La géologie est la science dont le principal objet d'étude est la Terre, et plus particulièrement la lithosphère. Discipline majeure des sciences de la Terre, elle se base en premier lieu sur l'observation, puis établit des hypothèses permettant d'expliquer l'agencement des roches et des structures les affectant afin d'en reconstituer l'histoire et les processus en jeu. Le terme « géologie » désigne également l'ensemble des caractéristiques géologiques d'une région, et s'étend à l'étude des astres.
La géologie moderne prend forme à partir du , du désir de comprendre la structure de la Terre et d'un certain nombre de mécanismes à l'origine de phénomènes naturels. L'évolution des théories de la géologie est très liée à l'évolution des théories de la cosmologie et de la biologie, mais aussi à l'amélioration croissante des techniques et des outils utilisables à partir de la fin du . Le est le siècle de la mise en place des grandes théories régissant la géologie moderne, avec le développement du modèle de la tectonique des plaques dans les années 1960, mais aussi de l'amélioration des techniques d'observation, qui permettent de nombreuses avancées, et du développement de l'application de la géologie dans les domaines de l'économie et de l'industrie.
La géologie est une science comprenant de nombreuses spécialités et fait appel aux connaissances de domaines scientifiques variés, tels que la biologie, la physique (mécanique des fluides, pétrochimie...), la chimie, la science des matériaux, la cosmologie, la climatologie, l'hydrologie… Les méthodes d'études et les connaissances géologiques s'appliquent dans de nombreux domaines sociétaux, économiques et industriels, comme l'exploitation de matières premières, le génie civil, la gestion des ressources en eau, la gestion de l'environnement ou la prévention des risques naturels.
vignette|Discordance angulaire de Siccar Point (Écosse) où des couches peu pentées de grès rouges du Dévonien recouvrent les formations verticalisées de grauwackes du Silurien.
Étymologie Le terme géologie vient du grec ancien , « terre » et , « étude ».
Disciplines de la géologie et disciplines associées Science de terrain et de laboratoire, la géologie se décline en de nombreuses disciplines, les unes plus descriptives, les autres plus phénoménologiques. Depuis les plus anciennes développées au (pétrologie, stratigraphie, paléontologie) aux plus récentes (géologie planétaire, science du système Terre), ces disciplines, et notamment celles spécialisées sur le fonctionnement de la planète Terre, sont .
Études des roches et de leur histoire Pétrographie et pétrologie
La pétrographie désigne l'étude descriptive des roches. Selon le type de roche étudiée, on parle de « pétrographie magmatique », de « pétrographie sédimentaire » ou de « pétrographie métamorphique ». Une étude pétrographique consiste à décrire les différentes caractéristiques d'une roche (texture, assemblage minéralogique, porosité…) par le biais d'observations directes, macroscopiques comme microscopiques, et d'acquisition de données par soumission des échantillons à différentes méthodes d'analyses (diffractométrie de rayons X, microsonde…).
Si la pétrographie ne cherche qu'à décrire les roches, la pétrologie est la discipline dont l'objectif est de déterminer les mécanismes de formation et d'évolution d'une roche. Une étude pétrologique est expérimentale et cherche à modéliser les conditions de la formation et de l'évolution d'une roche au cours de son histoire, en se basant sur les données issues de diverses analyses (pétrographique, chimique…). On distingue la pétrologie exogène, qui s'intéresse aux processus de formation des roches sédimentaires à la surface de la Terre., de la pétrologie endogène, qui est axée sur les processus de formation des roches magmatiques et sur les processus métamorphiques au sein de la lithosphère..
Minéralogie
vignette|Les différentes couleurs montrent les différentes roches qui composent la montagne Ritagli di Lecca vue de Fondachelli Fantina, Sicile.|alt= Branche associée à la fois à la chimie et à la géologie, la minéralogie désigne l'étude et la caractérisation des minéraux, substances solides et homogènes généralement inorganiques, dont l'assemblage forme les roches. En conséquence des nombreuses caractéristiques et propriétés chimiques et physiques des minéraux, ainsi que leur très grande diversité, la minéralogie s'appuie sur de nombreuses sous-disciplines, comme la cristallographie (structure), la physique (propriétés optiques, radioactivité…) ou encore la chimie (formule chimique…). La place des minéraux étant primordiale en géologie, la minéralogie est une discipline quasi-incontournable au sein de toute étude géologique et permet de renseigner sur de nombreux paramètres (dureté, clivage, cassure, chimie…) des différentes phases minérales et sur leurs interactions.
Stratigraphie
thumb|Les couches géologiques se superposent normalement de la plus ancienne (bas) à la plus récente (haut).|alt= La stratigraphie, parfois nommée géologie historique, est une branche pluridisciplinaire étudiant l'agencement des différentes couches géologiques afin d'en tirer des informations temporelles. Elle se base sur plusieurs types d'études différentes, comme la lithostratigraphie (étude de la lithologie), la biostratigraphie (étude des fossiles et des biofaciès) ou la magnétostratigraphie (études magnétiques), dont la corrélation des informations permet de dater les couches géologiques de façon relative entre elles et de les placer de manière précise sur l'échelle des temps géologiques. Ces études reposent sur un certain nombre de principes qui permettent d'expliquer la logique de l'agencement des couches géologiques : le principe de superposition, le principe de continuité, le principe d'identité paléontologique, le principe d'uniformitarisme…..
La stratigraphie trouve de nombreuses applications, aussi bien scientifiques qu'industrielles. L'élaboration de l'échelle des temps géologiques s'effectue par le biais des différentes informations stratigraphiques acquises tout autour du globe ; c'est ce que l'on nomme la chronostratigraphie. L'utilisation des méthodes sismiques permet aussi d'étudier des séquences de dépôts à la bordure des bassins sédimentaires, où les successions de séquences sont contrôlées par les variations du niveau marin et les variations tectoniques ; on parle alors de stratigraphie séquentielle. Les études de ces agencements de couches sont par ailleurs utiles dans la recherche d'hydrocarbures..
Paléontologie
vignette|redresse|Trilobita, un taxon caractéristique du Paléozoïque. La paléontologie est une discipline conjointe à la géologie et à la biologie, dont le champ d'étude se concentre sur les êtres vivants disparus, à partir de l'analyse de fossiles, pour en tirer des conclusions sur leur évolution au cours des temps géologiques ; dans le cas de l'étude de fossiles microscopiques, on parle de micro-paléontologie. Les objectifs de la paléontologie sont de décrire les espèces fossilisées, afin d'en déduire des conclusions phylogéniques, et de déterminer la relation entre les êtres vivants disparus et actuels pour réfléchir à propos de leur évolution..
La paléontologie se raccorde à la géologie par le fait que l'utilisation de fossiles caractéristiques, nommés fossiles stratigraphiques, permet de dater précisément une couche géologique. Les types d'espèces présentes au sein de ces couches permettent également de reconstituer le paléoenvironnement correspondant à l'époque du dépôt de la couche étudiée. Par l'étude de l'évolution des espèces de fossiles, les chercheurs peuvent aussi obtenir des informations sur les variations des milieux et du climat au cours des temps géologiques..
Études de la dynamique terrestre Géodynamique
La géodynamique n'est pas une discipline scientifique, mais une approche, dont l'objectif est de caractériser les forces et phénomènes impliqués dans l'évolution générale du système Terre et leurs interactions mutuelles..
Tectonique
La tectonique est la branche traitant des déformations au sein de la croûte terrestre ; elle se focalise principalement sur la relation entre les structures géologiques et les mouvements et les forces qui sont à l'origine de leur formation. La tectonique s'applique aux déformations à toutes les échelles d'espace et de temps au sein du globe terrestre. Selon l'échelle de l'objet étudié, on parle de microtectonique, pour les structures microscopiques, ou de tectonique globale, pour les structures de plusieurs milliers de kilomètres..
Cette discipline fait appel à de nombreuses notions de physique des matériaux et de mécanique des milieux continus qui permettent d'étudier la nature des contraintes sur une roche ou un ensemble de roches et d'étudier la réponse de ces dernières aux contraintes qu'elles subissent. Ces études permettent de localiser spatialement et temporellement les contraintes et les déformations qu'elles induisent ; par extension, elles permettent de renseigner sur les conditions de formation des roches, qui sont souvent conditionnées par le contexte tectonique.
Sédimentologie
Études des structures géologiques Géomorphologie
Géologie structurale
Parfois utilisée comme synonyme de « tectonique » dans la littérature française, la géologie structurale se démarque de sa consœur par une approche plus géométrique des déformations. Bien que les objets d'étude de la tectonique soient communs avec ceux de la géologie structurale, cette dernière reste sur une description purement géométrique des structures géologiques. Les études structurales, réalisées à partir de données acquises sur le terrain, permettent de déterminer la géométrie des différents types de déformations (pendage d'une faille, plongement d'un axe de pli…). Ces résultats permettent de déterminer la direction des contraintes principales et fournissent des informations utiles dans le cadre d'une étude tectonique.
Volcanologie
Glaciologie
Disciplines associées Géophysique
Géochimie
Spéléologie
Études de l'atmosphère et de l'hydrosphère
Géologie planétaire
Histoire de la géologie
Cette science de la Terre semble connaître ses prémices vers 1660 dans les pays nordiques, avec les premiers travaux du géologue danois Niels Stensen, connu en français sous le nom de Nicolas Sténon, aussitôt suivis par l'Angleterre et les régions britanniques, puis plus tardivement en France vers 1700Histoire
G. Gohau, Une histoire de la géologie, , No. S66, Éditions du Seuil, Paris, 1990 Alan Cutler, La montagne et le coquillage : comment Nicolas Sténon a remis en cause la bible et créé les sciences de la terre, JC. Lattès, Paris, 2006, 282 pages. Traduction par Stéphane Carr de l’ouvrage anglais The seashell on the mountaintop, William Heinemann, London, 2003.. Cependant, souvent oublié des auteurs et des scientifiques, le français Bernard Palissy (1510?-1590) apparaît comme un précurseur de la géologie moderne. avec, entre autres, ses études des fossiles du Lutétien ou des marais salants charentais. En 1750, c'est une science établie en Europe occidentale. Dans son acception actuelle, le terme géologie est d'ailleurs utilisé pour la première fois en français en 1751 par Diderot, à partir du mot italien créé en 1603 par Aldrovandi. Le mot géologue est communément employé dans son essai de 1797 Nouveaux principes de géologie par Philippe BertrandTexte in Google books et en 1799 par Jean André Deluc ; il est fixé l’année suivante par Horace-Bénédict de Saussure. Au début du , la science géologique prend son essor et se constitue dans ses fondements, échelle de temps en croissance et cartes de plus en plus précises, observations de terrain, coupes stratigraphiques et analyses pétrologiques en progrèsCartographie