历史地质学/导论
在这篇导论文章中，我将解释这本教科书包含的内容，以及我为什么用这种方式写它。
地质学大致可以分为物理地质学和历史地质学，前者研究地球的物质及其内部作用过程，后者旨在重建地球的历史。
历史地质学需要一些物理地质学的知识来进行阐明。(试想一下，类比一下，法医科学家将死亡原因诊断为枪伤，这是一个历史问题。显然，他们需要了解一些关于枪支的知识，这将是一个物理问题。) 然而，历史地质学的目的是了解过去，而物理地质学的知识仅仅是达到这个目的的辅助工具。
我们也可以谈论应用地质学：例如，寻找和开采石油就属于这一类。这取决于物理地质学和历史地质学：当石油地质学家开采石油时，他们对岩石物理性质的理解肯定使他们能够开采石油；但是当他们找到石油时，他们对历史地质学的理解使他们能够找到石油，其成功率高于仅仅靠猜测所能达到的成功率。
这是历史地质学的一个应用。这里还有一个例子：假设有人想在某个地点建造一座大型水坝或核电站，结果发现该地点下方有一条地质断层。那么，确定这条断层最后一次活动的时间就至关重要：如果是一百年前，甚至一千年前，那么建议的建造地点就危险；如果是一千万年前，那么它可能就安全了。
然而，历史地质学绝不局限于目前有用的关于过去的事实：它是一种所谓的“纯”科学，其中知识的追求是为了知识本身，无论它最终是否有用，或者仅仅是有趣。
这是一本入门读物，除了读者应该能够记住他们在高中学到的化学知识之外，阅读本书没有任何先决条件；对于那些不能或还没有上高中的读者，在附录 C中提供了一篇关于地质学家化学的文章。
在撰写这本教科书时，我没有假设读者懂得任何物理地质学知识，因此在必要时介绍了物理地质学的概念。我尽量不介绍更多物理地质学知识，尽管有时我的热情可能会战胜我。
本书只有一个目的：解释如何从目前可获得的数据中重建地球的历史。因此，本书的重点是方法论：我们不会解释知道什么，而是会研究如何知道。
虽然这些问题有时会出现在入门地质教科书中，但据我所知，没有任何一本教科书系统地探讨这些问题：一本教科书会解释地质学家最初是如何确定花岗岩是一种火成岩的，但只用一页简短的篇幅介绍放射性测年法；而另一本教科书则会为我们提供大量关于等时线法的有趣信息，但却将花岗岩的火成岩性质视为理所当然。另一方面，我试图全面解释我们是如何知道已知的事实的。
我采用这种方法有几个原因。
首先，因为其他的教科书没有这样做，而且我认为这是一个我可以有效填补的空白。
其次，因为我认为地质学真正有趣的地方就在这里。地质学不是一组死板的事实：它是一个侦探故事，在这个故事中，推理的运用将成千上万条不同的线索整合为一个统一的叙述，从而使所有这些线索都变得有意义。例如，地球的核心主要由铁构成，这并不是特别有趣——至少，如果它是由棉花糖构成的，那会更有趣——但我们可以发现它是由什么构成的，这一事实应该让任何一个没有被世俗所累的读者感到敬畏。
第三，因为当听到专家讲述一亿年前发生的事情时，普通读者可能会感到一种可以理解的怀疑。怀疑，当它是诚实的，是一种值得称赞的态度，也应该得到诚实的回应。
最后，平均而言，只有基本科学教育的读者可能最终对科学事实的理解会比对科学方法的理解更深入。这可能是广泛的科学课程要求的必然结果，在做出这一观察时，我无意批评科学老师；然而，事实似乎就是这样。我希望，对于那些处于这种状况的读者来说，这本教科书可以作为科学方法的实例。地质学非常适合这个目的，因为它需要清晰的思路，但不需要（至少在入门阶段）高级数学。
这是一本入门读物：我的目标是保持它的简短。当我告诉读者，地质学家 Chilingar 和 Wolf 在粗粒沉积物的压实这一单一主题上写了一本 808 页的书时，你会明白我省略了多少东西——而且可能会感到感激。
然而，它的简短意味着它可能无法回答一些读者的某些问题。然而，我希望它至少能为读者提供一些概念和词汇，让他们能够提出明智的问题，并在找到答案时理解这些答案。
这本教科书中的材料倾向于反映我自己的兴趣，因为它更多地关注从沉积岩和化石中可以学到什么，而不是从火成岩和变质岩中可以学到什么，更多地关注地球从复杂生命起源以来的历史，而不是地球早期的历史。这种强调是个人偏好的问题：其他作者有其他偏好，并写了其他书籍。
除了在专门讨论该概念的文章中对地质柱进行了简短的总结之外，我没有试图对地球的历史是什么进行描述。相反，正如上面所解释的，我一直专注于方法论问题。毕竟，对于一个有互联网访问权限的人来说，发现（例如）奥陶纪发生了什么并不困难；但关于发生了什么的描述通常不会解释如何知道这些事情：我试图填补的就是这个空白。
阅读过其他历史地质学教科书的读者会注意到一个不寻常的遗漏。这类书籍通常会提供至少简短的关于进化论及其证据的描述。我没有这样做。根据这本书的计划，它强调询问：“我们怎么知道？”如果我要处理进化，我将不得不回顾证据，这些证据不仅数量众多，而且种类繁多，比任何其他科学分支都多。我估计，即使是概述证据也要将这本书的长度增加一半。简短的回顾将过于简短；充分的回顾将过于冗长。
尽管如此，如果这项任务至关重要，我会承担它，但事实并非如此：它对读者唯一的贡献是，通过理解进化，读者就能明白为什么动物群演替原理应该是正确的。但在实际进行地质工作时，只需知道该原理是正确的就足够了；本书的目的仅限于考察该原理为真的证据，而无需进行冗长的赘述来解释其背后的原因。最终，在思想的等级体系中，是地质学为进化提供了证据，而不是反过来。
本书中的材料排列得不好。这是因为所有地质教科书中的材料都不可避免地排列得不好。问题源于排列本身的必要性：以某种顺序呈现给读者。没有正确的顺序，因为地质学中的所有概念都相互关联，形成一个统一的整体。
因此，除了少数明显例外，本书或任何科学教科书中的每一篇文章最好都放在书的最后，以便读者可以在阅读其他所有文章的基础上理解它；但这是不可能的。然而，读者可以选择通读整本书两次，我建议任何认真阅读本书或任何其他类似教科书的读者采取这种做法。
新词将用粗体标出。这可能并非首次使用该词，而是该词首次被完全定义的地方。
所有这样引入的词语也会在附录 A中定义。
我认为没有必要为所有或大多数地质学入门书籍中都能找到的，并且可以被认为是地质学家常识的事实提供参考文献。但是，我提供了参考文献来支持一些不太广为人知的具体数据，这些数据可能需要执业地质学家参考。
在附录 B中提供了参考文献。
通过将本书贡献给维基教科书项目，我使其他人可以对其进行编辑。在对本书进行任何重大更改或添加之前，与我联系会很有礼貌。我特别希望不要有人试图以偏离其既定目的的方式扩展本书，因为这会增加作品的篇幅，却不能帮助实现其目标。
当然，欢迎对事实、语法、拼写等进行少量修正。但是请注意，我始终使用某种风格特征是有意的。特别是，我故意只使用标准的科学单位，例如米、克、摄氏度等，而不将其转换为英尺、盎司、华氏度等，因为我认为，任何希望学习地质学的读者都应该习惯标准单位，越早越好。
我要感谢那些指出早期版本文本中错误或不妥之处的人们，他们人数众多，通常匿名，无法一一提及。
我特别感谢路易斯·科斯坦，感谢他耐心地审阅了整部作品。这完全是他个人行为，因此不应被解释为雇用他的杰出机构的认可或批准。
任何剩余的错误或遗漏都是我的责任。
- 蒂姆·哈德卡斯尔
- 拉斯维加斯
- 2013 年 4 月