地质时期以及地球的年龄

到本世纪中叶，化石地层欧洲已经按照时间顺序被分组到系统中。地层柱是这些系统的组合，是应用叠加和动物群序原理从不同地区的暴露中拼凑起来的。过程中所经过的时间形成一个系统的一个时期被称为一个时期，这些时期被分为几个时代:古生代(寒武纪到二叠纪)、中生代(三叠纪、侏罗纪和白垩纪)和新生代(古近纪、新近纪和第四纪)。

查尔斯·达尔文的物种起源(1859)提出了一个理论解释经验动物群序原则。连续系统的化石之所以不同，不仅是因为部分地层记录缺失，还因为大多数物种在生存斗争中消失了，而且因为那些幸存下来的物种随着时间的推移进化成新的形式。达尔文借鉴了莱尔和均变论的两个观点:地质时间实际上是没有限制的，以及一系列微小变化的观点集成随着时间的推移，自然实体产生了显著的变化。

从1864年开始，进化论者和历史地质学家感到尴尬开尔文勋爵)攻击稳态理论的地球并对地质时间的长度进行了数值限制。地球可能起到热量的作用机，但也不可能是永恒的运动机器。假设地球最初是熔融的，汤姆逊计算出，自地球最初成为固体天体以来，时间不少于2000万年，也不超过4亿年。其他著名的物理学家对地球的年龄提出了更小的限制，只有1500万年或2000万年。然而，所有这些计算都是基于一个常见的假设，即地球的物质是不稳定的惰性因此无法产生新的热量。在本世纪末之前不久，这一假设被发现的放射性元素否定了，这些元素自发分解并在这个过程中向地球释放热量。

地貌演化的概念

内战结束后，对美国西部的科学探索产生了许多关于河流景观雕塑的新信息。约翰·韦斯利·鲍威尔在他关于科罗拉多河的报告中Uinta山(1875, 1876)解释了溪流如何交汇山范围，而不是绕着它们。绿河并没有沿着它的一些结构裂缝峡谷穿过乌因塔山脉;相反，它在山脉缓慢隆起时切割了峡谷。只要有足够的时间，河流就会侵蚀它们的流域，直到接近的平原海平面作为碱。格罗夫·卡尔·吉尔伯特的亨利山脉地质报告(1877年)对河流过程进行了详细的分析。根据吉尔伯特的说法，所有的流都朝着一个分级的状态工作，一种状态动态平衡这是当净效应达到流动水既不侵蚀床上也没有沉积当景观反映了岩石对侵蚀的抵抗力和对它们起作用的过程之间的平衡时，就会形成沉积物。1884年之后威廉·莫里斯·戴维斯发展了地理循环的概念，在此期间，高架地区经历了以年轻、成熟和老年为特征的连续解剖和剥蚀阶段。年轻的风景有宽阔的分界线和狭窄的山谷。随着进一步的剥蚀，河流开始工作的原始表面已经变成了山脊。最后在的阶段年老的时候,地区沦落到几乎毫无特色平原近海平面或其向内陆的投影。在此任何阶段的区域隆起进化将激活一个新的周期。戴维斯的观点一直主导着地貌学的思想，直到20世纪，定量方法导致了吉尔伯特的思想的重新发现。

重力，地壳均衡，地球的数字

区域发现异常地球引力的变化导致人们意识到高山脉的潜在质量不足大约等于山脉本身所代表的表面载荷。18世纪的法国科学家皮埃尔布格他观察到，如果安第斯山脉是栖息在地壳顶部的载荷，那么秘鲁钟摆的偏转比应有的要小得多。后来在喜马拉雅锋面也发现了类似的异常。为了解释这些异常现象，有必要假设在地球内部的某个深处，压力是流体静力的(两边相等)。如果在地壳上施加过多的载荷，如大陆的增加冰盖，外壳将下沉以补偿额外的质量，并在负载被移除时再次上升。趋向于一般平衡通过地球外层的垂直运动来维持地壳均衡说1899年克拉伦斯·爱德华·达顿的美国．

地壳大量垂直运动的证据是由区域的研究提供的地层学．1883年，另一位美国地质学家，詹姆斯•霍尔他的研究表明，阿巴拉契亚褶皱带的古生代岩石厚度是西部高原和平原同时期岩层的几倍。他的结论是，山里的褶皱地层一定是在一个线性的海底槽中积累起来的，下沉时充满了沉积物。这种规模的地壳向下弯曲后来被称为地槽．