歷史地質學/導論
在這篇導論文章中，我將解釋這本教科書包含的內容，以及我為什麼用這種方式寫它。
地質學大致可以分為物理地質學和歷史地質學，前者研究地球的物質及其內部作用過程，後者旨在重建地球的歷史。
歷史地質學需要一些物理地質學的知識來進行闡明。(試想一下，類比一下，法醫科學家將死亡原因診斷為槍傷，這是一個歷史問題。顯然，他們需要了解一些關於槍支的知識，這將是一個物理問題。) 然而，歷史地質學的目的是瞭解過去，而物理地質學的知識僅僅是達到這個目的的輔助工具。
我們也可以談論應用地質學：例如，尋找和開採石油就屬於這一類。這取決於物理地質學和歷史地質學：當石油地質學家開採石油時，他們對岩石物理性質的理解肯定使他們能夠開採石油；但是當他們找到石油時，他們對歷史地質學的理解使他們能夠找到石油，其成功率高於僅僅靠猜測所能達到的成功率。
這是歷史地質學的一個應用。這裡還有一個例子：假設有人想在某個地點建造一座大型水壩或核電站，結果發現該地點下方有一條地質斷層。那麼，確定這條斷層最後一次活動的時間就至關重要：如果是一百年前，甚至一千年前，那麼建議的建造地點就危險；如果是一千萬年前，那麼它可能就安全了。
然而，歷史地質學絕不侷限於目前有用的關於過去的事實：它是一種所謂的“純”科學，其中知識的追求是為了知識本身，無論它最終是否有用，或者僅僅是有趣。
這是一本入門讀物，除了讀者應該能夠記住他們在高中學到的化學知識之外，閱讀本書沒有任何先決條件；對於那些不能或還沒有上高中的讀者，在附錄 C中提供了一篇關於地質學家化學的文章。
在撰寫這本教科書時，我沒有假設讀者懂得任何物理地質學知識，因此在必要時介紹了物理地質學的概念。我儘量不介紹更多物理地質學知識，儘管有時我的熱情可能會戰勝我。
本書只有一個目的：解釋如何從目前可獲得的資料中重建地球的歷史。因此，本書的重點是方法論：我們不會解釋知道什麼，而是會研究如何知道。
雖然這些問題有時會出現在入門地質教科書中，但據我所知，沒有任何一本教科書系統地探討這些問題：一本教科書會解釋地質學家最初是如何確定花崗岩是一種火成岩的，但只用一頁簡短的篇幅介紹放射性測年法；而另一本教科書則會為我們提供大量關於等時線法的有趣資訊，但卻將花崗岩的火成岩性質視為理所當然。另一方面，我試圖全面解釋我們是如何知道已知的事實的。
我採用這種方法有幾個原因。
首先，因為其他的教科書沒有這樣做，而且我認為這是一個我可以有效填補的空白。
其次，因為我認為地質學真正有趣的地方就在這裡。地質學不是一組死板的事實：它是一個偵探故事，在這個故事中，推理的運用將成千上萬條不同的線索整合為一個統一的敘述，從而使所有這些線索都變得有意義。例如，地球的核心主要由鐵構成，這並不是特別有趣——至少，如果它是由棉花糖構成的，那會更有趣——但我們可以發現它是由什麼構成的，這一事實應該讓任何一個沒有被世俗所累的讀者感到敬畏。
第三，因為當聽到專家講述一億年前發生的事情時，普通讀者可能會感到一種可以理解的懷疑。懷疑，當它是誠實的，是一種值得稱讚的態度，也應該得到誠實的回應。
最後，平均而言，只有基本科學教育的讀者可能最終對科學事實的理解會比對科學方法的理解更深入。這可能是廣泛的科學課程要求的必然結果，在做出這一觀察時，我無意批評科學老師；然而，事實似乎就是這樣。我希望，對於那些處於這種狀況的讀者來說，這本教科書可以作為科學方法的例項。地質學非常適合這個目的，因為它需要清晰的思路，但不需要（至少在入門階段）高階數學。
這是一本入門讀物：我的目標是保持它的簡短。當我告訴讀者，地質學家 Chilingar 和 Wolf 在粗粒沉積物的壓實這一單一主題上寫了一本 808 頁的書時，你會明白我省略了多少東西——而且可能會感到感激。
然而，它的簡短意味著它可能無法回答一些讀者的某些問題。然而，我希望它至少能為讀者提供一些概念和詞彙，讓他們能夠提出明智的問題，並在找到答案時理解這些答案。
這本教科書中的材料傾向於反映我自己的興趣，因為它更多地關注從沉積岩和化石中可以學到什麼，而不是從火成岩和變質岩中可以學到什麼，更多地關注地球從複雜生命起源以來的歷史，而不是地球早期的歷史。這種強調是個人偏好的問題：其他作者有其他偏好，並寫了其他書籍。
除了在專門討論該概念的文章中對地質柱進行了簡短的總結之外，我沒有試圖對地球的歷史是什麼進行描述。相反，正如上面所解釋的，我一直專注於方法論問題。畢竟，對於一個有網際網路訪問許可權的人來說，發現（例如）奧陶紀發生了什麼並不困難；但關於發生了什麼的描述通常不會解釋如何知道這些事情：我試圖填補的就是這個空白。
閱讀過其他歷史地質學教科書的讀者會注意到一個不尋常的遺漏。這類書籍通常會提供至少簡短的關於進化論及其證據的描述。我沒有這樣做。根據這本書的計劃，它強調詢問：“我們怎麼知道？”如果我要處理進化，我將不得不回顧證據，這些證據不僅數量眾多，而且種類繁多，比任何其他科學分支都多。我估計，即使是概述證據也要將這本書的長度增加一半。簡短的回顧將過於簡短；充分的回顧將過於冗長。
儘管如此，如果這項任務至關重要，我會承擔它，但事實並非如此：它對讀者唯一的貢獻是，透過理解進化，讀者就能明白為什麼動物群演替原理應該是正確的。但在實際進行地質工作時，只需知道該原理是正確的就足夠了；本書的目的僅限於考察該原理為真的證據，而無需進行冗長的贅述來解釋其背後的原因。最終，在思想的等級體系中，是地質學為進化提供了證據，而不是反過來。
本書中的材料排列得不好。這是因為所有地質教科書中的材料都不可避免地排列得不好。問題源於排列本身的必要性：以某種順序呈現給讀者。沒有正確的順序，因為地質學中的所有概念都相互關聯，形成一個統一的整體。
因此，除了少數明顯例外，本書或任何科學教科書中的每一篇文章最好都放在書的最後，以便讀者可以在閱讀其他所有文章的基礎上理解它；但這是不可能的。然而，讀者可以選擇通讀整本書兩次，我建議任何認真閱讀本書或任何其他類似教科書的讀者採取這種做法。
新詞將用粗體標出。這可能並非首次使用該詞，而是該詞首次被完全定義的地方。
所有這樣引入的詞語也會在附錄 A中定義。
我認為沒有必要為所有或大多數地質學入門書籍中都能找到的，並且可以被認為是地質學家常識的事實提供參考文獻。但是，我提供了參考文獻來支援一些不太廣為人知的具體資料，這些資料可能需要執業地質學家參考。
在附錄 B中提供了參考文獻。
透過將本書貢獻給華夏公益教科書專案，我使其他人可以對其進行編輯。在對本書進行任何重大更改或新增之前，與我聯絡會很有禮貌。我特別希望不要有人試圖以偏離其既定目的的方式擴充套件本書，因為這會增加作品的篇幅，卻不能幫助實現其目標。
當然，歡迎對事實、語法、拼寫等進行少量修正。但是請注意，我始終使用某種風格特徵是有意的。特別是，我故意只使用標準的科學單位，例如米、克、攝氏度等，而不將其轉換為英尺、盎司、華氏度等，因為我認為，任何希望學習地質學的讀者都應該習慣標準單位，越早越好。
我要感謝那些指出早期版本文字中錯誤或不妥之處的人們，他們人數眾多，通常匿名，無法一一提及。
我特別感謝路易斯·科斯坦，感謝他耐心地審閱了整部作品。這完全是他個人行為，因此不應被解釋為僱用他的傑出機構的認可或批准。
任何剩餘的錯誤或遺漏都是我的責任。
- 蒂姆·哈德卡斯爾
- 拉斯維加斯
- 2013 年 4 月