如何知道地球的过去？
就是地球本身，地球的历史就记录在那些岩石里。
大约1000年前，中国学者沈括(1031 ~ 1095)在孟茜碧潭对地球表面的许多自然现象作出了科学的解释。比如他讲到流水的侵蚀沉积，推断华北平原地表的泥沙是西部山区经过河流搬运堆积而成的；他还从太行山绝壁间见到的海螺、蚌类化石推断，离海约千里的地方，在古代曾是海边。他是中国第一个认识并命名“石油”的人。许多岩石是由水下沉积物堆积而成的。它们被称为沉积岩，层状外观是沉积岩的特征。岩石中的蜗牛壳就是地质学上所说的化石。化石是生物的遗骸或残骸，因为如果生物死后很快被淤泥掩埋，处于与氧气隔绝的水下环境中，它们可能不会完全腐烂，生物的外壳或骨骼逐渐被水中的矿物质渗透和取代，变得坚固，仍然保持原来的形态，成为岩石中的特殊成分——化石。
在宋代沈括之后400多年，意大利著名艺术家、知识渊博的学者l . da Vinci(1452 ~ 1519)也做出了自己的判断:亚平宁山脉发现的海洋甲壳动物，原本是生活在海滨的生物，被河流掩埋、浸润。他还推断，这里的地形是后来上升的，所以这些海洋生物的遗骸才会出现在山上。沈括和达芬奇都意识到今天的山可能是过去的海，山野之间的岩石是地球历史的遗迹。1669年，出生于哥本哈根的斯特诺(N .斯特诺，1638 ~ 1686)总结出这些岩石层之间存在以下规律:沉积岩层形成后，应先沉积在底部，再沉积在顶部，如果不受强烈地壳运动影响，其原始位置发生逆转，则应保留下来。这就是所谓的地层层序法则。它使我们能够通过那些看似混乱的岩层来确定地球历史的顺序。岩层在这里具有时间的意义，形成了地质学中一个重要的基本概念——地层。地层是具有时间意义的地层或地层组合，每个地层代表某个时间。这不仅指层状沉积岩，还包括这一时期产生的所有其他岩石。如果没有统一时空的概念，就无法理解地球的历史。不同时期形成的地层，按其所代表的时间长短可分为宇宙、界线、系列、系列、阶段等地层单位，其上下限与地质时代中的周、代、纪、世、期相同，即周形成的地层称为于，代形成的地层称为界，以此类推。地质年(表21)是时间和空间的结合。
“比如你挣工资，你就后来居上。”中国古代的苔莎很早就有这种认识。不幸的是，它只被用来解释人和事，而不是用来观察山野之间的岩石。他们甚至没有想到如何对待自然。因为“世间之事皆不合格，功德只做身心”；因为“不仅动植物，虽天地也与我同在，鬼神也与我同在。”也就是说，只要你坐在那里认真思考，所有的问题都可以从你的内心得到解答。在西方建立地质学的介绍之前，中国没有人比沈括更博学。西方后来居上，英国人赫顿(J.Hutton，1726 ~ 1797)根据自己实地考察的实践经验和前人的理解，形象地把时空的地质思维表述为“在地球现在的构造中，可以看到旧世界的遗迹”(在地球上，1785)。他告诉人们，过去地球上所有的变化都是现有功能缓慢活动形成的。后来赫顿的同胞莱尔(C.Lyell，1797 ~ 1875)论证和阐述了这一规律，总结为“今是古”，即实在论原理。他的名言是:“今天是理解过去的关键。”他的巨著《地质学原理》使地质学真正成为一门科学，登上了历史舞台。实在论原理是地质学(研究地球演化历史)特别重视的一种思维方法。
表2-1地质年代表
注:本表主要基于联合国教科文组织和IUGS国际委员会地层，2004年；国际上有学者建议将第四纪并入新近纪，暂保留此表。元古界的划分按照国内的计划。
有了地质学这个武器，记录在地球本身上的不为人知的历史被一点一点地揭开了。地层中岩石的物质组成，即它们的岩性和岩相，也能告诉我们原始环境。今天，河流携带泥沙入海，由粗到细，由近及远，有序沉积。据此推断，今天地面上同一地区同一组地层的岩石成分由粗到细的变化，是在画当时水深和离岸的距离。根据今天的变化，可以在岩层中找到过去留下的痕迹，甚至可以找到原来的“湖底浪涛、风成沙丘、地裂、雨打沙滩”(图2-2)。
但是，仅仅从岩层本身的性质和位置来解读地球的历史，显然是不够的。因为，不是任何时候任何地方，沉积物都在堆积，老的岩层还在被破坏和清除，这在历史上是很多的。因此，不可能在一个地区留下所有时期形成的地层的完整记录。只有将分布在世界各地的地层进行对比，才能拼凑出一个更加连续完整的地层系列。还要看到岩层形成后，会有变化，有时会很强烈。原来近乎水平的地层会变得歪歪扭扭，或者发生断裂、错位，离开原来的位置。
图2-2波纹(a)、风的交错层理(b)、泥裂(c)和雨滴印记(d)
如何才能理清地球这段纷乱的历史？化石能在确定时代相对顺序上起到关键作用，有其独特的优势。因为生物的发展总是从简单到复杂，从低级到高级，这就叫生物进化的渐进性，生物进化也是阶段性的，不可逆的。只要能够识别出形成化石的生物，就可以和其他地层的化石进行对比，确定它们的序列。英国自学成才的运河工程师w·史密斯(1769 ~ 1832)在开凿运河的过程中，获得了大量的化石。经过他的整理和研究，他发现每个地层都有自己特定的化石。他以此为基础，制定了世界上第一个系统的地层表，不仅使英国地层序列得到了科学的梳理，而且对欧洲地层的划分也有很大的参考价值。从那以后，又增加了一个化石序列定律，帮助我们检查地球的历史。
化石不仅对确定序列有用，还反映了当时的环境条件。比如现代珊瑚喜欢温暖清澈的海水，寒冷地区的动物有浓密的长毛。因此，含有珊瑚化石的地层不会在寒冷地区形成。长毛的犀牛和大象化石的出现，说明它们当时的生存环境不会像今天的非洲那样炎热。远古时期形成的石灰岩中含有大量的藻类化石，有力地证明了这些石灰岩是在海洋中形成的。海洋中的生物一般不会去陆地上的淡水湖变成化石；只在陆地上发现的植物化石一般不容易在古老的海相地层中找到。
古生物研究成果为地层划分提供了有力支持。精通解剖学的法国古生物学家居·叶巍(D.G .居维叶，1769 ~ 1832)研究了大量动物器官的结构和功能，发现各种动物的身体是一个统一的系统，这个系统的各个部分在结构和功能上是相互适应的，所以我们可以通过了解部分来推断整体。居叶巍的“器官相关定律”使我们能够从化石保存的动物遗骸中推断其身体结构和习性，重塑其原始形象，从而对地球历史上的环境和生命活动有更多的了解。他还注意到化石与地层之间的密切关系，认为“如果没有这种关系，我们绝不会想到地球的形成过程中曾经有过连续的时期”。他的工作对地质学的发展起到了积极的推动作用。
所以化石的价值是无法用金钱来估算的。早在1956年4月2日，国务院就颁布法令，禁止出售“龙骨”，即脊椎动物化石，以保护化石。近几年又做了更全面细致的规定。