L'intérieur de la Terre, sa structure, dont la connaissance vont de pair avec celle de son passé, a également été l'objet ancien de spéculations nombreuses. L'Antiquité a commencé à s'interroger sur l'origine des fossiles marins, dont la présence à l'intérieur des terres, loin de la mer, et parfois en haut des montagnes, posait une énigme, qui travaillera encore le Moyen âge, qui croit, comme la Renaissance, trouver une réponse dans la Bible, qui parle d'un Déluge.  Il faudra encore composer longtemps avec la lecture littérale de la Bible, qui restera jusqu'à la fin du XIX^e siècle le principal obstacle aux avancées de la géologie (et de la biologie!). Il a ainsi fallu d'abord admettre (en contradiction avec celle, inférieure à dix mille ans, que donnaient les Écritures) d'inscrire le passé de notre planète dans une chronologie longue (plusieurs millions d'années, puis plus tard, plusieurs milliards) . Il a fallu aussi vaincre un second obstacle, contre lequel, cette fois on ne eut rien : l'impossibilité d'accéder aux régions profondes de la Terre (et aussi à son passé le plus lointain). On a dû se contenter de déchiffrer les indices laissés à la surface ou près de celle-ci (fossiles, montagnes, volcans, sources, tracé des côtes, superposition des couches de terrains, etc.).

Deux grandes théories se sont ainsi affrontées à partir de la fin du XVIII^e siècle. Celle de Werner (Neptunisme, 1792) qui imaginait que l'intérieur de la Terre était fait d'eau, et que l'eau était aussi l'agent des transformations géologiques, et celle de Hutton (Plutonisme, 1795), qui attribuait ce même rôle au feu niché dans les régions profondes de notre planète. Après bien des discussions, dans laquelle intervenaient également des arguments d'ordre cosmogonique, après aussi une longue période de stagnation, un nouvelle image s'est imposée, qui a fait table rase de la plupart des conceptions anciennes. Son point de départ remonte à Alfred Wegener, qui en 1912, avait proposé sa théorie de la dérive des continents. Une théorie, finalement, acceptée, sous une forme d'ailleurs nouvelle, appelée la théorie de la tectonique des plaques, seulement à partir de la fin des années 1960.

L'Antiquité.
Bien que la géologie ne se soit pas véritablement constituée comme science avant le début du XIX^e siècle, les préoccupations que seront jusque là les siennes (origine des fossiles, formation des montagnes, distribution des terres et des mers) plongent leurs racines dans un passé très lointain. Les civilisations anciennes, confrontées aux forces de la nature et dépendantes des ressources terrestres, ont nécessairement développé des observations et des réflexions sur la Terre et ses phénomènes. Dès l'Antiquité grecque, on observe un intérêt pour comprendre la nature du monde, incluant la Terre. Les philosophes présocratiques, comme Thalès de Milet, spéculaient sur l'eau comme principe fondamental de toutes choses, une idée qui, bien que primitive, témoigne d'une réflexion sur les cycles naturels et la transformation de la matière. Anaximandre, quant à lui, proposait une vision du monde où la Terre, initialement fluide, s'est solidifiée et a donné naissance aux êtres vivants. Xénophane de Colophon, au VI^e siècle avant JC, est souvent crédité d'observations perspicaces sur les fossiles. Trouvant des coquillages et des empreintes de poissons loin de la mer, il suggéra que la terre avait autrefois été recouverte par les eaux, une intuition remarquable de changements terrestres à grande échelle.

Aristote, au IV^e siècle avant JC, dans ses Météorologiques, aborda des questions géologiques. Il observa les tremblements de terre, les volcans et la formation des rivières. Il proposa une théorie des exhalaisons terrestres, distinguant les exhalaisons sèches, à l'origine des minéraux et des métaux, et les exhalaisons humides, à l'origine des tremblements de terre et des vents. Bien que ses explications soient souvent basées sur des principes physiques et philosophiques plutôt que sur l'observation systématique et l'expérimentation, Aristote influença profondément la pensée occidentale pendant des siècles. Son idée d'un cycle perpétuel des eaux, s'évaporant de la mer, se condensant en pluie et retournant à la mer, est une ébauche du cycle hydrologique. Théophraste, disciple d'Aristote, écrivit Des pierres, un ouvrage qui peut être considéré comme l'une des premières tentatives de minéralogie. Il y décrit et classifie les pierres en fonction de leurs propriétés, de leurs usages et de leurs lieux d'origine, témoignant d'une connaissance pratique des minéraux.

L'époque romaine prolongea l'héritage grec. Strabon, géographe du I^er siècle avant JC, dans sa Géographie, décrit les différentes régions du monde connu, en portant une attention particulière à la topographie, aux ressources naturelles et aux phénomènes géologiques. Il observe l'érosion et le dépôt des sédiments, la formation des deltas et l'élévation du niveau du sol dans certaines régions. Pline l'Ancien, au I^er siècle après JC, dans son Histoire naturelle, compila une encyclopédie immense couvrant tous les aspects du monde naturel, incluant la géologie, la minéralogie, la paléontologie (bien qu'il n'interprète pas encore correctement les fossiles). Son oeuvre, bien que manquant de rigueur scientifique au sens moderne, témoigne d'une vaste curiosité et d'une accumulation de connaissances sur les roches, les minéraux, les tremblements de terre, les volcans et les eaux souterraines. Sénèque, également au I^er siècle après JC, dans ses Questions naturelles, s'intéressa aux phénomènes atmosphériques et géologiques, notamment aux tremblements de terre et aux volcans, en proposant des explications souvent inspirées par la philosophie stoïcienne et la physique grecque.

Le Moyen âge.
Durant le Moyen âge en Europe, l'étude de la nature, et donc de la géologie, fut largement influencée par la religion chrétienne. L'interprétation littérale de la Bible, notamment du récit du Déluge, devint le cadre explicatif dominant pour comprendre la formation des paysages et la présence de fossiles. Le Déluge universel était considéré comme la cause principale des dépôts sédimentaires et de la dispersion des restes d'organismes marins sur les montagnes. L'autorité des textes sacrés et des Pères de l'Église primait souvent sur l'observation directe et le raisonnement indépendant. Cependant, il ne faut pas négliger l'activité pratique des mineurs et des alchimistes qui, dans leur quête de métaux précieux et de la transmutation des métaux, accumulèrent une connaissance empirique des minéraux, des roches et des veines métallifères. Cette connaissance, souvent transmise de manière orale et pratique, contribua à une certaine compréhension du sous-sol, même si elle ne s'inscrivait pas encore dans un cadre scientifique structuré. Dans le monde arabo-musulman, des savants comme Avicenne (Ibn Sina), au XI^e siècle, ont continué à étudier les minéraux et les roches. Son Livre de la guérison contient une section sur la minéralogie, influencée par Aristote et Théophraste, mais enrichie par ses propres observations et classifications. Il distingue les minéraux en fonction de leurs propriétés et de leur origine, et discute de la formation des montagnes et des vallées. Les savants arabes ont également traduit et préservé les textes scientifiques grecs, assurant ainsi la transmission d'une partie du savoir antique à l'Europe latine.

À partir du XII^e siècle, avec la redécouverte des textes grecs et arabes en Europe et le développement des universités, un regain d'intérêt pour la philosophie naturelle et l'observation du monde se manifeste. Albert le Grand, au XIII^e siècle, commenta les Météorologiques d'Aristote et écrivit De mineralibus, un traité sur les minéraux qui témoigne d'une tentative de classification et d'étude de leurs propriétés. Il s'intéressa également aux fossiles, bien qu'il les interprète encore souvent comme des jeux de la nature ou des créations divines plutôt que comme des restes d'organismes vivants. Au XIV^e et XV^e siècles, les connaissances géographiques s'accroissent avec les voyages d'exploration et le développement de la cartographie. Les cartes deviennent plus précises et intègrent des informations sur la topographie et les ressources naturelles, contribuant à une meilleure compréhension de la surface terrestre.

La Renaissance.
La Renaissance, à partir du XV^e siècle, marque un tournant décisif. L'humanisme, la redécouverte de l'Antiquité classique et l'essor de l'esprit critique favorisent une nouvelle approche de l'étude de la nature. Léonard de Vinci, artiste et savant universel, au tournant du XV^e et XVI^e siècles, est un observateur exceptionnel des phénomènes naturels. Ses carnets contiennent des dessins et des notes sur l'érosion fluviale, la sédimentation, les fossiles et la structure de la Terre. Il comprend que les fossiles sont des restes d'organismes vivants et les utilise comme arguments pour réfuter l'idée du Déluge universel comme explication unique des dépôts sédimentaires. Il observe les couches de sédiments, les fossiles qu'ils contiennent et comprend que la Terre a subi des transformations lentes et progressives au cours du temps, anticipant certaines idées de l'uniformitarisme qui se développeront plus tard.

Georgius Agricola (Georg Bauer), au XVI^e siècle, considéré comme le "père de la minéralogie", publie De re metallica (1556), un traité monumental sur l'art des mines et de la métallurgie. Cet ouvrage, richement illustré, décrit en détail les techniques minières, les minéraux, les roches, les filons métallifères et les processus de formation des gisements. Agricola s'appuie sur une observation minutieuse et une connaissance pratique acquise lors de ses expériences dans les mines. Bien que son approche reste essentiellement descriptive et pratique, De re metallica constitue une source d'informations précieuse sur le sous-sol et les ressources minérales, et contribue à développer un vocabulaire et une classification des minéraux. Conrad Gessner, naturaliste suisse du XVI^e siècle, publie De omni rerum fossilium genere (1565), une des premières tentatives de classification systématique des fossiles et des minéraux. Il décrit et illustre une grande variété de fossiles, bien qu'il ne les interprète pas toujours correctement comme des restes d'organismes vivants. Bernard Palissy, au XVI^e siècle, est l'un des rares à cette époque à affirmer clairement que les fossiles sont des restes d'animaux marins pétrifiés. Il critique l'interprétation du Déluge universel comme explication unique des fossiles et souligne l'importance de l'observation directe et du raisonnement logique pour comprendre la nature.

Le XVII^e siècle

Au XVII^e siècle, la géologie reste imbriquée dans la philosophie naturelle, l'histoire naturelle et même la théologie. Cependant, ce siècle fut une période importante de gestation et d'observation qui posa les fondations pour le développement ultérieur de la géologie.

L'une des principales préoccupations de l'époque était la compréhension de l'origine de la Terre et des phénomènes naturels tels que les montagnes, les vallées, les roches et les minéraux. Les idées étaient encore fortement influencées par les interprétations bibliques, notamment le récit du Déluge universel. De nombreux penseurs cherchaient à concilier les observations du monde naturel avec le récit de la Genèse.

Une figure marquante de cette période est Nicolas Sténon (Niels Stensen). Ses observations sur les fossiles et les stratifications rocheuses furent révolutionnaires. En étudiant des dents de requin fossilisées, il démontra qu'elles étaient organiques et non des "pierres de langue" formées spontanément dans la Terre, comme on le croyait souvent. Cette conclusion fut essentielle pour la reconnaissance de la nature organique des fossiles et leur utilisation potentielle pour comprendre l'histoire de la Terre.

Sténon formula également des principes fondamentaux de la stratigraphie, notamment le principe de superposition (les couches de roches les plus basses sont généralement les plus anciennes) et le principe d'horizontalité originelle (les couches de sédiments se déposent horizontalement). Ces principes, bien que simples en apparence, furent cruciaux pour établir un ordre chronologique relatif des événements géologiques. Son ouvrage De Solido Intra Solidum Naturaliter Contento Dissertationis Prodromus (1669) est considéré comme un texte fondateur de la géologie moderne.

D'autres savants du XVII^e siècle s'intéressèrent également aux phénomènes terrestres. Athanasius Kircher, un jésuite érudit, fut fasciné par les volcans et les tremblements de terre. Il descendit dans le cratère du Vésuve et publia des ouvrages illustrés sur les entrailles de la Terre, imaginant des canaux souterrains reliant les volcans. Bien que ses théories fussent souvent fantaisistes et mêlaient observations et spéculations, son intérêt pour les processus internes de la Terre contribua à élargir le champ d'étude.

Les théories sur la formation de la Terre et des montagnes étaient variées. Certains, comme Thomas Burnet avec son Telluris Theoria Sacra (1681), proposaient des modèles cosmogoniques basés sur le Déluge, imaginant une Terre primitive lisse et parfaite avant d'être brisée par le cataclysme biblique. Ces théories, bien que largement spéculatives et influencées par la théologie, stimulaient la réflexion sur l'histoire de la Terre et les processus qui l'avaient façonnée.

John Woodward s'intéressa également aux fossiles et à la stratification. Il collecta une vaste collection de fossiles et les interpréta comme des témoignages du Déluge universel. Son Essay toward a Natural History of the Earth (1695) popularisa l'idée que les fossiles étaient des preuves du déluge et que les couches de roches s'étaient déposées lors de cet événement catastrophique. Bien que cette interprétation fût erronée du point de vue scientifique actuel, elle reflète l'importance du Déluge dans les interprétations géologiques de l'époque.

Le XVIII^e siècle

Le XVIII^e siècle vit des tentatives croissantes pour comprendre la Terre, sa formation et les processus qui la façonnent, s'éloignant progressivement des explications purement religieuses ou mythologiques. Une figure centrale de cette époque fut Abraham Gottlob Werner, dont le neptunisme domina la pensée géologique pendant une grande partie du siècle. Werner, professeur à l'école des mines de Freiberg, proposait que toutes les roches, y compris le granite et le basalte, s'étaient formées par précipitation à partir d'un océan primordial universel. Il classifia les roches en formations stratifiées, chacune résultant d'une période de sédimentation universelle, et considérait les volcans comme des phénomènes récents et superficiels, liés à la combustion de matières organiques souterraines. Le neptunisme de Werner, bien que erroné selon les connaissances actuelles, offrait un système cohérent et relativement simple pour expliquer la structure de la Terre, et il eut une influence considérable sur les géologues de son époque.

Cependant, le XVIII^e siècle vit aussi l'émergence de voix discordantes qui remettaient en question le neptunisme. James Hutton développa une théorie rivale, le plutonisme ou vulcanisme. Hutton, basé sur ses observations du terrain, notamment des formations rocheuses en Écosse, proposa que la chaleur interne de la Terre, le feu souterrain, était le principal agent de formation des roches. Il expliquait le granit et le basalte comme des roches ignées, formées par la solidification de magma fondu. Hutton mettait l'accent sur les cycles géologiques, l'érosion, la sédimentation, la consolidation et le soulèvement, et il concevait la Terre comme un système dynamique en perpétuel changement, sans "vestige d'un commencement, et aucune perspective de fin". Ses idées furent initialement accueillies avec scepticisme et furent moins populaires que le neptunisme, en partie à cause de la complexité de son oeuvre et de la difficulté à concilier ses cycles géologiques avec les conceptions de l'époque sur l'âge de la Terre.

Au-delà de ces deux théories dominantes, le XVIII^e siècle vit des progrès significatifs dans l'observation et la description des roches, des minéraux et des fossiles. Des naturalistes et des voyageurs comme Horace-Bénédict de Saussure, lors de ses explorations alpines, contribuèrent à une meilleure compréhension de la structure des montagnes et des processus géologiques en haute altitude. Des scientifiques comme Nicolas Desmarest étudièrent les volcans d'Auvergne et apportèrent des preuves en faveur de leur origine volcanique, remettant en question l'explication purement sédimentaire du basalte par Werner. La paléontologie commença à se développer comme discipline, avec la reconnaissance croissante des fossiles comme vestiges d'organismes ayant vécu dans le passé. Bien que l'interprétation des fossiles restait souvent liée aux récits bibliques du Déluge, des penseurs comme Buffon, dans son Histoire Naturelle, proposèrent des idées audacieuses sur l'histoire de la Terre et l'évolution des espèces, bien que ses conceptions géologiques fussent parfois imprécises.

Le XVIII^e siècle montra également un intérêt pratique croissant pour la géologie, notamment lié à l'exploitation minière et à la recherche de ressources minérales. Les écoles des mines, comme celle de Freiberg où enseignait Werner, jouèrent un rôle crucial dans la formation des ingénieurs et des géologues. La cartographie géologique commença à se développer, bien qu'à un stade encore rudimentaire. L'influence de l'âge des Lumières, avec son accent sur l'observation, la raison et l'empirisme, fut déterminante dans l'émergence de la géologie comme science basée sur l'étude des faits et la recherche d'explications rationnelles aux phénomènes naturels.

Les XIX^e et XX^e siècles

Le XIX^e siècle.
Au XIX^e siècle la géologie s'est transformée d'une collection d'observations disparates et souvent teintées de considérations religieuses en une science moderne, rigoureuse et fondamentale. Autour de noms tels que Elie de Beaumont, Lyell, Alcide d'Orbigny, Agassiz, Suess, Lapparent, etc., une nouvelle géologie va voir le jour. Le plus grand accomplissement de cette période sera ainsi  la mise sur pied d'une échelle stratigraphique, qui a peu changé depuis. Les fond marins commenceront également à être étudiés (Expédition du Challenger).  Au début du siècle, les idées sur l'histoire de la Terre étaient encore largement dominées par le catastrophisme, une théorie qui expliquait les caractéristiques géologiques par des événements soudains et violents, souvent interprétés comme des déluges bibliques. Des figures comme Georges Cuvier, avec ses études sur les fossiles et les couches géologiques, ont contribué à populariser cette vision, bien que ses motivations fussent plus scientifiques que religieuses, cherchant à comprendre les extinctions d'espèces et les successions fauniques.

Cependant, une autre perspective commençait à émerger, portée par des penseurs comme James Hutton à la fin du XVIII^e siècle, et popularisée et développée de manière magistrale au XIX^e siècle par Charles Lyell. Lyell, avec sa publication phare, Principles of Geology (dont les trois volumes parurent entre 1830 et 1833), a posé les fondations de l'uniformitarisme, ou actualisme. Cette doctrine, qui deviendra le pilier de la géologie moderne, affirmait que les processus géologiques qui façonnent la Terre aujourd'hui – l'érosion, la sédimentation, l'activité volcanique, les tremblements de terre – sont les mêmes que ceux qui ont opéré dans le passé, et qu'ils agissent de manière lente et graduelle sur de vastes périodes de temps. L'oeuvre de Lyell a non seulement présenté une argumentation convaincante en faveur de l'uniformitarisme, mais elle a également mis en évidence l'immensité du temps géologique, s'opposant implicitement à la vision d'une Terre jeune et créée récemment.

Le XIX^e siècle a vu des progrès considérables dans la stratigraphie, l'étude des couches rocheuses et de leur succession. Des géologues comme William Smith en Angleterre, souvent considéré comme le "père de la stratigraphie anglaise", ont reconnu l'importance des fossiles pour identifier et corréler les couches rocheuses sur de vastes distances. Smith, en tant qu'ingénieur civil, a appliqué ses observations géologiques à la cartographie des canaux et des mines, démontrant l'utilité pratique de la géologie. La création de cartes géologiques est devenue une activité importante au cours du siècle, avec la mise en place de services géologiques nationaux dans de nombreux pays, notamment en Grande-Bretagne, en France et aux États-Unis. Ces cartes ont non seulement permis de mieux comprendre la structure géologique des régions, mais ont aussi eu des implications économiques importantes pour l'exploitation minière et l'agriculture.

La paléontologie, l'étude des fossiles, a également connu un essor spectaculaire au XIX^e siècle. La découverte et la description de nombreux fossiles, notamment de dinosaures et d'autres créatures préhistoriques, ont fasciné le public et alimenté le débat scientifique sur l'évolution de la vie. Des figures comme Richard Owen, bien que opposé à la théorie de l'évolution de Darwin, ont joué un rôle important dans le développement de l'anatomie comparée et de la paléontologie des vertébrés. La découverte de fossiles dans des couches géologiques de plus en plus anciennes a renforcé l'idée d'une longue histoire de la vie sur Terre et a préparé le terrain pour l'acceptation de la théorie de l'évolution.

L'année 1859 marqua un tournant majeur avec la publication de De l'origine des espèces de Charles Darwin. Bien que Darwin fût biologiste, son travail eut un impact profond sur la géologie. La théorie de l'évolution par sélection naturelle fournissait un cadre explicatif puissant pour comprendre la succession des formes de vie fossiles et leur adaptation progressive aux environnements changeants au cours du temps géologique. La géologie, en retour, fournissait à Darwin une échelle de temps immense et des preuves de changements environnementaux majeurs, éléments essentiels pour étayer sa théorie. La collaboration et l'influence mutuelle entre la biologie évolutionniste et la géologie se sont renforcées au cours de la seconde moitié du XIX^e siècle.

Au-delà de la stratigraphie et de la paléontologie, d'autres branches de la géologie se sont développées. La pétrologie, l'étude des roches, a progressé grâce à l'amélioration des microscopes polarisants et à l'application de la chimie à l'analyse des minéraux et des roches. La minéralogie est devenue plus systématique, avec la classification des minéraux basée sur leur composition chimique et leur structure cristalline. La géologie économique a émergé comme un domaine important, lié à la recherche et à l'exploitation des ressources minérales et énergétiques, en particulier le charbon, essentiel à la révolution industrielle.

Le XX^e siècle.
Au début du XX^e  siècle, la géologie était encore fortement influencée par les théories fixistes, imaginant des continents immobiles et des océans permanents. La stratigraphie, la paléontologie et la pétrographie étaient bien établies, permettant de dater les roches et de reconstituer les environnements anciens. Cependant, la compréhension des forces motrices derrière les grands phénomènes géologiques restait limitée.

Un bouleversement majeur a commencé à se profiler avec la théorie de la dérive des continents proposée par Alfred Wegener au début du siècle. Bien que ses arguments basés sur la correspondance des côtes, la distribution des fossiles et les traces de glaciations anciennes aient été convaincants pour certains, la théorie manquait d'un mécanisme plausible pour expliquer le déplacement des continents à travers la croûte océanique. Cette absence de mécanisme a conduit à un rejet généralisé de la dérive des continents par la communauté géologique dominante pendant plusieurs décennies.

Après la Seconde Guerre mondiale, ont permis d'explorer les fonds océaniques de manière inédite. Le développement du sonar, du magnétomètre aéroporté et des méthodes de forage profond ont révélé des caractéristiques surprenantes des fonds marins : de longues chaînes de montagnes sous-marines (les dorsales océaniques), de profondes fosses océaniques et des anomalies magnétiques en bandes parallèles aux dorsales. Ces découvertes ont fourni les pièces manquantes du puzzle.

Dans les années 1960, la théorie de l'expansion des fonds océaniques, notamment grâce aux travaux de Harry Hess et Robert Dietz, a proposé un mécanisme pour la dérive des continents. Elle suggérait que de la nouvelle croûte océanique était créée au niveau des dorsales, se propageant latéralement et entraînant les continents avec elle. La découverte des inversions du champ magnétique terrestre enregistrées dans les roches océaniques, confirmée par les travaux de Vine, Matthews et Morley, a apporté une preuve solide et quantifiable de l'expansion des fonds océaniques.

Ces idées ont convergé pour donner naissance à la théorie de la tectonique des plaques, conceptualisée dans sa forme moderne par des scientifiques comme Tuzo Wilson, Dan McKenzie et Jason Morgan. La tectonique des plaques a révolutionné la géologie en offrant un cadre unificateur pour comprendre la plupart des phénomènes géologiques majeurs : la sismicité, le volcanisme, la formation des chaînes de montagnes, la distribution des océans et des continents, et même l'évolution du climat à long terme. Elle a décrit la lithosphère terrestre comme étant divisée en plaques rigides qui se déplacent et interagissent les unes avec les autres, créant des zones de divergence (dorsales), de convergence (fosses et zones de subduction) et de coulissage (failles transformantes).

La tectonique des plaques a non seulement unifié les branches existantes de la géologie, mais a également stimulé de nouvelles disciplines et approches. La géophysique s'est développée pour étudier la structure interne de la Terre et les processus dynamiques du manteau. La sismologie a permis de cartographier les zones de subduction et de comprendre la mécanique des tremblements de terre. La géochimie isotopique a révolutionné la datation des roches et la compréhension des cycles géochimiques. La paléomagnétisme est devenu un outil essentiel pour reconstituer les mouvements des plaques et les paléogéographies.

La géologie du XX^e siècle a également connu une diversification croissante de ses domaines d'application. La géologie de l'environnement a émergé, confrontée aux défis de la gestion des ressources naturelles, de la prévention des risques naturels et de l'impact des activités humaines sur la planète. L'étude des changements climatiques passés, présents et futurs a acquis une importance cruciale, notamment en utilisant les archives géologiques pour comprendre les variations du climat sur des échelles de temps géologiques. L'exploration spatiale, débutant dans les dernières décennies du siècle, a ouvert de nouveaux horizons à la géologie planétaire, permettant de comparer la Terre aux autres corps célestes du Système solaire et d'élargir notre compréhension des processus géologiques universels.

Le premier quart du XXI^e siècle

La tectonique des plaques a continué d'être un pilier central, mais les recherches se sont intensifiées sur les mécanismes plus précis des mouvements des plaques, la dynamique du manteau terrestre, et les interactions entre la tectonique et les autres sphères terrestres (atmosphère, hydrosphère, biosphère). La tomographie sismique a révélé des détails inédits sur la structure profonde de la Terre, notamment la nature et l'étendue des panaches mantelliques et la géométrie des plaques subduites. Les études sur les zones de subduction et les failles transformantes ont progressé grâce à l'instrumentation de plus en plus performante (GPS, sismomètres, stations géochimiques sous-marines), permettant de mieux comprendre les processus sismiques et volcaniques et d'améliorer les modèles de prévision des aléas naturels.

Un domaine qui a connu un essor fulgurant est la paléoclimatologie et l'étude du changement climatique passé. Les carottes de glace, les sédiments océaniques et lacustres, ainsi que les archives continentales (spéléothèmes, anneaux de croissance des arbres) ont été analysés avec une précision inégalée, reconstruisant les variations climatiques sur des millions d'années. L'étude des cycles glaciaires-interglaciaires, des événements climatiques abrupts (comme les événements de Dansgaard-Oeschger), et des périodes chaudes du passé (comme le Maximum Thermique Paléocène-Éocène) a éclairé les mécanismes de forçage climatique et la sensibilité du système terrestre aux perturbations. Ces recherches ont apporté des éléments déterminants pour comprendre le changement climatique actuel et ses conséquences potentielles.

La géologie environnementale a pris une importance croissante, face aux défis posés par l'anthropocène. L'impact des activités humaines sur les cycles biogéochimiques, la pollution des sols et des eaux, l'érosion des sols, la déforestation, et l'urbanisation sont devenus des sujets de recherche majeurs. L'étude des ressources naturelles (minérales, énergétiques, hydriques) s'est orientée vers la durabilité et la recherche de solutions alternatives, notamment face à l'épuisement de certaines ressources et à l'impératif de transition énergétique. La géologie du pétrole et du gaz a évolué vers l'exploration de gisements non conventionnels et la compréhension des processus de stockage géologique du CO2.

L'exploration planétaire a connu un âge d'or, avec des missions spatiales ambitieuses vers Mars, la Lune, les astéroïdes, les comètes, et les planètes du Système solaire externe. Les rovers martiens ont apporté des preuves de l'existence passée d'eau liquide et ont recherché des traces de vie. Les missions d'échantillonnage d'astéroïdes et de comètes ont permis de récupérer des matériaux extraterrestres précieux pour comprendre la formation du système solaire et l'origine de la vie. L'étude des exoplanètes a également ouvert de nouvelles perspectives, posant la question de la géologie d'autres mondes et de la possibilité de vie ailleurs dans l'univers.

Les outils numériques et la modélisation informatique ont révolutionné la géologie. Les systèmes d'information géographique (SIG), la télédétection, et les bases de données géologiques massives ont permis de traiter et d'analyser des quantités d'informations sans précédent. La modélisation numérique des processus géologiques (tectonique, érosion, écoulement des eaux souterraines, dynamique du manteau) est devenue un outil essentiel pour comprendre le fonctionnement de la Terre et pour anticiper les évolutions futures. L'intelligence artificielle et l'apprentissage automatique commencent également à être appliqués en géologie, notamment pour l'analyse de données géophysiques et géochimiques, la reconnaissance de formes dans les images géologiques, et la prédiction d'événements géologiques.

Enfin, la géologie a de plus en plus intégré des perspectives interdisciplinaires, en dialoguant avec la biologie (géobiologie, astrobiologie), la chimie (géochimie environnementale), la physique (géophysique), l'ingénierie (géoingénierie), et les sciences sociales (géographie humaine, anthropologie). Cette interdisciplinarité est essentielle pour aborder les défis complexes du siècle, tels que le changement climatique, la gestion des ressources, les risques naturels, et la compréhension de la place de l'humanité dans le système terrestre. La géologie, plus que jamais, se positionne comme une science fondamentale pour comprendre le passé, le présent et l'avenir de notre planète.