पृथ्वीचे रसायनशास्त्र
पृथ्वीचे रसायनशास्त्र
- भूरसायनशास्त्र
- पृथ्वीचे रसायनशास्त्र
- जैव भूरसायनशास्त्र
- समस्थानिकीय भूरसायनसास्त्र
- पृथ्वीची संरचना
- संरचनात्मक भूविज्ञान
- भूमिरूपविज्ञान
- ज्वालामुखीविज्ञान
- भूकंपविज्ञान
- इतिहासात्मक भूविज्ञान
- भूविज्ञानस्तंभ
- कँब्रियन-पूर्वकल्प
- सूक्ष्मपुराजीवविज्ञान
- पुरावनस्पतिविज्ञान
- पुराजलावायुविज्ञान
- परागविज्ञान
- पुरापरिस्थितिविज्ञान
- पुराभूगोल
- जीवसृष्टीचा इतिहास
- जीवाश्मांचे अन्य उपयोग
- सैद्धांतिक भूविज्ञान
- पृथ्वीची उत्पत्ती
- भूवैज्ञानिक मानचित्रण
- खनिज पूर्वेक्षण
- प्रयोगशाळेतील कामे
- दूरवर्ती संवेदनाग्रहण तंत्रे व भूविज्ञान
- कृत्रिम उपग्रह
- अवकाश विमान
- अनुप्रयुत्क भूविज्ञान
- आर्थिक भूविज्ञान
- अभियांत्रिकीय भूविज्ञान
- पर्यावरणीय भूविज्ञान
- नागर भूविज्ञान
- भूमिजलविज्ञान
- रत्नविद्या
- मोक्याची खनिजे
- भारतीय शिक्षण
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.
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.
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, अॅ 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.
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.
महासागर
यांची उत्क्रांतीही सावकाश झाली. खडकांतील व खनिजांतील पाणी बाहेर पडून आद्य महासागर (जलावरण) बनले असावेत. नंतर सर्व काळ महासागर पृथ्वीवर आहेतच.
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 अॅाल्युमिनियम 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. 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.
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.
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.
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. 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. ], 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.
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.
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.
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.
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.
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, 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.
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.
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.
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.
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 ; 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 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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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, अॅधल्युमिनीयम, चांदी इ.), पारा प्लॅटिनम, अँटिमनी, अॅ स्बेस्टस, ग्रॅफाइट, मॅग्नेसाइट, अभ्रक, क्कॉर्ट्‌झ, प्ल्युओरस्पार, वैदूर्य, टँटॅलाइट, युरेनियम व औद्योगिक उपयोगाचे हिरे. अर्थात परिस्थितीनुसार याच्यांत बदल होत असतात.
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.
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.
लेखक: क. वा. केळकर / अ. ना. ठाकूर / वि. द. बोरकर
माहिती स्रोत: मराठी विश्वकोश
अंतिम सुधारित : 6/20/2020
पृथ्वीच्या कवचाची आणि विशेषकरून पृथ्वीच्या खोल अंत...
सूर्य मालिकेतील तिसरा ग्रह म्हणजे आपली पृथ्वी.
आपल्या सौरमंडळातील सूर्याच्या निर्मितीच्याही आधीपा...
आपली पृथ्वी स्वत:भोवती फिरते. ज्या अक्षाभोवती ती फ...
