भूविज्ञान : भूविज्ञान म्हणजे आपण जिच्यावर राहतो त्या पृथ्वी या ग्रहाची माहिती मिळविण्याचे शास्त्र. पृथ्वी कोणत्या पदार्थाची बनलेली आहे, ते पदार्थ कसे उत्पन्न झाले, महासागर, खंडे, पर्वत, नद्या इ. आज दृष्टीस पडणारी जी भौगोलिक स्वरूपे आहेत ती अक्षय आहेत का, त्यांच्यात फेरबदल होत आहेत आणि ती केव्हा व कशी निर्माण झाली? पृथ्वीवर आज असणारे जे जीव, प्राणी व वनस्पती आहेत ते पृथ्वीवर केव्हा अवतरले? गतकाली पृथ्वीवर आजच्यासारखेच जीव होते का वेगळ्या प्रकारचे जीव होते? पृथ्वी कशी निर्माण झाली? अशांसारख्या प्रश्नांची उत्तरे मिळविणे हे भूविज्ञानाचे मुख्य कार्य आहे. एकूण पृथ्वीची म्हणजे तिच्या सर्व भागांची माहिती मिळविणे हा भूविज्ञानाचा हेतू असला, तरी पृथ्वीच्या प्रचंड राशीपुढे मनुष्याचे सामर्थ्य व त्याची उपकरणे अगदीच तोकडी पडतात व पृथ्वीच्या अगदीच अल्प अशा भागाचे परीक्षण करणे त्याला शक्य होते. ज्याचे परीक्षण प्रत्यक्ष करता येईल किंवा परीक्षणासाठी ज्याचे नमुने मिळविता येतील असा पृथ्वीचा धन झालेला बाहेरील भाग म्हणजे भूपृष्ठाजवळचा, काही थोडे किलोमीटर जाडीचा खडकाळ भाग हा होय. या भागाला पृथ्वीचे कवच किंवा शिलावरण अशी नावे देतात. एकूण पृथ्वीच्या एवढ्याच भागाची विश्वसनीय व सविस्तर माहिती मिळविणे शक्य झालेले आहे म्हणून भूविज्ञान या संज्ञेचा एकूण पृथ्वीचे विज्ञान असा अर्थ होत असला, तरी आधुनिक शास्त्रीय व्यवहारात भूविज्ञान म्हणजे पृथ्वीच्या कवचासंबंधीचे विज्ञान असा मर्यादित अर्थ घेऊन ही संज्ञा वापरली जाते. तथापि पृथ्वीच्या खोल भागात होणाऱ्या प्रक्रियांचे परिणाम पुष्कळ खडकांवर झालेले आढळतात व त्यांवरून संपूर्ण पृथ्वीचा अप्रत्यक्ष अभ्यासही यात केला जातो. तसेच कवच, जलावरण व वातावरण यांच्यावर होणारे जीवावरणाचे [विविध प्रकारचे सजीव ज्यात आढळतात अशा पृथ्वीभोवतालच्या आवरणाचे ⟶ जीवावरण] परिणाम, तसेच अवकाशात जाणाऱ्या व अवकाशातून येणाऱ्या ऊर्जेचे या सर्वांवर होणारे परिणाम हे विषयही भूविज्ञानाच्या कक्षेत येतात. पृथ्वीच्या कवचाचे परीक्षण व अन्वेषण (संशोधन) करून अतिप्राचिन काळापासून तो मानवी इतिहासकालाच्या सुरूवातीपर्यंतचा कवचाचा इतिहास जुळविणे, हे भूविज्ञानाचे मुख्य कार्य आहे आणि त्या दृष्टीने भूविज्ञानात मुख्यतः पुढील गोष्टींचा विचार केला जातो : (१) कवचाचे घटक पदार्थ, त्यांची रचना व उत्पत्ती, (२) पृथ्वीच्या कवचात (संघटन व रचना यांत) घडलेले व घडणारे फेरफार व ते घडवून आणणाऱ्या प्रक्रिया, (३) काही खडकांत जे जीवाश्म म्हणजे गतकालीन जीवांचे शिळारूप झालेले अवशेष असतात त्यांचे परीक्षण करून पूर्वीच्या निरनिराळ्या कालखंडात पृथ्वीवर कोणते जीव राहत व त्यांचे परस्परांशी व आजच्या जीवांशी कोणते संबंध आहेत यांविषयी माहिती मिळविणे आणि (४) पृथ्वीच्या निरनिराळ्या कालखंडात कवचाची स्वरूपे कशी होती व त्यांच्यात फेरफार होत जाऊन पृथ्वीच्या कवचाला आजचे स्वरूप कसे प्राप्त झाले म्हणजे आजची भौगोलिक स्वरूपे कशी निर्माण झाली यांविषयी तपास करणे.

महासागरांच्या द्रोणी, पर्वत वगैरेंची उत्पत्ती, उत्क्रांती यांच्या अभ्यासात निर्माण होणाऱ्या निसर्गविषयक समस्यांची उत्तरे शोधणे हा भूवैज्ञानिक अभ्यासाचा महत्त्वाचा भाग आहेच शिवाय प्रत्यक्ष व्यवहारातही (उदा., उद्योगधंदे, प्रयोग इ.) भूविज्ञान उपयुक्त ठरते. लोखंड, तांबे, शिसे, सोने इ. उपयुक्त धातूंची धातुके (कच्च्या रूपातील धातू) व इतर खनिज पदार्थ (उदा., अभ्रक, ग्रॅफाइट इ.), खनिज इंधने (दगडी कोळसा, खनिज तेल इ.), भूमिजल वगैरे शोधण्यासाठी भूवैज्ञानिक माहितीचा उपयोग होतो. जमिनीचा वापर करण्याच्या दृष्टीने अभियांत्रिकीय भूविज्ञानाची मदत होते. उदा., मोठ्या इमारती, धरणे, पूल, रस्ते, बोगदे, अणुभट्ट्या इ. बांधकामांच्या जागा ठरविताना तिचे भूवैज्ञानिक अध्ययन होणे आवश्यक असते. यामध्ये जमीन व खडक बांधकामाला आधार देण्याइतपत मजबूत आहेत की नाहीत, भूमिपाताची शक्यता किती आहे, भूकंपामुळे उद्‌भवणारे धोके टाळता येतील का वगैरे प्रश्नांचा विचार केला जातो. काही नैसर्गिक आपत्तींची (उदा., ज्वालामुखी, भूकंप इ.) पूर्वसूचना देण्यासही भूवैज्ञानिक अभ्यासाचा उपयोग होणे शक्य आहे. भूविज्ञान हे मूलभूत विज्ञान नसून त्याचे अध्ययन करीत असताना इतर अनेक विज्ञानांचा उपयोग वारंवार करावा लागतो. उदा., पृथ्वीचे कवच हे कित्येक प्रकारच्या खडकांचे बनलेले आहे व त्या खडकांचे प्रकार मुख्यतः त्यांच्या भौतिक गुणधर्मांवरून व काही वेळा त्यांच्या रासायनिक संघटनावरून ठरवावे, म्हणजे ओळखावे लागतात व या कामी भौतिकीतील व रसायनशास्त्रातील तत्वे, तंत्रे व पद्धतींचा उपयोग करावा लागतो. त्याचप्रमाणे पुष्कळ खडकांवर जीवांच्या क्रियांचे परिणाम झालेले दिसतात व कवचाच्या कित्येक खडकांत गतकाळातील जीवांचे जे अवशेष सापडतात ते कोणत्या जीवांपासून बनले आहेत हे ठरविण्यासाठी वनस्पतिविज्ञानाच्या व प्राणिविज्ञानाच्या पद्धतींचा उपयोग करावा लागतो, तर खडक व जैव द्रव्य यांच्यातील विक्रियांच्या अभ्यासासाठी कार्बनी रसयनशास्त्राचा वापर करावा लागतो परंतु भूविज्ञानाच्याही काही स्वतंत्र व विशिष्ट पद्धती आहेत आणि त्या म्हणजे कवचाच्या घडामोडींचा अनुक्रम ठरविण्याच्या पद्धती होत. त्यांच्याद्वारे पृथ्वी व तीवरील जीव यांचा इतिहास समजण्यास मदत होते. खडकांचे गुणधर्म भौतिकीच्या व रसायनशास्त्राच्या पद्धतींनी व खडकांत असणाऱ्या जीवाश्मांची स्वरूपे वनस्पतिविज्ञान व प्राणिविज्ञानाच्या पद्धतींनी कळून येतात पण त्या खडकांपैकी किंवा जिवाश्मांपैकी कोणते आधीचे व कोणते नंतरचे हे ठरविण्यासाठी भूविज्ञानाच्या पद्धतींचा उपयोग करावा लागतो. अशा पद्धतींनी कवचाची तपासणी करून मिळालेली माहिती जुळवून कवचाच्या घडामोडींचा अनुक्रम देणारा एक भूवैज्ञानिक कालमापक्रम तयार करण्यात आलेला आहे व त्यामुळे मानवी ज्ञानात मोलाची भर पडलेली आहे. ज्याप्रमाणे ज्योतिषशास्त्रामुळे ग्रह व तारे यांच्यामधील अंतरे कळून येऊन विश्वातील वस्तूंमधील अंतरांचे यथार्थ ज्ञान देणारे अंतरदर्शक मापक्रम उपलब्ध झालेला आहे, त्याचप्रमाणे भूवैज्ञानिक कालमापक्रमामुळे एकूण पृथ्वीच्या इतिहासाचा अवधी व तिच्यावरील जीवांच्या इतिहासाचा अवधी यांचे यथार्थ ज्ञान देणारा कालमापक्रम उपलब्ध झालेला आहे आणि त्याच्यावरून पृथ्वीच्या इतिहासात मानवी इतिहास किती अलीकडचा आहे व त्याचा अवधी किती अल्प आहे, या गोष्टी कळून येतात.

⇨ भूगोल या विषयात पृथ्वी हे मनुष्याचे निवासस्थान आहे, या दृष्टीने पृथ्वीचे अध्ययन केले जाते व पृथ्वीच्या निरनिराळ्या भागांची प्राकृतिक स्वरूपे, हवामान, पाणी, शेतजमिनी, वनस्पतींचे व प्राण्यांचे प्रकार, खनिज संपत्ती इत्यादींचा व त्यांचे मनुष्याच्या राहणीवर कोणते परिणाम होतात, यांचा विचार केला जातो. पृथ्वीच्या पृष्ठाचे सर्वेक्षण करून नकाशे काढणे व पृथ्वीचा आकार, तिचे द्रव्यमान, भार, घनता व स्थितिस्थापकता (पदार्थावर लावलेली प्रेरणा काढून घेतल्यावर मूळ आकार व आकारमान धारण करण्याचा पदार्थाचा गुणधर्म) इत्यादींचे अन्वेषण करणे हे ⇨ भूगणित या विज्ञानाच्या क्षेत्रातील विषय होत ⇨ भूभौतिकी व भूरसायनशास्त्र ही एकंदरीने अलीकडील काळातच उगम पावलेली विज्ञाने आहेत व पृथ्वीच्या अनुक्रमे भौतिक व रासायनिक गुणधर्मांचे अन्वेषण करणे, ही त्यांची कार्ये होत. महासागरविज्ञान, वातावरणविज्ञान व वर उल्लेख केलेली विज्ञाने आणि भूविज्ञान ही सर्व भूविषयक विज्ञाने असल्यामुळे त्यांच्यापैकी प्रत्येकात एक किंवा अनेक विज्ञानांस समाईक आहेत असे विषय आढळतात.

पृथ्वीचे पृष्ठ व बाहेरचे थर यांच्यातील प्रमुख वैशिष्ट्ये व घटना विविध प्रक्रियांतील परस्परक्रियांनी निर्माण होतात. पृथ्वीतील अंतर्गत उष्णता व सौर प्रारण (तरंगरूपी ऊर्जा) यांच्याद्वारे या प्रक्रियांना ऊर्जा मिळते. अतर्गत उष्णतेचे संनयन (द्रव्याच्या कणांच्या प्रत्यक्ष प्रवाहाने उष्णता वाहून नेण्याची क्रिया) सुरू होते. व संनयनानुसार खंडांची वाटणी होते व धनपृष्ठाची उंची ठरते. सौर प्रारणामुळे वातावरणातील व जलावरणातील अभिसरण चालू राहते. उघड्या पडलेल्या खडकांवर वातावरण व जलावरण यांची क्रिया होते. यामुळे खडकांच्या द्रव्याच्या वाटणीत बदल होतो व इतरत्र नवीन खडक निर्माण होत असतात.

पृथ्वी म्हणजे ध्रुवांपाशी किंचित चपटा असलेला एक प्रचंड गोल असून त्याचा विषुववृत्तीय व्यास सु. १२,७५७ किमी. व ध्रुवीय व्यास सु. १२,७१४ किमी. व पृष्ठाचे क्षेत्रफळ ५१ कोटी चौ. किमी. आहे. पृथ्वीच्या पृष्ठाचा सु. ७१% भाग समुद्राच्या पाण्याने झाकला गेलेला आहे व सु. २९% भागच जमीन आहे. पृथ्वीचे पृष्ठ समपातळीत नसून उंचसखल, काही जागी उंचवटे तर इतर जागी खळगे असे खडबडीत असल्यामुळे खळग्यात व सखल भागात सागराचे पाणी गोळा झाले व उंच भागांची खंडे, द्वीपकल्पे व बेटे झाली. पृथ्वीचे पृष्ठ खडबडीत नसून समपातळीत असते, तर ती पाण्याने पूर्णपणे वेढली गेली असती व सु. २.५ किमी. खोलीच्या एका महासागराचे वेष्टन तिच्याभोवती तयार झाले असते. पृथ्वीच्या पृष्ठावरील पाण्याचा बराचसा किंवा बहुतेक भाग सागर-महासागरांच्या रूपांत असला, तरी जमीन असलेल्या भागातही नद्या, सरोवरे व काही लहान समुद्र आहेत. शिवाय खडकांच्या भेगांत व छिद्रांत व मृदेतील मोठ्या किंवा सूक्ष्म पोकळ्यांतही कमीअधिक भूमिजल असते. अशा सर्व प्रकारचे जमिनीवरील पाणी व सागर-महासागरांचे पाणी मिळून होणाऱ्या पाण्यास जलावरण हे नाव देतात. पृथ्वीच्या जमीन असलेल्या भागात काही जागी मैदाने तर इतर जागी पर्वत व पठारे आहेत. पृथ्वीवरील सर्वोच्च स्थान म्हणजे हिमालयातील मौंट एव्हरेस्ट शिखर (उंची ८,८४८ मी.) होय. सागराखाली असलेल्या पृष्ठापैकी ज्याचे प्रत्यक्ष निरीक्षण आपणास करता येईल असा फारच थोडा भाग आहे. पाणी फार खोल नसेल अशा भागात गळ टाकून तळाचा ठाव घेणे फारसे अवघड नसते पण महासागरांसारख्या अतिशय खोल पाणी असलेल्या भागात गळ टाकून खोली काढणे, हे अतिशय अवघड काम असते. त्याला फार वेळ लागतो व मोजणीत चुका होण्याचा संभव असतो पण पूर्वी एवढीच पद्धती उपलब्ध होती व त्यामुळे अशा मापनांची एकूण संख्या मर्यादितच असे परंतु १९५० नंतरच्या काळात सुधारलेली उपकरणे शोधून काढण्यात आली. जहाजे अधिकात अधिक वेगाने जात असतानासुद्धा पाण्याची खोली आपोआप अचूक मोजून व नोंदून ठेवणारी उपकरणे उपलब्ध झाली. त्यांचा उपयोग करून सागरांच्या तळाविषयी पुष्कळ नवीन माहिती मिळविण्यात आलेली आहे व त्या माहितीत सतत भर पडत आहे. तीवरून पृथ्वीचे सागरांच्या खालील पृष्ठही खडबडीत असून त्याचे काही भाग सपाट मैदानांसारखे आहेत, तर इतर काही भागांत खळगे किंवा उंचवटे आहेत, असे आढळून आले आहे. महासागरांच्या तळाशी असलेल्या खळग्यांपैकी सर्वांत खोल अशा खळग्याची खोली समुद्रसपाटीच्या खाली ११,०३३ मी. इतकी म्हणजे मौंट एव्हरेस्टच्या उंचीपेक्षा पुष्कळच अधिक आहे. सागरांच्या तळावरील उंचवट्यांपैकी कित्येकांचे माथे समुद्राच्या पातळीच्या खालीच आहेत, तर इतर कित्येकांचे माथे पाण्याच्या बाहेर पडून बेटे तयार झालेली आहेत. अशांपैकी मुख्य म्हणजे पॅसिफिकमधील इंडोनेशियातील बेटे व अटलांटिकमधील अँटिलीस बेटे ही होत.


मनुष्याच्या मर्यादीत दृष्टीक्षेत्रामुळे पृथ्वीचे पृष्ठ अतिशय खडबडीत दिसते. पर्वत उंच व महासागरांचे खळगे खोल वाटतात पण पृथ्वीचे एकूण आकारमान लक्षात घेतले, तर तिच्या पृष्ठाचा खडबडीतपणा अगदीच क्षुल्लक ठरतो व भूगोल शिकविताना जे पृथ्वीचे गोल सामान्यतः वापरले जातात त्यांच्यावर यथाप्रमाण उंची किंवा खोली राखून पृथ्वीवरील उंचवटे किंवा खळगे दाखविले, तर ते स्पष्ट दिसणारही नाहीत. ३० सेंमी. व्यासाच्या पृथ्वीच्या गोलावर मौंट एव्हरेस्टसुद्धा ०.२२५ मिमी.हून अधिक उंच असणार नाही.

पृथ्वीची एकाच्या आत एक अशी एकूण तीन आवरणे दिसून येतात. त्यांच्यापैकी सर्वांत बाहेरचे आवरण वातावरण होय. पृथ्वीच्या पृष्ठापासून जो जो उंच जावे तो तो वातावरण विरळ होत जाते व कित्येकशे किलोमीटर उंचीवर वायूंचे केवळ लेशमात्र आढळतात.वातावरणाच्या आत जलावरणाचे किंचित अपूर्ण असे वेष्टन आहे. जलावरणाच्या आत शिलावरण किंवा पृथ्वीचे कवच आहे. जमिनीचे खडक किंवा सागरांच्या तळाखाली असलेले खडक हे शिलावरणाचे भाग होत. शिलावरणाची जाडी किती आहे, हे प्रत्यक्ष मोजणी करून पाहता येणे शक्य झाले नाही पण अप्रत्यक्ष रीतींनी केलेल्या मोजण्यांवरून असे कळून आलेले आहे की, शिलावरणाची जाडी सर्वत्र सारखी नसून कमीअधिक आहे. महासागरांखाली असलेल्या शिलावरणाची जाडी ५ ते १० किमी. किंवा काही जागी त्यापेक्षाही कमी आहे. खंडे असलेल्या भागातील शिलावरण ३० ते ४५ किमी. व काही जागी त्यापेक्षा त्यापेक्षा अधिक जाड आहे. एकूण शिलावरणाची सरासरी जाडी सु. १५-२० किमी. इतकीच भरेल.

जमिनीच्या पृष्ठभागी असलेले खडक आपण प्रत्यक्ष पाहू शकतो. विहिरी, बोगदे व खाणी खणतात अधिक खोल भागातील खडक पाहता येतात. उंच पर्वत-पठारात कित्येक जागी खोल दऱ्या असतात व त्यांच्या बाजूंचे खडक प्रत्यक्ष पाहणे अवघड असले, तरी शक्य असते. दरीतल्या सर्वांत उंच असलेल्या भागापासून तो तिच्या सर्वात सखल असलेल्या भागापर्यंत चालत जाऊन व वाटेवरील खडकांची पाहणी करून कित्येकशे मीटर जाडीच्या खडकांच्या राशींची तपासणी करणे शक्य होते. खोल खाणीत यापेक्षाही अधिक खोल जागांतील नमुने पहावयास मिळतात. उदा., द. आफ्रिकेतील कार्लटनव्हिल येथील खाण सर्वांत खोल असून तिची खोली ३,७७७ मी. आहे. कोणीही मनुष्य यापेक्षा अधिक खोल जागेत गेलेला नाही परंतु मनुष्याला स्वतःला यापेक्षा फार खोल जाणे शक्य झालेले नसले, तरी गिरमिटे वापरून जमिनीत भोके पाडून याच्या दुपटीहून अधिक खोल असलेल्या खडकांचे नमुने मिळविता येतात. उदा., रशियातील कोला द्वीपकल्पात भूवैज्ञानिक समन्वेषणासाठी १९८१ मध्ये ११,००० मी. खोलीपर्यंत पाडलेले भोक म्हणजे पृथ्वीवरील सर्वांत खोल भोक असून त्याच्या तळापासून उपसून काढण्यात आलेले खडक हे मनुष्यास मिळालेल्या नमुन्यांपैकी सर्वांत खोल खडकांचे नमुने होत. वरील दोन्ही उदाहरणे पराकोटीची आहेत व त्यांच्या मानाने आपल्या बहुसंख्य विहीरी आणि खाणी पुष्कळच उथळ असतात. आपल्या सर्वांत खोल खाणीचे वा विहिरींचे कामसुद्धा एकूण पृथ्वीच्याच नव्हे, तर शिलावरणाच्या वरवरच्या भागात असते व भूविज्ञानात मुख्यतः याच भागाचे अध्ययन केले जाते. कवच भेदून अधिक खोल भागात जाईल असे भोक पाडण्यात अद्यापि यश आलेले नाही व कवचाच्या खाली कोणते पदार्थ आहेत याची आपणास प्रत्यक्ष माहिती नाही.

पृथ्वीच्या बाहेरून येणारे पदार्थ, तसेच सूर्यकुलातील चंद्र, ग्रह इ. खस्थ पदार्थाविषयीचा भूवैज्ञानिक अभ्यासही आता भूविज्ञानाचा भाग मानण्यात येऊ लागला आहे. भूविज्ञान म्हणजे काय याची कल्पना यावी यासाठी त्याच्यात येणारे मुख्य विषय व त्यांच्या अध्ययनाने मिळणारी माहिती एवढीच या नोंदीत संक्षेपाने दिली आहे. सविस्तर माहिती त्या त्या विषयांवरील स्वतंत्र नोंदीत आलेली आहे आणि त्यांचा निर्देश प्रस्तुत नोंदीच्या भागात व नोंदीच्या शेवटी केलेला आहे.

प्रमुख शाखा : पूर्वी भूविज्ञानाचे प्राकृतिक व इतिहासात्मक असे दोन प्रमुख विभाग करण्यात येत असत. आता या विभागांचे अनेक उपविभाग करण्यात येतात व या प्रत्येक उपविभागाची स्वतंत्र विज्ञान शाखा बनली आहे. यांपैकी एकमेकांत सरमिसळ होत असल्याने त्यांच्यातील काटेकोर सीमारेषा ठरविणे अवघड आहे. शिवाय काही शाखांचा इतर विज्ञानांशीही संबंध येतो. भूविज्ञानाच्या काही शाखा पुढीलप्रमाणे आहेत : (१) प्राकृतिक भूविज्ञान : पृथ्वीचे संघटन व त्यांत होणारे भौतिक बदल यांचा अभ्यास (२) इतिहासात्मक भूविज्ञान : विशेषतः स्तरित (थर असणारे) खडक व त्यांच्यातील कालसापेक्ष संबंध आणि जीवाश्म व त्यांचे खडकांच्या मालिकेतील स्थान यांविषयीचा अभ्यास ३) पुराजीवविज्ञान : गतकालीन जीव व त्यांची कालानुसार झालेली वाटणी यांचा जीवाश्मांच्या साहाय्याने होणारा अभ्यास(४) अवसादविज्ञान : गाळ व गाळांचे खडक यांचा वर्णन, वर्गीकरण व उत्पत्ती या दृष्टींनी करण्यात येणारा अभ्यास(५) भूमिरूपविज्ञान : पृथ्वीवरील भूमिरूपे व भूपृष्ठावरील प्रक्रिया यांचा अभ्यास(६) स्तरविज्ञान : विशेषतः स्तरित गाळाच्या खडकांचा पद्धतशीर अभ्यास(७) भूभौतिकी : पृथ्वी व तिचे पर्यावरण यांचा भौतिकीय दृष्टीने होणारा अभ्यास(८) भूगणित : पृथ्वीचा आकार आणि आकारमान यांचा अभ्यास(९) भूरसायनशास्त्र : पृथ्वीच्या (विशेषतः तिच्या कवचाच्या) रासायनिक संघटनाचा व तिच्यात होणाऱ्या रासायनिक फेरफारांचा अभ्यास(१०) खनिजविज्ञान : खनिजांचा अभ्यास(११) स्फटिकविज्ञान : स्फटिकांचे भूमितीय वर्णन व त्यांच्या अंतर्गत रचनेचा अभ्यास(१२) शिलाविज्ञान : खडकांची (विशेषतः अग्निज व रूपांतरित) उत्पत्ती, आढळ, रचना व इतिहास यांचा अभ्यास(१३) संरचनात्मक भूविज्ञान : खडकांचा आकार, मांडणी, अंतर्गत रचना व विरूपण यांचा अभ्यास(१४) पुराभूगोल : प्राचीन काळातील जमिनीची वाटणी, सीमा यांचा अभ्यास(१५) पुरापरिस्थितिविज्ञान : प्राचीन वनस्पती व प्राणी समुदाय आणि त्यांचे अधिवास यांचा अभ्यास(१६) पुराजलवायुविज्ञान : पूर्वीच्या भूवैज्ञानिक काळातील दीर्घकालीन सरासरी हवामानाचा म्हणजे जलवायुमानाचा अभ्यास(१७) अभियांत्रिकीय भूविज्ञान : विशेषतः बांधकामात येणाऱ्या समस्या सोडविण्यासाठी भूवैज्ञानिक माहितीचा उपयोग करणारे विज्ञान(१८) आर्थिक भूविज्ञान : मानवाच्या आर्थिक फायद्यासाठी भूवैज्ञानिक माहितीचा उपयोग करणे(१९) सागरी भूविज्ञान :महासागरांचे तळ व सीमा यांचा अभ्यास(२०) भूमिजलविज्ञान : भूमिजलाचा अभ्यास(२१) कृषि-भूविज्ञान : मृदांचे स्वरूप व वाटणी, खनिज खतांचे आढळ व भूमिजलाचे वर्तन यांच्याशी निगडीत असलेले विज्ञान(२२) पर्यावरणीय भूविज्ञान : मानवाच्या पर्यावरणाशी संबंधित असलेल्या भूवैज्ञानिक घटकांचा अभ्यास(२३) भूवैज्ञानिक मानचित्रण : स्थलवर्णनात्मक नकाशांवर भूवैज्ञानिक माहिती अध्यारोपित करणे वगैरे.


इतिहास : मानवी इतिहासाची व त्याने पृथ्वीवरील द्रव्ये वापरण्याची सुरूवात एकाच वेळी झाली असावी. खनिज द्रव्ये, पृथ्वीची संरचना व भूमिरूपे यांविषयी ग्रीक व रोमन विद्वानांनी विचार केलेला आढळतो परंतु ज्या संकल्पनांवर आधुनिक भूविज्ञानाची उभारणी झालेली आहे, त्यांचा विकास १७०० सालानंतरच झालेला आहे. अशा प्रकारचे भूविज्ञान हे एकंदरीत अलीकडील काळातच उदयास आलेले विज्ञान आहे.

जिऑलॉजी (भूविज्ञान म्हणजे पृथ्वीसंबंधीचे ज्ञान) हा Geo = पृथ्वी व Logy = संबंधीचे ज्ञान व ग्रीक शब्दांपासून बनलेला शब्द पंधराव्या शतकात प्रथम सर्व ऐहिक गोष्टींविषयीच्या माहितीसाठी वापरण्यात आला. १६६१ साली रॉबर्ट लोएल यांनी काहीसा आजच्या अर्थाने तो इंग्रजी भाषेत वापरला आणि १८०० सालानंतर तो सर्वसाधारण वापरात आला.

पृथ्वीच्या उत्पत्तीविषयीच्या परंपरागत किंवा धर्मग्रंथांमधील कथा पूर्वीच्या सर्वच समाजांत रूढ होत्या. अशा प्रचलित कल्पनेपेक्षा एखादी वेगळी कल्पना कोणास सुचली, विशेषतः ती धर्मग्रंथांतील वर्णनाच्या विरूद्ध असली, तर ती उघड बोलून दाखविण्याचा धीर होणे, त्या काळी शक्य नसे. ईश्वराने पृथ्वी आज दिसते तशीच उत्पन्न केली नसून तिला काही वेगळा इतिहास आहे किंवा वादळे, भूकंप, ज्वालामुखीक्रिया इ. घडामोडी एखाद्या देवतेकडून घडून येत नसून नैसर्गिक कारणांमुळे घडून येतात, ह्या गोष्टी उमजून येणे हीच पूर्वीच्या काळात मोठी प्रगती ठरली असती. रसायनशास्त्र, भौतिकी, जीवविज्ञान इ. मूलभूत विज्ञानांची वाढ होऊन सृष्ट वस्तूंच्या गुणधर्माविषयी यथार्थ ज्ञान मिळविण्याची साधने उपलब्ध होईपर्यंत भूविज्ञानाची प्रगती होणे शक्य नव्हते, हेही लक्षात घेतले पाहिजे. पृथ्वीच्या कवचाच्या घटकांच्या नैसर्गिक मांडणीची, खडक व खनिजे यांच्या आढळाच्या रीतीची यथातथ्य माहिती ही भूविज्ञानाच्या अध्ययनाचा मुख्य भाग आहे आणि ती मिळविण्याचे काप चार भिंतींच्या आत राहून करावयाचे असते. अशा रीतीने अध्ययन करण्यास प्रारंभ झाला तेव्हाच आधुनिक भूविज्ञानाचा प्रारंभ झाला, असे म्हटले पाहिजे.

आधीचे अध्ययन : आद्य धातुविज्ञान व खडकांविषयीचे काम यांतूनच भूविज्ञानाच्या आधीच्या संकल्पना पुढे आल्या. अभिजात युगापूर्वी (प्राचीन ग्रीक व रोमन काळापूर्वी) भूमध्य समुद्राच्या पूर्व किनाऱ्यावर धातुकांशी संबंधीत कामे होत असत तर या युगात बांधकाम व पुतळे यांसाठी दगड निवडून घेत असत.

ग्रीक व रोमन काळ : इ. स. पू. सातव्या शतकात ग्रीक तत्त्वज्ञांना खडकांत सागरी प्राण्यांच्या कवचांचे जीवाश्म सापडले होते. त्यांवरून तेव्हा कोरड असलेली जमीन पूर्वी केव्हा तरी समुद्राखाली असली पाहिजे, असे अनुमान त्यांनी केले होते आणि समुद्र व जमीन यांच्या क्षेत्रांची अदलाबदल होत असल्याचे दाखवून दिले होते. झीनॉफनीझ (इ. स. पू. सहावे शतक) यांनी समुद्रापासून दूर असलेल्या ठिकाणी सागरी शिंपल्यांचे थर पाहून पूर्वी कधी तरी समुद्राची पातळी तेव्हापेक्षा जास्त होती, असा अंदाज केला होता. थेलीझ (इ. स. पू. सु. ६४०-५४६) व ॲनॅक्सिमँडर (इ. स. पू. ६१०-५४६) यांनी माशांचे जीवाश्म हे आधीच्या माशांचे अवशेष असल्याचे म्हटले होते तसेच पाण्याने नदीमुखात वाळू व चिखल साचून जमिनीचे रूप बदलते, हे त्यांच्या लक्षात आले होते.

पायथॅगोरस (इ. स. पू. ५७५-४९५) यांनी काही ठिकाणची जमीन नदीच्या पाण्याने वाहून नेली जाते व दुसरीकडे ती साचून उंचवटे बनतात तसेच पृथ्वीचे अंतरंग उष्ण आहेत, असे लिहून ठेवले होते. हीरॉडोटस (इ. स. पू. पाचवे शतक) यांनी ईजिप्तमधील प्राणिकवचांचे जीवाश्म नमूद केले आहेत, शिवाय त्यांनी नाईल नदीने वाहून आणलेल्या गाळाचा अभ्यास करून तिच्या त्रिभुज प्रदेशाच्या उत्पत्तीविषयी तपशीलवार विवेचन केले होते. पृथ्वीचे अंतरंग तप्त व द्रवरूप असून पृथ्वीवर हवा, अग्नी व पाणी यांच्याद्वारे सर्व गोष्टी निर्माण होतात, असे एंपेडोक्लीज (इ. स. पू. पाचवे शतक) यांचे मत होते.

पृथ्वी गोल असल्याचे, तसेच तिची सजीवाप्रमाणे वाढ होत जाऊन तिला आजचे स्वरूप प्राप्त झाल्याचे ॲरिस्टॉटस (इ. स. पू. ३८४-३२२) याचे मत होते. त्यांनी भूकंप व ज्वालामुखीची उद्‌गिरणे (उद्रेक) यांविषयी पुष्कळ लेखन केले होते व नद्या झऱ्यांपासून बनत असल्याची शक्यता व्यक्त केली होती. थीओफ्रॅस्टस (इ. स. पू. ३७२-२८७) यांनी गाळांच्या खडकांतील माशांच्या जीवाश्मांचे वर्णन केले होते आणि खडक, खनिजे व जीवाश्म यांविषयी माहिती संकलित केली होती. स्ट्रेबो (इ. स. पू. पहिले शतक) यांनी जीवाश्मांच्या उत्पत्तीविषयी विचार केला होता. जमीन वर उचलली जाणे व बुडणे या क्रिया अंशतः भूकंप व ज्वालामुखीक्रिया यांच्यामुळे घडून येत असल्याचे त्यांचे मत होते. ल्यूशिअस सेनिका (इ. स. पहिले शतक) यांच्या पुस्तकात भूकंप, ज्वालामुखी, जमिनीवरील व भूमिगत पाणी यांची सविस्तर माहिती दिलेली आहे. लुक्रिशिअस (इ. स. पू. सु. ९६-५५), ऑव्हिड (इ. स. पू. ४३ – इ. स. १७ ?), थोरले प्लिनी (इ. स. २३ – ७९), धाकटे प्लिनी (इ. स. ६१-११३) इत्यादींनी भूमिरूपे, जीवाश्म, ज्वालामुखी, पूर, भूकंप यांची जाणीवपूर्वक निरीक्षणे केली होती.

मध्ययुग : इब्न सीना (९८०-१०३७) यांनी अशनी व पर्वतनिर्मिती यांविषयी लिहिले होते. पर्वताची झीज, गाळाचे निक्षेपण (साचणे) व वर उचलले जाणे व पुन्हा झीज हा क्रम त्यांना माहीत होता. निसर्गात निर्जीव पदार्थांपासून सजीवांचा निर्मिती अखंडपणे होत असते व जीवाश्म हे या प्रक्रियेतील अयशस्वी प्रयत्न होत, असे त्यांचे मत होते. उमर खय्याम (१०४८-११२३) यांनी हिंदी व इराणी लोकांनी बनविलेले नकाशे पाहून समुद्राचे आक्रमण व माघार झाल्याचे लिहून ठेवले आहे. मॅग्नस अल्बेटस (तेरावे शतक) यांनी खडक, खनिजे व पर्वत यांवर एक विवेचक ग्रंथ लिहिला होता.

प्रबोधन काळ : (चौदावे ते सोळावे शतक). या काळात मुद्रणाचा शोध लागल्याने व त्याचा जलद प्रसार झाल्याने एकूण ज्ञानाचाच विकास झाला, तर ओद्योगिक विकासामुळे धातू व इतर खनिज पदार्थांची मागणी वाढली. जॉर्जिअस ॲग्रिकोला (१४९४ – १५५५) यांनी भौतिकीय गुणधर्मांनुसार खनिजांचे वर्गीकरण केले (१५४६) व महत्त्वाच्या खनिजांचे वर्णनही केले. त्यामुळे ते खनिजविज्ञानाचे जनक मानले जातात. खनिजे व खनिजविज्ञानाशिवाय त्यांनी खाणकाम. जीवाश्म, धातुके, खडक, भूमिजल, धातुविज्ञान व औषधे या विषयांवर पुस्तकेही लिहिली होती.

या काळापावेतो अनेकांनी जीवाश्मांची नोंद केली होती पण ते जीवांचे अवशेष असल्याचे त्यांच्या लक्षात आले नव्हते. उदा., बेर्नार पालीसी (१५१०-८९) यांना सर्व जीवाश्म प्राण्यांचे असल्याची खात्री वाटत नव्हती. इटलीतील जीवाश्म हे तो भाग समुद्राखाली असताना त्यात गाडले गेल्याचे लिओनार्द दा व्हींची (१४५२-१५१९) यांचे मत होते. कोनराट गेस्नर (१५१६-६५) यांच्या Historia animalum या ग्रंथात प्रथमच काही जीवाश्म हे खऱ्या प्राण्यांचे अवशेष असल्याचे म्हटलेले आढळते.


सतरावे शतक : या काळापर्यंत भूवैज्ञानिक विचारसरणीवर बायबलमधील विचारांचा खूप पगडा होता. त्यामुळे इ. स. पू. ४००४ साली पृथ्वी निर्माण झाली व इ. स. पू. २३४९ साली पृथ्वीवर जलप्रलय झाला या गोष्टींचा लोकांवर प्रभाव होता. मात्र सतराव्या शतकात रने देकार्त, टॉमस बर्नेल, जॉन वुडवर्ड, विल्यम व्हीस्टन आदींनी पृथ्वीचा आधीचा इतिहास व तिची उत्पत्ती यांवर लेखन केले. पैकी वुडवर्ड यांच्या कल्पना प्रत्यक्ष निरीक्षणांवर अधिक आधारलेल्या होत्या आणि त्यावर १८९५ मध्ये त्यांनी एसे टोवर्ड ए नॅचरल हिस्टरी ऑफ द अर्थ हा ग्रंथ लिहिला. खनिजे, जीवाश्मांची वाटणी व वैशिष्ट्ये यांविषयीच्या त्यांच्या कल्पना मौलिक होत्या व त्या पुढे उपयुक्त ठरल्या.

निकोलेअस स्टीनो (१६३८-८७) यांनी व नंतर आंतॉन्यो व्हाल्लिझन्येअरी (१६६१-१७३०) यांनी इटलीमधील स्तरित खडकांचे तपशीलवार वर्णन केले व घडीच्या पर्वताच्या रचनेचे प्रथमच आकृती देऊन विवरण केले. खडकांचे थर एकानंतर दुसरा असे साचतात आणि खालचा थर वरच्या थरापेक्षा जुना असतो, हे स्तरविज्ञानातील महत्त्वाचे अध्यारोपण तत्व (नियम) स्टीनो यांनी सुचविले होते.

खनिजांच्या वैशिष्ट्यदर्शक स्फटिकांचे वर्णन प्रथम याच शतकात करण्यात आले. विशिष्ट खनिजाच्या स्फटिकाच्या ठराविक दोन पृष्ठांतील कोन नेहमी तोच असतो, असे स्टीनो यांना दिसून आले आणि नंतर याच्या आधारे खनिजांचा अभ्यास होऊ लागला. त्यांनी जीवाश्म व गाळाचे स्वरूप यांचा सखोल अभ्यास करून जीवाश्म हे एकेकाळी असलेल्या जीवांचे अवशेष असल्याचे सांगितले व विविध प्रकारे बनलेल्या गाळाच्या खडकांतील फरक स्पष्ट केला.

अठरावे शतक : या शतकात भूविज्ञानाच्या विचारसरणीत मोठे बदल झाले. पृथ्वीचे मूळचे स्वरूप आता जसेच्या तसे राहिलेले नाही, हे लक्षात आले होते (उदा., एके काळी सपाट असलेल्या खडकांना घड्या पडल्या व काही तुटलेही, तर जुने पर्वत झिजून टेकड्या बनल्या हे समजून आले होते). तसेच खडक व भूमिरूपे यांच्या विकासाला दीर्घकाळ लागल्याचे समजल्याने दीर्घ भूवैज्ञानिक काळाच्या संकल्पनेची गरज भासू लागली.

बेन्वा द माये यांनी स्तरित खडक साचण्यास दीर्घ काळ लागल्याचे प्रतिपादिले होते. मुख्य शैलसमूहाचा तळ स्फटिकी ज्वालामुखी खडकांचा बनलेला असतो, असे जोव्हान्नी आर्दुइनो यांना आढळले (१७६०). या खडकांना त्यांनी प्राथमिक, त्यांच्यावरील जीवाश्मयुक्त गाळाच्या खडकांना द्वितीयक व त्यावरील सैलसर खडकांना तृतीयक खडक अशा संज्ञा वापरल्या. इतर काहींनी अशाच संज्ञा वापरल्या होत्या व ए. जी. व्हेर्नर (१७५०-१८१७) यांनी या संज्ञा रूढ केल्या. कार्ल लिनीअस (१७०७-७८) यांनी खनिज पदार्थ व जीवाश्म यांचे वर्गीकरण केले होते.

इ. स. १७७० च्या सुमारास जर्मनीतील थुरिंजीया प्रांतातील जे. जी. लेमान आणि जी. सी. फुश्वेल या निसर्गवैज्ञानिकांनी स्वतंत्रपणे निरीक्षण करून येथील खडकांच्या उत्पत्तीविषयी केलेली अनुमाने प्रगत व भूविज्ञानाच्या अध्ययनाची योग्य दिशा दाखविणारी होती. थुरिंजियाचा प्रदेश मैदानी व जीवाश्म असणाऱ्या आणि वाळूच्या व चुनखडीच्या खडकांच्या थरांवर वसलेला आहे. तेथील एका थरात असलेली तांब्याची धातुके खणून काढण्यासाठी अनेक ठिकाणी खाणकामे चालू होती. त्यामुळे थरांच्या रचनेची व विस्ताराची चांगली माहिती मिळणे शक्य झालेले होते. थुरिंजियांच्या उत्तरेस व दक्षिणेस अरण्ये असलेले डोंगर आहेत. त्यांचा अंतर्भाव अगदी वेगळ्या प्रकारच्या म्हणजे बरीच उलथापालथ झालेल्या खडकांचा किंवा कोणतीच निश्चित रचना नसलेल्या जीवाश्मविहीन खडकांचा आहे, हे लेमान यांच्या लक्षात आलेले होते. डोंगराच्या अंतर्भागाचे खडक आद्य म्हणजे पृथ्वी निर्माण झाली तेव्हाचे असून डोंगरांच्या बांजूकडील व थुरिंजियातील स्तरित खडक आद्य खडकांच्या चुऱ्यापासून व मागाहून तयार झालेले आहेत व त्या काळी प्रचलित असलेल्या पृथ्वीवरील जलप्रलयाच्या कल्पनेस अनुसरून, जलप्रलयाच्या वेळी ते तयार झाले असे त्यांचे मत होते पण मुख्य गोष्ट म्हणजे डोंगरांच्या अंतर्भागाचे खडक आधी व इतर म्हणजे थरांच्या स्वरूपात असणारे खडक मागाहून व अनुक्रमाने तयार झाले, या गोष्टी त्यांनी ओळखल्या होत्या. खडकांच्या स्वरूपां विषयीची फुश्वेल यांची मते अशीच होती पण त्यांचे स्वतंत्र व महत्त्वाचे कार्य म्हणजे निरनिराळ्या थरांमधील साम्य किंवा भेद ओळखून काढण्यासाठी जीवाश्मांचा उपयोग करता येईल आणि आजच्या नैसर्गिक घडामोडींमुळे खडक कसे उत्पन्न होतात हे पाहून मिळालेल्या माहितीच्या साहाय्याने पूर्वीच्या खाळातील खडक कसे निर्माण झाले असतील हे ठरविता येईल, या गोष्टी दाखवून देणे हे होय. गाळांच्या खडकांचे थर प्रारंभी थर आडवे होते व मागाहून तिरपे केले गेले, हे लेमान व फुश्वेल या दोघांनाही कळून आले होते.

प्रारंभीच्या प्रमुख भूवैज्ञानिकांपैकी एक प्रख्यात व्यक्ती म्हणजे जर्मनीतील सॅक्सनी प्रांतातील फ्रायबर्गच्या खाणकाम विद्यालयातील प्राध्यापक ए. जी. व्हेर्नर होय. फ्रायबर्गचे खाणकाम विद्यालय भूविज्ञानाच्या अध्ययनाचे त्या काळातील एक प्रमुख केंद्र झाले होते. विद्यार्थ्यात भूविज्ञानाची आवड उत्पन्न करून व त्या विज्ञानाचा प्रसार करणारे विद्यार्थी तयार करून व्हेर्नर यांनी भूविज्ञानाच्या प्रगतीस पुष्कळ सहाय्य केले, यात शंका नाही. लेमान यांनी पाहणी केली त्याच क्षेत्रात निरिक्षण करून व्हेर्नर यांनी हार्ट्‌झ पर्वतातील थरांचा अनुक्रम ठरविला व त्यांचे वर्गीकरण केले. थरांचा अनुक्रम पृथ्वीवरील घटनांचा अनुक्रम दर्शवितो व त्यांनी केलेले वर्गीकरण सर्व पृथ्वीला लागू करता येईल, अशी त्यांची मते होती. तसेच त्यांनी मृण्मय, लवणी, ज्वलनशील व धातवीय असे खनिज पदार्थात वर्ग पाडले होते. खडकांच्या उत्पत्तीविषयीची त्यांची मते अत्यंत विक्षित होती. सर्व पृथ्वी वेढणाऱ्या एका आद्य महासागराच्या पाण्यातील द्रव्ये अनुक्रमाने (उदा., ग्रॅनाइट, बेसाल्ट, इ. प्रथम व त्यांवर गाळाचे द्वितीयक खडक) अवक्षेपित होऊन (साचून) सर्व खडक तयार झालेले आहेत, असा त्यांचा सिद्दांत होता.ज्वालामुखीक्रिया अलीकडेच सुरू झालेली आहे व आजच्या ज्वालामुखीपासून तयार होणाऱ्या खडकांसारखे पूर्वीच्या काळातील ज्वालामुखी खडकसुद्धा, पाणयातील द्रव्ये अवक्षेपित होऊन तयार झालेले आहेत, असे त्यांचे म्हणणे होते पण इतर कित्येक भूवैज्ञानिकांचे असे मत होते की, बेसाल्ट व ग्रनाइट यांसारखे खडक अग्निज क्रियामुळे झालेले आहेत. अग्निज खडकांच्या उत्पत्तीविषयी व्हेर्नर यांचे अनुयायी व त्यांचे विरोधक यांच्यामधील वाद दीर्घ काल (सु. १८२० पर्यंत) चालू रहिला. व्हेर्नर यांनी फारसे लेखन केले नाही व ते स्वतः अशा वादविवादात फारसा भाग घेत नसत पण त्यांचे शिष्य ते काम उत्साहाने करित. वादविवादाला पुष्कळदा कटू स्वरूप येत असे. पाण्यातील द्रव्यांच्या अवक्षेपांपासून सर्व खडक तयार झाले, असे मानणाऱ्या व्हेर्नर पंथीयांना त्यांच्या विरोधकांकडून नेप्‌च्यूनिष्ट (वरूणभक्त) असे कुचेष्टेखोर नाव दिले जात असे. उलट व्हेर्नर यांचे अनुयायी आपल्या विरोधकांना प्लुटोनिस्ट (पाताळेश्वरभक्त) किंवा व्हल्‌कॅनिस्ट (अग्निभक्त) या नावांनी हिणवीत.

त्याच काळी फ्रान्समध्ये राहणाऱ्या नीकॉला देमारे (१७२५-१८१५) या वैज्ञानिकांच्या कार्याने व्हेर्नर यांच्या सिद्धांताला सुरूंग लावण्याचे काम केले. ‘स्वतः जा व पहा’ या शीर्षकार्थाच्या लिहिलेल्या पुस्तकात त्यांनी अशी सुचना केलेली आहे की, कोणत्याही भूवैज्ञानिक सिद्धांताला खडकांची प्रत्यक्ष पाहणी करून मिळविलेल्या पुराव्याचा आधार असलाच पाहिजे. त्यांनी यूरोपातील काही जागृत ज्वालामुखी व इतर कित्येक देशांतील खडक पाहिले आणि एका तपाहून अधिक काळ निरीक्षण व मनन केल्यावर फान्समधील ओव्हर्न्य प्रदेशातील खडक ज्वालामुखी आहेत, असे आपले मत (सु. १७७०-८० या काळात) प्रसिद्ध केले. देमारे यांच्या लिखाणामुळे व्हेर्नर पंथाला उतरती कळा लागली व लिओपोल्ट फोन बूखसारख्या त्यांच्या पट्टशिष्यांना व अलेक्झाडर फॉन हंबोल्टसारख्या सहमतवाद्यांना बेसाल्ट हा ज्वालामुखी खडक आहे, हे मान्य करावे लागले.

त्याच सुमारास एडिंबरोच्या ⇨ जेम्स हटन (१७२६-९७) यांनी १७८५ साली एक लेख लिहून जुन्या मतांना धक्का दिला व त्यांच्या या कार्यामुळे आधुनिक भूविज्ञानाचा पाया घातला गेला. बेसाल्ट-ग्रॅनाइटासारखे खडक तप्त शिलारसापासून तयार झाले असले पाहीजेत, हे त्यांनी त्यांच्या निसर्गातील आढळाच्या रीतींवरून दाखवून दिले तसेच क्षरण (झीज) व वातावरणक्रिया यांनी बनलेली गाळ वाहून नेला जाऊन समुद्रांत साचतो व त्यापासून गाळाचे खडक बनतात आणि हे खडक वर उचलले जाऊन त्यांची परत झीज होते, असे त्यांचे मत होते. अशा प्रकारे पृथ्वीचे स्वरूप सावकाश बदलत असल्याचे व या बदलांच्या आधारे पूर्वीच्या घटना विशद करता येतील, असे त्यांचे मत झाले. यावरून पृथ्वीवर आज घडत असलेल्या नैसर्गिक प्रक्रिया दीर्घ काळ चालत राहूनच आजची भूमीस्वरूपे निर्माण झालेली आहेत पृथ्वीवर काही असामान्य किंवा गूढ चत्मकार घडले असणे अशक्य आहे, असा नैसर्गिक पुराव्यावर आधारलेला सिद्धांत मांडणे, हे त्यांचे महात्त्वाचे कार्य होय. हा सिद्धांत मांडणाऱ्या त्यांच्या ग्रंथामुळे (थिअरी ऑफ द अर्थ वुइथ प्रूफ्स अँड इलेस्ट्रेशन्स, (१७९५) भूवैज्ञानिक विचारसरणीत जी क्रांती घडून आली, तिला वैज्ञानिक इतिहासात क्वचितच तोड सापडेल. हटन यांच्या सिद्धांताला ‘एकरूपतावाद’ असे नाव देतात व आजच्या घडामोडी याच पृथ्वीच्या इतिहासाची गुरूकिल्ली होत, हे आधुनिक भूविज्ञानाच्या भौतिक तत्त्वांपैकी एक तत्त्व त्यांनीच प्रथम मांडले. १८०२ साली जॉन प्लेचफेयर (१७४६-१८१९) यांनी हटन यांचे मत इलस्ट्रेशन्स ऑफ द हटनियन थिअरी ऑफ द अर्थ या ग्रंथाद्वारे स्पष्ट करून मांडले.


विल्मम स्मिथ (१७६९-१८३९) यांना आंग्ले भूविज्ञानाचे जनक व स्तरविज्ञानाचे पितामह मानतात. त्यांचे बहुतेक आयुष्य क्षेत्र सर्वेक्षकाचे काम करण्यात गेले. त्यांना खडकांचे व जीवाश्मांचे नमुने गोळा करण्याचा छंद लहानपणापासून होता. क्षेत्र सर्वेक्षणाची कामे करताना त्यांना इंग्लंणडाच्या बहुतेक सर्व भागांतून हिंडावे लागले होते व इंग्लंकडातील खडक आणि जीवाश्म त्यांच्या चांगले परिचयाचे झालेले होते. एका कालव्याच्या योजनेसाठी सर्वेक्षण करीत असताना त्यांना असे दिसून आले की, खडकांच्या निरनिराळ्या थरांत निरनिराळी वैशिष्ट्ये असलेले जीवाश्म असतात व जीवाश्माच्या प्रकारांवरून निरनिराळे थर ओळखू येतात. स्मिथ यांचा हा अनुभव म्हणजे आधुनिक इतिहासात्मक भूविज्ञानाचे एक मैलिक तत्त्व ठरलेले आहे पण त्यांचे रीतसर शिक्षण झालेले नसल्यामुळे त्यांना आयुष्याच्या जवळजवळ अखेरच्या दिवसांपर्यंत स्वतःच्या शोधाचे महत्त्व कळलेले नव्हते. अनेक वर्षे सतत केलेल्या पाहणीची माहिती एकत्र जुळवून त्यांनी इंग्लंयड व वेल्सचा भूवैज्ञानिक नकाशा १८१५ साली प्रसिद्ध केला. एका व्यक्तीने एखाद्या सर्व देशाचा भूवैज्ञानिक नकाशा तयार केल्याचे हे पहिलेच व एकमेव उदाहरण होय. थरांची सापेक्ष वये ठरविण्यासाठी त्यांनी जीवाश्मांचा वापर प्रथम केला व इंग्लं डमधील खडकांचे तपशीलवार वर्गीकरण केले होते.

त्याच सुमारास फ्रान्समधील झॉर्झ क्यूव्ह्ये (१७६९-१८३२) हे जीववैज्ञानिक व आलेक्सांद्र ब्रॉन्यार (१७७०-१८४७) हे भूवैज्ञानिक यांनी सहकार्य करून पॅरिसभोवतालच्या थरांची व त्यांच्यातील जीवाश्मांची पाहणी केली होती व थरांचा कलानुक्रम ठरवून त्यांची क्षेत्रे दाखविणारा भूवैज्ञानिक नकाशा तयार केला होता. समान स्थान असणाऱ्या थरांत सारखेच जावाश्म असतात, अशा शोध त्यांनी लाविलेला होता. यावरून जीवाश्मांद्वारे एकाद्या थराचा इतरत्र शोध घेता येऊ शकेल, असे मत त्यांनी व्यक्त केले होते. अशा तऱ्हेने पुराजीवविज्ञानाचा पाया घातला गेला. तसेच जे. बी. लामार्क व क्यूव्ह्ये यांनी अनुक्रमे अपृष्ठवंशी (पाठीचा कणा नसलेल्या) व पृष्ठवंशी (पाठीचा कणा असलेल्या) प्राण्यांच्या जीवाश्मांचा जीवविज्ञानाच्या दृष्टीने अभ्यास केला यातूनच चार्ल्स डार्विन यांच्या क्रमविकासाच्या सिद्धांताचा विकास झाला. ‘फॉसिल’ (जीवाश्म) ही संज्ञा केवळ जीवांच्या शिळारूप अवशेषांसाठीच प्रथम लामार्क यांनी वापरली व रूढ केली.

खडकांच्या स्वरूपावरून पृथ्वीच्या इतिहासातील घटनांचे पुरावे मिळू शकतील व जीवाश्म हे गतकालीन जीवांचे अवशेष आहेत, या गोष्टी अठराव्या शतकातील वैज्ञानिकांस मान्य झालेल्या होत्या पण पृथ्वीवरील घडामोडींविषयी मात्र त्यांची मते अगदी वेगळी होती. पृथ्वीवर अधूनमधून किंवा प्रत्येक कल्पाच्या अखेरीस प्रचंड उत्पात घडून येतात, जमीन एकाकी वर किंवा खाली सरकून पर्वत किंवा खोल दऱ्या उत्पन्न होतात, भूपंक व ज्वालामुखीक्रिया राक्षसी प्रमाणात घडून येतात, जीवसृष्टीचा संहार होतो व प्रलयकाल संपून पुन्हा शांतता प्रस्थापित झाल्यावर नवी जीवसृष्टी निर्मिली जाते आज जमिनीवर असणारे गाळांच्या खडकांचे थर जलप्रलयाच्या वेळी गाळ साचून तयार झालेले आहेत व एकावर एक असणाऱ्या थरांच्या राशीअनुक्रमाने घडून आलेल्या जलप्रलयांच्या वेळी गाळ साचुन तयार झालेल्या आहेत, अशी मते प्रचलित असत. पृथ्वीच्या इतिहासाविषयीच्या अशा कल्पनांना प्रलयवाद किंवा कवचविरूणवाद अशी नावे आहेत. क्यूव्ह्ये व ब्रॉन्यार यांसारख्या प्रख्यात वैज्ञानिकांनी किंवा विल्यम स्मिथ या क्षेत्र सर्वेक्षकांनी लाविलेले शोध महत्त्वाचे व आधुनिक इतिहासात्मक भूविज्ञानाच्या दृष्टीने मौलिक असले, तरी खडकांच्या निर्मिती विषयीची त्यांची मते प्रलयवादास अनुसरूनच होती.

अनेक उदाहरणे देऊन हटन यांचा सिद्धांत विशद करण्याचे व त्याचा प्रसार करण्याचे कार्य ⇨ सर चार्ल्‌स लायेल (१७९७-१८७५) यांनी केले. प्रिन्सिपल्स ऑफ जिऑलॉजी हा त्यांचा १८३०-३३ सालात प्रसिद्ध झालेला ग्रंथ केवळ वैज्ञानिक वाचीत असत असे नसून सर्व पांढरपेशा वर्गात त्याचा प्रसार झालेला होता. लायेल यांच्या ग्रंथामुळे प्रलयवाद नामशेष झाला व हटन यांचा एकरूपतावाद प्रस्थापित झाला व भूविज्ञानाच्या अध्ययनाला इष्ट मार्ग मिळून त्याची प्रगती वेगाने होत गेली. १८५९ मध्ये चार्ल्‌स डार्विन यांची तत्त्वे परस्परपूरक असल्यामुळे निसर्गविज्ञानाची चांगलीच प्रगती झाली. भूमिरूपविज्ञान तसेच ज्वालामुखीक्रिया व ज्वालामुखीजन्य पदार्थ यांच्याविषयीच्या शास्त्रीय अध्ययनाला अठराव्या शतकात प्रारंभ झाला. ल्यूइस एव्हन्झ (१७००-५६), जे. ई. म्यूटार्क (१७१५-८६) व एच्. बी. द सोस्यूर (१७४०-९९) यांनी भूमिरूपविज्ञानाविषयी महत्त्वाचे कार्य केले. विल्यम हॅमिल्टन (१७३०-१८०३) व त्यांच्या सहकाऱ्यांनी इटलीतील ज्वालामुखींचे (उदा., व्हीस्यूव्हिअस, एटना) तसेच भूकंपाविषयी अध्ययन केले तर इतरांनी दक्षिण फ्रान्समधील ज्वालामुखींचे अध्ययन केले. यामुळे लाव्हा प्रवाह कसे बनतात, हे कळून आले.


एकोणिसावे शतक : या शतकात तपशीलवार निरीक्षणे करण्यात येऊ लागली व त्यांचे अहवाल लंडनच्या जिऑलॉजिकल सोसायटीतर्फे (स्थापना १८०७) प्रसिद्ध होऊ लागले. १८३५ साली राष्ट्रीय स्तरावरील पहिली भूवैज्ञानिक सर्वेक्षण संस्था (ग्रेट ब्रिटनची) स्थापना झाली. अध्ययन व संशोधन यांच्यात वाढ झाली आणि यातून भूविज्ञानाविषयीच्या ज्ञानात भर पडत गेली. पुराजीवविज्ञानाविषयीची जगभरची विपुल माहिती संकलित करण्यात आली. शिवाय भूद्रोणीतील अतिशय जड थरांना घड्या पडून पर्वत बनत असल्याचे उगड झाले.

हिमनद्यांचा ⇨ झां लुह आगास्सिझ (१८०७-७३) यांनी अभ्यास केला व हिमोढ (हिमनद्यांद्वारे वाहून येऊन साचलेले गाळ) कसे बनतात ते शोधून काढले. सावकाश हलणाऱ्या हिम-बर्फामुळे भूपृष्ठ बदलते, हे त्यांनी विशद केले. ⇨ सर आर्चिबाल्ड गायकी (१८३५-१९२४) व जेम्स गायकी (१८३९-१९१५) यांच्या कार्यामुळे आगास्सिझ यांच्या विचारांना पुष्टी मिळाली व हिमनदीविषयीचे हे विचार १८६५ पर्यंत मान्यता पावले. १८७० नंतर जेम्स गायकी यांनी इंग्लं डमध्ये, आल्ब्रेख्ट पेग्खा (१८५८-१९४५) यांनी जर्मनीत आणि टी. सी. चेंबरलीन (१८४३-१९२८) यांनी अमेरिकेत हिमानी प्लवराशींचा (हिमनदीने वाहून नेण्यात येणारा खडकांचा भुगा तसेच मुख्यतः हिमनदीमुळे बनलेले व समुद्रात अथवा हिम वितळून बनलेल्या पाण्यात साचलेले निक्षेप यांचा) तपशीलवार अभ्यास करून त्यांचे वर्गीकरण केले.तसेच या राशी हिमयुगाच्या निरनिराळ्या टप्प्यांत साचल्या आणिया टप्प्यांदरम्यानच्या आंतरहिमानी काळात इतर निक्षेप (उदा., पीट, मृदा) साचल्याचे त्यांनी दाखवून दिले. अशा तऱ्हेने हिमानी भूविज्ञानाचा जन्म झाला.

या शतकाच्या मध्यास आर्थिक भूविज्ञानाला महत्त्व प्राप्त झाले. १८४८ साली कॅलिफोर्नियात सोने सापडले आणि यूरोप व अमेरिकेत झपाट्याने औद्योगिकीकरण झाल्याने दगडी कोळसा, लोखंड व इतर धातूंची मागणी वाढली व त्यांचे समन्वेषण अधिक वेगाने करण्यात येऊ लागले. १८५९ साली खनिज तेल सापडल्यावर अमेरिकेत त्याव विशेष संशोधन होऊ लागले. या सर्वांमुळे जमिनीखालील खडकांची अधिकाधिक माहिती मिळत गेली व भूविज्ञानाच्या संशोधनाला गती प्राप्त झाली. १८७० नंतर धातुकांच्या खाणकामात प्रगती होत जाऊन त्यांच्या उत्पत्तीविषयीचा सिद्धांत पुढे आला आणि त्यामुळे धातुकांचे नवीन साठे शोधले गेले.

स्फटिकरचनेनुसार खनिजांचे वर्गीकरण ⇨ रने झ्यूस्त हॉय यांनी केले (१८२२), तर डब्ल्यू. एच्. वुलस्टन यांनी स्फटिकांच्या पृष्ठांतील कोन मोजणारे उपकरण तयार केले आणि ⇨ जेम्स ड्वाेइट डेना यांनी खनिजविज्ञानावरील प्रमाणभूत ग्रंथ (सिस्टिम्स ऑफ मिनरालॉजी) लिहिला (१८३७). अशा तऱ्हेने आधुनिक खनिजविज्ञानाचा पाया घातला गेला.

जेम्स हॉल (१८११-९८) यांनी भूद्रोणीची संकल्पना, तर सी. ई. डटन (१८४१-१९१२) यांनी समस्थायित्वाचा सिद्धांत मांडला [⟶ समस्थायित्व]. सर जेम्स हॉल (१७६१-१८३२) यानी भट्टीत खडक वितळवून प्रत्यक्ष प्रयोगांद्वारे हटन यांची मते ताडून पाहिली व प्रायोगिक भूविज्ञानाचा पाया घातला. रॉबर्ट मॅलेट यांनी भूकंपाचा अभ्यास केला आणि भूपृष्टाखाली केलेल्या स्फोटांद्वारे निर्माण होणाऱ्या तरंगांची (आंदोननांची) गती कशी मोजावी ते शोधून काढले.

या शतकात भूवैज्ञानिक परीक्षणे करण्याच्या उपकरणांत पुष्कळ भर पडली आणि त्यांत सुधारणाही करण्यात आल्या. खडकांतील अतिसूक्ष्म घटक नुसत्या डोळ्यांनी ओळखू येत नाहीत. १८५१ साली एच्. सी सॉर्बी (१८२६-१९०८) यांनी खडकाचे तुकडे घासून तयार केलेल्या अगदी पातळ चकत्या काचेवर चिकटवून त्यांचे सूक्ष्मदर्शकाने परिक्षण करण्याची युक्ती शोधून काढली. निरनिराळ्याखनिजांतील प्रकाशाचा वेग वेगवेगळा असतो, त्यांचे इतर प्रकाशीय गुणधर्म निरनिराळे असतात आणि सामान्यतः ०.०२५ मिमी. जागीच्या खडकाच्या चकतीतून प्रकाश पलीकडे जाऊ शकतो, या गोष्टींचा उपयोग अशा परीक्षणांत केला जातो. अशा तऱ्हेने सूक्ष्मदर्शकाने खडकातील बहुतेक घटक (खनिजे) व त्यांच्या सूक्ष्म संरचना आणि त्यावरून खडकाचा प्रकार ओळखणे शक्य झाले. यातूनच शिलाविज्ञान व शिलावर्णनविज्ञान या शाखांचा उदय झाला.


विसावे शतक : खडकांची अधिक अचूक वये काढण्याच्या पद्धतींचा शोध या शतकात लागला. अर्नेस्ट रदरफर्ड यांनी खडकांचे वय ठरविण्यासाठी किरणोत्सर्गी समस्थानिकांचा (भेदक कण वा किरण बाहेर टाकणाऱ्या व तोच अणुक्रमांक परंतु भिन्न अणुभार असणाऱ्या त्याच मूलद्रव्याच्या प्रकारांचा) उपयोग होऊ शकेल, असे १९०५ साली सांगितले. पुढे या पद्धतीमुळे खडकांची निरपेक्ष वये ठरविता येऊ लागली. [⟶ खडकांचे वय पृथ्वीचे वय].

क्ष-किरणांच्या साहाय्याने स्फटिकांची अंतर्गत संरचना समजते, असे १९१२ साली माक्स फोन लौए यांनी शोधून काढले. विल्यम ब्रॅग व लॉरेन्स ब्रॅग या पितापुत्रांनी क्ष-किरणांच्या साहाय्याने स्फटिकाच्या अणूमधील अंतर कळू शकते, असे दाखवून दिले. यामुळे खनिजविज्ञानाच्या अभ्यासात विशेष प्रगती झाली. १९५० च्या सुमारास ⇨ इलेक्ट्रॉन सूक्ष्मदर्शकाचा वापर सुरू झाला तर १९६० नंतर क्रमवीक्षण इलेक्ट्रॉन सूक्ष्मदर्शक वापरात आल्याने त्रिमितीय प्रतिमा मिळू लागल्या. यांमुळे अतिसूक्ष्म जीवाश्म, प्राणिकवचांची व स्फटिकांची संरचना इत्यादींच्या अभ्यासाचे नवीन दालन उघडले गेले.

दक्षिण अमेरिका व आफ्रिका ही दोन खंड एके काळी एकमेकांना जोडलेली होती, असे ए. स्नायडर यांनी १८५३ सालीच सांगितले होते. मात्र या कल्पनेशी जुळणारा खंडविल्पवाचा सिद्धांत अल्फ्रेड व्हेगेनर यांनी १९१५ साली प्रसिद्ध केला. एके काळी आताची सर्व खंडे मिळून एक सलग भूमी होती तिचे तुकडे होऊन आणि ते एकमेकांपासून दूर जाऊन आजची खंडे निर्माण झाली आहेत, असे त्यांनी या सिद्धांतात म्हटले होते. या सिद्धांताविषयी नंतर बराच वादविवाद झाला. खंडे एकमेकांपासून दूर सरकविणारी निश्चित यंत्रणा माहित नसणे, ही या सिद्धांतापुढील खरी अडचण होती. [⟶ खंडविल्पव].

खंडनिर्मितीचा दुसरा सिद्धांत १९५४ साली जे. टी. विल्सन यांनी मांडला. हल्लीच्या खंडीय ढालक्षेत्रांच्या मध्यभागी असलेल्या स्थिर केंद्रापासून खंडाची वाढ होते, असे त्यांनी या सिद्धांतात म्हटले आहे.

आर्. डीट्स व एच्. एच्. हेस यांनी १९६०-६२ च्या दरम्यान समुद्रतळ विस्तारणाची संकल्पना मांडली. तिच्यानुसार भूकवचातील मूळच्या भेगांचे प्रसरण होत जाऊन आजच्या महासागरांच्या द्रोणी बनल्या. त्यामुळे खंड ‘तरंगत’ राहून दूरवर जात राहिले (आर्थर होम्स यांनी अशीच संकल्पना १९३१ साली मांडली होती पण तिच्याकडे तेवढे लक्ष गेले नाही). तदनंतरच्या काळात समुद्रतळाचे जे समन्वेषण झाले त्यामुळे या संकल्पनेला पुष्टी मिळाली आहे.

इ. स. १९६०-७० या काळात भूपट्ट सारंचनिकी हा सिद्धांत पुढे आला. त्यामध्ये बदलत जाणाऱ्या पृथ्वीची एक नमुनाकृती मानली आहे. पृथ्वीच्या घनरूप अंतरंगातील मंद संनयनी हालचालींमुळे अधिक थंड, ठिसूळ अशा पृथ्वीच्या बाहेरच्या आवरणाचे मोठे तुकडे म्हणणे भूपट्ट तयार होतात व ते एकसारखे एकमेकांच्या सापेक्ष गतिशील (हालत) असतात. यांच्या सीमावर्ती भागांत भूवैज्ञानिक घटना, क्रिया (उदा., भूकंप, ज्वालामुखी इ.) एकवटलेल्या आढळतात. जेथे भूपट्ट एकमेकांजवळ दूर जातात. तेथे नवीन कवच निर्माण होते उलट जेथे ते एकमेकांजवळ येतात, तेथे जुने कवच अंशतः अंतरंगात मिसळून जाते व अंशतः त्याची जाडी वाढून पर्वतरांगा बनतात. अशा तऱ्हेने खंड एकमेकांलगत येण्याच्या व एकमेकांपासून दूर जाण्याच्या क्रिया पूर्वीच्या काळात झाल्या आहेत. यावरून खंडविल्पवाचे स्पष्टीकरण देता येते. समुद्रतळ विस्तारण आणि भूपट्ट सांरचनिकी या दोन्हींमुळे भूवैज्ञानिक विचारसरणीत क्रांती घडून येण्याची शक्यता व्यक्त करण्यात येते. [⟶ भूपट्ट सारंचनिक].

या शतकात कित्येक अधिक कार्यक्षम व उपयुक्त अशी नवनवीन रासायनिक व भौतिक उपकरणे उपलब्ध झालेली आहेत. क्ष-किरण उपकरणे, इलेक्ट्रॉन सूक्ष्मदर्क्षक, द्रव्यमान वर्णपटमापक, ऊष्मीय विश्लेषण उपकरणे इत्यादींचा शोध लागल्यामुळे अत्यंत सूक्ष्म आकारमानाची खनिजे ओळखून काढणे शक्य व सुलभ झालेले आहे. तसेच भूकंप, गुरुत्व किंवा चुंबकत्व यांचे मापन करणारी उपकरणे वापरून जमिनीखालच्या अदृश्य खडकांच्या रचना ओळखून काढणेही शक्य झालेले आहे. आपणास दिसणाऱ्या खडकांचे गुणधर्म व रचना यांचे परीक्षण करून आपण त्यांच्या उत्पत्तीविषयी जी अनुमाने करतो, त्यांचा पडताळा पाहण्यासाठी शक्य असेल तेव्हा तेव्हा प्रयोग करून पाहिले जातात. निसर्गात आढळणारी बरीचशी खनिजे कृत्रिम रीतींनी तयार करण्यात आलेली आहेत व अशी खनिजे कोणत्या परिस्थीतीत म्हणजे किती दाब व तापमान, तसेच कोणते रासायनिक घटक असताना निर्माण होतात, हे माहीत झाल्यामुळे नैसर्गिक खनिजे कोणत्या परिस्थितीत निर्माण झाली असतील, हे कळून येण्यास मदत होते. दाब पडल्याने खडकांवर व त्यांच्या रचनांवर कोणते परिणाम होतात यांविषयीही प्रयोग करून पाहाण्यात आले आहेत व खडकांत आढळून येणाऱ्या घड्या व इतर रचना कशा निर्माण झाल्या असतील, हे समजण्यासाठी अशा प्रयोगांचा उपयोग होतो. प्रवासाची साधनेही वाढलेली आहेत. खडकांची पाहणी करताना पूर्वी पायी, घोड्यावरून किंवा गाडीतून प्रवास करावा लागे. आता मोटारी, विमाने, कृत्रिम उपग्रह इ. वापरून निरीक्षणाचे किंवा सर्वेक्षणाचे काम केले जाते. पूर्वी दुर्गम असलेल्या प्रदेशाची पाहाणी करणे आता शक्य झालेले आहे व अशा प्रदेशांविषयीच्या माहितीची भर आपल्या ज्ञानात पडत आहे पण तपशिलात भर पडली, तरी आधुनिक इतिहासात्मकभूविज्ञानाच्या मूलभूत सिद्धांतात फरक झालेला नाही व होण्याचा संभव दिसत नाही. पृथ्वीच्या कवचाविषयी बरीच माहिती उपलब्ध झालेली आहे पण कवचाखाली असणाऱ्या भागांची प्रत्यक्ष माहिती मिळालेली नाही ती मिळविण्याचे प्रयत्न मात्र चालू आहेत.

पृथ्वीचे संघटन : खनिजविज्ञान, शिलविज्ञानस शिलाजनन, शिलावर्णन, धातुकनिर्मितीच्या प्रक्रिया आणि भूरसायनशास्त्र यांचा पृथ्वीच्या संघटनाशी संबंध येतो.

खनिजविज्ञान : पृथ्वीवरील खडक बव्हंशी खनिजांचे बनलेले असतात. खनिजांचे भौतिक गुणधर्म (उदा., रंग कठीणपणा, कस इ.) रासायनिक संघटन (रा. सं.), ती निसर्गात कशा प्रकारे आढळतात, ती कशी ओळखावीत, त्यांचे स्फटिकाकार व उपयोग इत्यादींचा अभ्यास खनिजविज्ञानात केला जातो. याकरिता आधुनिक प्रयोगशाळांमध्ये विविध प्रकारची उपकरणे वापरतात.

खडक व धातुक निक्षेप यांचे मूलभूत घटक म्हणून खनिजांचा अभ्यास भूविज्ञानाच्या दृष्टीने आवश्यक आहे. मात्र या दोन्ही विज्ञानांत उद्भुवणारे प्रश्न व वापरण्यात येणारी तंत्रे यांच्यात पुष्कळ बाबतींत वेगळेपणा असतो. त्यामुळे खनिजविज्ञान हे एक गुंतागुंतीचे मोठे विज्ञान बनले असून त्याचा भूविज्ञानाइतकाच रसायनशास्त्र व भौतिकी यांच्याशीही निकटचा संबंध येतो.

सुमारे ३,००० खनिजे माहित असून त्यांपैकी बहुतेक पृथ्वीवरील खडकांत आढळतात आणि थोडीच पृथ्वीच्या बाहेरची (उदा., अशनींतील म्हणजे बाह्य अवकाशांतून पृथ्वीवर येऊन पोहोचलेल्या पृथ्वीबाहेरच्या पदार्थांतील आहेत. तथापि भूकवचाच्या बाहेरच्या भागात विपुल प्रमाणात आढळणाऱ्या खडकांच्या दृष्टीने यांपैकी थोडीच खनिजे महत्त्वाची आहेत (उदा., ग्रॅनाइटी खडकांच्या दृष्टीने फेल्स्पार, क्वार्ट्झत व अभ्रक तर चुनखडकांचा संबंधात कॅल्साइट व डोलोमाइट). पुष्कळ खडकांचे खनिज संघटन जटिल असते आणि काही खडकांतील (उदा., शेल) खनिज कण (उदा., मृद् खनिज)अगदी सूक्ष्म असतात. त्यामुळे त्यांच्या अघ्ययनासाठी खास तंत्रे वापरावी लागतात (उदा., इलेक्ट्रॉन सूक्ष्मदर्शक कारण याच्या साहाय्याने प्रतिमेचे हजारोपट वर्धन करता येते).

प्रत्येक खनिजातील अणूंची संरचना वैशिष्ट्यपूर्ण असते व आदर्श स्थितीत ती स्फटिकाच्या आकाराने दर्शविली जाते. अनुकूल परिस्थितीत चांगले पूर्णाकृती स्फटिक बनतात (उदा., क्वॉर्ट्झी, मीठ इ.) मात्र द्रव्याचे मोठ्या प्रमाणावर स्फटिकीभवन होताना अशी अनुकूल परिस्थिती नसते. अशा ठिकाणी ज्यांच्यापासून स्फटिकांची वाढ होते, त्या कणांची गर्दी झालेली असते त्यामुळे स्फटिकांची पूर्ण वाढ होऊ शकत नाही. मात्र अशा अपूर्णाकार स्फटिकांची अंतर्गत आणवीय संरचना ही त्यांचे वैशिष्ट्य दर्शविणारीच असते.

खडकांतील खनिजे ओळखण्यासाठी विविध प्रकारची प्रभावी उपकरणे वापरतात. पैकी सूक्ष्मदर्शकाने खडकांच्या सु. ०.०२५ मिमी. जाडीच्या चकत्यांचे निरीक्षण करतात. ध्रुवणकारी (एकाच प्रतलात कंप पावणारा प्रकाश निर्माण करणारा) लोलक जोडलेल्या सूक्ष्मदर्शकाने ध्रुवित प्रकाशात असे निरीक्षण करता येते. वेगवेगळ्या खनिजांचे स्फटिक त्यांच्या वैशिष्ट्यपूर्ण प्रकाशकीय गुणधर्मावरून ओळखता येतात. अशा तऱ्हेने खडकाचे खनिज संघटन समजू शकते. अपारदर्शक खनिज ओळखण्याकरिता परावर्तित प्रकाशाचे तंत्र वापरतात. धातुकांच्या बाबतीत हे तंत्र विशेष उपयुक्त ठरते. क्ष-किरणांच्या साहाय्याने खनिजाच्या आणवीय संरचनेच्या आकृतिबंधाचे चित्र छायाचित्रणाच्या फिल्मवर मिळू शकते व आणवीय संरचनेवरून खनिज ओळखता येते. मृद् खनिजांचे कण अतिसूक्ष्म असल्याने ती ओळखण्यासाठी इलेक्ट्रॉन सूक्ष्मदर्शकाचा वापर करतात. काही मृद् खनिजांच्या ऊष्मीय गुणधर्मांत ओळखता येऊ शकेल इतका फरक असतो. भेददर्शी ऊष्मीय विश्लेषण तंत्रात या फरकांचा खनिजे ओळखण्यासाठी उपयोग करून घेण्यात येतो. यासाठी वापरण्यात येणाऱ्या उपकरणाने सरळ आलेख मिळतात व या आलेखांद्वारे खनिज संघटन कळू शकते.


स्फटिकविज्ञानामध्ये स्फटिकांचे भूमितीय गुणधर्म व अंतर्गत संरचना यांचा अभ्यास केला जातो. सामान्यतः खनिजे स्फटिकरूप असल्याने स्फटिकविज्ञान हे खनिजविज्ञानाचे आवश्यक अंग आहे. अर्थात जैव व अजैव स्फटिक-द्रव्यांशीही स्फटिकविज्ञानाचा संबंध येत असल्याने ते इतर विज्ञानशाखांशीही (उदा., धातुविज्ञान, भौतिकी, मृत्तिकाविज्ञान इ.) निगडित आहे. घ्रुवणकारी व शिलावर्णनकारी सूक्ष्मदर्शक, क्ष-किरण विवर्तन सामग्री आणि कोनमापक या उपकरणांचा वापर स्फटिकांच्या अध्ययनात होतो. [⟶ स्फटिकविज्ञान].

खनिज आणि खडकांचे रासायनिक विश्लेषण करणे हे त्यांच्या अभ्यासाच्या दृष्टीने महत्त्वाचे आहे. अचूक परिमाणात्मक रासायनिक विश्लेषण इतर तंत्रांना चांगले पूरक ठरते व पुष्कळ नमुन्यांच्या बाबतीत रासायनिक परीक्षा महत्त्वाची ठरते. उदा., काचमय पोत असणाऱ्या खडकांतील अणूंची मांडणी सुपष्ट झालेली नसते व त्यामुळे त्यांचे सूक्ष्मदर्शकाच्या साहाय्याने अध्ययन करता येत नाही. अशा वेळी परिमाणात्मक रासायनिक विश्लेषणाचा उपयोग करावा लागतो.

खनिजे कशी निर्माण होतात, याचा अभ्यासही खनिजविज्ञानात केला जातो. खनिजांची उत्पत्ती जाणून घेण्यासाठी भौतिकीय रसायनशास्त्र व ऊष्मागतिकी (उष्णता आणि यांत्रिक व इतर ऊर्जा यांतील संबंधांचे गणितीय विवरण करणारे शास्त्र) या विज्ञानांचा उपयोग होतो. तयार होणाऱ्या स्फटिकी द्रव्यांच्या विद्रावांचे प्रयोगशाळेतील नियंत्रित परिस्थितीत निरीक्षण करून काही माहिती मिळते. विद्रावांचे तापमान व संहती (विद्रावात विरघळविलेल्या पदार्थाचे प्रमाण) यांचे काळजीपूर्वक नियंत्रण करून कृत्रिम रीतीने ठराविक खनिजे निर्माण करणे शक्य असते. तसेच सापेक्षतः उच्च तापमानाला व दाबाला घन पदार्थांत वा खनिज गटात होणारे रूपांतर अभ्यासणे, हीही खनिजनिर्मिती जाणून घेण्याची एक प्रायोगिक पद्धत आहे. प्रयोगाद्वारे मिळालेली अशी माहिती आणि रसायनशास्त्र व भौतिकी यांच्यातील सैद्धांतिक माहिती यांचा एकत्रित विचार केल्यास निसर्गातील पुष्कळ खनिजे ज्या स्थितीत निर्माण झाली, त्या स्थितीविषयी अनुमान करणे शक्य होते. [⟶ खनिजविज्ञान भूरसायनशास्त्र].

शिलाविज्ञान : यात खडकांचा अभ्यास केला जातो. खडकांची उत्पत्ती, रासायनिक व भौतिक गुणधर्म, खनिज संघटन, इतिहास, त्यांच्यांत होणारे बदल इ. गोष्टी शिलाविज्ञानात विचारात घेतल्या जातात. अशा तऱ्हेने याचा खनिजविज्ञान, भूरसायनशास्त्र, संरचनात्मक भूविज्ञान इ. शाखांशी संबंध येतो. शिलाविज्ञान व खनिजविज्ञान यांच्यातील काही प्रश्न समाईक आहेत (उदा., खनिज वा खडक निर्माण होण्याच्या वेळची भौतिक परिस्थिती म्हणजे तापमान, दाब, काळ इत्यादी) .

पृथ्वीच्या कवचाच्या घन घटकांस खडक म्हणतात. खडक या शब्दाची भूवैज्ञानिक व्याख्या सामान्य व्यवहारातील अर्थापेक्षा अधिक व्यापक आहे. खडक कठीण व एकसंध म्हणजे संसक्त असतात, असे सामान्यतः मानले जाते [उदा., काळा खडक (बेसाल्ट) किंवा संगमरवर]. माती, वाळू , गोटे यांसारखे सुटे घटक असणाऱ्या पदार्थांना खडक म्हणत नाहीत पण भूविज्ञानात त्यांचाही समावेश खडक या संज्ञेत केला जातो. कवचाच्या सर्वच घन घटकांना खडक म्हणतात. मग ते मऊ असोत किंवा कठीण असोत, संसक्त असोत किंवा सुट्या कणांचे ढीग असोत. भूकवच व पृथ्वीचे अंतरंग यांच्याशी शिलाविज्ञान सैद्वांतिक दृष्ट्या निगडीत आहे. प्रत्यक्षात भूकवचाच्या सर्वांत बाहेरील भागातून उपलब्ध होऊ शकतील त्या खडकांचे अध्ययन यात मुख्यतः केले जाते. असे काही खडक खंड व बेटे यांवर उघडे पडलेले असून त्यांनी पृथ्वीचा सु. ३०% पृष्ठभाग व्यापलेला आहे.

खडकांचे नमुने काळजीपूर्वक तपासून पाहिले, तर असे आढळून येते की, खनिजांचे अनेक बारिक कण एकत्र होऊन ते तयार झालेले असतात म्हणजे खडक हे खनिजांच्या कणांचे समुच्चय असतात. एखादा खडक कोणत्या प्रकारचा आहे हे ठरविण्यासाठी तो कोणत्या खनिजांचा बनलेला आहे हे प्रथम पाहावे लागते व खडकांचे यथार्थ ज्ञान होण्यासाठी खनिजांची चांगली माहिती असावी लागते. पृथ्वीच्या कवचात वारंवार आढळणारे खनिज-प्रकार आठ-दहाच आहेत व त्याना शैलकर खनिजे असे नाव देतात. पुष्कळसे खडक मुख्यतः दोन ते पाच प्रकारांच्या खनिजांचे बनलेले असतात (उदा., ग्रॅनाइट हा मुख्यतः फेल्सपार, क्वॉर्‌् झ व अभ्रक या खनिजांचा बनलेला असतो). काही खडक एकाच खनिजाच्या कणांचे बनलेले असतात [उदा., शुद्ध सैंधवाचा खडक सैंधवाच्या कणांचा व शुद्ध संगमरवर हा कॅल्साइटच्या (चुनखडीच्या) कणांचा असतो]. खडकांचे घटक मोठे, भरड आकारमानाचे असले म्हणजे त्यांची खनिजे ओळखून काढणे विशेष कठीण नसते पण कित्येक खडकांचे कण सूक्ष्म किंवा अतिसूक्ष्म असतात व त्याची खनिजे ओळखून काढण्यासाठी सूक्ष्मदर्शक किंवा विशेष प्रकारची उपकरणे वा रासायनिक पद्धती वापराव्या लागतात. उत्पत्तीनुसार खडकांचे अग्निज, गाळाचे (अवसादी) व रूपांतरित असे तीन प्रकार केले जातात.


अग्निज खडक : वितळलेल्या खडकांचे उष्ण रस निवून घन झाले म्हणजे अग्निज खडक तयार होतात. अग्निज खडकांच्या मूळच्या उष्ण, द्रवरूप पदार्थाला ⇨ शिलारस म्हणतात व शिलारस एकाद्या ज्वालामुखीच्या द्वारे बाहेर पडला म्हणजे त्या द्रवास लाव्हा म्हणतात. काही नैसर्गिक क्रियांमुळे पृथ्वीच्या कवचाच्या उथळ किंवा खोल भागात शिलारस तयार होतात. अग्निज खडकांच्या काही जाती कशा तयार होतात, हे कित्येक जागृत ज्वालामुखींत पाहावयास मिळते. पृथ्वीच्या कवचात नळासारखे छिद्र किंवा भेग पडून तिच्या वाटे तप्त पदार्थ बाहेर लोटले म्हणजे ज्वालामुखीचे उद्‌गीरण झाले असे आपण म्हणतो. कित्येक उद्‌गीरणांत उष्ण वायू व खडकांचा तप्त चुरा म्हणजे धूळ -वाळू-खडे–धोंडे यांसारखे घन पदार्थ बाहेर फेकले जातात पण इतर कित्येक उद्‌गिकरणांत उष्ण वायू व लाव्हा बाहेर पडतात. उष्ण वायू वातावरणात शिलारस किंवा त्यांच्यातील वाफेचे पाणी होऊन ते वाहून जाते. लाव्हा मात्र ज्वालामुखीच्या सभोवताली वाहात पसरत जातो व निवल्यावर थिजून त्याच्या ज्वालामुखी खडक तयार होतो. निरनिराळ्या ज्वालामुखींतून बाहेर पडणारे लाव्हे किंवा एकाच ज्वालामुखीतून वेगवेगळ्या वेळी बाहेर पडणारे लाव्हे एकाच प्रकारचे असतात असे नाही. त्यांचे रासायनिक संघटन भिन्न असणे शक्य असते म्हणून ज्वालामुखींच्या लाव्ह्यांपासून अनेक जातींचे खडक तयार होतात.

शिलारसाचा मुख्य घटक म्हणजे सिलिका व तिचे प्रमाण सु. ५० ते ७० टक्के असते. तिच्याशिवाय ॲील्युमिना, सोडा, पोटॅश, लाइम, मॅग्नेशिया आणि लोहाची ऑक्सइडे हीसुद्धा कमीअधिक प्रमाणात असतात. वरील घटकांशिवाय शिलारसाचे महत्त्वाचे घटक म्हणजे विद्रुतावस्थेत असलेली पाण्याची वाफ व इतर वायू हे होत. त्यांचे प्रमाण अल्प असते पण अग्निज खडक निर्माण करणाऱ्या अनेक प्रक्रियांवर त्यांचा प्रभाव पडत असतो व शिलारस थिजून अखेरीस तयार होणाऱ्या खडकांचे स्वरूप ठरविण्यात त्यांचा बराच वाटा असतो म्हणून ते अत्यंत महत्त्वाचे ठरतात. सारांश, शिलारस म्हणजे सिलिका व कित्येक धातूंची ऑक्साइडे यांचा व ज्याच्यात विद्रुतावस्थेत वायू दाबून धरलेले आहेत असा, उष्ण प्रवाही पदार्थ किंवा द्रव असतो. काही कारणामुळे शिलारस निवून थंड झाला म्हणजे त्याच्यात असलेले वायू बहुतांशी निघून जातात व इतर पदार्थांचा घन खडक तयार होतो. शिलारसापासून स्फटिक किंवा काच असे दोन अगदी भिन्न प्रकारचे घन पदार्थ उत्पन्न होणे शक्य असते. अशा प्रकारे खडकाचा पोत (कणांचे आकारमान) ठरतो. शिलारस मंद गतीने निवला व दीर्घ काळ द्रवावस्थेत राहून घन झाला म्हणजे त्याच्यात विलीन अवस्थेत असलेल्या घटकांचे अणू एकत्र येऊन खनिजांचे स्फटिक निर्माण होण्याला अवसर मिळतो व शिलारस निवण्याची गती पुरेशी मंद असली म्हणजे सर्वस्वी स्फटिकांचा बनलेला असा खडक तयार होतो. शिलारसांचा मुख्य घटकांची वर दिलेली नावे लक्षात घेतली म्हणजे त्यांच्यापासून तयार होणाऱ्या स्फटिकांच्या म्हणजेच खनिजांच्या–रासायनिक स्वरूपाची कल्पना येते. अग्निज खडकांची प्रमुख खनिजे वर उल्लेख केलेल्या धातूंची ॲ्ल्युमिनो-सिलिकेटे, सिलिकेटे व सिलिका यांची बनलेली असतात. शिलारस वेगाने निवला म्हणजे स्फटिक निर्माण होण्याला वेळच मिळत नाही त्यामुळे तो तसाच थिजून काच तयार होते. स्फटिक व काच यांची कमीअधिक प्रमाणात मिश्रणे असलेले अग्निज खडकही वारंवार आढळतात.

कवचात असलेल्या शिलारसाच्या साठ्याची अवस्था बंद बाटलीत असलेल्या सोडावॉटरसारख्या वतपूरित पेयासारखी असते. बाटलीचे बूच उघडताच आतील पाण्यात दाबून भरलेला वायू बाहेर पडू लागतो व तो उसळून बाहेर पडत असताना त्याच्याबरोबर थोडे पाणीही बाहेर पडत असते. ज्वालामुखीक्रियेत असेच होत असते. पृथ्वीच्या पृष्ठापासून निघून तो शिलारसाच्या जागेपर्यंत जाऊन पाहोचणारे एखादे नळीसारखे छिद्र किंवा भेग काही कारणाने कवचात तयार झाली म्हणजे शिलारसात कोंढलेले वायू त्याच्या वाटे जोराने बाहेर पडू लागतात त्यांच्याबरोबर आतील शिलारसाचा काही अंश बाहेर पडणे शक्य असते. अशा कारणांमुळेच ज्वालामुखीतून लाव्हे बाहेर पडत असतात. दाबून भरलेले वायू शिलारसात नसते, तर खोल जागेतला शिलारस पृथ्वीच्या पृष्ठभागी आणून टाकण्याची क्रिया घडली नसती. ज्वालामुखीतून बाहेर लोटला गेलेला लाव्हा पृथ्वीच्या पृष्ठावर उघड्या जागी पसरत असल्यामुळे तो वेगाने निवतो व घन होतो. म्हणजे त्याची द्रवावस्था दीर्घ काळ टिकत नाही. त्यामुळे स्फटिक तयार होण्याला किंवा त्याची वाढ होण्याला पुरेसा वेळ मिळत नाही व लाव्हा थिजून तयार झालेला खडक मुख्यतः सूक्ष्म किंवा अतिसूक्ष्म स्फटिक व काच यांच्या मिश्रणाचा असतो. द्रवरूप लाव्हा थिजून घन होत असताना त्याच्यातील वायू बाहेर पडत असताना व त्याच्यामुळे उत्पन्न झालेल्या लहान मोठ्या पोकळ्या ज्वालामुखी खडकांत सामन्यतः असतात. ज्वालामुखी खडकांपैकी वारंवार आढळणारा खडक बेसाल्ट होय. महाराष्ट्राच्या बहुतेक सर्व भागांत आढळणारा काळा खडक बेसाल्टच आहे. ज्वालामुखींच्या सर्वच उद्‌गीरणांत लाव्हे बाहेर पडतात असे नाही. काही उद्‌गीरणे तप्त धोंडे, खडे, वाळू, राख आणि धूळ यांसारख्या घन पदार्थांची असतात. ज्वालामुखीतून फेकले गेलेले घन पदार्थ खाली पडून त्याच्या मुखाभोवती शंकूच्या आकाराचे ढीग (डोंगर) तयार होतात.

ज्वालामुखीच्या उद्‌गीरणांत खोल जागेतील शिलारसापैकी काही भागच बाहेर येतो. ज्या नळाच्या वाटेने वायू व शिलारस उसळून वर येतात, त्या नळात शिलारसाचा काही भाग राहतो. शिलारसापासून सुरू होऊन कवचात पसरणाऱ्या पण कवचाच्या पृष्ठभागी येऊन न पोहचणाऱ्या अशा भेगा निर्माण होणेही शक्य असते. अशा भेगा पडल्या म्हणजे खोल जागेतील शिलारस त्याच्यात शिरून वर सरकतो व अखेरीस त्या भेगा शिलारसाने भरल्या जातात. कवचातील भेगांत शिरलेला शिलारसही कालांतराने निवतो व त्याचा खडक बनतो. खडक मंद उष्णतावाहक असल्यामुळे त्यांच्या भेगांत राहणारा शिलारस लाव्हाच्या मानाने अगदी मंद गतीने निवतो. भेगा मोठ्या असल्या, तर शिलारसाचा घन खडक होण्याला प्रदीर्घ काळ, कित्येक शतके लागणे शक्य असते. चिंचोळ्या भेगा-फटींत शिरलेला शिलारस मात्र वेगाने निवतो. कवचातील भेगांत मंद गतीने निवलेल्या शिलारसाचे सर्वस्वी स्फटिकांचे असे खडक बनतात. त्यांचे घटक सामान्यतः भरड किंवा मध्यम कणांचे असतात व त्यांची मुख्य खनिजे नुसत्या डोळ्यांनी ओळखू येतात. अशा खडकांपैकी प्रमुख म्हणजे ग्रॅनाइट व ग्रॅब्रो हे होत. कवचाच्या भेगांत घुसलेल्या शिलारसापासून तयार झालेल्या अग्निज खडकांस अंतर्वेशी किंवा अंतःक्षेपित खडक अशी नावे देतात. काही अंतर्वेशी खडकांवरील इतर खडक दीर्घकाळ झीज होऊन निघून गेल्याने ते पृष्ठावर उघडे पडलेले आढळतात. सारांश, अग्निज खडकांचे दोन

मुख्य वर्ग आहेत : ते म्हणजे (१) पृथ्वीच्या पृष्ठभागी तयार झालेले ज्वालामुखी खडक व (२) कवचाच्या पोकळ्यांत तयार झालेले अंतर्वेशी किंवा अंतःक्षेपित खडक. त्यापैकी पहिल्या वर्गाच्या खडकांची उत्पत्ती कशी होते, हे आपणास ज्वालामुखी-केंद्रात प्रत्यक्ष पाहता येते. याकरिता काही ज्वालामुखी-केंद्रावर अखंडपणे निरीक्षणे केली जातात. शिवाय ज्वालामुखी खडक पृष्ठभागी तयार होत असल्याने त्यांचे निरिक्षण अधिक सहजपणे करता येऊ शकते. अंतर्वेशी खडकांच्या उत्पत्तीच्या प्रक्रिया मात्र अप्रत्यक्ष रीतींनी जाणाव्या लागतात. अर्थात उघड्या पडलेल्या अंतर्वेशी खडकांचे प्रत्यक्ष अध्ययन करता येते. प्रयोगशाळेत उच्च तापमानाची व दाबाची परिस्थिती निर्माण करता येऊ लागल्याने कृत्रिम रीतीने खडक बनविणे शक्य झाले. अशा कृत्रिम रीतीने निरिक्षण करून खडकाच्या निर्मितीविषय़ी माहिती मिळते. त्यामुळे कृत्रिम व नैसर्गिक खडकांची तुलना करून नैसर्गिक खडकांच्या निर्मितीच्या वेळी असलेल्या परिस्थितीविषयी अनुमान करणे शक्य होते.

कित्येक शिलारसांत मौल्यवान धातू अल्प प्रमाणात असतात व अग्निज खडक निर्माण होत असताना काही विशिष्ट विक्रिया घडून आल्या, तर शिलारसांत विरघळलेल्या स्थितीत असलेले व त्यांच्यात सर्वत्र पसरलेले धातूंचे अंश एकत्रित केले जातात. कित्येक धातुकांचे निक्षेप म्हणजे साठे अशा रीतीने उत्पन्न झालेले असतात. [⟶ अग्निज खडक ज्वालामुखी -२ ].


गाळाचे खडक : पुराचे पाणी ओसरून गेल्यावर नद्यांच्या काठांशी किंवा त्यांच्या पात्रांच्या कोरड्या पडलेल्या भागात चिखल, वाळू , गोल-गुळगुळीत गोटे इ. पाण्याने टाकून दिलेले पदार्थ आढळतात. वाहत्या पाण्याने टाकून दिलेले तशाच प्रकारचे पदार्थ नद्यांच्या मार्गावर असलेल्या अनेक जागी किंवा नद्या समुद्रात शिरत असतील, तर त्या समुद्राच्या तळाशी साचत असतात व ते साचून त्यांच्या जाड (कित्येकशे मीटर जाडीच्या) राशी तयार होतील, अशी परिस्थिती कोठेकोठे असते. वाऱ्याबरोबर वाहात गेलेली धूळ व वाळू साचून किंवा हिमनद्या व बर्फाचे थर यांच्याबरोबर वाहात गेलेले दगडधोंडे व दगडी चुरा साचून तयार होणाऱ्या किंवा झालेल्या राशीही आढळतात. वारा, वाहते पाणी किंवा वाहते हिम-बर्फ यांनी नेलेल्या व साचविलेल्या सर्व दगडी चुऱ्यास गाळ (अवसाद) म्हणतात. वर उल्लेख केलेल्या सर्व प्रकारच्या राशींचे घटक प्रारंभी सुटे असतात पण गाळ साचून राशीची जाडी वाढली म्हणजे खालच्या गाळावर वरच्या गाळाच्या भाराचा प्रचंड दाब पडतो. शिवाय इतर अनेक प्रक्रियांही घडून येतात. त्यामुळे पूर्वी सुटे असलेले घटक कालांतराने एकत्र चिकटविले जातात व सुट्या गाळांचे एकसंध, संसक्त खडक तयार होतात. घटकांच्या प्रकारावरून अशा खडकांस निरनिराळी नावे दिली जातात. वाहत्या पाण्याने गुळगुळीत, गोल झालेले पुष्कळ गोटे ज्याच्यात आहेत अशा खडकाला पिंडाश्म म्हणतात. खडबडीत, झीज न झालेले पुष्कळ तुकडे असलेल्या खडकास कोणाश्म म्हणतात. वाळूचे कण एकत्र चिकटून तयार झालेल्या खडकास वालुकाश्म (वाळूचा दगड) म्हणतात. घट्ट चिकटलेली माती थराच्या रूपात असली म्हणजे त्या खडकाला पंकाश्म म्हणतात. पोथीत समांतर कागद असतात तशी मातीची रचना असणारा थर असला म्हणजे त्या खडकास शेल म्हणतात. गाळवटी खडक, चुन खडक, डोलोमाइट इ. गाळाचे खडकही महत्त्वाचे आहेत.

गाळाच्या खडकांपैकी सर्वांत महत्त्वाचे म्हणजे समुद्राच्या तळावर साचलेल्या गाळांचे खडक होत. समुद्राच्या पाण्याचे प्रवाह पुरेसे जोरदार असले म्हणजे त्यांच्यात शिरणारा गाळ किनाऱ्याशीच साचून राहत नाही. तो सर्वच्या सर्व अधिक खोल भागातील तळावर पसरून टाकला जातो. दगड व गोटे किनाऱ्याजवळच साचविले जातात. भरड वाळू अधिक दूरच्या, बारीक वाळू त्यांच्यापेक्षा दूरच्या व चिखलाचे कण त्याच्याही पलीकडे व किनाऱ्यापासून सर्वांत दूर असलेल्या समुद्राच्या तळावर साचविले जातात. गाळ साचून तयार होणारी राशी थरासारखी (चादरीसारखी) असते. गाळ साचणे दीर्घ काळ चालू राहिले म्हणजे तो साचून तयार होणाऱ्या राशी सपाट आडव्या थरांसारख्या असतात. साचण्याच्या क्रियेत खंड पडून अधूनमधून निक्षेपण झाले, तर थर स्पष्टपणे वेगळे दिसतात. कवचे किंवा हाडे असणारे असंख्य जीव समुद्रात असतात व त्यांच्यापैकी शेकडो प्रत्यही मरत असतात. त्यांची शरीरेही समुद्राच्या तळावर साचत असतात व ती तेथे साचणाऱ्या गाळात पुरली जातात. त्यांचे मऊ भाग नाश पावतात पण कठीण भाग टिकून राहणे शक्य असते. ते टिकून राहिले, तर त्यांचे जीवाश्म होतात. समुद्राच्या तळाशी साचलेल्या राशींचे घटक सुरवातीला अर्थात सुटे असता. कालांतराने ते एकत्र चिकटविले जाऊन वालुकाश्म, पंकाश्म, शेल यांसारखे एकसंध खडक तयार होतात. सरोवरात व नद्यांच्या पूरभूमींवर गाळ साचूनही गाळ्यांच्या खडकांचे थर तयार होतात.

रासायनिक विक्रियांनी (अंदुकाश्म, काही डोलोमाइट), जैव क्रियांनी (काही चुन खडक) अथवा जीवांचे अवशेष साचून (पीट, दगडी कोळसा, काही चुनखडक) सुद्धा गाळाचे खडक तयार होतात.

प्रत्येक खंडावर विस्तृतपणे पसरलेले विविध काळांतील गाळाचे खडक आढळतात. काही ठिकाणी हे साचलेले तसेच क्षितिजसमांतर असलेले आढळतात. उलट विशेषकरून डोंगराळ भागात त्यांचे विरूपण झालेले आढळते.

अवसाद शिलाविज्ञान : गाळाच्या खडकांचे वर्णन व वर्गीकरण, गाळाची वाहतूक व निक्षेपण करणाऱ्या प्रक्रिया, गाळ साचण्याच्या वेळची परिस्थिती व साचल्यानंतर त्यात होणारे बदल (उदा., घट्ट होणे, संयोजक साचणे इ.) यांचा अभ्यास या शाखेत केला जातो. तसेच गाळ व गाळाचे खडक यांच्यातील संरचनात्मक वैशिष्ट्यांचा (उदा., प्रतिस्तरण, शिरा इ.) विचारही यात केला जातो. कार्बोनेटी खडकांशी (चुनखडक व डोलोमाइट) आणि अकार्बोनेटी खडकांशी (वालुकाश्म, पंकाश्म, गाळवटी खडक, पिंडाश्म, वाळू, मृत्तिका इ.) निगडीत असे याचे विभाग पाडले जातात. [⟶ गाळाचे खडक].

रूपांतरित खडक : सर्वसाधारणपणे रूपांतरणाचे गतिज व ऊष्मीय असे दोन प्रमुख प्रकार ओळखले जातात. गतिज रूपांतरणात तीव्र प्रेरणा व कदाचित घर्षणजन्य उष्णता यांद्वारे खडकांत बदल घडून येतात. अंतर्वेशित अग्निज राशीच्या सान्निध्यामुळे अथवा इतर प्रकाराने तापमान वाढून खडकांत बदल झाल्यास त्यांना ऊष्मीय रूपांतरण म्हणतात. या दोन्हींचे खडकांवर वेगवेगळे परिणाम होतात. या दोन्हींच्या एकत्रित परिणामांमुळे (उदा., काही पर्वत भागांत) अतितीव्र प्रकारचे रपांतरण घडून येते.

कवचाची हालचाल होत असताना खडकांवर दाब पडणे किंवा ते वर किंवा खाली नेले जाणे अशा गोष्टी घडत असतात. पृष्ठभागी असलेल्या खडकांपेक्षा खोल भागातील खडकांचे तापमान अधिक असते व पृष्ठाजवळचा एखादा खडक खोल जागेत नेला गेला म्हणजे त्याचे तापमान वाढते. इतर रीतींनीही खडकांचे तापमान वाढणे शक्य असते. उदा., खडकांतील पोकळीत शिलारस घुसला म्हणजे त्याच्या उष्णतेने त्याच्यालगत असणारे खडक तापतात. शिलारसातील द्रव अथवा वायूतील मूलद्रवे सभोवतालच्या खडकांत घुसल्यास रूपांतरणाची तीव्रता वाढते. केवळ तापमान वाढल्याने शेल खडकांपासून रूपांतरणाने हॉर्नफेल्स खडक बनतात. नैसर्गिक घडामोडींत (उदा., गिरिजननात) खडकांच्या परिस्थितीत बराच बदल झाला, म्हणजे त्यांच्यावर बराच दाब पडला किंवा त्यांचे तापमान वाढले किंवा या दोन्ही गोष्टी एकाच वेळी घडून आल्या, तर त्यांच्या मूळच्या स्वरूपात बरेच फेरफार घडून येतात. उदा., खडकांचे मूळची संरचना म्हणजे घटक कणांची मांडणी बदलते मूळच्या खनिजांचे स्फटिक अधिक मोठे होतात किंवा वर उल्लेख केलेल्या फेरफारांपैकी दोन किंवा सर्व गोष्टी घडून येतात. सामान्यतः खडकांचे मूळचे रासायनिक संघटनही बदलते. मूळ खडकांतील काही वैशिष्ट्ये रूपांतरित खडकांत टिकून राहिलेली आढळतात. यावरून रूपांतरणाच्या काळात खडक सारतः घन अवस्थेत राहत असावेत. आधीच्या (उदा., अग्निज वा गाळाच्या) खडकांत फेरफार घडून येऊन तयार झालेल्या खडकांस रूपांतरित खडक म्हणतात. रूपांतरित खडकांपैकी अगदी सर्वांच्या परिचयाचा खडक म्हणजे लिहिण्याचा पाटीचा दगड होय. मातीसारख्या सूक्ष्मकणांनी बनलेल्या पंकाश्म, शेल व इतर खडकांवर एकंदरीत नीच तापमान असताना एखाद्या दिशेने दाब पडला म्हणजे त्यांचे पाटीच्या खडकांत रूपांतर होते. दाबामुळे माती घट्ट होते आणि तिच्यात ⇨ पाटन निर्माण केले जाते. पाटीच्या खडकांत समांतर पाटनपृष्ठे असतात व अशी पाटनपृष्ठे असल्यामुळेच पाटीच्या खडकाचे पातळ फरशीसारखे थर सहज अलग करता येतात. रूपांतरित खडकांपैकी महत्त्वाचे असे इतर खडक म्हणजे पट्टीताश्म आणि सुभाजा होत. हे खडक एकाच दिशेने पडणारा दाब व उष्णता यांच्या संयुक्त प्रभावामुळे तयार झालेले असतात. ते पूर्णतः स्फटिकमय असतात व त्यांची संरचना समांतर पट्ट्यांसारखी असते. पट्टिताश्मात क्वॉर्ट्‌झ व फेल्स्‌पार व क्वॉर्ट्‌झ आणि थोडेसे अभ्रक यांचे बनलेले असतात. ग्रॅनाइटाची खनिजे कोणत्याही विशिष्ट दिशेने रचलेली नसतात पण ग्रॅनाइट पट्टिताश्मातील अभ्रकाच्या चकत्या जवळजवळ समांतर रांगा होतील अशा रीतीने रचलेल्या असतात व त्यामुळे ग्रॅनाइट पट्टिताश्माची रचना पट्टेदार झालेली असते. सुभाजा हे मुख्यतः अभ्रकासारख्या खनिजांचे म्हणजे चकत्यांसारखा आकार असणाऱ्या खनिजांचे किंवा काड्यांसारखा आकार असणाऱ्या हॉर्नब्लें डासारख्या खनिजांचे बनलेले असतात व त्यांचा घटक स्फटिकांची मांडणी जवळजवळ समांतर असते. एखाद्या पानाच्या जुडग्यात पाने किंवा कडब्याच्या पेंढीत ताटे असावित तशी सुभाजातील खनिजांची रचना असते. त्यामुळे त्यांना फोडून त्यांचे पत्र्यासारखे चपटे तुकडे सहज करता येतात. तापमान उच्च असताना पार्श्विक (बाजूंकडून पडणाऱ्या) दाबामुळे मातीच्या खडकांत अभ्रकाचे भरड स्फटिक तयार होतात व अभ्रकी सुभाजा नावाचा सर्वस्वी स्फटिकामय खडक तयार होतो. तो मुख्यतः अभ्रकाचा बनलेला असतो. त्याच्यातील अभ्रकाच्या चकत्या जवळजवळ समांतर असतात व पाटीच्या दगडापेक्षाही अधिक सुलभपणे त्याचे तक्ते वेगळे करता येतात. रूपांतरित खडकांचा आणखी एक प्रकार म्हणजे मूर्ती किंवा पुतळे करण्यासाठी वापरला जाणारा संगमरवर हा होय. चुन्याच्या खडकांवर बंदिस्त जागेत उष्णतेच्या परिणामाने स्फटिकीकरण होऊन संगमरवर तयार होतो. काही अग्निज म्हणून मानण्यात आलेले खडक हे शिलारस थिजून नव्हे, तर रूपांतरणाने बनल्याचे आता उघड झाले आहे.

दाब, तापमान व विविध प्रकारच्या रूपांतरित खडकांमधील खनिजांचा संच निर्माण होताना असणारी परिस्थिती यांच्याशी निगडीत असलेले रूपांतरणाचे प्रश्न हे अग्निज शिलाविज्ञानातील अशाच प्रश्नांसारखे असतात. रूपांतरित खडकांच्या अभ्यासातून मिळालेली माहिती भूविज्ञानामधील पुष्कळ मूलभूत प्रश्नांच्या दृष्टीने महत्त्वाची ठरते. उदा., रूपांतरित खडकांमधील उच्च दाबाला बनलेल्या खनिजांच्या आधारे मूळचे खडक जास्तीत जास्त किती खोलीवर गाढले गेले होते, ते समजू शकते, तर तापमानाच्या ठराविक पल्ल्यात तयार होणाऱ्या रूपांतरित खनिजांवरून अंतर्वेशनाच्या वेळी अग्निज राशीच्या सीमेवरील तापमानाविषयी अनुमान करता येते. [⟶ रूपांतरित खडक].


शिलाजनन व शिलावर्णन : या शिलाविज्ञानाच्या शाखा मानल्या जातात. शिलाजननामध्ये खडकांची उत्पत्ती व निर्मिती यांचा अभ्यास केला जातो, तर खडकांचे वर्णन व पद्धतशीर वर्गीकरण यांचा अभ्यास शिलावर्णनात करतात. काहींच्या मते शिलावर्णनामध्ये रासायनिक, खनिजवैज्ञानिक व पोताच्या दृष्टींनी खडकाचे निखळ वर्णन केले जाते. इतरांच्या मते खडकांचे वर्गीकरण व उत्पत्ती ही स्पष्ट होण्याच्या हेतूने असे वर्णन करण्यात येते. विशेषकरून सूक्ष्मदर्शकाच्या साहाय्याने केलेल्या निरिक्षणाच्या आधारे असे वर्णन केले जात असले, तरी प्रत्यक्ष क्षेत्रात व हातनमुन्यांच्या रूपात केलेली खडकांची निरिक्षणेही यात येतात. [⟶ शिलाविज्ञान].

धातुक बनण्याच्या प्रक्रिया : ज्याच्यापासून एक वा अधिक धातू फायदेशीर रीतीने मिळवता येतात, अशा खडकाला धातुक म्हणतात. धातुक बऱ्याच प्रमाणात ज्यात असते, त्या खडकाच्या भागाला धातुक निक्षेप (साठा) म्हणतात. धातुके खडकांमध्ये अल्प प्रमाणात व इतस्ततः विखुरलेली असतात. काही नैसर्गिक प्रक्रियांद्वारे अशी धातुके एकत्रित केली गेल्याने धातुक निक्षेप बनतात. यांपैकी काही महत्त्वाच्या प्रक्रिया पुढीलप्रमाणे होत.

धातुक निक्षेपांचे स्वरूप व ते आढळण्याची तऱ्हा पाहिल्यास बहुतेक निक्षेप अग्निज खडकांच्या निर्मितीच्या वेळी होणाऱ्या प्रक्रियाद्वारे तयार झाले असावेत, असे दिसते. शिलारस निवताना काही खनिजांचे स्फटिक प्रथम, काहींचे मागाहून तर काहींचे त्याहीनंतर तयार होतात. अशा तऱ्हेने बनलेले धातूच्या खनिजांचे स्पटिक गुरूत्वाकर्षण, कवचातील हालचालींमुळे पडणारा दाब वगैरे कारणांमुळे इतरांपासून अलग केले गेले, तर धातुक निक्षेप तयार होऊ शकतो. काही बाष्पनशील (बाष्परूपात उडून जाणारी) द्रव्ये व काही धातू यांच्यात आकर्षण असते व ही दोन्ही एकाच शिलारसात असली, तर धातूचे एकत्रीकरण होण्यास मदत होते. शिलारसातील वाफेपासून बनलेल्या गरम पाण्यात धातूंची संयुगेही विरघळलेली असतात. ज्या चिरा-भेगांतून हे पाणी वर येते त्यांत धातूची संयुगे साचून निक्षेप बनू शकतो. रासायनिक विक्रियेद्वारे खडकातील एखाद्या खनिजाची जागा दुसऱ्याने घेतली, तर या क्रियेला कायांतरण म्हणतात. शिलारसातील अथवा पृष्ठभागावरील विद्रवांद्वारे असे कायांतरण होऊनही धातुक निक्षेप निर्माण होतात.

भूपृष्ठावरील पाण्यात विरघळलेली संयुगे अवक्षेपित होऊनही (साक्याच्या रूपात खाली बसूनही) निक्षेप तयार होतात. उथळ समुद्रात अवक्षेपणाने धातुक निक्षेप बनले आहेत. दलदलीच्या प्रदेशात काही धातुक निक्षेप बनण्यास अनुकूल स्थिती असते. वातावरणाद्वारे घडून येणाऱ्या प्रक्रियांमुळे खडकातील काही घटक निघून जात राहिले व मागे उरणारे घटक धातुकयुक्त असले, तर दीर्घकाळात निक्षेप बनू शकतात. वातावरणक्रिया वा झीज होऊन खडकाचा भुगा होतो. वारा, पाणी, लाटा, गुरूत्वाकर्षण वगैरेंमुळे या चुऱ्याची वाहतूक होताना जड व टिकाऊ खनिजे एकत्र गोळा होऊन प्लेसर निक्षेप बनतात. धातुकयुक्त खडकांच्या रूपांतरणांद्वारेही निक्षेप निर्माण होतात. खडकांतील भेगांत शिलारस थिजून अथवा त्यातील उष्ण विद्राव वा इतर विद्राव यांच्यात विरघळलेली द्रव्ये साचून खनिज शिरा तयार होतात. खनिज शिरेच्या उथळ भागातील धातुक मुरणाऱ्या पाण्याने हळूहळू खालील भागात नेले जाते. धातुकांवर वातावरण क्रिया होऊन त्यांची विद्राव्य संयुगे बनतात. ती मुरणाऱ्या पाण्याने खालच्या भागांत नेऊन तेथे पुन्हा अविद्राव्य रूपात निक्षेपित होतात. अशा प्रकारे ही क्रिया दीर्घकाळ चालू राहिली, तर शिरेच्या खालील भागात या धातुकाचे प्रमाण वाढून निक्षेप बनतो. [⟶ धातुक धातुक निक्षेप].

भूरसायनशास्त्र : यात पृथ्वी व तिचे घटक यांचा रसायनशास्त्राच्या दृष्टीने अभ्यास करतात. अशा प्रकारे भूविज्ञानाशी निगडीत असलेल्या बहुतेक सर्व बाबींमध्ये रसायनशास्त्रातील माहितीचा वापर केला जातो. कारण पृथ्वी विविध मूलद्रव्यांची बनलेली असून भूविज्ञानाच्या दृष्टीने विचार करावी लागणारी बहुतेक सर्व द्रव्ये व प्रक्रिया यांचा रासायनिक दृष्ट्या विचार करता येतो. भूविज्ञान व भूरसायनशास्त्र यांतील बहुतेक प्रश्न एकमेकांत गुतंलेले असल्यामुळे केवळ भूरसायनशास्त्राचे म्हणता येथील असे प्रश्न वेगळे काढता येत नाहीत. (१) सूर्यफुल, आकाशगंगा व विश्व यांतील मूलद्रव्यांची उत्पत्ती व विपुलता (२) पृथ्वीचा गाभा, प्रावरण (भूकवच व गाभा यांच्या दरम्यानचा सु. २,९०० किमी. जाडीचा भाग), कवच, जलावरण व वातावरण यांतील मूलद्रव्यांची विपुलता (३) स्फटिकांच्या संरचनेतील आयनांचे (विद्युत्‌ भारित अणू, रेणू वा अणुगट यांचे) वर्तन (४) थंड होणाऱ्या शिलारसातील विक्रिया आणि खोल जागी घुसलेल्या अग्निज राशींची उत्पत्ती व उत्क्रांती (५) ज्वालामुखी खडकांचा रासायनिक अभ्यास व ज्वालामुखीक्रियेशी संबंधित आविष्कार (उदा., ज्वालामुखीतून बाहेर पडणारे वायू, उन्हाळी, धातुक निक्षेपांची उत्पत्ती इ.) (६) आधीच्या खनिजांचा क्षय व नव्यांची निर्मिती करणाऱ्या वातावरण क्रियेतील विक्रिया (७) वातावरणक्रियेने बनलेल्या पदार्थांची नैसर्गीक पाण्यातील विद्रावांद्वारे वाहतूक (८) सैल गाळाचा घट्ट खडक होताना आणि गाळाचे संयोजन होताना होणारे रासायनिक बदल आणि (९) रूपांतरणाच्या वेळी वाढत्या प्रमाणात होत जाणारे रासायनिक व खनिजवैज्ञानिक बदल यांच्याशी निगडीत असलेल्या प्रश्नांचा विचार भूरसायनशास्त्रात केला जातो.

भूविज्ञानातील तसेच अगदी भिन्न अशा विज्ञानांमधील अनेक शाखोपशाखांशी भूरसायनशास्त्राचा संबंध येतो. विश्वस्थितिशास्त्रात भूरसायनशास्त्राचा अनेक प्रकारे उपयोग होतो. उदा., अशनींच्या रासायनिक संघटनाचा अभ्यास पृथ्वी, चंद्र व इतर ग्रहांतील मूलद्रव्यांची सापेक्ष विपुलता, अशनी तसेच भूकवचातील व चंद्रावरील खडकांचे वय किरणोत्सर्गाद्वारे काढणे. स्वतः मानव, तो ज्यांवर अवलंबून असतो व ज्यांच्यासह राहतो ते जीव यांच्यावर खडक, मृदा व अन्न यांत लेशमात्र प्रमाणात असणाऱ्या धातूंचे (मूलद्रव्यांचे) होणारे परिणाम महत्त्वाचे असतात. उदा., वैरणीत तांबे व कोबाल्ट या मूलद्रव्यांची कमतरता असली, तर तीमुळे काही चरणाऱ्या जनावरांना विशिष्ट रोग होतात व त्याचा तेथील लोकांच्या आरोग्यावर परीणाम होऊ शकतो. मूलद्रव्यांचे खडकांतील प्रमाण आणि ती मृदा व खडकांत कोणत्या संयुगांच्या रूपात आहेत, यांवर अशी कमतरता अवलंबून असते. भूरसायनशास्त्राने हे समजण्यास मदत होते. सोयीसाठी भूरसायनशास्त्राचे पृथ्वीचे रसायनशास्त्र, जैव भूरसायनशास्त्र व समस्थनिकीय भूरसायनशास्त्र असे विभाग पाडले जातात.


पृथ्वीचे रसायनशास्त्र : पृथ्वीच्या निरनिराळ्या भागांपैकी कवचाच्या काही भागांचेच निमुने प्रत्यक्ष मिळू शकतात व अंतरंगाविषयीची माहिती ही अप्रत्यक्षपणे मिळते.

(१) अंतरंग : अशनी हे पृथ्वीसारखे संघटन व संरचना असलेल्या गतकालीन ग्रहाचे तुकडे मानण्यात येतात व त्यावरून विशेषतः पृथ्वीच्या अंतरंगाविषयी अंदाज करण्यात येतात. पैकी धात्विक म्हणजे लोह-निकेलाचे प्रमाण जास्त असलेले अशनी हे त्या ग्रहाच्या गाभ्याचे भाग मानले जातात. आश्मिक अशनींचे संघटन अत्यल्पसिकत (सिलिकेचे प्रमाण अत्यल्प असलेल्या) खडकांसारखे असून त्यांची घनता प्रावरणाशी साम्य असल्याचे मानतात. धात्वाश्मिक हा या दोन्हींमधील अशनींचा प्रकार पृथ्वीचा गाभा व प्रावरण यांतील संक्रमण अवस्था दर्शवितो, असे समजतात.

पृथ्वीची झोतभट्टीशी तुलना करतात. झोतभट्टीत सर्वांत खाली धातवीय आणि त्याच्यावर अनुक्रमे सल्फाइडयुक्त व सिलिकेटयुक्त प्रावस्थांचे थर आढळतात. त्याचप्रमाणे जर पृथ्वी कधी काळी वितळलेल्या स्वरूपात असेल, तर अशा तऱ्हेचे थर तिच्यात निर्माण होणे शक्य आहे. मात्र पृथ्वीच्या अंतरंगात सल्फाइडयुक्त थर आढळलेला नाही.[⟶ पृथ्वीचे अंतरंग].

(२) कवच : याच्या संघटनाविषयी थोडीच माहिती मिळू शकते कारण थोडेच प्रत्यक्ष नमुने मिळू शकतात. खडक व खनिजांचे वेगवेगळे प्रकार व त्यांचे भिन्न सापेक्ष प्रमाण यांमुळे कवचाचे प्रातिनिधिक असे नमुने घेणे अवघड वा अशक्य आहे. त्यामुळे कवचाचे कोणतेही सरासरी रासायनिक संघटन हे शेवटी स्थूल स्वरूपाचेच राहणार. असे असले, तरी कवचाचा ९९% भाग ऑक्सिजन, सिलिकॉन, ॲ ल्युमिनियम, लोखंड, कॅल्शियम, सोडीयम, मॅग्नेशियम, टिटॅनियम आणि मँगॅनीज या मूलद्रव्यांचा बनलेला आहे. शिवाय सिलिकॉन व ऑक्सिजन यांच्या जोडीनेच बहुतेक संयुगे बनतात.

भूकवचातील द्रव्याचे अखंडपणे चालणारे चक्र हा भूरसायनशास्त्रातील मोठा व सर्वसामान्य प्रश्न आहे. जलावरण, वातावरण, पर्वतनिर्मिती व इतर प्रकारचे विरूपण इत्यादींच्या क्रियांमुळे हे चक्र चालू राहाते. वाहतूक होताना आणि खडक बनताना (म्हणजे कवचाच्या चक्रात) मूलद्रव्यांचे एकत्रीकरण व अलगीकरण झाल्याने त्यांच्या स्थानिक समतोलात होणारे बदल हे भूरसायनशास्त्राच्या दृष्टीने महत्त्वाचे आहेत. भूपृष्ठानजीकच्या सापेक्षतः कमी तापमानाच्या पाण्यात विरघललेल्या द्रव्यांचे वर्तन हा या चक्राचा अविभाज्य भाग आहे. वातावरण क्रियेद्वारे प्रवाहात आलेले विद्युत्‌ पदार्थ नंतर समुद्रात जातात. तेथे त्यांपैकी काही विरघळलेले राहतात व काही गाळाचे खडक बनताना त्यांत निघून जातात.

(३) वातावरण : ज्वालामुखी व त्याच्याशी निगडीत असलेल्या आविष्कारांमार्फत वायू वातावरणात जाऊन आद्य वातावरण बनले. नंतर हे वायू बाहेर निघून गेले. नंतर कार्बन डाय-ऑक्साइड व पाण्याची वाफ यांचे प्रमाण वाढत गेले. सु. ३.१ ते २.७ अब्ज वर्षांपूर्वीच्या काळात ⇨ प्रकाशसंश्लेषण करणाऱ्या (सूर्यप्रकाशापासून मिळणाऱ्या उर्जेचा उपयोग करून कार्बन डाय-ऑक्साइड व पाणी यांपासून कार्बोहायड्रेटांच्या रूपात अन्नाची निर्मिती करणाऱ्या) वनस्पती अवतरल्या व ऑक्सिजन वातावरणात आला सु. १.६ अब्ज वर्षांपूर्वी ऑक्सिजनाचे प्रमाण आताच्या १% होते. त्यामुळे आदिम (आद्य) प्राणी अवतरले. आदिम वातावरण क्षपणकारी ⟶ क्षपण] होते, तर आताचे ऑक्सिडीकारक आहे. ज्वालामुखीद्वारे वातावरणाची भूरासायनिक उत्क्रांती संथपणे होत आली आहे. अशा प्रकारे येथील जीवांनी आपला स्वतःचा वातावरणीय परिसर निर्माण केला.

(४) महासागर : यांची उत्क्रांतीही सावकाश झाली. खडकांतील व खनिजांतील पाणी बाहेर पडून आद्य महासागर (जलावरण) बनले असावेत. नंतर सर्व काळ महासागर पृथ्वीवर आहेतच.

(५) सियाल व सिमा : खंड (कवच) व महासागर यांच्या खालील खडकांमध्ये मूलभूत फरक आहेत. खंडाखालील खडक फिकट रंगाचे, हलके व सिकत (सिलिकेचे प्रमाण जास्त असणारे) असून त्यांच्यात सिलिकॉन व ॲाल्युमिनियम विपुल असल्याने त्यांना सियाल म्हणतात. उलट महासागराखालील खडक गडद रंगाचे, अधिक घनतेचे अल्पसिकत असून त्यांच्यात सिलिकॉन व मॅग्नेशियम विपुल असल्याने त्याना सिमा म्हणतात.

जैव भूरसायनशास्त्र : यात जैव द्रव्यांचे वर्तन व त्यांचे निक्षेपण यांचा अभ्यास करतात. जीवविज्ञान व कार्बनी रसायनशास्त्राशी याचे निकटचे संबंध आहेत. जीवनिर्मितीच्या वेळचे पृथ्वीवरील रासायनिक पर्यावरण, जलावरणात-विशेषतः वातावरणात –जीवांमुळे होत गेलेले बदल आणि खडकांतील जैव द्रव्याचा अंतर्भाव (उदा., गाळाच्या खडकांतील कार्बनयुक्त द्रव्य) हे या विज्ञानातील प्रमुख प्रश्न आहेत. जैव द्रव्याची उत्पत्ती व त्यांचे रूपांतरण होऊन दगडी कोळसा, खनिज तेल व नैसर्गिक वायू (खनिज इंधन वायू) यांचे साठे तयार होतात. तसेच खडकांवरील वातावरणक्रिया व मृदानिर्मिती, कॅल्शियम कार्बोनेटासारख्या विरघळणाऱ्या द्रव्याचे विरघळणे, अवक्षेपण व स्त्रवण आणि गाळापासून गाळाचे खडक बनताना होणारे फेरफार यांसारख्या पुष्कळ भूरासायनिक प्रक्रियांवर जैव रासायनिक विक्रियांचा प्रभाव पडतो.

समस्थानिकीय भूरसायनसास्त्र : मूलद्रव्यांच्या नैसर्गिक समस्थानिकांच्या भूरासायनिक कार्याचा अभ्यास यात केला जातो. काही मूलद्रव्यांचे अनेक समस्थानिक असतात [उदा., ऑक्सिजनाचे ऑक्सिजन (१६), ऑक्सिजन (१७) व ऑक्सिजन (१८) असे विविध द्रव्यमानांक-अणुकेंद्रातील प्रोटॉन व न्यूट्रॉन यांची एकूण संख्या-असलेले समस्थानिक]. अणुकेंद्रातील विशिष्ट प्रकारची मांडणी हे प्रत्येक समस्थानिकाचे वैशिष्ट्य असते. (उदा., ऑक्सिजनाच्या वरील प्रत्येक समस्थानिकाच्या अणुकेंद्रात ८ प्रोटॉन असातात पण न्यूट्रॉन मात्र ८, ९, १० असतात).

भूविज्ञानातील अनेक प्रमुख कार्याचा या शाखेशी संबंध येतो. निरनिराळे समस्थानिक असणाऱ्या रेणूंच्या द्रव्यमानांतील फरकामुळे विविध प्रकारच्या ठराविक समस्थानिकांचे प्रमाण वाढणे वा घटणे ही अशी एक संबंधित बाब आहे. पुढील उदाहरणाद्वारे ती स्पष्ट करता येईल. ऑक्सिजन (१८) अणू असलेल्या पाण्याच्या रेणूचे वजन ऑक्सिजन (१६) अणू असलेल्या पाण्याच्या रेणूपेक्षा ११ टक्के जास्त असते. या फरकाचा बर्फाचे पाणी वा पाण्याची वाफ होण्याच्या वेगावर परिणाम होतो. परिणामी बाष्पीभवन, संद्रवण व स्फटिकीभवन यांसारख्या नैसर्गिक प्रक्रियांमुळे वेगवेगळ्या समस्थानिकांचे वाढत्या प्रमाणात विभाजन वा विभक्तीकरण होत राहते उदा., पाण्याच्या बाष्पीभवनाने पाण्यातील ऑक्सिजन (१८) चे प्रमाण वाढते, तर वाफेतील त्याचे प्रमाण घटते. ही वध-घट थोडी असली, तरी मोजता येण्याऐवढी असते. समस्थानिकांच्या अशा विभाजक प्रक्रियांवर तापमानातील बदलाचा परिणाम होतो. परिणामी विविध समस्थानिकांचे प्रमाण मोजून तापमानाविषयी अंदाज करणे शक्य होते. उदा., विविध सागरी प्राण्यांच्या कॅल्शियमी कवचांच्या आणि जीवाश्मांतील ऑक्सिजन (१८) च्या संदर्भातील ऑक्सिजन (१६) चे प्रमाण अचुकपणे राहात असलेल्या समुद्रांच्या तापमानाविषयी मोजले, तर ते प्राणी अंदाज करण्याचे एक साधन उपलब्ध होते.

हिमनद्यांचा मोठा विस्तार झाला त्या काळात व या विस्तारांच्या दरम्यानच्या काळात महासागरांच्या तापमानात झालेले बदल अनुमानाने काढण्यात आले. त्यासाठी समुद्रतळावरच्या गाळातून मिळविण्यात आलेल्या तरंगणाऱ्या प्राण्यांच्या जीवाश्मांच्या सांगाड्यातील समस्थानिकांचे प्रमाण ठरविण्यात आले. थंड होणाऱ्या शिलारसातून वाढत्या प्रमाणात स्फटिक बाहेर निघून जाण्याची प्रक्रियाही अशीच तापमानातील फरकाची निदर्शक असल्याने तिच्या बाबतीत समस्थानिकांचे विश्लेषण करणे उपयुक्त ठरते.

किरणोत्सर्गी कालमापनाला भूविज्ञानात अतिशय महत्त्व असून या शाखेतच त्याचा समावेश होतो. किरणोत्सर्गी कालमापनाच्या पद्धती व सापेक्ष वय ठरविण्याच्या जुन्या परंपरागत पद्धती यांच्याद्वारे खडक, पृथ्वी, अशनी, चंद्र, भूवैज्ञानिक घटना यांचे निरपेक्ष वय काढता येणे. किरणोत्सर्गी कालमापनाच्या पद्धती पुढील तत्त्वावर आधारलेल्या आहेत: किरणोत्सर्गी द्रव्याचे विघटन एका ठराविक वेगाने एकसारखे होत असते व मागे विशिष्ट क्षय-द्रव्य उरते. यामुळे एकाद्या किरणोत्सर्गी समस्थानिकाचा अर्धायुकाल (अणूंच्या मूळ संख्येपैकी निम्म्याइतके अणू शिल्लक राहण्यास लागणारा काळ) हा स्थिर असतो . अशा तऱ्हेने वय काढण्यासाठी मुख्यत्वे युरेनियम (२३८) व (२३५), पोटॅशियम [⟶ खडकांचे वय पृथ्वीचे वय]. कार्बन (१४) हा समस्थानिक किरणोत्सर्गी असून वातावरणातील बहुतेक सर्व जीवांमध्ये येतो. ५० हजार वर्षापूर्वीपर्यंतच्या जैव द्रव्यांचे वय ठरविण्यासाठी हा समस्थानिक उपयुक्त आहे. प्लाइस्टोसीनमधील म्हणजे सर्वांत अलीकडच्या हिमकाळातील घटनांचे सहसंबंध निश्चित करण्यासाठी हा विशेष उपयुक्त ठरला आहे. [⟶ किरणोत्सर्गी कार्बन कालनिर्णय पद्धति].


पृथ्वीची संरचना : पृथ्वीची एकूण संरचना समजून घेण्यासाठी मुख्यतः भूगणित, भूभौतिकी व संरचनात्मक भूविज्ञान या शाखांची मदत होते.

भूगणित : पृथ्वीचा आकार व आकारमान निश्चित करणे आणि इतर शाखांच्या मदतीने पृथ्वीच्या अंतर्गत संरचनेचा अभ्यास करणे ही भूगणिताची प्रमुख कार्ये आहेत. नकाशे तयार करण्यासाठी भूगणितातील प्रायोगिक कार्याची, विशेषतः सर्वेक्षणाची मदत होते. कृत्रिम उपग्रहांद्वारे मिळालेल्या माहितीमुळे भूगणितीय अभ्यासाची अचूकता वाढली आहे. [⟶ भूगणित].

भूभौतिकी : यात भूभौतिकीतील तत्त्वे व पद्धती यांच्या साहय्याने पृथ्वीचा अभ्यास केला जातो. पृथ्वीचा गाभा ते वातावरण या सर्व घटकांचा अभ्यास यात येतो. अर्थात सर्व सूर्यकुलाच्या दृष्टिनेही हा अभ्यास उपयुक्त आहे. भूविज्ञानातील बहुतेक शाखा आणि विशेषतः जोतिषशास्त्र, वातावरणविज्ञान व प्राकृतिक महासागरविज्ञान या विज्ञानांशी भूभौतिकीचा संबंध येतो. भूभौतिकीत प्रत्यक्ष निरीक्षणे वा मापने क्वचित घेतली जातात आणि घेतलेल्या मापनांचा भौतिकीय व गणितीय अर्थ लावून निष्कर्ष काढतात. उदा., पृथ्वीच्या अंतरंगाचे प्रत्यक्ष निरिक्षण करणे शक्य नसते पण विविध मापनांद्वारे (उदा., भूकंप-तरंगाच्या पृथ्वीतील वेगाचे मापन) अंतरंगाविषयी बरीच माहिती मिळते.

विविध खडकांचे घनता, चुंबकत्व, विद्युत् संवाहकता, भूकंप-तरंगांच्या प्रसारणाचा वेग इ. भौतिक गुणधर्म वेगवेगळे असतात व या भिन्नतेवर भूभौतिकीय पद्धती आधारलेल्या असतात. यांच्या साहाय्यने पुढील अभ्यास केला जातो. गुरूत्वमापक, परिपीडन तुला इ. उपकरणांनी पृथ्वीचे गुरूत्वीय क्षेत्र मोजून त्यात होणारे बदल अभ्यासतात. कवचातील हालचाली, भूकंप, स्फोट वगैरेंमुळे निर्माण झालेल्या व पृथ्वीतून प्रवास करणाऱ्या भूकंप-तरंगाच्या विश्लेषणाद्वारे पृथ्वीच्या अंतरंगाचे अध्ययन करतात. वातावरणाच्या बाहेरच्या भागाचा अभ्यास करताना सूर्य व बाह्य अवकाशातून आलेल्या प्रारणांच्या माऱ्याकडे विशेष लक्ष देतात व या प्रारणांचा पृथ्वीच्या चुंबकीय क्षेत्रावर होणारा परिणाम विचारात घेतात. विमानातून वा भूपृष्ठावरून पृथ्वीचे चुंबकीय क्षेत्र मोजून त्याचा उगम, वाटणी व त्यात होणारे बदल यांचा तसेच निर्मितीच्या वेळी खडकास लाभलेल्या व नंतर टिकून राहिलेल्या चुंबकत्वाचा म्हणजे ⇨ पुराचुंबकत्वाचा अभ्यास करतात. अंतरंगातील तापमानाची वाटणी व गाभ्यापासून पृष्ठापर्यंत होणारे उष्णतेतील बदल यांसारखे पृथ्वीचे ऊष्मीय गुणधर्म अभ्यासतात. प्रयोगशाळेत खडकांचा व इतर पार्थीव पदार्थांचा उच्च तापमान व दाबाच्या आणि नेहमीच्या परिस्थितीत अभ्यास करतात. भूकवचाला मोठ्या प्रमाणात बाक येणे, गिरिजनन, मोठ्या खचदऱ्यांची निर्मिती व खंडांची आडवी हालचाल यांचाही अभ्यास भूभौतिकीत करतात. रॉकेट व कृत्रिम उपग्रहाद्वारे अवकाशातील प्रारण, पृथ्वी व इतर ग्रहांचा अवकाशात होणारा चुंबकीय परिणाम वगैरेंची अधिक व अचूक माहिती मिळते शिवाय यामुळे भूगणितीय सर्वेक्षणामध्ये समुद्रावरील स्थाने अधिक अचूकपणे ठरविता येतात.

वरीलसारखी सैद्धांतिक माहिती मिळविण्याच्या जाडीनेच भूभौतिकीय पद्धती व्यवहारातही उपयुक्त ठरल्या आहेत. उदा., खनिज तेलाचे व धातुक निक्षेपांचे समन्वेषण व शोध यांसाठी तसेच बांधकाम करताना आधार खडकांवरील गाळाची जाडी ठरविण्यासाठी भूभौतिकीय पद्धती उपयुक्त आहेत. [⟶ भूभौतिकी खनिज पूर्वेक्षण].

संरचनात्मक भूविज्ञान : खडकांतील भूमितीय परस्परसंबंधांचा म्हणजे संरचनांचा व भूवैज्ञानिक स्वरूपांचा यात अभ्यास केला जातो. सूक्ष्म ते प्रचंड आकारमानापर्यंतच्या संरचनांचे (उदा., सुभाजन, पत्रण, पाटन, घड्या, विभंग, विसंगती इ.) अध्ययन यात होते. संरचना म्हणजे काय, ती केव्हा व कोणत्या परिस्थितीत कशी निर्माण झाली हे जाणून घेणे, हा या विज्ञानाचा हेतू असतो. संरचनांच्या निर्मितीच्या अभ्यासाद्वारे भूतकालीन घटना समजण्यासही मदत होते. अशा तऱ्हेने या विज्ञानाचा संबंध अनेक शाखांशी (उदा., भूभौतिकी, शिलाविज्ञान, स्तरविज्ञान इ.) येतो.

संरचनांचे स्थूलपणे दोन वर्ग केले जातात. खडकांची राशी तयार होतानाच निर्माण होणाऱ्या प्राथमिक संरचना तर नंतरच्या विरूपणाने बनलेल्या द्वितीयक संरचना होत. नंतरचे बदल गाळाच्या खडकांत नोंदले जात असल्याने संरचनांच्या दृष्टीने त्यांचा अभ्यास विशेष महत्त्वाचा ठरतो. गाळाचे पुष्कळ खडक, काही लाव्हा प्रवाह व अग्निदलिक खडक (ज्वालामुखीच्या स्फोटक उद्‌गीरणात बाहेर पडलेले घन पदार्थ साचून तयार झालेल्या राशी) हे मुळात क्षितिजसमांतर थरांच्या रूपात बनलेले असतात त्यामुळे त्यांच्यातील स्तरण ही संरचना प्राथमिक होय. घड्या पडून, तडे पडून अंतर्वेशन होऊन स्तरित खडकांत विरूपण होते व द्वितीयक संरचना निर्माण होतात. सामान्यपणे विभंग व संधी या अशा द्वितीयक संरचना असतात म्हणजे त्या खडकांपेक्षा नविन असतात.

अगदी सूक्ष्म संरचना हा शिला विज्ञानाचा भाग होतो. काही अग्निज खडकांतील खनिजांचे कण विशिष्ट दिशेत मांडले गेलेले आढळतात. खडक मऊ असताना प्रवहणाने झालेली अशी मांडणी ही प्राथमिक संरचना होय उलट रूपांतरणाच्या वेळी होणाऱ्या विरूपणाने निर्माण होणारी अशी मांडणी द्वितीयक संरचना होय.पर्वतरांगा, कवचाच्या विस्तृत भागाला आलेला बाक वा घुमटाकार या मोठ्या संरचना होत. तसेच खंड, महासागरांच्या द्रोणी, कवचातील मोठे विभंग, कवच, प्रावरण व गाभा या प्रचंड संरचनाच आहेत.

संरचनांच्या अभ्यासाच्या विविध पद्धती आहेत. लहान संरचनांचा अभ्यास हातनमुन्यांत व सूक्ष्मदर्शकाच्या साहाय्याने करतात तर मोठ्या संरचनांसाठी क्षेत्रीय पद्धती वापरतात. विभंग, संधी, पाटन, लहान घड्या इ. संरचनांची दिक्‌स्थिती व वाटणी नकाशांवर दाखवितात. यामुळे भूपृष्ठाखालील संरचनांविषयी अनुमान करता येते. वेधन (भूपृष्ठात भोके पाडणे) व खोदकामाद्वारे मिळालेली माहिती अशा अनुमानांच्या दृष्टीने अधिक खात्रीची असते. पर्वत, महासागरांच्या द्रोणी, खंड या मोठ्या संरचनांच्या अभ्यासासाठी भूभौतिकीय पद्धती वापरतात. (उदा., पर्वताखालील कवचाची जाडी ठरविण्यासाठी गुरूत्वीय व भूकंपवैज्ञानिक पद्धती वापरतात).

संरचनांवर परिणाम करणाऱ्या प्रक्रिया क्वचितच प्रत्यक्ष अभ्यासता येतात म्हणून त्यांचा अभ्यास सैद्धांतिक दृष्टीने व प्रयोगशाळेत करावा लागतो. उदा., खडकांच्या लहान दंडगोलाकार नमुन्यांचे अत्युच्च दाबाने होणारे विरूपण अथवा घड्या व विभंगांच्या प्रतिकृती यांचे प्रयोगशाळेत अध्ययन करतात. संरचनांच्या विरूपणाचे सैद्धांतिक अध्ययन करण्यासाठी भौतिकी व अभियांत्रिकी यांच्यातील काही गणितीय पद्धती वापरतात. उदा., समांतर तुळ्याची मालिका वाकविताना होणाऱ्या विरूपणाचा अभ्यास हा सावकाशपणे वाकणाऱ्या थरांच्या अध्यनात उपयुक्त ठरतो. अर्थात खडकांचे अनियमित व असमांग स्वरूप, उपलब्ध असणारा अल्पकाळ इ. अडचणी या अभ्यासात येतात.


भूकवचातील फेरफार : पृथ्वीच्या कवचाचे म्हणजे पर्यायाने भूपृष्ठाचे स्वरूप अक्षय्य नसून ते सतत बदलत असते. जलस्थित्यंतर चक्र, झीज-भर चक्र, ज्वालामुखीक्रिया, भूसांरचनिक हालचाली इत्यादींमुळे कवचात एकसारखे बदल होत असून ते पुढेही होत राहतील. कवचात होणाऱ्या फेरफारांचे बाह्य क्रियांमुळे घडून येणारे व अंतर्भागातील क्रियांमुळे घडून येणारे असे दोन वर्ग केले जातात.

बाह्य क्रिया : वातावरण, वारा, वाहते पाणी, लाटा, वाहते हिम व बर्फ आणि प्राणी व वनस्पती यांच्या क्रियांमुळे भूपृष्ठात अनेक बदल घडून येतात. हे बदल सहज दिसू शकतात. हे बदल घडवून आणणाऱ्या कारकांना भूवैज्ञानिक कारक म्हणतात. या कारकांचे कार्य भूपृष्ठावर किंवा कवचाच्या पृष्ठालगतच्या भागात होत असते व त्यांच्या उत्पत्तीस व कार्यास आवश्यक असलेली ऊर्जा सूर्यापासून म्हणजे पृथ्वीच्या बाहेरून मिळत असते. गुरूत्वाकर्षण हाही एक महत्त्वाचा घटक असून या दोन्हींचा भूवैज्ञानिक व जैव प्रक्रियांवर परिणाम होत असतो. बाह्य क्रियांमुळे खालील फेरफार होत असातात.

वातावरणक्रिया : एक किंवा अनेक खनिजांचे स्फटिक एकाच वेळी वाढून किंवा कण चिकटविले जाऊन खडक बनलेले असातात. उघड्या हवेत असणाऱ्या खडकांच्या पृष्ठावर आणि उथळ भागांवर ऊन, पाऊस, हवेच्या तापमानाचे फेरफार, हवेतील आर्द्रता व ऑक्सिजन आणि कार्बन डाय-ऑक्साइड इत्यादींचे परिणाम होऊन त्यांच्यात अनेक यांत्रिक व रासायनिक बदल घडून येतात. त्यामुळे त्यांच्या घटकांची मूळची जूट नाहिशी होते. मोठ्या राशीस भेगा पडून तिचे तुकडे होतात व एकमेकांत चिकटलेले कण अलग होतात.

काही खनिजांचे रासायनिक अपघटन (मोठ्या रेणूचे तुकडे होऊन लहान रेणू बनण्याची क्रिया) होते. भूमिजलाने भूपृष्ठाखाली गुहा, घळी निर्माण होतात, तर गुरूत्वाकर्षणाने भूमिपात घडून येतात आणि लाटांमुळे किनाऱ्याची व भूपृष्ठाची झीज होते. हिम-बर्फामुळे खडक फुटतात, त्यांच्यावर ओरखडे उमटतात आणि खळगेही पडतात. वाऱ्याने वाहून नेल्या जाणाऱ्या वाळूमुळे खडकांचा खालील भाग घासला जाऊन त्याची झीज होते कारण वाऱ्याने वाळू जास्त वर उचलली जात नाही. वनस्पतींच्या मुळांमुळे खडकांतील फटी मोठ्या होऊन फुटतात, तर काही प्राण्यांच्या क्रियेमुळे खडकांची झीज होते. अखेरीस मूळ अखंड, एकसंध असलेल्या खडकाचा चुरा किंवा भुगा होतो. अशा प्रकारे जलवायुमान, भूपृष्ठाची उंची व खडकांचे भौतिक-रासायनिक गुणधर्म यांवर वातावरणक्रिया अवलंबून असते.

गाळाची वाहतूक : वातावरणक्रियेने उत्पन्न झालेला चुरा मूळ जागी फार काळ तसाच टिकून राहत नाही . तो हळूहळू व हप्त्याहप्ताने वाहून नेला जातो. त्याच्यातील धुळीचे व वाळूचे कण वाऱ्याबरोबर निघून जातात. पावसाच्या सरीनंतर अल्पकाळ टिकणाऱ्या पाण्याच्या प्रवाहाबरोबर अधिक भरड चुरा वाहून नेला जातो व सरळ किंवा अनेक मुक्काम करीत एखाद्या नदीनाल्याच्या पाण्यात नेऊन टाकला जातो व त्या पाण्याबरोबर त्याचा प्रवास सुरू होतो. नद्यांना, विशेषतः डोंगराळ प्रदेशांतील नद्यांना, पूर आला असताना त्यांच्या पाण्यात वाहत जाणारी वाळू व माती आणि त्यांच्या तळालगत घरंगळत किंवा घसरत पुढे जाणारे दगडधोंडे पाहिले म्हणजे नदीच्या पाण्यामुळे दगडी चुऱ्याची वाहतूक कशी होते हे कळून येते. परिणामी नदीचे पात्र खोल व रूंद होत जाऊन खोरे निर्माण होते. समुद्रप्रवाहांमुळे तसेच समुद्रातील व सरोवरातील लाटांमुळे चुऱ्याची वाहतूक होत असते. अंटार्किटकासारख्या प्रदेशातील बर्फाच्या थरांची किंवा हिमालयासारख्या पर्वतातील हिमनद्यांची पाहणी केली व रूक्ष प्रदेशातील वाऱ्याचे कार्य पाहिले म्हणजे वाहते हिम-बर्फ व वारा यांच्याकडूनही दगडी चुऱ्याची वाहतूक करण्याचे कार्य घडून येते, हे कळून येते. रासायनिक विक्रियेने खनिजांचे अपघटन होऊन काही विद्राव्य पदार्थ तयार होतात. असे पदार्थ विरघळलेल्या स्थितीत पाण्याबरोबर वाहून नेले जातात. खडकांपासून मिळविलेल्या अशा विद्राव्य पदार्थाचा समावेशही गाळात केला जातो.

क्षरण व अनावरण : एकाच जागी पाणी ठिबकत राहण्याने किंवा पागोळीचे पाणी पडत राहण्याने जमिनीला खळगे पडतात किंवा वाहत्या पाण्यामुळे जमीन झिजते या सामान्य अनुभवाच्या गोष्टी आहेत. केवळ वाहत्या पाण्याने जमिनीची झीज होईल यात शंका नाही पण पाण्याबरोबर दगडी चुरा जात असला म्हणजे झिजेचे मान पुष्कळच वाढते. पाण्याबरोबर जाणारा चुरा ज्या खडकाळ पृष्ठावरून घासटत, घरंगळत किंवा आदळत जातो ते पृष्ठ साहजिकच झिजते व चुराही अर्थात झिजतो. प्रवाहात भोवरा असेल अशा जागी पाण्याबरोबर असलेला चुरा गिरमिटाच्या फाळाप्रमाणे एकाच जागी फिरत राहतो व पाण्याच्या तळाशी असलेला खडक उखणला जाऊन खड्डा पडतो. वाहत्या हिम-बर्फाबरोबर किंवा वाऱ्याबरोबर जाणाऱ्या चुऱ्यामुळेही खडकांचे पृष्ठ झिजते. वातावरणक्रियेने उत्पन्न झालेला चुरा निघून गेला म्हणजे तेथील खडकांचे पृष्ठ झिजते आणि पाण्याबरोबर किंवा इतर कारकांबरोबर वाहत जाणाऱ्या चुऱ्यामुळेही खडकांचे पृष्ठ झिजते. जमिनीच्या खडकांच्या अशा झिजेस क्षरण म्हणतात. क्षरणाने पृष्ठभागाचा खडक नाहीसा झाला म्हणजे त्याच्या खालचा नवा खडक उघडा पडतो व या घटनेला अनावरण किंवा अनाच्छादन म्हणतात. प्रत्येक क्षरणकारी कारकामुळे वैशिष्ट्यपूर्ण भूमिरूप निर्माण होतात व क्षरण अतिदीर्घकाल चालू राहिले, तर अतिशय खोल जागी असलेले खडकही पृष्ठभागी उघड्यावर येतात.


निक्षेपण : सर्व प्रकारचे निक्षेपण गुरूत्वाकर्षणामुळे होत असते. पर्वतातून निघून मैदानात उतरणाऱ्या व मैदानातून कमीअधिक प्रवास करून समुद्रात शिरणाऱ्या नदीचे कार्य पाहिले, तर असे दिसून येते की, तिच्यामुळे उंच जागेतला दगडी चुरा सखल भागात नेला जातो व त्या चुऱ्याचा काही भाग निरनिराळ्या जागी टाकून दिला जातो. उगमाजवळील तीव्र उताराच्या प्रदेशातून खाली येणारी नदी पर्वताच्या पायथ्याजवळच्या मैदानात शिरताच तिचा वेग कमी होतो. मोठ्या आकारमानाचा तुरा वाहून नेण्याची शक्ती तिच्या प्रवाहात उरत नाही व भरड चुरा टाकून अधिक बारिक चुरा मात्र पुढे नेला जातो. नदी एखाद्या सरोवरात शिरून व नंतर त्याच्या बाहेर पडून पुढे जात असेल, तर तिच्यातील जवळजवळ सर्व चुरा त्या सरोवरात टाकून दिला जातो. सरोवरात न शिरता नदी पुढे जात असेल व अखेर समुद्रास मिळत असेल, तर तिच्या पाण्याबरोबर आलेला, सामान्यतः वाळू व माती यांसारख्या पदार्थाचा गाळ तिच्या मुखाजवळील समुद्राच्या पाण्यात टाकला जातो. तो समुद्रप्रवाहांबरोबर निघून जातो किंवा तेथेच साचत राहिला, तर कालांतराने त्याचा ⇨ त्रिमुज प्रदेश तयार होतो. हिमनदी वितळते तेथे गाळ साचून अनेक वैशिष्ट्यपूर्ण भूमिरूपे निर्माण होतात, तर वाळवंटी भागात वाऱ्यामुळे वालुकागिरी बनतात. भूमिजलामुळे ⇨ चुनकडी झूंवर व स्तंभ बनतात, तर लाटांमुळेही गाळ साचू शकतो. जैव क्रियांनी निपेक्ष बनू शकतात [उदा., प्रवाळभित्ती ⟶ प्रवाळद्विपे व प्रवाळशैलभित्ती]. गाळ साचविला जाण्याच्या या क्रियेस निक्षेपण म्हणतात. वाहत्या पाण्यामुळे उंच जागांची उंची वाढत असते, उथळ सरोवरात किंवा समुद्रात गाळ साचवून मैदानी जमिनी करणे व गाळांचे खडक तयार करणे अशी रचनात्मक कार्येही भूवैज्ञानिक कारकांकडून घडून येत असतात.

भूकवचात होणाऱ्या फेरफारांना कारणीभूत असणाऱ्या वरील बाह्य क्रियांशी संबंधित असलेल्या भूमिरूपविज्ञान, हिमानी भूविज्ञान व सागरी भूविज्ञान या भूवैज्ञानिक शाखांचे संक्षिप्त विवरण खाली दिले आहे.

भूमिरूपविज्ञान : भूमिरूपांचे वर्णन, वर्गीकरण व उत्पत्ती यांच्याशी निगडीत असलेल्या या विज्ञानात भूमिरूपांचा व त्यांच्या भूवैज्ञानिक इतिहासाचा अभ्यास केला जातो. दीर्घकालीन झीज व भर यांमुळे भूमिरूपे बनलेली आहेत त्यामुळे भूपृष्ठावर क्रिया करणाऱ्या प्रक्रियांची माहिती असणे आवश्यक ठरते. परिणामी या प्रक्रियांशी निगडीत पुढील शाखांशी या विज्ञानाचा संबंध येतो. हिमनादेयविज्ञान (हिमनद्या व त्यांचे परिणाम यांचा अभ्यास), जलविज्ञान (विशेषतः नदीशी निगडीत प्रक्रिया), मृदाविज्ञान, संरचनात्मक भूविज्ञान, ज्वालामुखीविज्ञान, अवसादनविज्ञान, सागरी भूविज्ञान, वातावरणविज्ञान, जलवायुविज्ञान, वनस्पतीपरिस्थितीविज्ञान, जीवविज्ञान, भूरसायनशास्त्र, खनिजविज्ञान, शिलावर्णनविज्ञान इ. शिवाय हवाई छायाचित्रण, रडार व कृत्रिम उपग्रहांद्वारे केलेली निरीक्षणे वगैरेंची मदतही (विशेषतः भूगोलाच्या संदर्भात) यात घेतली जाते.

बहुतेक भूपृष्ठावरील, त्यालगतच्या व त्याच्या खोल भागातील भूवैज्ञानिक प्रक्रियांचा भूमिरूपनिर्मितीत प्रत्यक्षाप्रत्यक्ष संबध येतो (उदा., पर्वताची झीज). वातावरणक्रिया, मृदानिर्मितीच्या क्रिया, हिमानी क्रिया, पाणी वारा वगैरेद्वारे होणारी वाहतूक इ. क्षरणाच्या म्हणजे विनाशक क्रिया होत. रचनात्मक क्रियाही भूमिरूपांच्या दृष्टीने महत्त्वाच्या असातात. उदा., लागोपाठच्या ज्वालामुखी उद्‌गीरणांमुळे शंक्काकार पर्वत बनू शकतो. अर्थात या दोन्ही क्रियांमधील आंतरक्रियांचा परिणाम म्हणजे भूमिरूपनिर्मिती होय म्हणून या प्रक्रियांचा अभ्यास हा भूमिरूपविज्ञानाचे महत्त्वाचे अंग होय. त्यामुळे प्रवाह व सरोवरे यांतील क्रिया, वाऱ्याची द्रव्य वाहून नेऊन साचविण्याची क्रिया, उतारावरून होणारी द्रव्याची हालचाल [उदा., भूमिपात, मृदासर्पण इ. ⟶ भूमिपात], किनारी व पुळण भागातील लाटा व प्रवाहांची क्रिया इ. सर्व विनाशक व रचनात्मक प्रक्रियांचा अभ्यास यात केला जातो. याद्वारे भूमिरूपांचे वर्गीकरण उत्पत्तीनुसार वा विकासनुरूप करण्याचा प्रयत्नही केला जातो व त्यासाठी वरील प्रक्रिया तपशीलवार समजून घेणे आवश्यक ठरते.

भूमिरूपांचे वर्गीकरण हा या विज्ञानातील महत्त्वाचा मुद्दा आहे. भूमिरूपांना आकार देणाऱ्या प्रक्रियांना अनुसरून भूमिरूपाचे वर्णन करणे व त्यांचे गट पाडणे, या हेतूने एकोणिसाव्या शतकात अशा अनेक वर्गीकरण पद्धती सुचविण्यात आल्या. काही वर्गीकरणांना भूमिरूपांच्या उत्क्रांतीतील घटक म्हणून भूमिरूपाच्या टप्प्यांचा विचार केला होता, तर काही वर्गीकरण पद्धतीत शिलावर्णन, थरांची मांडणी, खडकांतील विभंग व संधी तसेच भूपृष्ठाचा मोठा भाग उचलला जाणे, जलवायुमानातील फरक हे स्थूल परिणाम करणारे घटक विचारात घेतले होते.

विशिष्ट भूदृश्याच्या (उदा., महाराष्ट्रातील पायऱ्यापायऱ्यांसारखे दिसणारे डोंगर) उत्पत्तीचा विचार करताना खडकांची संरचना व भूदृश्य यांतील परस्परसंबंध चटकन लक्षात येतात. शिवाय येथील जलवायुमानाचा भूदृश्यावर परिणाम होत असतो. अशा प्रकारे भूवैज्ञानिक प्रक्रिय, खडकांचे द्रव्य व संरचना आणि त्या भागांचा अगदी अलिकडच्या काळातील भूवैज्ञानिक इतिहास यांच्या परिणामांची नोंद भूदृश्यात झालेली आढळते. [ ⟶ भूमिरूपविज्ञान].


हिमानी भूविज्ञान : हे भूमिरूपविज्ञानाची उपशाखा मानता येऊ शकेल परंतु याचे संशोधनक्षेत्र इतके व्यापक आहे की, त्याची स्वतंत्र शाखाच होते. मोठे भूभाग, महासागर व जलवायुमान यांवर होणारे हिमनद्यांचे परिणाम, तसेच हिमनद्यांचे गुणधर्म, हिमनद्यांनी होणारी झीज-भर व त्यांच्यामुळे निर्माण होणारी वैशिष्ट्यपूर्ण भूमिरूपे व भूपृष्ठात होणारे बारिकसारीक फेरबदल या सर्वांचा अभ्यास यात करतात. हिमानी सिद्धांताचा इतिहास, हिमयुगाची उत्पत्ती, गतकाळातील हिमानी क्रियेचा काळ व विस्तार, हिमनद्यांनी पठारे व पर्वत यांच्यात होणारे खोदकाम, हिमाच्या सीमेवरील वितळलेल्या पाण्यात गाळ साचणे, हिमानी निक्षेपांची वैशिष्ट्ये व संगटन आणि हिमनद्यांचे जागतिक व स्थानिक जलवायुमानावर होणारे परिणाम हे याच्या क्षेत्रातील विषय आहेत. हिमनदीविज्ञान ही याचीच स्वतंत्र उपशाखा असून तिच्यात आधुनिक व हल्लीच्या प्रत्यक्ष हिमनद्यांचा सर्वकष अभ्यास केला जातो. हिमनदीतील हिमाचा भौतिकीय अभ्यास, प्रवाह क्षय, मर्यदित साठा, गतिकी व अंतर्गत संरचना या सर्वांचा अभ्यास हिमनदीविज्ञानात होतो.

हिम साचून त्याचे बर्फात रूपातर होते व हिमनदी बनते. या करिता असावे लागणारे जलवायुमान, हिमाचे बर्फात रूपांतर करणारी प्रक्रिया व हिमनदीच्या अंतर्गत प्रवाहांची यंत्रणा यांविषयीचे प्रश्न महत्त्वाचे आहेत.

हिमानी क्रिया झालेल्या भागांचे तपशीलवार नकाशे बनविण्यात आले असून हिमोढांचे वयानुसार वर्गीकरण करण्यात आले. वये काढण्यासाठी किरणोत्सर्गी कार्बन कालनिर्णय पद्धतीचा वापर केला जातो. ग्रीनलंडन व अंटार्क्टिका येथील हिमस्तरांचा अभ्यास करून प्लाइस्टोसीनमध्ये हिमनद्या कशा निर्माण झाल्या व पसरल्या हे कळून आले.

यात सर्व संबंधित शाखांचा अभ्यासही येतो. अभियांत्रिकीय भूविज्ञान (इमारती, रस्ते इ. बांधताना हिमानी निक्षेपांचे गुणधर्म व त्यांवरच्या मृदा यांचा विचार करावा लागतो), जलीय भूविज्ञान (गोडे पाणी मिळवणे) व मृदाविज्ञान यांच्या दृष्टीने हा अभ्यास विशेष महत्त्वाचा आहे. [⟶ हिमनदी व हिमस्तर].

सागरी भूविज्ञान : महासागराखाली असलेल्या पृथ्वीच्या भागाचे-महासागरांचे तळ व सीमावर्ती प्रदेश (खंड-फळी, खंड-उतार, नदीमुख, किनारे इ.) -यात अध्ययन होते. महासागराच्या तळावरील भूमिस्वरूपांचे वर्णन, तळातील द्रव्याचे संघटन, खडक व गाळ यांची हवा व सागरी पाणी यांच्याशी होणारी आंतरक्रिया, प्रावरणातील हालचालींचा महासागरांच्या तळावर होणारा परिणाम आणि सागरी कवचावरील लाटांची क्रिया या दृष्टींनी हा अभ्यास केला जातो.

पृथ्वीचा ७० टक्क्यांहून जास्त प्रदेश (सु. ३६ कोटी चौ. किमी.) सागरी पाण्याखाली आहे. पैकी सु. ३० कोटी चौ. किमी. प्रदेश खोल सागरी तळाने व्यापलेला असून उरलेला सु. ६ कोटी चौ. किमी. प्रदेश सागरी पाण्याखाली गेलेला खंडांचा सीमावर्ती भाग आहे. या विज्ञानाचा अभ्यास विशेषतः विसाव्या शतकात झाला आहे. दूरचित्र कॅमेऱ्याच्या साहाय्याने तळाची निरिक्षणे करतात. १,००० मी. खोलीपर्यंतच्या तळाचे निरिक्षण करता येते व ३,००० मी. पेक्षा अधिक खोलवरपर्यंत छिद्र पाडणे शक्य झाले आहे. आताचे गाळ व ते काचण्याच्या प्रक्रिया यांच्या निरीक्षणांची पूर्वी बनलेल्या गाळाच्या खडकांच्या अभ्यासाला मदत होते. शिवाय सागरतळ विस्तारणाविषयी अधिक माहिती यातून मिळत आहे. [⟶ महासागर व महासागरविज्ञान] .

आंतरिक क्रिया : ज्वालामुखी क्रिया, भूकंप व कवचाच्या हालचाली यांच्यामुळेही कवचाचे स्वरूप सतत बदलत असते. शिलारसाची कवचांतर्गत व लाव्ह्याची पृष्ठावरील हालचाल यांचा यात अंतर्भाव करतात. आंतरिक घडामोडींतून उत्पन्न होणाऱ्या उष्णतेद्वारे ज्वालामुखीक्रिया व कवचाच्या हालचाली यांना ऊर्जा मिळते. ज्वालामुखीविज्ञान व भूकंपविज्ञान या शाखांत करण्यात येणाऱ्या अभ्यासाविषयी आणि कवचाच्या हालचालींविषयी खाली थोडक्यात माहिती दिली आहे.

ज्वालामुखीविज्ञान : ज्वालामुखीची संरचना, तसेच ज्वालामुखी खडक व त्यांची उत्पत्ती यांचा अभ्यास यात होतो. खडकांच्या संरचना, जलावरणात व वातावरणात पडणारी भर, भूकवचातील मूलद्रव्यांच्या वाटणीतील समतोल, ठराविक धातुक निक्षेपांशी असणारे संबंध या दृष्टींनी ज्वालामुखीक्रिया यांचा अभ्यास विस्तारण इ. आविष्कारांशीही या अभ्यासाचा संबंध येऊ शकतो.

शिलारस भेगेतून अथवा छिद्रातून बाहेर पडला म्हणजे ज्वालामुखीचे उद्‌गीरण होते. द्रवरूप लाव्हा थिजून अथवा ज्वालामुखीतून फेकले गेलेले तुकडे साचून ज्वालामुखी खडक बनतात. हे तुकडे एखाद्या घराएवढ्या ठोकळ्यापासून ते राखेच्या कणाएवढे सूक्ष्म असू शकतात. उद्‌गीरणांमुळे पर्वत, पठारांसारख्या राशी निर्माण होतात व समुद्राच्या तळावर अशा राशी साचून नविन बेटे तयार होतात म्हणजे जमिनीत भर पडते किंवा नव्या जमिनी तयार होतात.

जागृत ज्वालामुखीच्या पृष्ठाखालील भागात कोणत्या क्रिया घडत असातात, हे प्रत्यक्ष पाहता येणे शक्य नाही. ज्वालामुखीक्रियेची नेमकी कारणेही कळलेली नाहीत. लाव्हाची उत्पत्ती हा महत्त्वाचा प्रश्न आहे. शिलारस कसा निर्माण होतो, ते नेमके माहित नाही. कवच दृढ व घनरूप असल्याचे भूभौतिकीय पुराव्यांनी समजले आहे. मात्र पृष्टावर येणारा लाव्हा द्रवरूप असतो. दाबाखाली घनरूप असलेल्या खडकांवरील भेगेमुळे त्याच्यावरील दाब घटल्याने ही वितळण्याची क्रिया होत असावी. किरणोत्सर्गी द्रव्याच्या कवचातील एकत्रीकरणातून निर्माण होणाऱ्या अथवा भूकंप व पर्वतनिर्मिती यांच्या हालचालींमुळे निर्माण झालेल्या घर्षणजन्य उष्णतेमुळे खडक वितळत असावेत, असेही सुचविण्यात आलेले आहे. द्रवीभवनावरील मर्यादा व वितळलेले द्रव्य पृष्ठावर येण्याचा मार्ग हे जाणून घेण्याचे प्रयत्न चालू आहेत. वितळल्यावर खडक प्रसरण पावतो त्यामुळे त्याच्यावरील खडकांत भेगांसारखे भंग निर्माण होतात व त्यातून शिलारस पृष्ठाकडे येत असावा, असे सुचविण्यात आलेले आहे.

पॅसिफिकभोवतालच्याप्रदेश, महासागरांच्या द्रोणींतील तीव्र विभंग असणारे भाग आणि खचदऱ्यासारखे खंडावरील भंग पावलेले भाग या ठराविक भागांतच ज्वालामुखीक्रिया व तिच्या जोडीने भूकंप होताना दिसतात. कवचाखालील भागातून बेसाल्टी व त्याखालील प्रावरणातून अँडेसाइटी शिलारस वर येत असावा. भूपट्ट सांरचनिकीनुसार समुद्रतळाचे पूर्वीचे द्रव्य सरकत चापाकृती द्वीपसमूहाखाली जाते आणि ठराविक खोलीवर ते वितळते. परिणामी अँडेसाइटी शिलारस बनतो.

पृथ्वीची उत्पत्ती व उत्क्रांतीचा आधीचा काळ यांत ज्वालामुखीक्रिया इतर भूवैज्ञानिक प्रक्रियांच्या मानाने अधिक तीव्र होती त्यामुळे ज्वालामुखी व त्यातून बाहेर पडणारे पदार्थ यांचा अभ्यास करतात. ज्वालामुखीतून पाण्याची वाफ व अमोनिया, कार्बन डाय-ऑक्साइडासारखे वायूही बाहेर पडतात (त्याच्यात नंतर जैव क्रियांनी बदल होत गेले). आजचे भूपृष्ठावरील पुष्कळसे पाणी म्हणजे पृथ्वीच्या प्रारंभापासून ज्वालामुखीक्रियेद्वारे अंतरंगातून हळूहळू बाहेर पडलेले पाणी होय. ज्वालामुखीतून बाहेर पडलेल्या अमोनिया व कार्बन डाय-ऑक्साइड वायूंमध्ये बदल होत जाऊन आजच्या वातावरणातील मुख्य घटक वायू म्हणजे नायट्रोजन व ऑक्सिजन बनले असावेत. अशा तऱ्हेने अंतरंगातून वाफ व वायू बाहेर पडल्याचे आताचे प्रमाण हे पृथ्वीच्या प्रारंभीच्या (सु. ४ अब्ज वर्षापूर्वीच्या) काळातील प्रमाणापेक्षा अगदीच नगण्य आहे. ज्वालामुखीतून बाहेर पडणाऱ्या घन पदार्थाचा अभ्यास सूक्ष्मदर्शकाच्या साहाय्याने आणि रासायनिक विश्लेषणाद्वारे करतात.

गंधकयुक्त वायूसह बाष्पनशील द्रव्याचे उत्सर्जन हे ज्वालामुखीक्रियेच्या अंतिम टप्प्याचे वैशिष्ट्य होय. ज्वालामुखीतून बाहेर पडणारे वायू व तेथील उन्हाळी यांच्या विश्लेषणातून या टप्प्याची माहिती मिळते. काही महत्त्वाचे धातुक निक्षेप अग्निज उत्पत्तीच्या तप्त, जलीय विद्रावांद्वारे बनल्याचे मानतात, तर काही धातुक निक्षेपांचा उन्हाळ्यांशी निकटचा संबंध आढळतो.

ज्वालामुखी उद्‌गीरणांमुळे प्राणहानी व वित्तहानी होत असल्याने त्यांच्याविषयीच्या भाकिताचा अभ्यास करणे महत्त्वाचे आहे. शहरांलगत असलेल्या निद्रिस्त ज्वालामुखींच्या उद्‌गीरणाचे भाकित करणे ही सर्वांत निकडीची गरज आहे. दोन लागोपाठच्या उद्‌गीरणांतील कालावधी या दृष्टीने विशेष उपयुक्त ठरत नाही. हे भाकित काही दिवस वा आठवडे आधी समजले पाहिजे. सध्या असे भाकित करता येत नाही किंवा कदाचित ते शक्यही होणार नाही. तथापि त्याविषयी अखंडपणे संशोधन होणे आवश्यक आहे. [⟶ ज्वालामुखी – २].


भूकंपविज्ञान : यात भूकंपाच्या आविष्काराचा विशेषतः ग्रहोपग्रहांतून भूकंप तरंगाचे प्रसरण कसे होते, याचा अभ्यास केला जातो. भूकंपाच्या उद्‌गमापासून हे तरंग अंतरंगात प्रसारित होतात व भूपृष्ठावरील भूकंपमापकांनी त्यांची नोंद होते. या तरंगांचे विश्लेषण केल्यास (वेग, प्रणमन म्हणजे एका माध्यमातून दुसऱ्या माध्यमात शिरताना होणारा दिशेतील बदल इ. काढल्यास) भूपृष्ठाखालील संरचना, पृथ्वीचे अंतरंग व कधीकधी भूकंपाच्या उद्‌गमाची यंत्रणा यांविषयी निष्कर्ष काढता येऊ शकतात. अर्थात भूकंपांचा समावेश कवचाच्या हालचालीत केला जात असला, तरी त्यांचे परिणाम अगदी क्षुल्लक असतात. [⟶ भूकंप].

कवचाची हालचाल : उथळ समुद्रांच्या तळावर असणाऱ्या गाळांच्या थरांसारखे थर खंडांच्या जमिनीवर, मैदानात, पठारात किंवा आल्प्स-हिमालयासारख्या पर्वतात आढळतात. त्यांच्यापैकी कित्येकांत सागरी जीवांचे जीवाश्मही आढळतात. असे थर समुद्रात गाळ साचून तयार झाले असले पाहिजेत व तयार झाल्यानंतर सागरांचे तळ उचलले जाऊन पाण्याच्या बाहेर आणले गेले असले पाहिजेत, असे अर्थात मान्य करावे लागते. असे थर म्हणजे सागराचे तळ उचलले गेल्याची उदाहरणे होत. जमीन खूपच खचून समुद्रात बुडाल्याची उदहारणे अशी सहज दिसण्यासारखी नसतात पण तीही मिळतात. म्हणजे पृथ्वीचे कवच स्थिर राहिलेले नसून त्यांचे काही भाग वर किंवा खाली सरकलेले आहेत [⟶ महादेशजनक हालचाली], असा खडकांचा पुरावा आहे. कवचाच्या हालचाली होत असल्या पाहिजेत यात शंका नाही. कवचाच्या महत्त्वाच्या हालचाली म्हणजे मंदपणे घडून येणाऱ्या हालचाली होत. त्या इतक्या मंद असातात की, त्या घडून येत आहेत हे मनुष्याच्या कित्येक पिढ्यांच्या कालावधीत कळून येणेही शक्य नसते (उदा., गिरिजनन लाखो वर्षे चालू असते). त्या घडून येण्याची कारणेही पूर्णपणे कळलेली नाहीत. समुद्राच्या तळावर साचलेले व कवचाच्या हालचालींमुळे उचलले जाऊन जमीन झालेले खडक सर्व खंडांत पाहावयास मिळतात. त्यांच्यापैकी कित्येक जागींचे थर सपाट आडवे म्हणजे समुद्राच्या तळाशी असताना जसे साचले होते तशाच अवस्थेत असलेले आढळतात पण ज्यांची मूळची मांडणी कमीअधिक बदललेली आहे असे, म्हणजे किंचित तिरपे, बरेच तिरपे किंवा उभे थरही पुष्कळ जागी आढळतात. सपाट जागा पसरलेले पायपुसणे त्याच्या समोरासमोरील कडा होतात धरून आत दाबले म्हणजे त्याला जशा कमानी, पन्हाळ्यासारख्या घड्या पडतात व अधिक दाबल्यावर त्या घड्या जशा एकमेकींस घट्ट चिकटवतात, तशा घड्या पडलेले थरही पाहावयास मिळतात. कवचाच्या हालचालीत खडकांवर बाजूने दाब पडत असतो, असे अशा घड्यांसारख्या रचनेवरून कळून येते. परिस्थितीस अनुसरून दाब मंद किंवा तीव्र असतो, थर पिळवटले जाणे किंवा ताणले जाते, ते ताणले जाऊन तुटणे व थरांची तुटलेली टोके वर-खाली सरकवली जाणे अशा गोष्टीही कवचाच्या हालचालींत होणे शक्य असते. अरवली-हिमालयासारख्या पर्वतांत साध्या किंवा किचकट घड्या व वर उल्लेख केलेल्या इतर विकृती असलेले थर अनेक जागी आढळतात.

इतिहासात्मक भूविज्ञान : पृथ्वीचे स्वरूप नित्य बदलत असते, हे या पूर्वीच्या वर्णनावरून कळून आलेलेच असेल. पृथ्वीच्या स्वरूपात बदल घडवून आणणाऱ्या प्रक्रिया सामान्यतः अगदी मंद गतीने घडून येत असतात पण त्या दीर्घ काल चालू राहिल्या, तर पृथ्वीचे स्वरूप आजच्यापेक्षा अगदीच वेगळे होईल, हे उघड आहे. वारा, वाहते पाणी इ. केव्हा उत्पन्न झाली असतील व त्यांची कार्ये केव्हा सुरू झाली असतील याचे निश्चित उत्तर देता आले नाही, तरी या गोष्टी अलीकडेच उत्पन्न झाल्या आहेत किंवा सुरू झाल्या आहेत, असे मानण्यास जागा नाही. उलट त्या फार प्राचीन काळापासून चालत आल्या असल्या पाहिजेत, असेच पुरावे आहेत म्हणून पृथ्वीच्या आरंभीच्या स्वरूपात दीर्घकाळ फेरफार होत राहून आजची स्वरूपे उद्‌भवली असली पाहिजेत व प्रारंभीची स्वरूपे आजच्यापेक्षा अगदी निराळीच असली पाहिजेत, हे ओघानेच ठरते. पृथ्वीची प्रारंभीची स्वरूपे कशी होती व त्याच्यांत फेरबदल होत राहून आजची स्वरूपे कशी उद्‌भवली याविषयीची माहिती म्हणजेच पृथ्वीच्या कवचाच इतिहास होय.

पृथ्वीच्या जन्मापासूनचा इतिहास प्रस्थापिणे, हे भूविज्ञानाचे एक मुख्य उद्दीष्ट आहे. हे काम अतिशय अवघड असून यासाठी भूविज्ञानातील सर्व साधने वापरावी लागतात. या इतिहासाविषयीची अनुमाने मुख्यत्वे पृथ्वी व इतर ग्रह यांच्यात मिळालेल्या पुराव्यांच्या आधारे केली जातात. असे अनेक प्रकारचे पुरावे मिळाले आहेत उदा., स्तरित खडक, जीवाश्म वगैरे.

पृथ्वीवरील नैसर्गिक क्रिया दीर्घकाळ चालू राहिलेल्या आहेत व आजच्या नैसर्गिक क्रियांच्या निरिक्षणाने मिळालेल्या महितीचा उपयोग करून पृथ्वीच्या गतकालीन स्वरूपांची माहिती मिळविता येईल, ही गोष्ट प्रथम हटन यांच्या लक्षात आली व पृथ्वीवरील आजच्या घडामोडीचे ज्ञान हेच तिच्या इतिहासाची गुरूकिल्ली आहे, असे १७८३ मध्ये त्यांनी प्रतिपादन केले. या तत्त्वास एकरूपतावादाचे तत्त्व म्हणतात. हटन यांच्या या तत्त्वावरच आधुनिक इतिहासात्मक भूविज्ञानाच्या अध्ययनाच्या पद्धती आधारलेल्या आहेत.

निरनिराळ्या काळांत तयार झालेल्या खडकांत आज तयार होत असलेल्या गाळांच्या राशीसारखे विविध प्रकारचे व तशीच वैशिष्टे असणारे खडक आढळतात व तेही तशाच परिस्थीतीत आणि तशाच रीतीने तयार झाले असले पाहिजेत व ही गोष्ट गृहीत धरली म्हणजे पूर्वीच्या काळातील खडकांचे परीक्षण करून ते कोणत्या परिस्थितीत व कसे निर्माण झाले असतील, हे ठरविता येणे शक्य असते. उदा., मुख्य समुद्रापासून तुटक झालेले एखादे आखात रूक्ष, उष्ण, वाळवंटी प्रदेशात असले म्हणजे त्याचे पाणी सुकून जिप्समाचे व सैंधवाचे थर तयार होतात. आज तशी परिस्थिती नसलेल्या रशिया, जर्मनी, पोलंड, अमेरिकेची संयुक्त संस्थाने इ. प्रदेशात व पाकिस्तानातील मिठाच्या डोगरांत या खनिजांचे प्रचंड साठे आहेत आणि यावरून पूर्वी त्या प्रदेशात वाळवंटी जलवायुमान असताना खाऱ्या पाण्याची सरोवरे सुकून ते तयार झाले असले पाहिजेत, असे अनुमान काढता येते. आजच्या जागृत ज्वालामुखींपासून मिळणाऱ्या माहितीचाही तसाच उपयोग होतो. जेथे आज ज्वालामुखी नाहीत पण पूर्वी होते असे पुष्कळ प्रदेश (उदा., दक्षिण भारत) पृथ्वीवर सर्वत्र पसरलेले आहेत. अशा प्रदेशातील ज्वालामुखी खडकांवरून त्या प्रदेशातील गतकालीन ज्वालामुखीक्रियांचे पुरावे मिळतात. सारांश, भूवैज्ञानिक दृष्टीने कोणताही खडक म्हणजे केवळ खजिनांचा समूह नसून गतकालीन घटनेची नोंद किंवा पृथ्वीच्या इतिहासाचे पान असते.


स्तरविज्ञान : पृथ्वीच्या इतिहासाविषयीची माहिती मुख्यतः गाळांच्या खडकांपासून मिळत असते. गाळाचे खडक सामान्यतः स्तरित म्हणजे थरांच्या स्वरूपात असतात म्हणून इतिहासात्मक भूविज्ञानाचे स्तरविज्ञान हे एक महत्त्वाचे अंग आहे. या मध्ये गाळाच्या खडकांची मांडणी व क्रम यांचा अभ्यास केला जातो. थरांचे स्थान, उत्पत्ती, साचण्याचा अनुक्रम व त्यांतील सहसंबंध ठरविण्याचे काम यात केले जाते. काही भूवैज्ञानिक स्तरविज्ञान आणि इतिहासात्मक भूविज्ञान या संज्ञा समानार्थी असल्याचे मानतात. एखाद्या प्रदेशाची भूवैज्ञानिक पाहणी करताना त्याच्यात कोणकोणते खडक आहेत व ते कोणत्या क्रमाने उप्तन्न झालेत, हे ठरवावे लागते. उदा., गाळाच्या खडकांचा विचार केल्यास गाळाच्या थरांच्या कोणत्याही राशीतील तळाशी असणारा थर सर्वांत जुना व माथ्याशी असणारा थर सर्वांत नवीन असतो आणि अशा राशीतील कोणताही थर जो ज्या थरावर वसलेला असतो त्यांच्या नंतर व तो ज्या थराच्या खाली असतो त्याच्या आधी निर्माण झालेला असतो. थरांचा कालानुक्रम देणाऱ्या या नियमाला ‘अध्यारोपण नियम’ म्हणतात. कवचाच्या हालचालींमुळे थरांस घड्या पडून ज्यांच्या मूळ स्थितीची उलटापालट झालेली आहे, असे थर कधीकधी आढळतात पण असे थोडे अपवाद वगळले, तर अध्यारोपण नियम वापरून थरांचा अनुक्रम म्हणजे त्यांचे सापेक्ष काल ठरविता येतात. जेथे थरांची सापेक्ष स्थाने दिसू शकतील म्हणजे एक वर व दुसरा खाली आहे असे पाहता येणे शक्य असेल, अशा अविक्षुब्ध थर असलेल्या सर्व प्रदेशांत अध्यारोपण नियमाचा उपयोग केला जातो. ज्या प्रदेशाच्या भूवैज्ञानिक इतिहासाची माहिती मिळवावयाची असेल त्या प्रदेशात हिंडून त्याच्यातील डोगरांचे उतार, नदीनाल्यांचे काठ, दऱ्यांच्या व तुटलेल्या कड्यांच्या बाजू, घाटातून जाणाऱ्या खडकांच्या बाजू , बोगदे, विहिरी, खाणी इ. जागी उघडे पडलेले व अर्थात मूळ जागी असलेले खडक तपासून त्यांची स्थाने व रचना कशा आहेत, याची नोंद केली जाते व सविस्तर परिक्षणासाठी नमुने घेतले जातात. निसर्गात आढळणाऱ्या खडकांची पाहणी करून भूवैज्ञानिक इतिहासाची माहिती मिळविली जाते. [⟶ स्तरविज्ञान].

अवसादविज्ञान : गाळ साचण्याच्या प्रक्रिया, गाळाचे खडकात रूपांतर होताना त्यात होणारे बदल इत्यादींचा अभ्यास यात केला जातो यामुळे याचा स्तरविज्ञानाशी निकटचा संबंध आहे. अवसादविज्ञान हे एका टोकाला गाळाच्या खडकांचे शिलाविज्ञान व खनिजविज्ञान यांच्यामध्ये, तर दुसऱ्या टोकाला स्तरविज्ञानात मिसळून जाते. स्तरविज्ञानाचा संबंध मोठ्या बाबींशी (उदा., स्तरणापासून ते प्रादेशिक प्रमाणावर होणाऱ्या बदलांपर्यंतच्या बाबींशी) येतो. उलट गाळाच्या खडकांच्या शिलावैज्ञानिक अध्ययनात सामान्यपणे लहान बाबींचा (उदा., हातनमुन्यांतील, सूक्ष्मदर्शकीय व रासायनिक पातळीवरील बाबींचा) विचार केला जातो. अवसादविज्ञान हे या दोन्हींतील दुवा आहे. [⟶ गाळाचे कडक झीज आणि भर].

पुराजीवविज्ञान : थरांचे सापेक्ष काल ठरविण्यासाठी अध्यारोपण नियमाचा उपयोग शक्य तेथे केला जातो पण तो नियम वापरता येईल अशी परिस्थिती सर्वत्र नसते (उदा., दूरच्या क्षेत्रांतील अथवा मध्ये समुद्र असणाऱ्या थरांचे सहसंबंध ठरविताना) म्हणून त्या कामासाठी एका वेगळ्याच पद्धतीचा उपयोग केला जातो. बऱ्याचशा गाळाच्या खडकांत जीवाश्म असातात. जीवाश्माच्या अभ्यासाला पुराजीवविज्ञान म्हणतात व स्तरविज्ञानाशी याचा निकटचा संबध येतो. जीवाश्माची तपासणी करून गतकालीन वनस्पतींची व प्राण्यांची माहिती मिळतेच पण खडकांचे सापेक्ष काल ठरविण्यासाठीही त्यांचा उपयोग होतो.

अठराव्या शतकाच्या अखेरीस इंग्लंंडातील विल्यम स्मिथ या क्षेत्र सर्वेक्षकांना असा अनभव आला होता की, खडकांचे पुष्कळसे थर असणारी एखादी राशी तपासून पाहिली, तर असे आढळून येते, की तिच्या सर्व थरांत एकाच प्रकारचे जीवाश्मसमुच्चय असत नाहीत, तर निरनिराळे जीवाश्मसमुच्चय असणाऱ्या थरांचे अनेक गट तिच्यात असतात. प्रत्येक गटात काही विवक्षित जिवाश्मसमुच्चय असल्यामुळे ती राशी कितीही दूरवर पसरलेली असली, तरी तिच्यातील कोणताही गट त्याच्यातील जीवाश्मसमुच्चयावरून ओळखता येतो. स्मिथ यांना वरील अनुभव आला त्याच सुमारास फ्रान्समधील क्यूव्हे व ब्रॉन्यार यांना असे आढळून आले होते की, समान स्थानी असणाऱ्या थरांतील जीवाश्मसमुच्चय सारखेच असतात. जीवाश्माविषयीचे हे शोध प्रसिद्ध होण्यामुळे स्ररविज्ञानाच्या अध्ययनास चांगलीच गती मिळाली. यूरोपातील व इतर काही देशांतील जीवाश्ममय थरांच्या कित्येक राशींची सविस्तर पाहणी करण्यात आली. पायथ्यापासून तो माथ्यापर्यंतच्या सर्व थरांची तपासणी करून प्रत्येकात सापडलेल्या जीवाश्मांची नोंद करण्यात आली. थरांचे अध्यारोपण पाहून त्यांचे अनुक्रम ठरविण्यात आले व थरांचे अनुक्रम ठरताच त्यांच्यात सापडलेल्या जीवाश्मसमुच्चयांचे अनुक्रमही आपोआपच ठरविले गेले. निरनिराळ्या अनेक क्षेत्रांत केलेल्या पाहणीवरून असे कळू आले की, थरांच्या राशी कोणत्याही, जवळच्या किंवा दूरच्या क्षेत्रातील असोत त्यांच्यातील जीवाश्मसमुच्चयांचा अनुक्रम सारखाच असतो.

थरांचे सहसंबंध ठरविण्यासाठी जीवाश्मांचा वापर करताना क्रमविकासाचे तत्त्व महत्त्वाचे ठरते. जीवांमध्ये कालानुसार उलट दिशेत न होणारे बदल वाढत्या प्रमाणात होत असतात, असे क्रमविकासात मानले जाते. तसेच आधीचे जीव निर्वंश होऊन त्यांच्या जागी अधिकाधिक आधुनिक जीव येत असतात. थोडाच काळ जगून ज्यांचा प्रसार विस्तृत भागात झालेला आहे, अशा जीवांचे जीवाश्म हे स्तरवैज्ञानिक सहसंबंधांत विशेष उपयुक्त ठरतात. असे जीवाश्म विशिष्ट काळाचे निदर्शक असल्याने त्यांना निर्देशक जीवाश्म म्हणतात (उदा., कँब्रियन कालीन ट्रायलोबाइट). पुराजीवविज्ञानाचे अपृष्ठवंशी व पृष्ठवंशी असे विभाग पाडले जातात. अपृष्टवंशी जीवाश्म विपुल असून त्यांमध्ये ट्रायलोबाइट, ब्रॅकिओपॉड, पेलिसिपॉड, सेफॅलोपॉड, गॅस्ट्रोपॉड, प्रवाळ व इतर आंतरगुहीय (शरीरात फक्त एकूण पोकळी-गुहा-असलेले सीलेंटरेट) प्राणी, ब्रायोझोआ, स्पंज, विविध संधिपाद (ज्यांच्या पायांना सांधे असतात असे आर्थ्रोपॉड) व इतर अनेक प्रकारचे जीव येतात तर पृष्ठवंशींमध्ये मासे, उभयचर (जमिनीवर व पाण्यातही राहणारे), सरीसृप (सरपटणारे) पक्षी व सस्तन प्राणी यांचा समावेश केला जातो. स्तरवैज्ञानिक सहसंबंध ठरविताना पृष्ठवंशी जीवाश्मांचा अधिक वापर केला जातो कारण पृष्ठवंशीचे जीवाश्म बरेच मोठे असल्याने ते चांगल्या स्थितीत क्वचित आढळतात. [⟶ पुराप्राणिविज्ञान].

ज्यांच्यात संशयातीत व विपुल जीवाश्म आहेत अशा खडकांपैकी सर्वांत जुने म्हणजे कँब्रियन कल्पाचे (सु. ६० ते ५० कोटी वर्षांपूर्वीच्या काळातील) खडक घेतले, तर त्यांच्यात पृष्ठवंशी प्राण्यांचे जीवाश्म असत नाहीत समुद्रात राहणाऱ्या अपृष्ठवंशी प्राण्यांचे जीवाश्म मात्र असतात. पृष्ठवंशी प्राण्याचे जीवाश्म कँब्रियन कल्पानंतरच्या काळातील खडकांत सापडू लागतात. पृष्ठवंशी प्राण्यांच्या जीवीश्मांपैकी आधी माशांचे, त्यानंतरच्या खडकांत उभयचर प्राण्यांचे, त्यानंतरच्या खडकांत सरीसृपांचे व त्यांच्याही नंतर तयार झालेल्या खडकांत सस्तन प्राण्यांचे जीवाश्म सापडू लागतात. गाळाच्या खडकांत आढळणाऱ्या जीवाश्मसमुच्चयांचा अनुक्रम ठराविक प्रकारचा असतो, हा ब्रिटीश व इतर यूरोपियन वैज्ञानिकांनी काढलेला निष्कर्ष सु. दीडशे वर्षांपूर्वी प्रसिद्ध झाला. त्यानंतरच्या काळात यूरोपातील तसेच पृथ्वीवरील इतर बहुतेक सर्व प्रदेशांतील शेकडो गाळांच्या खडकांच्या राशीचे परीक्षण केले आहे व जेथे जीवाश्मांचा अनुक्रम पाहता आला त्या त्या जागी मिळालेला पुरावा वर उल्लेख केलेल्या निष्कर्षाशी सुसंगत व त्याला पुष्टी देणारा असल्याचे आढळून आलेले आहे. पूर्वीच्या निरनिरीळ्या कालखंडांत निरनिराळ्या जीवजाती पृथ्वीवर राहत असत व त्या विशिष्ट क्रमाने पृथ्वीवर अवतरल्या, असे जीवाश्ममय खडकांच्या परीक्षणावरून सिद्ध होताच जीवाश्मांच्या साहाय्याने खडकांचे काल ठरविता येतील. ही गोष्टही ओघानेच कळून आली. एकाच कालखंडात तयार झालेल्या खडकांतील जीवाश्म सामान्यतः सारखेच असतात म्हणून सारखेच जीवाश्म असणारे जे खडक पृथ्वीच्या निरनिराळ्या भागात पसरलेले आहेत, ते एकाच भूवैज्ञानिक काळात तयार झाले असले पाहिजेत, हे कळून आले. तसेच एखाद्या विशिष्ट कालखंडात निर्माण झालेले खडक पृथ्वीवर कोठे कोठे आहेत हे ओळखून काढणे शक्य आहे, हेही कळून आले.


भूविज्ञानस्तंभ : याला पृथ्वीच्या इतिहासातील घटनांचे पंचांग म्हणता येईल. खडकाच्या थरांचे अध्यारोपण पाहून व त्यांच्यातील जीवाश्मांची स्वरूपे पाहून त्याच्या निर्मितीचा अनुक्रम ठरविला व सर्वांत जुना थर तळाशी ठेवून इतर थर त्याच्या अनुक्रमाने रचले आहेत अशी कल्पना केली, तर थरांची जी राशी होईल तिच्या माथ्याशी सर्वांत नवा थर असेल व जो जो खाली जावे तो तो अधिकाअधिक जुने असतील. अशा राशीला भूविज्ञानस्तंभ किंवा भूविज्ञान-अभिलेखमाला असे म्हणतात. एकूण पृथ्वीवरील गाळाच्या खडकांची अशी राशी केली, तर तिची जाडी कित्येकशे किमी. भरेल म्हणजे पृथ्वीवरील कोणत्याही एकाच स्थानी असा स्तंभ प्रत्यक्ष पाहता येणार नाही. आणखी असे की, कोणत्याही एका क्षणी पृथ्वीवर इतक्या निरनिराळ्या प्रकारचे गाळांचे थर तयार होत असतात की, एखाद्या मर्यादित क्षेत्रात ते सर्व प्रकार मावणेही शक्य नाही. भूविज्ञानस्तंभ अर्थात काल्पनिक असतो. व भूवैज्ञानिक घडामोडी संक्षेपरूपाने देण्याच्या हेतूने तो रचलेला असतो.

काळाच्या ओघाप्रमाणेच पृथ्वीवरील घडामोडी अतिदीर्घ काल अखंड चालत आलेल्या आहेत म्हणजे पृथ्वीचा इतिहास वास्तविक अखंड आहे पण अध्ययनाच्या सोयीसाठी त्याचे लहानलहान भाग करावे लागतात. यूरोपियन वैज्ञानिकांनी स्तरविज्ञानाचा पाया घातला व त्यांनी पृथ्वीच्या इतिहासाचे जे मुख्य विभाग केले व त्यांना जी नावे दिली तीच सर्वत्र वापरली जातात आणि ती खालील कोष्टकात दिलेली आहेत. भूविज्ञानविषयक वर्णने कधी खडकांस अनुलक्षून, तर कधी त्यांच्या निर्मितीच्या काळास अनुलक्षून करावी लागतात व वर्णन निःसंदिग्ध व्हावे म्हणून प्रत्येक विभागाला एक त्याच्या खडकांसाठी अशा दोन वेगळ्या संज्ञा दिल्या जातात. खडकांच्या मुख्य विभागांना गण, उपविभागांना संघ व उप-उपविभागांना माला आणि काळाच्या मुख्य विभागांना महाकल्प, उपविभागांना कल्प व उप-उपविभागांना युग म्हणतात.

  

भूविज्ञानस्तंभ व कालमापक्रम 

विभाग 

उपविभाग 

उप-उपविभाग 

प्रारंभ (वर्षापूर्वी अंदाजे ) 

नवजीवन  

चतुर्थ  

होलोसीन (रीसेंट) 

११ हजार 

प्लाइस्टोसीन  

६ लाख 

तृतीय 

प्लायोसीन 

१.२ कोटी 

मायोसीन 

२ कोटी 

ऑलिगोसीन 

३.५ कोटी 

इओसीन 

५.५ कोटी 

पॅलिओसीन 

६.५ कोटी 

मध्यजीव  

क्रिटेशस 

– 

१४ कोटी 

जुरासिक 

– 

१८.५ कोटी 

ट्रायासिक 

– 

२३ कोटी 

पुराजीव 

पर्मिजन 

– 

२७.५ कोटी 

कार्‌बॉनिफेरस

३५ कोटी

डेव्होनियन

४० कोटी

सिल्युरियन

४२ कोटी

ऑर्डोव्हसियन

४९ कोटी

कँब्रियन

६० कोटी

कँब्रियन-पूर्व

प्रोटिरोझोइक

१ अब्ज

आझोइक

३ ते ४ अब्ज

  

उदा., मध्यजीव व महाकल्प हे कालविभागाचे नाव व मध्यजीव गण हे मध्यजीव महाकल्पात तयार झालेल्या खडकांच्या गटाचे नाव. तसेच क्रिटेशस संघ म्हणजे क्रिटेशस कल्पात तयार झालेल्या खडकांच्या गटाचे नाव (या कोष्टकातील विभागांच्या, उपविभागांच्या व उप-उपविभागांच्या सविस्तर माहितीसाठी त्या त्या नावाच्या शीर्षकांच्या स्वतंत्र नोंदी पाहाव्यात, तसेच हे कोष्टक ‘पुराजीवविज्ञान’ या नोंदीत अधिक विस्तारपूर्वक दिलेले आहे).

पृथ्वीच्या इतिहासातील प्रमुख घडामोडी व मुख्यतः खडकावरील जीवाश्मांची म्हणजे खडक तयार झाले त्या त्या काळातील जीवांची स्वरूपे लक्षात घेऊन वरील विभाग केलेले आहेत. क्रमविकासामध्ये जीवांत बदल होत गेल्याने ठराविक जीव हे या स्तंभाच्या विशिष्ट भागाचे वैशिष्ट्य असते त्यामुळे खडकांचे सहसंबंध व कालानुक्रम ठरविण्यासाठी जीवाश्म उपयुक्त आहेत. ऐतिहासिक घडामोडी केव्हा घडून येतील याचा नेम नसतो व त्या ठराविक काळाने घडून येत नाहीत त्यामुळे निरनिराळ्या विभागांचे कालावधी सारखे नसून कमीअधिक आहेत. भूवैज्ञानिक पद्धतींनी (उदा., जीवाश्मांवरून) ठरविलेले काल म्हणजे वये सापेक्ष असतात व पृथ्वीवरील घटना कोणत्या क्रमाने घडून आल्या एवढेच त्या पद्धतींनी कळते. खडकांची निरपेक्ष व कार्‌बॉनिफेरस संघाच्या आधी तयार झाला हे सांगता येत नाही. १९५० नंतर किरणोत्सर्गी खनिजांच्या साहाय्याने खडकांचे निरपेक्ष वय काढण्याच्या पद्धतीचा उपयोग करून काही खडकांची निरपेक्ष वये काढण्यात आली आहेत [⟶ खडकांचे वय] परंतु आपणास पृथ्वीच्या इतिहासाविषयी संगतवार अशी जी माहिती आहे ती कँब्रियन कल्पाच्या व त्याच्या नंतरच्या कल्पांचा जीवाश्ममय खडकांपासून मिळालेली आहे. कँब्रियन कल्पाची सुरवात सु. साठ कोटीवर्षांपूर्वी झाली व भूखंडाच्या खडकांपेकी सर्वांत जुने खडक सु. ४.२ अब्ज वर्षांपूर्वी तयार झाले, असे किरणोत्सर्गी खनिजांवरून कळून आलेले आहे म्हणून पृथ्वीच्या एकूण इतिहासाच्या फारच थोड्या भागाची, गेल्या सु. साठ कोठी वर्षांची म्हणजे अगदी अलिकडील कालाची माहिती आपणास मिलालेली आहे. त्याच्या आधीच्या अतिदीर्घ (८५%) कालचा संगतवार इतिहास जुळविणे अद्यापि शक्य झालेले नाही.

कँब्रियन-पूर्वकल्प : कँब्रियन कल्पाच्या आधीचे खडक सर्व खंडांत आढळतात व त्यांनी व्यापिलेली क्षेत्रेही विस्तीर्ण आहेत. भारताच्या द्विपकल्पाच्या अर्ध्याहून अधिक क्षेत्रात उगडे पडलेले खडक कँब्रियन-पूर्व काळातीलच आहेत. कँब्रियनच्या आधी कित्येक महाकल्प होऊन गेलेले आहेत व त्या प्रत्येकात गाळाचे खडक तयार झालेले आहेत पण कवचाच्या हालचालींमुळे त्यांच्यापैकी पुष्कळांचे कमीअधिक रूपांतरण झालेले आहे व मूळच्या मांडणीत ढवळाढवळ झालेली आहे. त्यामुळे त्यांची मूळची स्वरूपे किंवा संरचना ओळखून काढणे आवश्यक झालेले आहे. विशेष बदल न झालेले असेही कित्येक खडक आढळतात पण ते जिवाश्मविहीन किंवा जवळजवळ जीवाश्मविहीन असल्यामुळे त्यांचा क्रम ठरविता येत नाही. ज्यांच्या साहाय्याने खडकांचा अनुक्रम ठरविता येईल व त्यांचे व्यवस्थित वर्गीकरण करता येईल, असे दुसरे निकष अद्यापि उपलब्ध झालेले नाहीत. त्यामुळे कँब्रियन-पूर्व कालांचा संगतवार इतिहास रचणे शक्य झालेले नाही. निरनिराळ्या देशांतील किंवा एकाच देशातील पण एकमेकांपासून दूर व तुटक असलेल्या खडकांचे अन्योन्य संबंध ठरविण्याला जीवाश्मांसारखे विश्वसनीय साधन नसल्यामुळे दोन निरनिराळ्या क्षेत्रांतील खडक एकाच कालातील आहेत की नाहीत व नसल्यास त्यांच्यापैकी कोणते आधी निर्माण झाले, हे ठरविता येत नाही म्हणून ब्रिटनसारख्या कित्येक देशांच्या भूवैज्ञानिक वर्णनात कँब्रियन-पूर्व नावाच्या एकाच गटात सर्व कँब्रियन-पूर्व खडकांचा समावेश केलेला आढळतो पण कॅनडा, भारत व इतर काही देशांतील कँब्रियन-पूर्व खडकांचे पुढे दिल्याप्रमाणे दोन स्वतंत्र गट करता येतात.

(१) सापेक्षतः नवा गट : रूपांतरण न झालेले व विशेष विक्षोभ न झालेले गाळांचे खडक व त्यांच्यात अधूनमधून लाव्हांचे थर असलेला गट. भारतातील अशा गटाला पुराण गट व तो गट तयार झाला त्या कालावधीस पुराण महाकल्प [⟶ पुराण महाकल्प व गण] म्हणतात. (२) सापेक्षतः जुना गट : विविध प्रकारचे सुभाजा, पट्टिताश्म, ग्रॅनाइट पट्टिताश्म व इतर रूपांतरित खडक आणि त्यांच्यात घुसलेला शिलारस थिजून तयार झालेले अनेक प्रकारचे अंतर्वेशी खडक हे असलेला गट. यागटास आर्कियन असे नाव दिले जाते. [⟶ आर्कियन].

कोणत्याही प्रदेशातील कँब्रियन-पूर्व कालीन खडकांपैकी सर्वांत जुन्या रूपांतरीत खडकास आर्कियन ही संज्ञा दिली जाते पण निरनिराळ्या प्रदेशांतील आर्कियन खडक समकालीन असतातच असे नाही.

किरणोत्सर्गी कालमापनामुळे कँब्रियन-पूर्व काळातील खडकांचे संबंध ठरविता येणे शक्य झाल्याने यापुढे या काळातील इतिहासाच्या माहितीत सर्वाधिक भर पडण्याची शक्यता आहे. परिणामी पृथ्वीचे कवच, वातावरण व महासागर यांची उत्कांती आणि कँब्रियनपूर्वीच्या काळातील जीवांचा विकास यांबद्दल अधिक माहिती मिळू शकेल. कँब्रियननंतरच्या ऐतिहासिक माहितीच्या तपशीलात यापढे सुधारणा होण्याची शक्यता आहे (उदा., १९६७ साली इंटरनॅशनल युनियन ऑफ जिऑलॉजिकल सायन्सेसने आंतरराष्ट्रीय पातळीवर भूवैज्ञानिक सहसंबंध प्रस्थापित करण्याचा एक कार्यक्रम आखला होता त्यामध्ये संघांच्या सीमा निश्चित करण्याच्या कामाला अग्रक्रम देण्यात आला होता). पृथ्वीची उत्पत्ती सु. ४.६ अब्ज वर्षांपूर्वी झाल्याचे मानतात परंतु पृथ्वीवरील सर्वांत जुना खडक ४.२ अब्ज वर्षांपूर्वीचा आढळला आहे. याचा अर्थ पृथ्वीच्या इतिहासातील पहिल्या सु. ४० कोटी वर्षांविषयीचा प्रत्यक्ष पुरावा कवचात आढळलेला नाही.


सूक्ष्मपुराजीवविज्ञान : भिंगाच्या साहाय्याने किंवा इतर प्रकारे प्रतिभावर्धन केल्यासच ज्यांचा अभ्यास करता येतो अशा सूक्ष्मजीवांचा विचार या शाखेत केला जातो. विशेषतः यामध्ये फोरॅमिनीफेरा या एककोशिक (एका पेशीच्या बनलेल्या) कठीण कवचयुक्त आदिजीवांचा अभ्यास केला जातो. याहीपेक्षा सूक्ष्म जीवाश्मांचा अभ्यास करण्यासाठी त्यांचे इलेक्ट्रॉन सुक्ष्मदर्शकाने हजारोपट वर्धन करण्यात येते. अत्याधुनिक सूक्ष्मदर्शक व नमुना बनविण्याच्या खास पद्धती यांमुळे पुराजीवविज्ञानाच्या या शाखेत प्रगती अतिशय वेगाने होत आहे.[⟶ सुक्ष्मपुराजीवविज्ञान].

पुरावनस्पतिविज्ञान : वनस्पतींच्या जीवाश्मांचे अध्ययन या शाखेत केले जाते. चूर्णीय शैवलांचे काही जीवाश्म हे सर्वांत जुने वनस्पतीजीवाश्म आहेत. या शैवलांचे जीवाश्म विस्तृत प्रदेशांत आढळले आहेत. हे जीवाश्म इतक्या विविध प्रकारचे आहेत की, त्यांच्या अध्ययनाला या शाखेत विशेष महत्त्व आले आहे. समुद्राप्रमाणेच जमिनीवरील व दलदलीतील वनस्पतींचे जीवाश्मही आढळले आहेत. उत्तर कार्‌बॉनिफेरस काळातील दगडी कोळशाच्या भागात मोठ्या आकारमानाचे वनस्पतींचे जीवाश्मही सापडले आहेत. [⟶ अश्मीभूत वन पुरावनस्पतिविज्ञान].

पुराजलावायुविज्ञान : पूर्वीच्या भूवैज्ञानिक काळात पृथ्वीच्या निरनिराळ्या भागांत असलेले तापमान, पाऊस, वारे इ. जलवायुतापमानाच्या घटकांचा अभ्यास या शाखेत केला जातो. या करिता मुख्यतः गाळाच्या खडकांचे संघटन व संरचना यांचा अभ्यास करतात. [⟶ पुराजलवायुविज्ञान].

परागविज्ञान : पूर्वीच्या काळातील तसेच हल्ली असलेली बीजुके (वनस्पतींचे सूक्ष्म प्रजोत्पादक घटक) व पराग यांचा अभ्यास यामध्ये केला जातो. ही पुरावनस्पतिविज्ञानाची शाखा असली, तरी पुराजलवायुविज्ञानाच्या दृष्टीनेही हा अभ्यास महत्त्वाचा आहे. बीजुके व पराग सूक्ष्म असल्याने हवेमार्फत त्यांचा प्रसार विस्तृत भागात होतो तसेच प्रतिकूल स्थितीतही नाश न होता ते टिकून राहू शकतात. हे असलेल्या थरांच्या मालिकांचा अभ्यास केल्यास जलवायुमानात लागोपाठ होत गेलेले बदल कळून येतात. [⟶ पराग].

पुरापरिस्थितिविज्ञान : जीवाश्म व त्यांच्या आपापसांतील आणि तत्कालीन अधिवासांबरोबरच्या परस्परसंबंधांचा म्हणजे कोठ्यावधी वर्षांपूर्वीच्या ⇨ परिस्थितिविज्ञानाचा अभ्यास यात केला जातो. पूर्वी गाळ साचले तेव्हा परिस्थिती कशी होती, तेव्हाच्या जीवाश्मांवरून त्यांच्या भोवतालचे पर्यावरण कसे होते, ते कसे बनले इ. प्रश्नांची उत्तरे शोधण्याचा प्रयत्न या शाखेत केला जातो. [⟶ पुरापरिस्थितिविज्ञान].

पुराभूगोल : पूर्वीच्या काळातील भूगोलाविषयी माहिती मिळविणारे विज्ञान. यामध्ये त्या काळातील महासागर आणि जमीन यांची वाटणी व त्यांच्या सीमा, सागरांची खोली, भूमिस्वरूपे, जलवायुमानाची वाटणी वगैरेंविषयीची माहिती या शाखेत अभ्यासिली जाते. त्यासाठी मुख्यत्वे खडकांचे घटक, मांडणी व प्रसार यांचा उपयोग होतो. [⟶ पुराभूगोल].

जीवसृष्टीचा इतिहास : कँब्रियन कल्पाच्या प्रारंभापासून तो अगदी अलीकडच्या काळापर्यंतच्या थरांची अनुक्रमाने पाहणी केली, तर असे दिसून येते की, अनुक्रमाने येणाऱ्या कोणत्याही दोन थरांतील जीवाश्मसमुच्चयांत विशेष मोठे फरक नसतात. त्यांच्यापैका कित्येक जीवाश्म सारख्याच जीवजातींचे असतात पण इतर कित्येक भिन्न जीवजातींचे असतात. कोणत्याही नव्या कालविभागातील थरात काही नव्या जातींचे जीवाश्म असतात आणि त्याच्या आधीच्या कालविभागाच्या थरात असलेल्या काही जीवजातींचे जीवाश्म त्याच्यात नसतात म्हणजे काही नव्या जाती अवतरल्या व जुन्यांपैकी काही निर्वंश झाल्या, असा अर्थ होतो. निर्वंश झालेल्या जातींचे जीवाश्म अर्थात त्यानंतरच्या कोणत्याही थरात आढळत नाहीत कोणत्याही कालविभागात काही जाती निर्वंश होत असतात व काही नव्या जाती अवतरत असतात. त्याचप्रमाणे काही अशाही जाती असतात की, ज्या दीर्घकाळ टिकून राहतात. पुराजीव महाकल्पातील किंवा मध्यजीव महाकल्पातील समुद्रात राहणाऱ्या अपृष्ठवंशी प्राण्यांच्या कित्येक जीवजाती आतापर्यंत टिकून राहिलेल्या आहेत. कँब्रियन कल्पाच्या सुरवातीपासून तो आधुनिक कालापर्यंतच्या सर्व काळात जीवाश्ममय खडक निर्माण झालेले आहेत म्हणजे पृथ्वीवर जीवांची वस्ती अखंड होत आलेली आहे. कँब्रियन कल्पातील जीवसमुदाय आजच्यापेक्षा अगदी भिन्न होते. त्यांच्यात थोडेथोडे फेरफार होत राहून पृथ्वीवरील जीवसृष्टीला आजचे स्वरूप प्राप्त आलेले आहे. पूर्वीच्या सर्व जीवांचा एकाच वेळी संहार होऊन नव्या प्रकारचे जीव निर्माण झाले आहे असे झालेले नाही, असा भूविज्ञानस्तंभाचा पुरावा आहे व तो क्रमविकाससिद्धांताला पुष्टी देणाराच आहे.

जीवाश्मांच्या अध्ययनाने मिळविण्यात आलेली माहिती पुष्कळच आहे व तिच्यात सतत भर पडत आहे पण जीवसृष्टीचा एकूण पसारा पहिला म्हणजे त्याच्यामानाने जीवाश्मांकडून मिळणारी माहिती अगदीच थोडी असणार, यात शंका नाही. शेकडो वनस्पतींची व प्राण्यांची शरीरे मऊ व नाजूक असतात, त्यांचे जीवाश्म होत नाहीत. आणखी असे की, सामान्यतः सर्व शरीर टिकून न राहता त्यांचे हाडां-कवचांसारखे काही भागच टिकून राहत असतात. एखाद्या प्राण्यांचे शरीर त्याच्या सांगाड्याची मोडतोड न होता गाळात पुरले जाणे, ते व त्याच्या भोवतालचा गाळाचा खडक सुरक्षित राहून तो आपल्या आवाक्यात येईल अशा जागी आणला जाणे इ. घटना घडून आल्याशिवाय त्याचा जीवाश्म मिळू शकत नाही . पृथ्वीवरील एकूण जीवजातींपैकी काही थोड्या जीवजातींच्या लाखो व्यक्तिंपैकी काही थोड्या व्यक्तिच जीवाश्मरूपाने उरणे शक्य असते म्हणून जीवाश्मांवरून मिलालेली माहिती मूळच्या जीवसृष्टीच्या मानाने अगदीच अल्प असते.

जीवाश्मांविषयी मिळालेल्या माहितीपैकी बरीचशी माहिती समुद्रात साचलेल्या खडकांपासून मिळालेली आहे व ती मुख्यतः समुद्रातील जीवांविषयी आहे. गाळ साचविले जाण्याला समुद्रात जितकी अनुकूल परिस्थिती असते व जितकी विस्तीर्ण क्षेत्रे जमिनीवर क्वचितच असतात व गोड्या पाण्यात साचलेल्या गाळांच्या राशी कमीच आढळतात. अशा राशींतील जीवाश्मांपासून जमिनीवर किंवा गोड्या पाण्यात राहणाऱ्या वनस्पतींची व प्राण्याची माहिती मिळविण्यात आलेली आहे.

कँब्रियन कल्पाच्या पुष्कळच आधी पृथ्वीवर जीव अवतरले असले पहिजेत पण ते केव्हा अवतरले हे दाखविणारे पुरावे मिळालेले नाहीत. आदिम जीवांची शरीरे कदाचित साधीसुधी व मऊ पदार्थांची असावीत व तसे असले, तर त्यांचे जीवाश्म होणेही शक्य नव्हते. कँब्रियन कल्पाच्या पूर्वीच्या काळातील काही थोड्या खडकांत समुद्रातील शैवलांचे अल्प असे अवशेष सापडतात. क्वचित स्पंजांच्या सांगाड्यांच्या तुकड्यांसारखे अवशेषही आढळतात पण निःसंशय जीवांचे अवशेष आढळलेले नाहीत.


जीवाश्मांचे अन्य उपयोग : आर्थिक दृष्ट्या महत्त्वाच्या खनिजांच्या साठ्यांसमवेत ठराविक जीवाश्म आढळतात. उदा,. दगडी कोळशांच्या साठ्यांच्या समवेत एक्किसीटेलीझ व बीजी नेचे या गणांतील वनस्पतींचे अवशेष आढळतात. अशा जीवाश्मांचे अस्तित्व खनिजांच्या साठ्यांचा शोध लागणाच्या दृष्टीने महत्त्वाचे आहे. प्राचीन परागांच्या अभ्यासाने आणि फोरॅमिनीफेरांच्या जीवाश्मांच्या अभ्यासाच्या आधारे कोळसा व खनीज तेल यांचे साठे शोधण्यास मदत होते. संरचनात्मक भूविज्ञानात खडकामध्ये सहजासहजी लक्षात न येणारी विसंगती जीवाश्मांच्या साहाय्याने लक्षात येऊ शकते. तसेच खडकांचे थर घड्यांमुळे उलटे झालेले असतील, तर जुने जीवाश्म वरच्या थरात व नवे खालच्या थरात सापडल्याने तेही भूवैज्ञानिकांना समजून येते. [⟶ जीवाश्म पुराजीवविज्ञान].

भौगोलिक फेरफार : पृथ्वीवर दृष्टीस पडणाऱ्या खडकांचे स्थूल सर्वेक्षण केले, तर असे दिसून येते की, पिडाश्म, वालुकाश्म इ. खडक किंवा त्यांच्यापासून तयार झालेले रूपांतरित खडक सर्व खंडांतील आर्कीयन कालीन खडकात आढळतात व त्यानंतरच्या प्रत्येक कल्पात पिंडाश्म, वालुकाश्मांसारखे गाळाचे खडक तयार झालेले आहेत व आता होत आहेत म्हणजे वायुक्रियेने खडकांचा चुरा होणे, त्याची वाहतूक होणे व तो समुद्रात किंवा क्वचितच इतर जागांत साचविला जाणे इ. प्रक्रिया पुरातन काळापासून अखंड चालत आलेल्या आहेत. आर्कीयन खडक निर्माण झाले तेव्हा व त्यानंतरच्या सर्व कालावधींत पृथ्वीवर जमीन म्हणजे खंड व सागर ही होती व पृथ्वीच्या पृष्ठाची जमीन व पाणी अशी विषण वाटणी पुरातन काळापासून चालत आलेली आहे.

महासागरांच्या खोल तळांवर ज्या प्रकारचे गाळ आढळतात तशा गाळांचे खडक खंडांच्या खडकांत आढळत नाहीत म्हणून महासागराचा तळ उचलला जाऊन एखादे खंड तयार झाले असेल, असे मानण्याला पुरावा नाही. महासागराच्या तळाशी असलेल्या खडकांचा पाया बेसाल्टासारख्या खडकांचा आहे. कंडाच्या खडकांसारखे किंवा खंडांच्या पायांच्या खडकांसारखे खडक महासागरांच्या तळाशी नाहीत म्हणून एखादे खंड सर्वच्या सर्व खचून समुद्रात बुडाले असे मानण्याला जागा नाही.

ज्योतिर्भूविज्ञान : यामध्ये विशेषतः सूर्यकुलातील ग्रह, उपग्रह, लघुग्रह इ. खस्थ पदार्थांचा भूविज्ञानाच्या दृष्टिने अभ्यास केला जातो. ग्रह व उपग्रह यांच्या उत्पत्तीविषयीचे प्रश्न भूविज्ञान व ज्योतिषशास्त्र या दोन्ही विज्ञानांना जवळचे आहेत आणि ज्योतिर्भूविज्ञान हे या दोन्हींतील दुवा आहे. यात विशेषतः सूर्यकुलातील खस्थ पदार्थ व त्यांचे वातावरण यांचा अभ्यास करण्यात येतो. त्यातून मिळालेल्या माहितीत पृथ्वीच्या उत्पत्तीसंबंधीची सूचक अशी काही माहिती मिळते की काय, याचा शोध घेण्यात येतो कारण या खस्थ पदार्थांच्या अभ्यासाद्वारे पृथ्वीच्या इतिहासातील आधीच्या टप्प्यांविषयीची माहिती मिळण्याची शक्यता असते. पृथ्वीच्या निर्मितीचा विचार करताना ज्या घटना व प्रेरणा गृहीत धरण्यात येतात, त्यांच्याशी साम्य असलेल्या घटना ज्या खस्थ पदार्थांच्या इतिहासात घडल्या असाव्यात असे वाटते, त्याचा अभ्यास पृथ्वीच्या अभ्यासाच्या दृष्टीने विशेष उपयुक्त ठरू शकतो. उलट विशेषतः चंद्राच्या, तसेच इतर खस्थ पदार्थांच्या पृष्ठावरील परिस्थितीचा अभ्यास करताना पृथ्वीविषयीच्या माहितीचा उपयोग करता येतो. या शाखेत आता दूरवर्ती संवेदनाग्रहण तंत्राचा वापरही करण्यात येऊ लागला आहे. [⟶ संवेदनाग्रहण, दूरवर्ती].

या शाखेत मुख्यतः चंद्राचा मोठ्या प्रमाणावर भूवैज्ञानिक अभ्यास झाला आहे. १९६९ साली माणूस चंद्रावर उतरला व तेथील खडक पृथ्वीवर आणता आले. तत्पूर्वी चंद्राविषयीची बहुतेक माहिती त्याच्या छायाचित्रांवरून मिळत असे. प्रथम दूरदर्शकाच्या तर नंतर अवकाशयानांच्या साहाय्याने ही छायाचित्रे घेण्यात आली. छायाचित्रांचा सखोल अध्ययनातून चंद्राच्या पृथ्वीला संमुख असलेल्या बाजूची माहिती मिळाली तिचा त्या भागाचे तपशीलवार नकाशे तयार करण्यासाठी उपयोग झाला. छायाचित्रांवरून चांद्र पृष्ठावरचे काही अविष्कार, घटना व स्वरूपे उघड झाली. सापेक्ष वय किंवा कालानुक्रम ठरविण्याच्या पृथ्वीवर वापरल्या जाणाऱ्या पद्धती (उदा., अध्यारोपणाचा नियम) वापरून चंद्रावरील घटनांचा कालानुक्रम ठरविणे शक्य झाले.

चंद्रावरील विवरांचा (खळग्यांचा) अभ्यास अनेक शतकांपासून करण्यात येत आहे. त्यातून त्यांच्या उत्पत्तीविषयीच्या अनेक कल्पना पुढे आल्या. मोठ्या अशनींचे आघात, ज्वालामुखीची उद्‌‌‌‌‌‌गिरणे अथवा दोन्हींचा एकत्रित परिणाम यांपैकी मुख्यतः कशामुळे विवरे निर्माण झाली आहेत, हा एक महत्त्वाचा प्रश्न होय. चंद्राचे समन्वेषण करून मिळालेल्या माहितीचा उपयोग विवरांच्या अध्ययनात करण्यात आला आहे. आघाताने बनलेली अथवा बनल्याची शक्यता असलेली चंद्रावरील विवरे यांच्यासारख्या पृथ्वीवरील विवरांपेक्षा बरीच जुनी आहेत. पृथ्वीवरील अशी जुनी विवरे बहुधा पृथ्वीवर अखंडपणे चालू असलेल्या झीज व भर या क्रियांमुळे नष्ट झाली असावीत. उलट चंद्रावर वातावरण व जलावरण नसल्याने या क्रिया तेथे मोठ्या प्रमाणावर घडल्या नसाव्यात व त्यामुळे जुनी विवरे टिकून राहिली असावीत.

पृथ्वीवर आणलेल्या चंद्रावरील खडकांचे विश्लेषण करण्यात आले आहे. याद्वारे मिळालेल्या माहितीचा उपयोग चंद्रावर याने उतरविण्याची जागा ठरविण्यासाठी, चंद्राच्या पृष्ठाचा इतिहास समजून घेण्यासाठी, तसेच चंद्राविषयीच्या इतर प्रश्नांची माहितीकरून घेण्यासाठी करण्यात येतो.

बुध, शुक्र आणि मंगळ यांच्या पृष्ठभागांची, तसेच गुरू व शनी यांच्या काही उपग्रहांच्या पृष्ठभागांची छायाचित्रे व्हॉयेजर, पायोनियर, मरिनर, व्हीनस, व्हेनेरा इ. अवकाशयानांच्या साहाय्याने मिळविण्यात आलेली आहेत. त्यांवरून आढळलेल्या बुधावरील अशनिविवरे, मंगळावरील प्रचंड भूमिपात व घळी, गुरूच्या आयो या उपग्रहावरील ज्वालामुखीक्रिया व गॅनिमीड या उपग्रहावरील हिमस्तर इत्यादींचे विश्लेषण करण्याचे कार्य चालु आहे.


सैद्धांतिक भूविज्ञान : पृथ्वीचे वय, समस्थायित्व, पृथ्वीचे अंतरंग, भूचुंबकत्व, खंडविप्लव, समुद्रतळ विस्तारण, भूपट्ट सांरचनिकी, पृथ्वीची उत्पत्ती इत्यादींचा अभ्यास यात केला जातो. यांपैकी बहुतेक विषयांवर विश्वकोशात स्वतंत्र नोंदी असून ‘पृथ्वी ’ या लेखात तिची उत्पत्ती दिलेली आहे. येथे वरील विषयांचे थोडक्यात विवरण केलेले आहे.

पृथ्वीचे वय : क्षरण, निक्षेपण, पृथ्वी थंड होणे इ. क्रियांची त्वरा (वेग) मोजून पृथ्वीचे वय काढण्याचे अनेक प्रयत्न झाले. त्यांद्वारे पृथ्वीची वेगवेगळी वये आली पण ती यथातथ्य असणे शक्य नव्हते. विसाव्या शतकाच्या सुरूवातीस किरणोत्सर्गी द्रव्यांचा शोध लागला आणि त्यांच्या विघटनाचा वेग ठराविक असल्याचे दिसून आले त्यामुळे त्यांचा उपयोग करून खनिजांचे म्हणजे पर्यायाने पृथ्वीचे यथातथ्थ निरपेक्ष वय ठरविण्याच्या अधिक विश्वसनीय पद्धती उपलब्ध झाल्या. काही आग्निज खडकांत किरणोत्सर्गी खनिजे अत्यल्प प्रमाणात असतात. ती खनिजे व त्यांच्या विघटनाने उत्पन्न झालेली द्रव्ये ही दोन्ही सुरक्षित राहिलेली असतील, तरच त्या खनिजांचे वय ठरविता येते. आतापर्यंत या पद्धतींद्वारे मिळालेल्या माहितीवरून पृथ्वीवर आतापर्यंत आढळलेले सर्वांत जुने खनिज प. ऑस्ट्रेलियातील माउंट नॅरायर येथील असून त्याचे वय ४.२ अब्ज वर्षे असल्याचे दिसून आले आहे. यावरून कवचाचे वय सु. ४.२ अब्ज वर्षे असून पृथ्वीचे वय त्याच्यापेक्षा थोडे अधिक असल्याचे अनुमान करण्यात आले आहे. अशनी व चंद्रावरून आणलेले खडक यांचे वय सु. ४.५ अब्ज वर्षे आलेले आहे. त्यावरून सूर्यकुलाची व पर्यायाने पृथ्वीची निर्मिती सु. ४.६ अब्ज वर्षापूर्वी झाल्याचे मानतात. [⟶ खडकांचे वय पृथ्वीचे वय].

समस्थायित्व : (कवचाचा समतोलपणा). पृथ्वीचा पृष्ठभाग उंचसखल, खडबडीत आहे म्हणजे तिचा आकार जवळजवळ गोल असला, तरी पूर्ण गोल नाही परंतु पृथ्वीचे पृष्ठ खडबडीत असले, तरी गुरूत्वाकर्षणाच्या नियमांस अनुसरून एकंदरीत समतोल अशा स्थितीत आहे, असे निरनिराळ्या देशांत केलेल्या गुरूत्वाकर्षणाच्या मापनांवरून कळून आलेले आहे.

निवांत जागी असलेल्या पाण्याचे पृष्ठ सपाट असते. ही त्याच्या पातळीची समतोल स्थिती होय. त्या पाण्यात लहान मोठे, कमीअधिक उंचीचे बर्फाचे तुकडे टाकले, तर स्थिर होऊन ते पाण्यावर तरंगत असताना त्यांचे काही भाग पाण्याच्या बाहेर राहतात. पाण्याची घनता अधिक असल्यामुळे त्याच्या पृष्ठाची पातळी खाली व बर्फाच्या तुकड्यांच्या पृष्ठाची पातळी अधिक वर असते. बर्फाच्या अधिक उंच व मोठ्या तुकड्यांच्या पृष्ठाची पातळी ही लहान, कमी उंचीच्या तुकड्यांच्या पातळीपेक्षा अधिक उंच असते. पाणी व त्याच्यावर तरंगणारे बर्फाचे तुकडे समतोल स्थितीत असताना त्या सर्वांचे मिळून होणारे पृष्ठ उंचसखल असते. पृथ्वीच्या पृष्ठांचा उंचसखलपणा तशाच प्रकारचा आहे. पृथ्वीचे कवच एकजिनसी नसून निरनिराळ्या घनतेच्या खडकांचे बनलेले आहे व त्याची जाडी सर्वत्र सारखी नाही. खंडांचे खडक सापेक्षतः हलके आहेत. खंडांच्या खडकांखाली व माहासागरांखाली सापेक्षतः भारी (जाड) खडक आहेत. पाण्यावर लाकडाचे तराफे तरंगावे त्याप्रमाणे खंडांच्या खडकांचे तराफे अधिक भारी खडकांच्या थरावर तरंगत आहेत. त्या तराफ्यांचे अधिक उंच भाग म्हणजे खंडांच्या जमिनी होत. पृथ्वीच्या कवचाची घडण अशी आहे, हे लक्षात घेतले म्हणजे खंडे खचून महासागरांच्या पाण्याखाली जाणे किंवा महासागरांचे तळ वर सरकून खंड निर्माण होणे अशा घटना का अशक्य असाव्यात, हे कळून येत.

अशा तऱ्हेने भूपृष्ठावरील उंचसखलपणाद्वारे त्याखालील खडकांच्या घनतेतील फरक कळू शकतात. खंडांमध्ये ग्रॅनाइटी खडकांच्या मोठ्या राशी अधिक प्रमाणात आढळतात व समुद्रतळावरील बेसाल्टी खडकांपेक्षा त्यांची घनता बरीच कमी असते. (उदा., पर्वत व त्यालगतच्या भागात गुरूत्वाकर्षणाचे मूल्य अपेक्षिल्यापेक्षा कमी आढळले आहे). कवचाच्या अशा विविधतापूर्ण भागांमध्ये जो स्थूल समतोल साधला जातो, त्याला समस्थायित्व म्हणतात. भूपृष्ठावर द्रव्याची भर पडली की, कवच खचते आणि त्यावरील द्रव्य निघून गेले की, कवच वर उचलले जाते (उदा., बर्फ वितळून निघून गेल्याने स्वीडन व फिनलंड यांचे काही किनारे गेल्या ९ हजार वर्षांत सु. २४० मी. एवढे वर आले आहेत. तसेच झीज, भर, पर्वतनिर्मिती इत्यादींमुळे हा समस्थायित्वीय समतोल बिघडत असतो). अशा प्रकारे कवचाच्या उभ्या दिशेत होणाऱ्या हालचालींचे स्पष्टीकरण देण्यासाठी समस्थायित्वाच्या संकल्पनेचा उपयोग होतो. [⟶ समस्थायित्व].

पृथ्वीचे अंतरंग : पृथ्वीच्या कवचाच्या आत कोणते पदार्थ आहेत व ते कोणत्या स्थितीत आहेत, हे प्रत्यक्ष किंवा त्यांचे नमुने मिळवून पाहाणे आपल्या आवाक्याबाहेर आहे. अप्रत्यक्ष रीतींनी मात्र पृथ्वीच्या अंतर्भागाविषयी काही गोष्टी निश्चितपणे कळू शकतात. पृथ्वीचे चुंबकीय गुरुत्वीय क्षेत्र यांचे अनुसंधान, तसेच चंद्रावरील खडकांचा अभ्यास यांच्या द्वारे पृथ्वीच्या अंतरंगाविषयी माहिती मिळू शकते. शिवाय भूकंप तरंगांच्या अभ्यासाने अंतरंगाची रचना व त्यातील प्रक्रिया यांविषयी अनुमान करणे शक्य होते.

एकूण पृथ्वीच्या सरासरी वि. गु. ५.५१७ आहे पण कवचाच्या खडकांचे सरासरी वि. गु. सु. २.७ एवढेच आहे. याचा अर्थ अंतर्भागातील पदार्थाचे वि. गु. जास्त असते पाहिजे, तसेच पृथ्वीच्या खोल भागातील पदार्थांवर त्यांच्यावर असणाऱ्या पदार्थांच्या भाराचा प्रचंड दाब असला पाहिजे (उदा., पृथ्वीच्या मध्याशी वातावरणीय दाबाच्या ३५ कोटी पट एवढा दाब असावा, असा एक अंदाज करण्यात आलेला आहे.) खोल खाणी किंवा विहिरी खणताना सर्व देशांत असा अनुभव येतो की, जो जो खोल जावे तो तो खडकाचे तापमान वाढत जाते शिवाय पृथ्वीवरील निरनिराळ्या प्रदेशांत ज्वालामुखी, उन्हाळी, गायझरे (गरम पाण्याची नैसर्गीक कारंजी) आहेत. वरील गोष्टींवरून कवचाच्या उथळ भागांच्या मानाने पृथ्वीच्या अंतर्भागाचे तापमान बरेच अधिक असले पाहिजे यात शंका नाही पण ते किती असेल हे सांगता येत नाही. मात्र अंतर्भागात जाताना तापमानाचे मान आढळलेल्या इतके वाढत जात असेल, तर गाभ्याचे तापमान सु. २,९२५० से. असेल, असे अनुमान करण्यात आले आहे. आधुनिक भूविज्ञानाच्या अध्ययनास प्रारंभ झाला तेव्हा पृथ्वीचा बहुतेक भाग द्रव पदार्थाचा असून त्याच्या बाहेर घन खडकांचे पातळसे वेष्टन मात्र आहे, अशी कल्पना रूढ होती पण पृथ्वीची घडण तशी नाही, असे पुढे कळून आले.


पृथ्वीच्या भूभौतिकीय, विशेषतः भूकंपलेखांच्या (भूकंपामुळे निर्माण होणाऱ्या कंपनांच्या विशिष्ट उपकरणाद्वारे मिळणाऱ्या आलेखरूपी नोंदींच्या) अध्ययनाने पृथ्वीच्या अंतर्भागाविषयी बरीच माहिती मिळविण्यात आलेली आहे. तिचे सार अले की, पृथ्वीची रचना एखाद्या कांद्यासारखी आहे म्हणजे ती एकाच्या आत एक अशा संकेंद्री (एकच केंद्र असलेल्या) कवचांची बनलेली आहे. प्रत्येक कवच त्याच्या बाहेरच्या कवचाहून भिन्न व अधिक घनता असणाऱ्या पदार्थाचे आहे. सर्वांत बाहेरचे कवच म्हणजे पृथ्वीचे कवच किंवा शिलावरण आपल्या दृष्टीस पडतात तशा खडकांचे बनलेले आहे. त्याची जाडी सर्वत्र सारखी नाही. ती सरासरी १५-२० किमी. भरेल. त्याचे सरासरी वि. गु. २.७ आहे. त्याच्या खाली सुं २,९०० किमी. खोलीपर्यंतचा म्हणजे तेवढ्या जाडीचा भाग अधिक (३ ते ६) वि. गु. च्या खडकांचा बनलेला आहे, त्याला प्रावरण म्हणतात. त्याच्याही आत सुं. ३,५०० किमी. त्रिज्येचा जो गोल आहे, त्याला पृथ्वीचा गाभा म्हणतात. तो सर्वस्वी द्रवरूप आहे, अशी कल्पना होती पण त्याचा सुं. २,२०० किमी. जाडीचा बाहेरचा भाग तेवढा द्रवरूप असून त्याच्या आतील म्हणजे गाभ्याच्या व एकूण पृथ्वीच्या केंद्राजवळचा सु. १,३०० किमी. त्रिज्येचा गोल घन अवस्थेत असावा, असा अंदाज आहे. गाभ्याचे वि. गु. साहजिकच त्याच्या बाहेरील आवरणांच्या वि. गु. पेक्षा अधिक (सु. ९ ते १२) आहे. गाभा मुख्यत्वे लोखंड व निकेल यांचा बनलेला असावा, असा अंदाज आहे. [⟶ पृथ्वीचे अंतरंग].

भूचुंबकत्व : पृथ्वीचे चुंबकीय क्षेत्र पृथ्वीतच निर्माण होत असावे, असे सामान्यपणे मानतात. मात्र ते निर्मिणारी यंत्रणा अजून पूर्णतया समजलेली नाही. गाभ्याचे कायमचे चुंबकीकरण झालेले असल्याने पृथ्वीला चुंबकीय क्षेत्र प्राप्त झाले असेल, हे शक्य वाटत नाही कारण पृथ्वीच्या अंतरंगात खोलीनुसार तापमान वाढत जाते, हे पाहाता सुं. १०० किमी. खोलीवरच एवढे जास्त तापमान असेल की, त्या तापमानाला पदार्थाचे चुंबकीय गुणधर्म नष्ट होतील. पूर्वी व आताही पृथ्वीच्या चुंबकीय क्षेत्रात बदल होत असल्याचे दिसून आले आहे. [⟶ भूचुंबकत्व पुराचुंबकत्व].

खंडविल्पव : निवांत जागी असलेल्या पाण्यावर एकमेकांस चिकटून असलेले लाकडी ठोकळे रतंगत असताना त्यांच्यापैकी कोणताही ठोकळा आपोआप खाली किंवा वर जाणार नाही किंवा मुद्दाम दाबून खाली घरून ठेवल्याशिवाय पाण्यात बुडलेला राहाणार नाही पण आडव्या दिशएने ते सहज सरकू शकतील व किंचित ढकलताच एकमेकांपासून अलग होतील. खंडांची अशी हालचाल झाली असावी असे एफ्. बी. टेलर व ॲल्फ्रेड व्हेगेनर यांनी १९१० च्या सुमारास सुचविले. त्यांच्या कल्पनेला खंडविल्पव असे म्हणतात. व्हेगेनर यांचे म्हणणे असे : कार्बॉीनिफेरस कल्पात आजचे दक्षिण अमेरिका, ऑस्ट्रेलिया, आफ्रिका व भारताचे द्विपकल्प हे भूभाग दक्षिण धृवाभोवती गोळा झालेले होते व ते सर्व मिळून झालेले एकच विस्तीर्ण खंड (गोंडवन भूमी) दक्षिण ध्रुवाभोवती होते व त्या खंडाच्या एका भागातील जीव इतर सर्व भागांत सहज जाऊ शकत. कालांतराने त्या खंडाला भेगा पडून त्याचे काही लहान व काही मोठे तुकडे झाले ते निरनिराळ्या दिशांनी सरकत जाऊन एकमेकांपासून दूर झाले आणि अशा प्रवासानंतर त्यांना, म्हणजे आजच्या खंडांना, आजची स्थाने प्राप्त झालेली आहेत. पुरातन काळापासून खंडे मूळ जागीच राहिली आहेत असे गृहीत धरले, तर पूर्वीच्या काळी जमिनीवर राहणाऱ्या जीवांच्या भौगोलिक प्रसाराचा, जलवायुमानाच्या वाटणीचा आणि इतर कित्येक घटनांचा उलघडा होत नाही पण खंडविल्पव कल्पनेने त्यांचा उलघडा होऊ शकतो. पृथ्वीवरील सर्व खंडे एकत्र गोळा झाली असताना भारताचे द्वीपकल्प व दक्षिण गोलार्धातील खंडे दक्षिण ध्रुवाभोवताली होती व उरलेली खंडे विषुववृत्ताच्या आसपास होती अशी कल्पना केली, तर कार्बॉननिफेरस कल्पाच्या अखंरच्या अखेरच्या काळातील जलवायुमानाच्या वाटणीचाही उलगडा होतो शिवाय अटलांटिकच्या पूर्व व पश्चिम किनाऱ्यांच्या आकारातील व भूवैज्ञानिक संरचनांमधील साम्य यांचाही उलघडा होतो पण खंडविल्पव कल्पनेचा मोठा दोष असा की, खंडे सरकविली जाण्यासाठी जी प्रचंड शक्ती लागते तिचा पुरवठा कसा होतो, याचा समाधानकारक खुलासा या कल्पनेच्या पुरस्कर्त्यांना करता आलेली नाही पण ती कल्पना उपेक्षणीय आहे, असे मात्र नाही. खंडे व महासागर यांची पूर्वीच्या निरनिराळ्या कालखंडांतील वाटणी आजच्यापेक्षा असली पाहिजे, यात शंका नाही पण ती कशी कशी होती याचा उलघडा अद्यापि झालेला नाही.

खंडविल्पवाच्या यंत्रणेचे स्पष्टीकरण देणे अवघड आहे. आतापर्यंत अशी अनेक स्पष्टीकरणे देण्यात आलेली आहेत परंतु त्यांपैकी कोणतेच पुरेसे समाधानकारक ठरलेले नाही. मात्र पृथ्वीविषयीच्या अनेक आविष्कारांचा उलघडा खंडविल्पवाद्वारे करता येत असल्याने त्याविषयीची चर्चा चालू राहिली. तीतूनच समुद्रतळ विस्तारण व भूपट्ट सारंचनिकी या संकल्पना पुढे आल्या आहेत. [⟶ खंडविल्पव गोंडवनभूमी].


समुद्रतळ विस्तारण : खंडविल्पवाची यंत्रणा स्पष्ट करण्यासाठी ही संकल्पना १९६० नंतर पुढे आली. महासागरांच्या मध्याशी पर्वतरांगांची एक श्रेणी असून या पर्वतरांगांच्या दोन्ही बाजूंच्या खडकांमध्ये आढळलेल्या चुंबकीय असंगती एकसारख्या असल्याचे दिसून आले. काही ठिकाणी महासागरी (बेसाल्टी) कवच या पर्वतरांगेपाशी निर्माण होऊन ते पर्वतरांगेपासून दूर जाते व त्याच्याबरोबर खंडही नेले जाते, असे वरील खडकांच्या अभ्यासातून दिसून आले.

पृथ्वीमध्ये निर्माण होणाऱ्या उष्णतेमुळे काही संनयन चक्रे (किंवा घट) निर्माण होतात. यांमध्ये संनयनामुळे प्रावरणातील द्रव्य खालीवर नेले जाते. अशा एका स्वतंत्र चक्राच्या वर येणाऱ्या घटकाच्या सीमेला अनुसरून मध्यस्थ महासागरी पर्वतरांग असते. तेथे पृष्ठभागी येणारे द्रव्य पर्वतरांगेच्या अक्षापासून दूर जाते व खंडही बरोबर येऊन जाते. जेथे चक्राच्या खालच्या दिशेत वळणारा घटक असतो, तेथे खंड स्थिरावते. अशा प्रकारे समुद्रतळ वर्षाला १ ते ४ सेंमी. एवढा विस्तारत असतो. अशा पर्वतरांगेच्या दोन्ही बाजूंस बेसाल्टी लाव्हावर गाळाचे खडक साचलेले आढळले असून पर्वतरांगेपासून दूर जावे तसतसे ते अधिकाअधिक जुने असल्याचे काही पुरावे मिळाले आहेत. यावरून समुद्रतळ विस्तारणास व पर्यायाने खंडे एकमेकांपासून दूर जात आहेत या मताला पुष्टी मिळते. [⟶ भूपट्ट सारंचनिकी].

भूपट्ट सारंचनिकी : यानुसार भूकवच सहा मोठ्या व सु. बारा लहान तुकड्यांचे म्हणजे भूपट्टांचे बनलेले असून हे भूपट्ट प्रावरणाच्या काहीशा दाट थरावर तरंगत असतात. प्रत्येक भूपट्ट कमीअधिक प्रमाणात स्वतंत्रपणे हालचाल करतो व दुसऱ्या भूपट्टाला सरकत असतो. त्यामुळे कवचातील बहुतेक विरूपण, ज्वालामुखीक्रिया व भूकंप भूपट्टांच्या सीमावर्ती भागात एकवटलेले आढळतात. भूपट्टांच्या अशा हालचालींद्वारे पृथ्वीवरील प्रमुख सरंचनांविषयी स्पष्टीकरण देण्यात प्रयत्न केला जातो.

भूविज्ञानातील अभिजात विषयांचा विचार या संकल्पनेच्या संदर्भात केला, तर त्यांना अर्थ प्राप्त होतो. उदा., पृथ्वीच्या बाह्य भागाशी निगडीत असलेल्या अनेक बाबी स्पष्ट करणे शक्य होते. ज्यांची वैशिष्ट्ये ठरविणे अवघड होते व ज्यांच्यात परस्परसंबंध असतील असे वाटले नव्हतो अशा आविष्कारांतील परस्परसंबंधही स्पष्ट करण्याचा प्रयत्न भूपट्ट सारंचनिकीद्वारे केला जातो (उदा., जीवाश्मांची वाटणी ज्वालामुखी शैलसमूह व खनिजांचे साठे यांसारखे अगदी भिन्न गोष्टी पृथ्वीवर कशा तऱ्हेने आढळतात, याचे संयुक्तिक स्पष्टीकरण देण्याचा प्रयत्न). अलीकडच्या काळातील भूवैज्ञानिक घटना-आविष्कारांचा संबंध हल्लीचे भूपट्ट व त्यांच्या सीमा यांच्याशी जोडण्यात येतो तर भूपट्टांचा संपूर्ण इतिहास जाणून घेण्यासाठी प्राचीन भूवैज्ञानिक घटना-आविष्कारांचे विश्लेषण करण्यात येत आहे. [⟶ भूपट्ट सारंचनिकी].


पृथ्वीची उत्पत्ती : पृथ्वीच्या उत्पत्तीचा सर्वस्वी समाधानकारक सिद्धांत अद्यापि मांडला गेलेला नाही. मात्र आंतरतारकीय वायूपासून सूर्यकुल (म्हणजे पर्यायाने पृथ्वीही) एकाच वेळी निर्माण झाले असावे, असे मानतात. कारण सूर्यकुलात आढळणाऱ्या नियमितपणावरून त्यातील घटक पिंड (पृथ्वी, ग्रह, उपग्रह इ.) एकाच प्रकारे बनल्याचे दिसते. पृथ्वीच्या उत्पत्तीविषयीचे पुढील मत अधिक प्रमाणात मान्य झाले आहे : मूळचे वैश्विक द्रव्य मुख्यत्वे हीलियम व हायड्रोजन यांचे बनलेले होते. या द्रव्याचा एक तबकडीसारखा मेघ स्वतःच्या अक्षाभोवती फिरत होता. यामध्ये निर्माण झालेल्या भोवऱ्यांमध्ये वायुरूप द्रव्याचे हळूहळू द्रवरूपात व घनरूपात रूपांतर होत गेले. गुरुत्वाकर्षणामुळे या नव्या संघनित द्रव्यापासून प्रथम ग्रहक (छोटे ग्रह) बनले आणि ग्रहक एकजीव होऊन ग्रह बनले.[ ⟶ पृथ्वी विश्वोत्पत्तीशास्त्र सूर्यकुल].

अध्ययन पद्धती : सर्वेक्षण : आर्थिक अथवा शुद्ध वैज्ञानिक हेतूने भूवैज्ञानिक माहिती मिळविण्याकरिता एखाद्या प्रदेशाचे पद्धतशीर परीक्षण करणे म्हणजे सर्वेक्षण होय, खडक, भूमिरूपे इत्यादींचा अभ्यास करणे व त्यांचा अर्थ लावणे, स्थळाचे व उगड्या पडलेल्या खडकांचे स्थान निश्चित करणे, ही व इतर माहिती आधार नकाशात समाविष्ट करणे वगैरे गोष्टी सर्वेक्षणात केल्या जातात. भूविज्ञानाच्या बहुतेक शाखांत सर्वेक्षणाचा उपयोग केला जातो (उदा., खनिज पूर्वेक्षण, खामकाम, खनिज तेल मिळवणे इ.). पृथ्वीची संरचना व इतिहास समजून घेण्यासाठीही सर्वेक्षणाने मिळालेली माहिती उपयुक्त ठरते.

लागणारी साधनसामग्री, मानचित्राचे प्रमाण, हेतु तपशील व प्रत्यक्ष कृती यांनुसार सर्वेक्षणाचे प्रकार पडतात. हातोडी, छिन्नी, पिशवी हातमोजे, वही, पेन्सिल, कागद, होकायंत्र, भिंग, नतिमापक (क्षितिज समांतर पातळी व खडकाचा थर यांतील कोन मोजणारे उपकरण), विविध प्रकारच्या पाणसळी, दूरदर्शक, मापदंड, निर्वात वायुदाबमापक, उच्चतामापक (कोणत्याही ठिकाणाची एखाद्या संदर्भापासून उंची मोजणारे साधन), घड्याळ, टेबल, संतलन दंड, दृष्टिक्षेपक (दृष्टिक्षेपणाचा उपयोग करून कोनाचे मापन करणारे एक उपकरण), टेप, गतिमापक, कॅमेरा, आधार नकाशा, संगणक (गणतयंत्र) इ. असंख्य गोष्टींची सर्वेक्षणासाठी गरज असते.

हवाई टेहाळणीद्वारे प्रदेशाची जलद पाहणी करता येते. विशेषतः दुर्गम व जेथील भूवैज्ञानिक वैशिष्ट्ये उंचावरून सहज दिसू शकतात असे प्रदेश यांच्याबाबतीत हवाई टेहाळणी उपयुत्क ठरते. यामध्ये विमानात बसलेला भूवैज्ञानिक आपल्याला दिसणारी भूवैज्ञानिक वैशिष्ट्ये आधार नकाशावर नोंदून घेतो. विमानातून वा हेलिकॉप्टरमधून भूमिरूपांची अचूक छायाचित्रे घेण्याला ‘हवाई छायाचित्रण’ व ही छायाचित्रे वापरून नकाशा बनविण्यास ‘हवाई मानचित्रण ’ म्हणतात, तर अशा छायाचित्रांच्या साहाय्याने अंतर (आडवे), दिशा उंची अचूकपणे मोजण्यास ‘छायचित्रीय मापन ’ आणि भूवैज्ञानिक उपयुक्ततेच्या दृष्टीने करण्यात येणाऱ्या या छायाचित्रांच्या अध्ययनाला प्रकाश-भूविज्ञान म्हणतात. आता कृत्रिम उपग्रह, अवकाश विमाने (रॉकेटांच्या साहाय्याने उड्डाण करून आणि पृथ्वीभोवतीच्या कक्षेत राहून कार्य करून विमानाप्रमाणे परत उतरणारी कोलंबिया, चॅलेंजर इ. वाहने) व अवकाश स्थानके यांच्या साहाय्यानेही अशी छायाचित्रे घेण्यात येतात. [⟶ सर्वेक्षण].

भूवैज्ञानिक मानचित्रण : एकाद्या प्रदेशाच्या भूवैज्ञानिक स्वरूपाची म्हणजे त्याच्यातील खडक, त्यांची वये व रचना यांची यथार्थ कल्पना ज्याच्यावरून येईल असा नकाशा तयार करणे हा भूवैज्ञानिक मानचित्रणाचा हेतू असतो. भूवैज्ञानिक नकाशात खडकांच्या दृश्य भागांनी व्यापिलेली क्षेत्रे निरनिराळ्या खुणांनी किंवा रंगांनी दाखविलेली असतात. खडकांचे थर कललेले असले, तर निरनिराळ्या स्थानी दिसून येणारे नतिकोन, तसेच विभागांची स्थाने, घडीचे अक्ष इ. चिन्हे त्या त्या ठिकाणी दाखविलेली असतात. नकाशातील क्षेत्रात असलेल्या खडकांचा अनुक्रम (सापेक्ष वय दाखविणारी यादी) नकाशाच्या समासात दिलेली असते. एखाद्या प्रदेशात हिंडून त्याच्यात असलेल्या खडकांचे दृश्य भाग कोठे आहेत, खडकांची मांडणी व परस्परसंबध कसे आहेत, या गोष्टी प्रत्यक्ष पाहून मिळालेली माहिती सामान्य स्थलवर्णनात्मक चांगल्या नकाशावर सोयीस्कर खुणांनी नोंदून भूवैज्ञानिक नकाशे तयार केलेले असतात. छायाचित्रण तंत्रात प्राथमिक स्वरूपाचे नकाशे बनविण्यासाठी हवाई छायाचित्रांचा वापर करतात. नकाशे अर्थात निरनिराळ्या प्रमाणांचे नकाशे वापरावे लागतात. आधुनिक, उच्च प्रतिच्या भूवैज्ञानिक नकाशांत त्यांच्यात समाविष्ट असलेल्या प्रदेशांच्या भूवैज्ञानिक स्वरूपांविषयी उपलब्ध असलेली सर्व माहिती साररूपाने दिलेली असते व नकाशे परीक्षण करून त्या प्रदेशातील खडकांच्या जमिनीखालच्या अदृश्य भागांची रचना कशी असेल, हे ठरविता येते. एखादा थर इतरत्र आढळले की नाही, किती खोलीवर आढळेल इ. गोष्टीही भूवैज्ञानिक नकाशाद्वारे कळू शकतात. भूवैज्ञानिक नकाशे तयार करण्याचे काम सामन्यतः सरकारी संस्थाकडून व क्वचित वैज्ञानिक, व्यापारी किंवा औद्योगिक संस्थाकडून केले जाते. पृथ्वीवरील बऱ्याचशा देशांचे स्थूल भूवैज्ञानिक स्वरूपे दाखविणारे नकाशे प्रसिद्ध झालेले आहेत परंतु प्रत्येक खंडात काही अशी क्षेत्रे आहेत की, ज्यांचे भूवैज्ञानिक सर्वेक्षण अद्यापि झालेले नाही. युरोप उत्तर अमेरिका यांसारख्या पुढारलेल्या प्रदेशांचे १ : ६३, ३६० प्रमाणांचे भूवैज्ञानिक नकाशे प्रसिद्ध झालेले आहेत. एकूण भारताच्या प्रसिद्ध झालेल्या नकाशाचे प्रमाण १ :१९८० आहे. सैद्धांतिक भूविज्ञानाच्या अध्ययनासाठी भूवैज्ञनिक नकाशे आवश्यक असतातच पण रूळमार्ग, रस्ते, धरणे बांधणे विहिरी, खाणी, बोगदे खणणे पूरनियंत्रण शेतजमिनीचे संरक्षण पाणीपुरवठा वगैरे इतर अनेक कामांत त्यांचा उपयोग करावा लागतो. [⟶ नकाशा मानचित्रकला].


खनिज पूर्वेक्षण : एकाद्या प्रदेशात उपयुत्क खनिज पदार्थाचा पुरेसा मोठा साठा आहे की नाही हे ठरविण्यासाठी तपास केला जातो व निरिक्षणे घेण्यात येतात, या कार्याला खनिज पूर्वेक्षण म्हणतात. यासाठी भूकवचातील खडकांच्या भौतिकीय गुणधर्मांचे परिक्षण करतात. गुरूत्वाकर्षणाचे मूल्य व चूबंकीय क्षेत्रातील बदल मोजणे, खडकाची वा धातूकाची विद्युत् संवाहकता (वा रोधकता) मोजणे, पृथ्वीतून जाणाऱ्या भूकंप तरंगाचा अभ्यास करणे, खडकातील किरणोत्सर्गाची तीव्रता मोजणे इ. भूवैज्ञानिक पद्धती या पूर्वेक्षणात मुख्यत्वे वापरल्या जातात. शिवाय भूरासायनिक व भूवनस्पतिवैज्ञानिक पद्धतींचाही याकरिता थोड्या फार प्रमाणात उपयोग केला जातो. [⟶ खनिज पूर्वेक्षण भूरसायनशास्त्र भूवनस्पतिविज्ञान].

प्रयोगशाळेतील कामे : स्फटिक, खनिजे, खडक, भूमिरूपे, भूवैज्ञनिक संरचना, पृथ्वीचे अंतरंग, नकाशे इत्यादींविषयीचा अभ्यास प्रयोगशाळेतही केला जातो. स्फटिक कसे बनतात, त्यांचे आकार, खनिजातील व खडकातील पाटन, खनिजांची आणवीय संरचना, स्फटिक रचना आणि रासायनिक संघटन यांचा खनिजाच्या घनतेशी संबंध, खनिजांचे वि. गु. इ. गुणधर्मांवरून खनिज ओळखणे वगैरे कामे प्रयोगशाळेत केली जातात. तसेच कडकांचा पोत पाहणे, खडकांचे प्रकार ओळखणे शिवाय खडकांची सच्छिद्रता, पार्यता व घट्टपणा तपासणे इ. कामेही प्रयोगशाळेत करतात.

यांखेरीज भूवैज्ञानिक नकाशे बनविणे, छायाचित्रांवरून संरचनेचा उलघडा करणे, हिमानी क्रियेचा भूमिरूपांवरील परिणाम, समुद्र पातळीतील बदल, भूकवचाच्या हालचाली इत्यादींशी निगडीत असलेली भूमिरूपे, भूकंप तरंगांचा तसेच भूचुंबकत्व व पुराचुंबकत्व यांचा अभ्यास वगैरे अनेक बाबींशी संबधित असलेले कामही प्रयोगशाळेत करता येते.

दूरवर्ती संवेदनाग्रहण तंत्रे व भूविज्ञान : एकाद्या वस्तूविषयी अथवा घटनेविषयी (वा आविष्काराविषयी) त्याच्याशी प्रत्यक्ष संपर्क नसलेल्या उपकरणाद्वारे दूरवरून उपयुक्त माहिती मिळविण्याच्या तंत्रांना दूरवर्ती संवेदनाग्रहण तंत्रे म्हणतात. आता भूवैज्ञानिक अध्ययनात व संशोधनात ही तंत्रे वापरली जाऊ लागली आहेत. याकरिता कृत्रिम उपग्रह व कोलंबिया, चॅलेंजर इत्यादींसारखी अवकाश विमाने यांमध्ये बसविलेले कॅमेरे, अवरक्त क्रमविक्षक (दृश्य वर्णपटातील तांबड्या रंगाच्या अलीकडील अदृश्य किरणांच्या साहाय्याने क्रमाक्रमाने निरीक्षण करणारे उपकरण), रडार इ. उपकरणे वापरतात. या तंत्रामुळे परंपरागत पद्धतीपेक्षा जलदपणे व अचूकपणे माहिती मिळते (उदा., संपूर्ण उपखंडाचे चित्रण करण्यासाठी १ लाख हवाई छायाचित्रे विमानाद्वारे घ्यावी लागतात, तर लँडसॅट या उपग्रहाने हेच काम २०० छायाचित्रे घेऊन करता येते यामुळे भूपट्टांच्या हालचाली अधिक अचूकपणे कळतात).

या तंत्रांमुळे खनिज पदार्थ, खनिज इंधने, भूमिजल वगैरेंचे पूर्वेक्षण व समन्वेषण, सांरचनिकीय प्रतिरूपे बनविणे, पृथ्वीचा आकार ठरविणे, भूपृष्ठावरील व समुद्रातील स्वरूपे (पर्वतरांगा, दऱ्या, खंदक इ.), पृथ्वीची संरचना, पर्यावरणातील बदल इ. अनेक गोष्टींविषयी अधिक माहिती मिळाली आहे. या तंत्रामुळे पृथ्वीवरील दोन केंद्रातील आधार रेषेची लांबी व दिशा अधिक अचूकपणे काढणे शक्य झाले असून त्याचा भूवैज्ञानिक सर्वेक्षण, मानचित्रण, उथळ समुद्र व हिमनद्यांचे नकाशे बनविणे या कामी उपयोग होतो. या तंत्राच्या अध्ययनातून पर्यावरण व साधनसंपत्तीची दीर्घ कालीन उपयुक्ततेच्या दृष्टिकोनातून चांगली व्यवस्था कशी करता येऊ शकेल, याविषयीचे मार्गदर्शन मिळू शकते.

कृत्रिम उपग्रह : अर्थ रिसोर्सेस (अँड टेक्नॉलॉजी) सॅटेलाइट किंवा ईआर (टी) एस, लँडसॅट, सिंफनी, डिस्कव्हरर, इंटरकॉस्मॉस, ग्रीम-२, लेसर जिओडायनॅमिक सॅटेलाइट (लेजिऑस), सीसॅट, निंबस-जी इ. उपग्रहांद्वारे पृथ्वीविषयी विविध प्रकारची भूवैज्ञानिक माहिती मिळाली आहे. विमानापेक्षा उपग्रह अधिक उंचीवरून जात असल्याने त्यांतून अधिक विस्तृत प्रदेशाचे चित्र घेता येते म्हणजे उपग्रहाद्वारे मिळालेल्या चित्राने कित्येक हवाई छायाचित्रांचे काम होते.

अमेरिकेने १९७५ साली सोडलेल्या ईआर (टी) एस उपग्रहाने भारतीय उपखंड उत्तरेकडे सरकत असल्याचे व त्यामुळे चीनची भूमी वर्षाला २.५४ सेंमी. एवढ्या त्वरेने पॅसिफिकमध्ये ढकलली जात असल्याचे दिसून आले. भूपट्टांच्या हालचाली, भूकंप व भौगोलिक ध्रुवांची गती यांचा अभ्यास करण्यासाठी अमेरिकेने ४ मे १९७६ रोजी लेजिऑस उपग्रह अवकाशात पाठविला. भूकवचातील २ सेंमी इतकी सूक्ष्म हालचाल याद्वारे कळू शकते. भूकंपाच्या धक्क्यापूर्वी भूपृष्ठाला बाक व फुगवटा येतो. या उपग्रहाद्वारे हा फरक कळू शकत असल्याने त्याचा भूकंपाच्या भाकितासाठी उपयोग होऊ शकेल.

अमेरिकेने १९७२, ७५, ७८, व ८२ साली चार लँडसॅट उपग्रह अवकाशात सोडले. त्यांच्याद्वारे मुख्यतः समुद्र, पर्वत व वाळवंटे यांचे काळजीपूर्वक निरिक्षण केले जाते व शहरी भागाची चित्रे घेतली जातात. याच्या एका चित्रात (२३ X २३ सेंमी.) ३४,००० चौ. किमी. क्षेत्राचे चित्रण होते व २८ दिवसांत संपूर्ण भूपृष्ठाचे चित्रण होते (३०,००० चित्रे). लँडसॅट-४ मुळे भूमिगत खनिज साठे व खनिज तेलाची क्षेत्रे यांच्याशी निगडीत असलेल्या मृत्तिका व मृदा, वने, प्रदूषित पाणी, स्वच्छ व दूषित धुरातील तसेच लगत पेरलेल्या पिकांतील (उदा., भात व सोयाबीन) फरक वगैरे गोष्टी ओळखणे शक्य झाले आहे.


अवकाश विमान : उपग्रहाच्या मानाने कमी उंचीवरून उडणारी ही विमाने साधनसंपत्ती व पर्यावरण यांच्या अभ्यासात विशेष उपयुक्त ठरू शकतील. कोलंबिया या अवकाश विमानाच्या १९८१ सालातील उड्डाणात ही उपयुक्तता लक्षात आली. १९९० पर्यंत यांच्या साहय्याने दूरवर्ती संवेदनाग्राहक प्रयोगांची एक मालिका पूर्ण करण्याची योजना आहे.

कोलंबियाच्या साहाय्याने १ कोटीचौ. किमी. क्षेत्राची चित्रे मिळविण्यात आली. यामुळे सहारा वाळवंटाच्या पूर्व भागातील जमिनीखालील जलप्रवाह व जलनिकासाची इतर वैशिष्ट्ये उघड झाली. या चित्रांमुळे पृथ्वीच्या प्राकृतिक गुणधर्मांची अधिक माहिती झाली व महासागरांची वैशिष्ट्ये (उदा., अंदमान समुद्राच्या आतील भागातील लाटा) लक्षात आली. यावरील अवरत्क प्रारणमापकाद्वारे व प्रयोगशाळेत मिळालेल्या माहितीची तुलना केली असता काही खनिजे व त्यांचे प्रकार वेगळे ओळखता येणे शक्य असल्याचे दिसून आले. या निरिक्षणांमुळे भूपृष्ठाच्या जलमय, वनश्रीयुक्त, जमीन (वा ढग) आणि हिमाच्छादित भागांविषयी माहिती मिळू शकते. [⟶ संवेदनाग्रहण, दूरवर्ती].

अनुप्रयुत्क भूविज्ञान : मानवी व्यवहारात विविध खडकांचा व खनिजांचा उपयोग वारंवार करावा लागतो. अशा खनिज पदार्थांचा अभ्यास करून त्यांचा शोध घेणे, ते मिळवणे व त्यांचा व्यवहारात उपयोग करणे हे या विज्ञानाचे हेतू आहेत. पाण्यासाठी केवळ भूमिजलावर अवलंबून असणारी शेकडो गावे आहेत. धरणे वा इमारती बांधणे, बोगदे, कालवे वा विहिरी खणणे इ. कामांकरिता अनुकूल स्थाने शोधून काढावी लागतात. यंत्रे बनविण्यासाठी लोखंड, तांबे इ. इंधने आवश्यक असतात. आधुनिक रासायनिक उद्योगधंद्यासाठी शकडो खनिजे आणि बांधकामासाठी दगड-माती किंवा त्यांच्यापासून बनविलेल्या सिमेंट, विटा इ. वस्तू मोठ्या प्रमाणात वापराव्या लागतात. खनिज पदार्थ कोठे मिळू शकतात, ते कसे मिळवावेत, इमारती कामे वा खोदकामे कोठे करावीत इ. प्रश्न सोडविण्यासाठी भूविज्ञानाच्या मूलतत्त्वांचे ज्ञान असणे आवश्यक असते. अशा प्रकारे मानवाचे काही आर्थिक प्रश्न सोडविण्यासाठी भूवीज्ञानाचा पुष्कळ प्रकारे उपयोग होतो. त्यासाठी पुष्कळ भूवैज्ञानिकांना खास प्रशिक्षण देण्यात येते. उदा., धातू व अधातूंचा शोध व खाणकाम, खनिज तेल आणि नैसर्गिक वायू यांचा शोध व उत्पादन, विविध प्रकारचे अभियांत्रिकीय (बांधकामांचे) प्रकल्प यांमध्ये येणारे प्रश्न सोडविण्यासाठी असे प्रशिक्षण देण्यात येते. या शाखेत जगातील सु. २/३ भूवैज्ञानिक गुंतलेले असून त्यांपैकी बहुसंख्य खनिज तेल उद्योगात आहेत.

या शाखेपुढे १९८० नंतरच्या काळात नवीनच आव्हाने उभी राहिली आहेत. वाढती लोकसंख्या व काही देशांतील राहणीमानात झालेली वाढ यांमुळे बहुतेक खनिज पदार्थांच्या खपात प्रचंड वाढ झाली. खनिज तेल, नैसर्गिक वायू, तसेच लोखंड, तांबे, शिसे, जस्त, चांदी यांची मागणी एकसारखी वाढत असून सापेक्षतः स्वस्त असलेल्या वाळू, रेतीसारख्या पदार्थांचीही काही नागरी भागांत टंचाई जाणवते. त्यामुळे खनिज पदार्थांचे समन्वेषण करणे, तसेच त्यांचा काळजीपूर्वक वापर व त्यांच्या वापरातून उद्भहवणारे प्रदूषण किमान ठेवणे, यांसाठी योग्य उपाय सुचवणे ही कामे भूवैज्ञानिकांना करावी लागतात.

अनुप्रयुत्क भूविज्ञानाच्या अनेक उपशाखा आहेत. खनिज तेल, धातुक निक्षेप, औद्योगिक दृष्ट्या महत्त्वाचे अधातवीय खनिज पदार्थ (उदा., दगडी कोळसा, मीठ, जिप्सम, मृत्तिका, वाळू, रत्ने इ.), भूमिजल, बांधकामे, पर्यावरण, नागरी राहणी इत्यादींशी निगडीत असलेल्या भूवैज्ञानिक बाबींचा विचार त्या त्या उपशाखेत केला जातो. यांपैकी सर्व उपशाखांमध्ये स्पष्टशी सीमारेषा आखता येत नाही, कारण प्रत्येक उपशाखेचा भूविज्ञानाच्या बहुतेक इतर शाखांशी संबंध येतो. मात्र खनिजसंपत्तीचे समन्वेषण करून ती मिळविण्यास मदत करणे, हे बहुतेक उपशाखांचे उद्दिष्ट असते (उदा., सर्वांत फायदेशीर अशा ठिकाणी विहीर खणणे, तसेच कमी महत्त्वाचे व खनिज तेल नसलेले भाग टाळणे, हा खनिज तेल भूविज्ञान या उपसाखेचा हेतू असतो). अशा प्रकारे आर्थिक उद्दिष्टांनुसार या उपशाखा वेगळ्या ओळखता येतात. अर्थांत धातुकांच्या पुष्कळशा निक्षेपांकडे आर्थिक फायद्याच्या दृष्टीनेच पाहिले जात असले, तरी त्यांच्या सखोल अध्ययनाद्वारे एकूण वैज्ञानिक माहितीत भर पडते, हे नक्की.

आर्थिक भूविज्ञान : मानवाच्या विविध गरजा भागविण्यासाठी व त्याला सुखसोय़ी उपलब्ध करून देण्यासाठी खनिज पदार्थ मिळविण्यात येतात. या उपशाखेत या पदार्थांचा अभ्यास करतात. हे पदार्थ आधुनिक उद्योगधंद्यांचा आधार असल्यामुळे त्यांचे नविन साठे शोधणे, तसेच धातवीय व अधावतीय खनिज पदार्थांच्या साठ्यांचा अभ्यास करणे ही या उपशाखेची महत्त्वाची कार्ये होत. यातूनच अशा साठ्यांच्या उत्पत्तीच्या अभ्यासाला चालना मिळते. खनिज उद्योग राष्ट्राच्या अर्थकारणाचा कणा असल्याने याचा अर्थशास्त्राशी घनिष्ठ संबंध आहे. शिवाय अभियांत्रिकी, धातुविज्ञान व भूगोल यांचाही याच्याशी संबंध येतो. खनिज साठ्याचा संभाव्य आकार, आकारमान, मूल्य व तो किती खोलीपर्यंत पसरलेला आहे, हे शोधून काढण्याचे काम खाणकाम अभियंते करतात. यामुळे खाणकाम अभियांत्रिकी ही याची उप-उपशाखा मानली जाते. [⟶ धातुक निपेक्ष].

मानवाला आपल्या निरनिराळ्या कामांकरिता अनेक प्रकारची विविध खनिजे आवश्यक असतात. ती निरनिराळ्या प्रक्रियांनी बनलेली असतात व त्यांची वाटणीही नैसर्गिक प्रक्रियांनी झालेली असल्याने बहुधा विषम स्वरूपाची असते. म्हणजे कोणत्याही प्रदेशातील खनिजसंपत्ती त्या प्रदेशाच्या भूवैज्ञानिक स्वरूपावर अवलंबून असते म्हणून खनिजाचा शोध घेताना प्रदेशाचा भूवैज्ञानिक इतिहास (उदा., संरचना इ.) माहीत असावा लागतो.

खनिज तेल भूविज्ञान ही याची महत्त्वाची उप-उपशाखा आहे. तिच्यात खनिज तेल व नैसर्गिक वायू यांचे स्थान, आढळ, संक्रमण व उत्पत्ती यांविषयी विचार करतात. भूमिजलापेक्षा हलके असणारे खनिज तेल त्यावर तरंगते आणि विमुखनतीच्या (कमानीसारख्या घडीच्या) वरच्या भागात गोळा होते. अशी विशिष्ट संरचना असलेले गाळाचे खडक जमिनीखाली असले, तरच खनिज तेल सापडण्याची शक्यता असते म्हणून अशा संरचनांचा शोध घेणे, हे खनिज तेल भूविज्ञानाचे महत्त्वाचे कार्य असते.

अग्निज किंवा रूपांतरीत खडक अथवा पुराजीव महाकल्पाच्या आधीच्या काळातील गाळाचे खडक असलेल्या प्रदेशात दगडी कोळशाचे साठे नसतात म्हणून अशा भागांत दगडी कोळशाचा शोध घेत नाहीत. दगडी कोळसा हा गाळाचा खडक असल्याने त्याच्या शोधासाठी गाळाच्या खडकाची सर्वसाधारण संरचनात्मक वैशिष्ट्ये ओळखता येणे महत्त्वाचे असते. याकरिता जीवाश्मांचीही मदत होऊ शकते. अशाच तऱ्हेने इतर खनिज पदार्थांचे साठे शोधण्याकरिता ते कोठे असण्याचा व कोठे नसण्याचा संभव आहे, याचा विचार करूनच तपासणीचे क्षेत्र निवडावे लागते.


अभियांत्रिकीय भूविज्ञान : या उपशाखेत मुख्यत्वे बांधकाम अभियांत्रिकी व जमिनीचा वापर यांमध्ये भूवैज्ञानिक माहितीचा वापर कसा करून घेता येतो, याचा अभ्यास केला जातो. उत्तुंग इमारती, धरणे, रस्ते, रूळमार्ग, पूल, बोगदे, जलाशय, विमानतळ, बंदरातील धक्के व लाटारोधक बांधकाम यांसारख्या मोठ्या बांधकामाची जागा ठरविताना तेथील खडकांच्या बल, पार्यता, सच्छिद्रता, घट्टपणा इ. गुणधर्मांचा आणि त्या गुणधर्मांमुळे होऊ शकणाऱ्या परिणामांचा विचार करावा लागतो. उदा., धरण व उत्तुंग इमारती बांधताना त्याच्या पायाखालचे खडक व त्यातील संरचना भक्कम आहेत की नाहीत, तसेच धरणातील पाणी पाझरून निघून जाईल की काय, हे पहावे लागते. पुलाच्या आधारस्तंभाची जागा ठरविताना तेथील खडक, त्यावर पडणारा भार तोलून धरण्याइतपत बळकट आहे की नाही, याचा विचार करावा लागतो, तर बोगदा खोदताना अथवा रस्ते, रूळमार्ग बांधताना लगतच्या भागातील जमिनीच्या उताराचे स्थैर्य लक्षात घ्यावे लागते कारण विशेषकरून भूकंपप्रवण भागात अशा उतारावर भूमिपात होऊन नुकसान होण्याची शक्यता असते.

अशा प्रकारे विशेषतः स्थापत्य अभियांत्रिकी, ⇨ मृदायामिकी, भूमिरूपविज्ञान, संरचनात्मक भूविज्ञान, जलविज्ञान इ. शाखांशी या उपशाखेचा संबंध येतो, तर पर्यावरणीय व नागर भूविज्ञान आणि भूमिजलविज्ञान या उपशाखांचा अभियांत्रिकीय भूविज्ञानाशी अगदी निकटचा संबंध असून सर्वांच्या अभ्यासाची सरमिसळ झालेली दिसते.

पर्यावरणीय भूविज्ञान : अजून या शाखेची काटेकोर व्याख्या करण्यात आलेली नाही. शिलावरण, जलावरण, जीवावरण व वातावरण या मुख्य भूवैज्ञानिक घटकांतील सतत चालू असणाऱ्या प्रक्रिया व आंतरक्रिया यांचा परिणाम म्हणजे विशिष्ट वेळचे पर्यावरण होय. मानवी पर्यावरणाशी निगडित असणाऱ्या भूवैज्ञानिक घटकांचा अभ्यास या शाखेत विशेषत्वाने केला जातो. मानवाचा जास्तीत जास्त लाभ होण्याच्या दृष्टीने हे घटक कसे वापरता वा बदलता येतील, हे यात पाहिले जाते. तसेच उत्पादन, औद्योगिकीकरण, अपशिष्टांची (औद्योगिक व अन्य क्षेत्रांत निर्माण झालेल्या निरूपयोगी पदार्थांची) विल्हेवाट वगैरेंचे पर्यावरणावर काय परिणाम होतील, याचाही विचार या शाखेत करतात. कारण मानवाच्या प्रत्येक कृत्याचा पर्यावरणावर परिणाम होतो आणि असा परिणाम टाळणे अथवा तो किमान करणे हे या विज्ञानाचे उद्दिष्ट आहे. स्थूलपणे सर्व भूवैज्ञानिक बाबींचा पर्यावरणावर परिणाम होत असला, तरी ज्यांचा परिणाम मानवाने केलेल्या जमिनीच्या वापरावर होतो, त्यांचा विचार मुख्यत्वे पर्यावरणीय व नागर भूविज्ञानात केला जातो.

खाणकामामुळे वापरण्यायोग्य जमिनीचे प्रमाण कमी होते आणि भूमिरूपांतही बदल होतो. सांडपाणी व रासायनिक अपशिष्टांमुळे पाण्याचे संदूषण होते. भूकंप व त्यामुळे निर्माण होणाऱ्या त्सुनामी लाटा, पूर, भूमिपात इ. आपत्तीमुळेही पर्यावरण बदलते. यामुळे या बाबांशी या शाखांचा संबंध येतो. प्रदूषण किमान होईल अशा तऱ्हेने अपशिष्टांची विल्हेवाट लावणे किंवा मानवाला अपायकारक ठरणाऱ्या द्रव्यांची (उदा., पाऱ्याची संयुगे, किरणोत्सर्गी खनिजे) जमिनीमधील वाटणी कशी झाली आहे, हे पहाणे हीही पर्यावरणीय भूविज्ञानाची कामे होत. अशा प्रकारे याचे क्षेत्र खूप व्यापक होत असे.पर्यावरणासंबंधीचे प्रश्न सोडविताना भूवैज्ञानिक घटकांचा व प्रक्रियांचा काळजीपूर्वक विचार करावा लागतो. नैसर्गिक प्रक्रियांचा काळजीपूर्वक विचार करावा लागतो. नैसर्गिक प्रक्रियांचा पर्यावरणावर परिणाम झालाच, तर तो क्वचितच वाईट स्वरूपाचा होतो. मात्र नैसर्गिक साधनसंपत्तीचा निष्काळजी पणे होणारा वापर व उधळपट्टी यांच्यासारख्या मानवी कार्याचा पर्यावरणावर पुष्कळच अनिष्ट परिणाम झाला आहे.

पृथ्वीचा जन्म ४.६ अब्ज वर्षांपूर्वी झाला व माणूस काही लाख वर्षांपूर्वीच तिच्यावर अवतरला. मात्र आधिमानवाचा पर्यावरणावर जवळजवळ काहीच दुष्परिणाम होत नसे. अग्नीचा शोध व वापर यांमुळे असा थोडा परिणाम होऊ लागला परंतु सु. ९,००० वर्षांपूर्वीचा शेतीचा शोध व अठराव्या शतकातील औद्योगिक क्रांती यांच्यामुळे पर्यावरणाशी सुसंगत राहिली नाहीत. त्यामुळे अन्न, पाणी व हवासुद्धा अशुद्ध होण्याचा मोठा धोका निर्माण झाला आहे. मात्र याकडे १९६० सालानंतरच विशेष लक्ष गेल्याने ही विज्ञानशाखा विकासाच्या अगदी बाल्यावस्थेत आहे.

धातू गाळण्याच्या कारखान्यातून बाहेर पडणाऱ्या वाफांमुळे पिके व वनेही नष्ट होऊन जमिनीची धूप वाढल्याचे आणि सिमेंट कारखान्यातून उडणाऱ्या धुळीने लिंबू वर्गीय फळझाडे नष्ट झाल्याचे अमेरिकेत दिसून आले आहे. खाणकाम आणि खनिजांचा मोठ्या प्रमाणावरील वापर यांमुळे उद्‌भवणारे रोग (उदा., सिकतामयता, कणीय फुप्फुसविकार, काही अज्ञात कर्करोग इ.) मानवी आरोग्याच्या दृष्टीने महत्त्वाचे आहेत [⟶ फुप्फुस व्यवसायजन्य रोग].

पर्यावरणीय भूविज्ञानाच्या अभ्यासात दूरदृष्टी व काळाचे भान ठेवणे महत्त्वाचे असते. कोणताही प्रकल्प (उदा., नदी-खोरे प्रकल्प, अपशिष्टांची विल्हेवाट इ.) हाती घेण्यापूर्वी व त्यामुळे नैसर्गिक प्रक्रियांमध्ये बदल होण्यापूर्वीच भूवैज्ञानिक घटकांचे सखोल विश्लेषण झाले पाहिजे. असे मूल्यमापन न केल्यास पर्यावरणाविषयीच्या गंभीर समस्या उद्‌भवू शकतील (उदा., ऑइल शेलांपासून तेल मिळवणे, दगडी कोळशाचे वायूकरण इत्यादींचे पर्यावरणावर मोठ्या प्रमाणावर परिणाम होण्याची शक्यता आहे).

मृदाविज्ञान हेही पर्यावरणाशी निगडीत आहे. मृदा ही जीवसृष्टी व भौतिक सृष्टी यांच्यातील दुवा आहे कारण ती भौतिक व जैव प्रक्रियांनी निर्माण होत असते. शिवाय मृदा हा पर्यावरणाचा एक प्रमुख घटक असल्याने तिचा सर्व जीवसृष्टीवर प्रत्यक्षाप्रत्यक्ष परिणाम होत असतो. [⟶ परिस्थितिविज्ञान प्रदूषण मृदा].


नागर भूविज्ञान : नागर भागातील पर्यावरणीय प्रश्न हाताळण्यासाठी अभियांत्रिकीय व इतर भूवैज्ञानिक शाखांचा कसा वापर करून घेता येईल, याचा विचार या शाखेत केला जातो म्हणून हे पर्यावरणीय भूविज्ञानाचेच एक अंग आहे. याचा अभ्यास पर्यावरणीय भूविज्ञानापासून वेगळा काढता येणार नाही.

भूमिजलविज्ञान : भूमिजलाचे ठिकाण, संघटन, हालचाल, वाटणी, संभाव्य उपलब्धता व पुनर्निर्मिती यांचा अभ्यास या उपशाखेत केला जातो व तिचा स्थरविज्ञान, संरचनात्मक भूविज्ञान, भूमिरूपविज्ञान व भूरसायनशास्त्र यांच्याशी संबंध येतो. तसेच भूमिजलाचा पर्यावरणाशी संबंध येत असल्याने त्याचे पर्यावरणीय भूविज्ञानाशी जवळचे नाते आहे.

भूमिजल सर्व प्रकारच्या खडकांत आढळत असले, तरी लाव्हा प्रवाह, सच्छिद्र व पार्य असे गाळाचे खडक, सैलसर वाळू व रेती यांच्यात ते विशेषकरून आढळते. अशा प्रकारचे पाण्याने भरलेले खडक जमिनीखाली असले, तरच विहीरी खणून पाणी मिळवता येते. अशा खडकांच्या राशी लहान असल्यास थोडे व मोठ्या असल्यास पुष्कळ पाणी मिळू शकते. एखाद्या प्रदेशातील खडकांचे प्रकार व त्यांची संरचना यांची पाहणी करून येथील विहीरी किती खोल खणाव्या लागतील व त्यांच्यापासून किती पाणी मिळू शकेल, याचा अंदाज करता येतो.

वाढत्या वापराने भूमिजलाची पातळी खाली जाते व त्याचे प्रवाहही बदलतात. सार्वत्रिक प्रदूषण, सांडपाणी, अपशिष्यांची विल्हेवाट व जमिनीत गाडलेल्या अपशिष्टांची गळती यांमुळे भूमिजलाच्या गुणवत्तेवर विपरीत परिणाम होतात व यांचाही अभ्यास या शाखेत करावा लागतो. [⟶ भूमिजल].

रत्नविद्या : पुरेसे सौंदर्य व टिकाऊपणा असलेल्या नैसर्गिक वा कृत्रिम खजिनांचा आणि इतर पदार्थांना रत्न म्हणतात व रत्नविद्येत त्यांचा अभ्यास केला जातो. रत्न ओळखणे, त्याची प्रत व मूल्य ठरविणे, त्यावर पैलूकाम कारणे इ. गोष्टींचा विचार रत्नविद्येत केला जातो. पूर्वी जवाहिरे व खनिजवैज्ञानिक अपापल्या सोयींनुसार रत्नांचा अभ्यास करीत. एकोणिसाव्या शतकात खनिजविज्ञानाचा उदय झाला, तर विसाव्या शतकात रत्नांचा पद्धतशीर अभ्यास करण्यास सुरूवात झाली व आता रत्नविद्या ही स्वतंत्र शाखा म्हणून उदयास येत आहे. कृत्रिम व नकली रत्नांची निर्मिती, फसवणूक करण्यासाठी रत्नांच्या रंगात करण्यात येणारे बदल वगैरे गोष्टींचे प्रमाण वाढल्याने रत्नांची पारख अधिक कशोशीने करण्याची निकड भासू लागली. यातूनच रत्नविद्येच्या अध्ययनाला चालना मिळाली. रत्नविद्या ही खनिजविज्ञानाला जवळची उपशाखा आहे परंतु पुढील बाबतींत ती खनिजविज्ञानापेक्षा वेगळी आहे : रत्नाची पारख त्याला हानी न पोचवता प्रकाशीय पद्धतींनी केली जाते व रत्नाच्या कठीनतेची परिक्षाही सहसा घेतली जात नाही. तसेच मोती, प्रवाळ, अंबर, जेट (लिग्नाइटाचा काळा, कठीण प्रकार) इ. जैव उत्पत्तीची, तसेच कृत्रिम रत्ने यांचा अभ्यास आणि सर्व रत्नांचे पैलूकाम ही रत्नविद्येची आगळी वैशिष्ट्ये आहेत. [⟶ रत्ने हिरा].

मोक्याची खनिजे : एखाद्या देशातील ज्या आवश्यक खनिज पदार्थांचा पुरवठा अपुरा असतो (विशेषतः युद्ध प्रयत्नांमध्ये देशाच्या गरजेच्या उद्योगांच्या दृष्टीने आवश्यक असणाऱ्या) अशा खनिज पदार्थांना मोक्याची खनिजे म्हणतात म्हणजे एका देशाचे मोक्याचे खनिज हे दुसऱ्या देशाचे मोक्याचे खनिज असेलच असे नाही. सर्व देशाना पुरू शकेल एवढी खनिज संपत्ती जगात असली, तरी कोणताही देश तिच्याबाबतीत स्वयंपूर्ण नाही.

उद्योगप्रधान देशांतील काही उद्योग चालू राहण्यासाठी त्यांना इतर देशांतून खनिजांचा पुरवठा होत रहावा लागतो. जेव्हा यात अडथळा येतो, तेव्हा जागतिक शांततेला धोका निर्माण होऊ शकतो व यातून युद्धही उद्‌भवू शकते. अशा तऱ्हेने आंतरराष्ट्रीय व्यापार सुरळीतपणे चालू राहणे व जागतिक शांतता टिकणे यांचा मोक्याच्या खनिजांशीही संबंध असतो. युद्धकाळात खनिज पदार्थ हे सैन्याचे गरजेचे पदार्थ असल्याने दोन महायुद्धांवरून दिसून आले आहे. युद्धकाळात शस्त्रसंभारासाठी खनिज पदार्थांची विशेष निकड भासते. साठवून ठेवलेली खनिज संपत्ती दीर्घकालीन युद्धात संपणे अपरिहार्य असते व ज्या युद्धमान देशाच्या मोक्याच्या खनिजांचा साठा संपतो वा पुरवठा थांबतो, त्याचा पराभव अटळ असतो.

खनिज पदार्थ हे आधुनिक उद्योगधंद्यांचा, तसेच आधुनिक यंत्राधिष्टित युद्धाचाही आधार आहेत. या दृष्टीने पुढील खनिज पदार्थांची निकड सर्वाधिक असल्याने ते मोक्याचे ठरू शकतात : खनिज तेल, लोखंड व त्याच्या मिश्रधातू, लोहेतर धातू (उदा., तांबे, ॲधल्युमिनीयम, चांदी इ.), पारा प्लॅटिनम, अँटिमनी, ॲ स्बेस्टस, ग्रॅफाइट, मॅग्नेसाइट, अभ्रक, क्कॉर्ट्‌झ, प्ल्युओरस्पार, वैदूर्य, टँटॅलाइट, युरेनियम व औद्योगिक उपयोगाचे हिरे. अर्थात परिस्थितीनुसार याच्यांत बदल होत असतात. [⟶ नैसर्गिक साघनसंपत्ति].


भारतीय शिक्षण : भारतातील विविध विद्यापीठांमध्ये भूविज्ञानाविषयीचे शिक्षण देण्यात येते. आग्रा, इंदूर, उदयपूर, कालिकत, काश्मीर (श्रीनगर), जोधपूर, दक्षिण गुजरात (सुरत), नागार्जुन, नॉर्थ-ईस्टर्न हिल (शिलाँग), पंजाब (चंडीगढ), बरद्वान, बेरहामपूर, भागलपूर, मगध (बोधगया), मराठवाडा (औरंगाबाद), शिवाजी (कोल्हापूर), संबळपूर व हिमाचल प्रदेश (सिमला) या विद्यापीठांमध्ये भूविज्ञानाच्या पदवीपर्यंतच्या (बी. एस्‌सी ) व बी. एस्‌सी. (ऑ.) शिक्षणाची सोय आहे. अन्नमलई, अलीगढ, अवधेश प्रताप सिंग (रेवा, मध्य प्रदेश), आंध्र (वाल्टेअर), उत्कल (भुवनेश्वर), उस्मानिया (हैदराबाद), कर्नाटक, कलकत्ता, कानपूर, कामराज (मदुराई), कुमाउँ (नैनिताल), कुरूक्षेत्र, कोचीन, गढवाल (श्रीनगर, उत्तरप्रदेश), गुजरात (अहमदाबाद), गुरू नानक देव (अमृतसर), गौहाती, जम्मू, जादवपूर, दिब्रुगड, नागपूर, पुणे, बंगलोर, बनारस, भोपाळ, मंगळूर, मद्रास, महर्षी दयानंद (रोहटक), महाराजा सयाजीराव (बडोदे), मीरत, मुंबई, म्हैसूर, रवी शंकर (रायपूर, मध्य प्रदेश), रांची, राजस्थान (जयपूर), लखनौ, विक्रम (उज्जौन), श्री व्यंकटेश्वर (तिरूपती), सरदार पटेल (वल्लभ विद्यानगर, जुजरात) आणि सागर या विद्यापीठांत, तसेच खरगपूर व मुंबई येथील इंडीयन इन्सिस्टट्यूट ऑफ टेक्नॉलॉजी आणि धनबाद येथील इंडियन स्कूल ऑफ माइन्स येथे भूविज्ञानाच्या पदवुत्तर [एम्‌. एस‌सी., एम्‌एस्‌सी. (टेक), एम्‌.टेक्., एम्‌. फिल., पीएच्‌डी., तसेच पदव्युत्तर पदविका]. शिक्षणाची सोय आहे. कर्नाटक, कलकत्ता, जाधवपूर, दिब्रुगड, दिल्ली, नागपूर, महाराजा सयाजीराव, रवी संकर, राजस्थान, रूडकी व सागर या विद्यापीठांत आणि धनबाद व खरगपूर येथेही अनुप्रयुक्त भूविज्ञानाच्या पदव्युत्तर अभ्यासक्रमाची सोय केलेली आहे. शिवाय कलकत्ता व जोधपूर विद्यापीठांत आणि खरगपूर व धनबाद येथे खाणकाम (बी. टेक्‌., एम्‌ टेक्‌.) व खाणकाम अभियांत्रिकी (बी. ई.,एम्. ई) यांचे शिक्षण देण्याची सोय आहे. यांच्याशिवाय नंदीहळ्ळी येथील कॉलेज ऑफ जिऑलॉजी अँड मिनरल प्रोसेसिंग (स्था. १९७५), कोठागुडम्‌ येथील स्कूल ऑफ माइन्स व पोस्ट ग्रॅज्युएट सेंटर जिऑलॉजी (स्था. १९७६) आणि विविध अभियांत्रिकी महाविद्यालये येथे भूविज्ञाशी संबधित विषयांचे शिक्षण देण्यात येते. भारतातील भूवैज्ञानिक संशोधन संस्थांची माहिती ‘भूवैज्ञानिक संस्थाव संघटना ’ या नोंदीत दिलेली आहे.

अलीगड (जलीय भूविज्ञान), आंध्र (सागरी भूरसायनशास्त्र व भूभौतिकी, खनिज शुद्धीकरण, खनिज-प्रक्रिया अभियांत्रिकी), उस्मनिया (भूभौतिकी, भूमिजल, भूभौतिकी व समन्वेषण), कर्नाटक (खनिज भूरसायनशास्त्र), कोचीन (सागरी भूविज्ञान), दक्षिण गुजरात (खनिज तेल रसायने व मृदाविज्ञान), दिब्रुगढ (खनिज तेल तंत्रविद्या), नागपूर (समन्वेषण भूरसायनशास्त्र), बनारस (भूभौतिकी), मंगळूर (सागरी भूविज्ञान), मराठवाडा (मृदाविज्ञान), महाराजा सयाजीराव (खनिज तेल रसायने तंत्रविद्या), मुबई (भूरसायनशास्त्र व भूभौतिकी), रूडकी (भूभौतिकी), शिवाजी (रसायनशास्त्र) आणि सरदार पटेल (खनिज तेल रसायने) या विद्यापीठांत, तसेच खरगपूर (भूभौतिकी, भूरसायनशास्त्र, समनन्वेषण भूभौतिकी) व मुंबई येथील इंडियन इन्सिस्टस्ट्यूट ऑफ टेक्नॉलॉजी (जलविज्ञान) आणि धनबादला (खनिज तेल अभियांत्रिकी, खनिज समन्वेषण, भूभौतिकी, अभियांत्रिकीय भूविज्ञान, खाणकाम अभियांत्रिकी, खाणकामयंत्रसामग्री इ.) भूविज्ञानाच्या विशिष्ट शाखांचे शिक्षण देण्याची सोय आहे. 

गाढवाल हिमालयातील हिमनदीने बनलेले अंत्य हिमोढ : लिओपर्गिलभूमिगत गुहेत ठिबकणाऱ्या पाण्याने तयार झालेला चुनखडी स्तंभ : कार्ल्सबाड, अमेरिकेची संयुक्त संस्थानेपुनर्युवीकरण झालेल्या नदीमुळे स्तरयुक्त गाळाच्या खडकांची झीज होऊन बनलेली निरुंद दरी : ग्रेंड कॅन्यन, कोलोरोडो, अमेरिका चुनखडकात असलेल्या क्वार्ट्झ शिरेतील निरुंद व फुगीर भाग : झामार कोठारा, राजस्थानसुकेत शेल खडकातील समभूज चौकोनी संधी : चितोडगढ, राजस्थानफेल्स्पॅथिक ( फेल्स्पार - खनिजयुक्त) द्रव होर्नब्लेंड पट्टीताश्म या रुपांतरीत खडकात घुसून झालेली ॲग्मेटाइट नावाची संरचना : चिवकनहळ्ळी ( ता. शोरापूर, जि. गुलबर्गा)सवाई बे शैलसमुहात आढळलेल्या उत्तर मायोसोनकालीन फोरॅमिनीफरच्या सूक्ष्म जीवाश्माचे इलेक्ट्रॉन सूक्ष्मदर्शकाने घेतलेले छायाचित्र : अंदमान द्वीपसमूहातील नेली बेटपूर्व किटेशसकालीन नेचाचा ( मॅटोडीनियम गौपेर्टी) जीवाश्म : सोनगढ ( जि. सुरेन्द्रनगर, गुजरात)वातावरण क्रियेने क्वार्ट्झाइट खडकांची झीज होऊन निर्माण झालेले गावाक्ष : तिरुपती, आंध्र प्रदेश चिखली ज्वालामुखी : अंदमान द्वीपसमूहातील बाराटांग बेटग्रानाईट खडकातील क्वार्ट्झ शिरेचे विभांगामुळे झालेले विस्थापन : खानापूर कर्नाटक ग्रानाईट खडकांची वातावरण क्रियेने झीज झाल्याने एकमेकींवर राच्ल्यासारख्या दिसणाऱ्या शिळा ( टॉर ) : मंगलूर ता. शोलापूर, जि. गुलबर्गा, कर्नाटक कालादगी संघाच्या वालुकाश्मात दिसणारे प्रवाही स्तरण : गोकाक, कर्नाटक

  

पहा : कवच विरूपण खंडविप्लव खनिजविज्ञान खाणकाम गिरिजनन घड्या, खडकांतील जीवाश्म ज्वालामुखी – २ धातुक निपेक्ष पुराचुंबकत्व पुराजीवविज्ञान पृथ्वी भूकंप भूगणित भूपट्ट सांरचनिकी भूभौतिकी भूरसायनशास्त्र महादेशजनक हालचाली विभंग, खडकांतील शिलाविज्ञान संधि, खडकांतील समस्थायित्व स्तरविज्ञान स्फटिकविज्ञान हिमकाल.

  

संदर्भ :

1. Badgley. P. C. Structural and Tectonic Principles, London, 1965.

2. Bubnoff, S. von, (Eng. Trans. W. T. Harry) Fundamentals of Geology, London, 1963.

3. Curwen, H. C. Minerals, Rocks and Fossils, New York, 1965.

4. Dunbar, C. O. Historical Geology, New York, 1960.

5. Emmons, W. H. and others, Geology : Principles, New York, 1960.

6. Flawn, P. T. Enviromental Geology, London, 1970.

7. Garland, G. D. Introduction to Geophysics, London, 1971.

8. Hoimes, A, Principles of Physical Geology, London, 1981.

9. Lahee, F. H. Field Geology, New York, 1961.

10. Lgget, R. F. Geology and Engineering, San Francisco, 1962.

11. Pascoe, E. H. A Manual of the Geology of India and Burma, 3 Vols., Delhi, 1965.

12. Shelton, J. S. Geology Illustrated, London, 1966.

13. White, J. F. Ed., Study of the Earth, New Delhi, 1968.

14. Wyllie, P.J. The Dynamic Earth Textbook in Geosciences, Toronto, 1971.

केळकर, क. वा. ठाकूर, अ. ना. बोरकर, वि. द.

Close Menu
Skip to content