環します。

古気候学

古気候学は、地質学的時間内に記録された過去の気候を研究する学問です。

地質学の簡単な歴史

エオン時代期間時代始める
顕生代新生代第四紀完新世0.0117
更新世2.558
新第三紀鮮新世5.333*
中新世23.030*
古第三紀漸新世33.9*
始新世56.0*
暁新世66.0*
中生代白亜紀白亜紀後期100.5*
白亜紀前期約145.0
ジュラ紀ジュラ紀後期163.5 ± 1.0
中期ジュラ紀174.1 ± 1.0*
ジュラ紀初期201.3 ± 0.2*
三畳紀後期三畳紀235年頃
中期三畳紀247.2
三畳紀前期252.2 ± 0.5*
古生代ペルム紀298.9 ± 0.2*
石炭紀ペンシルバニア人323.2 ± 0.4*
ミシシッピアン358.9 ± 0.4*
デボン紀419.2 ± 3.2*
シルル紀443.4 ± 1.5*
オルドビス紀485.4 ± 1.9*
カンブリア紀541.0 ± 1.0*
原生代新原生代エディアカラ紀先カンブリア時代635年頃
クライオジェニアン850
トニアン1000
中原生代ステニアン1200
エクスタシアン1400
カリミアン1600
古原生代スタザリアン1800
オロシリア人2050
リアシアン2300
シデリアン2500
始生代新始生代2800
中始生代3200
古始生代3600
始生代4000
冥王4567

注記

  1. ^ ab レビン, ハロルド・L.; キング, デイビッド・T. (2017). 『地球をめぐる時間』（第11版）. ホーボーケン, ニュージャージー: ジョン・ワイリー・アンド・サンズ. p. 4. ISBN 978-1-119-22834-9。
  2. ^ レビン、ハロルド・L.、キング、デイビッド・T. (2017).『地球をめぐる時間』（第11版）. ホーボーケン、ニュージャージー州: ジョン・ワイリー・アンド・サンズ. p. 8. ISBN 978-1-119-22834-9。
  3. ^ レビン、ハロルド・L.、キング、デイビッド・T. (2017).『地球をめぐる時間』（第11版）. ホーボーケン、ニュージャージー州: ジョン・ワイリー・アンド・サンズ. p. 17. ISBN 978-1-119-22834-9。
  4. ^ レビン、ハロルド・L.、キング、デイビッド・T. (2017). 『地球をめぐる時間』（第11版）. ホーボーケン、ニュージャージー州: ジョン・ワイリー・アンド・サンズ. pp.  20– 21. ISBN 978-1-119-22834-9。
  5. ^ 「地質時代｜古代生命のデジタルアトラス」 。 2021年4月18日閲覧。
  6. ^ レビン、ハロルド・L.、キング、デイビッド・T. (2017).『地球をめぐる時間』（第11版）. ホーボーケン、ニュージャージー州: ジョン・ワイリー・アンド・サンズ. p. 20. ISBN 978-1-119-22834-9。
  7. ^ ハットン、ジェームズ(1788). 「地球の理論、あるいは地球上の陸地の構成、分解、そして回復に見られる法則の探究」エディンバラ王立協会紀要.エディンバラ王立協会. 1 (第2部): 209–304.
  8. ^ 「地質時代｜古代生命のデジタルアトラス」 。 2021年4月25日閲覧。
  9. ^ フロデマン, ロバート (1995-08-01). 「地質学的推論：解釈的・歴史科学としての地質学」 . GSA紀要. 107 (8): 960–968 . Bibcode :1995GSAB..107..960F. doi :10.1130/0016-7606(1995)107<0960:GRGAAI>2.3.CO;2. ISSN  0016-7606.
  10. ^ 「7.1: 相対年代測定」Geosciences LibreTexts . 2019年11月4日. 2021年4月23日閲覧。
  11. ^ 「7.2: 絶対年代測定」Geosciences LibreTexts 2019年11月4日. 2021年4月23日閲覧。
  12. ^ レビン、ハロルド・L.、キング、デイビッド・T. (2017).『地球をめぐる時間』（第11版）. ホーボーケン、ニュージャージー州: ジョン・ワイリー・アンド・サンズ. p. 9. ISBN 978-1-119-22834-9。
ウィキメディア コモンズには、歴史地質学に関連するメディアがあります。
ウィキブックスには歴史地質学に関する書籍があります。
  • 地質学 - 地球の歴史 |ブリタニカ百科事典
  • 歴史地質学 | OpenGeology.org
  • GEOL 102 歴史地質学 | メリーランド大学講義ノート
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