为了了解过去，我们将历史划分成多个时期。它们有长有短。比如，人类历史被划分为不同的时代(例如石器时代、青铜器时代),接着是像朝代这样更小的单位，然后是每个统治者的统治时期。地质学家需要处理的时间要长得多，他们也使用类似的方法来为地球划分历史，于是得到了地球的地质史，这是一个跨度相当长、可以追溯到地球形成之初的历史。

时间的尺子

一位训练有素的考古学家找到一片陶器，可判断出它是在哪个特定时间被制造出来的，比如明朝。地质学家的工作大体类似，不过他用的是化石——古代动物的遗骸。要想知道其中的奥妙，就让我们来了解一下最初发现这种方法的人。

19世纪的英国，工业迅速发展，科学也在不断进步。威廉·史密斯(William Smith)曾担任运河和煤矿的工程师，出于工作的关系他经常看到岩层的断面。他发现，相同的地层出现在不同的地方，这些地层总是按相同的顺序排列，而且每一层内的化石类型都相同。于是，他提出了一项普遍适用的科学规律化石层序律，就是说在任何地层构成的沉积岩中，当你从下往上查看每层岩层时，化石都将按照一个确定而可靠的顺序出现。在地层中位置偏上、较为“年轻”的石灰岩中，你观察不到属于含煤岩层中的化石，你看到的是另外一些，这些石灰岩你都能在牛津大学、剑桥大学的老建筑物的墙壁上找到。而位于地层最上层的岩石最“年轻”,比如伦敦地下的黏土，其中的化石也属于另外一类。

威廉·史密斯第一个绘制了英国地质图，并于1815年出版。他不但根据自己对化石的理解以及化石层序律绘制了地图，还制作了地球的横截面图。这在当时的英国非常有用。只有含煤层在所处的地层之下，你才可能挖到煤、找到矿藏。如果你挖的是比含煤层更古老的地层，那你肯定是在浪费时间。

我们现在知道，威廉·史密斯的想法是准确的，它能帮助我们了解世界各地的地质。地层学是我们现在对岩石层的研究的统称。早于威廉·史密斯100年前，地层学的规律由欧洲科学家尼古拉斯·斯特诺(Nicholas Steno)提出。地层学规律包含的想法很简单。想象一座已经装修过很多次的老房子，墙壁上覆盖着许多层油漆，每一层直接涂在另一层上面。很明显最接近墙壁的那层油漆是最先涂上去的，这一层上面的其他层则是后涂上去的。地球表面的岩石层就像墙上这一层又一层的油漆，不同的层是按照形成的时间有序排列，最下面的地层最老，这就是地层学的规律中的地层层序律。

我们来看看化石层序律和地层层序律可以告诉我们什么。

继威廉·史密斯的研究之后，欧洲科学家在不同的地方也发现了同样的化石，但是它们却处在不同类型的岩石中比如在一个国家是石灰岩，而在另一个国家则是泥岩。当科学家意识到这些岩石有着相同的年龄后，开始用化石来定义岩石的年代并赋予它们地质学命名。

你可能对这些地质时期的名称非常熟悉。最古老的明显含有化石的岩石形成的时期被命名为寒武纪(Cambrian),它是根据拉丁语(一种古老的欧洲语言)中威尔士(英国的一部分)的名字命名的。奥陶纪(Ordovician)和志留纪(Silurian)是以威尔士古代居民的拉丁名字命名的。泥盆纪(Devonian)是以英国的小城德文郡命名的，石炭纪(Carboniferous)是根据碳元素命名的，因为这些岩石富含煤炭。二叠纪(Permian)是以一座俄罗斯城市的名字命名的，欧洲的三叠纪(Triassic)包括三种不同类型的岩石，“tri”在拉丁文中的意思是“三”。侏罗纪(Jurassic)以法国的山脉命名，白垩纪(Cretaceous)是以拉丁语的白垩命名的，那是当时普遍存在的一种岩石。

就这样，地质学家将地层的空间分布转化成了地球的历史。