Jeoloji ya da yer bilimi, geniş anlamda Yerküreyi, dar anlamda yerkabuğunu oluşum, bileşim, yapı, hareket, değişiklikler ve değişiklikleri yaratan nedenler ve tarihsel evrim açısından inceleyen, yeraltı zenginliklerinin bulunması, doğal afetlerle savaşımda katkı sunulması gibi amaçları olan bir bilimdir. Jeolojinin temel konusu Dünya olmakla birlikte yer benzeri gezegenler ve doğal uyduların incelenmesini de içerir. Yer bilimleri bünyesinde ele alınır.
Stratigrafi, katmanbilim ya da tabakabilim. Yerkabuğunun kısımları olarak ele alınan tabakalı kayaların formasyonlardan, bileşimlerden, istiflenmelerden ve korelasyonlarından söz açan jeoloji koludur. Bir alan veya bölgedeki kayaların nitelik, kalınlık, istiflenme, yaş ve korelasyon yönlerinden ele alan tasvirci jeoloji bölümüdür.
Jeokronoloji, kayaların kendisinde bulunan imzaları kullanarak kaya, fosil ve sediman yaşını belirleme bilimidir. Mutlak jeokronoloji radyoaktif izotoplarla gerçekleştirilebilirken, göreceli jeokronoloji paleomanyetizma ve kararlı izotop oranları gibi araçlarla sağlanır. Birden fazla jeokronolojik göstergeleri birleştirerek, geri kazanılan yaşın hassasiyeti geliştirilebilir.
Kayaç, çeşitli minerallerin veya mineral ve taş parçacıklarının bir araya gelmesinden ya da bir mineralin çok miktarda birikmesinden meydana gelen katı birikintilerdir. Kayaç terimi eski Türkçede sahre, yeni Türkçede külte ve yabancı dillerdeki rock, roche, gestein sözcükleri karşılığı kullanılmaktadır.
Granit, sert, kristal yapılı minerallerden meydana gelen tane görünüşlü magmatik felsik müdahaleci magmatik bir kaya türüdür. Granit kelimesi, tamamen kristalli bir kayanın kaba taneli yapısında bulunan Latince granumdan gelir. Plüton içindeki taneler çoğunlukla gözle görülebilir büyüklüktedir. Feldispatın esas mineralleri ortoklas cinsi ile az miktarda plajioklas ve kuvarstır. Ayrıca mika, hornblend, piroksen ve ikinci gruba giren turmalin, apatit, zirkon, grena, manyetit gibi mineraller de bulunabilir. Ancak genellikle "granit" terimi daha geniş bir yelpazede ifade etmek için kullanılır.
Jeolojinin bir alt bilimi olan sedimantoloji biliminin konuları, yer kabuğundaki tortulların ve tortul kayaçların tanımlanması, sınıflandırılması ve orijininin araştırılması olarak sıralanabilir. Sedimantoloji, jeoloji içerisinde önemli bir yere sahiptir. Bunun nedeni yerkürenin yüzeyinin %75'i kadarının tortul (sedimanter) kayaçlardan oluşmuş olması ve şu anda kullanılan karbon bazlı (hidrokarbonik) enerji kaynaklarının tamamına yakınının bu tortul kayaçlardan çıkarılıyor olmasıdır. Ayrıca sedimenter sahalar çok verimli topraklara sahiptir. İklim şartlarının da uygunluğu yanında diğer şartların uygun olması durumunda tarım için çok önemli alanlar olabilirler.
Üç ana kayaç türünden biri olan tortul kayaçlar, yeryüzünde en çok görülen kayaç türüdür. Dünya'nın yüzeyinin yaklaşık yüzde 75'ini yerkabuğunun ise yaklaşık yüzde 8'ini kaplarlar. Bu kayaçlar genellikle tabakalı olarak bulunurlar ve içerisinde organizma kalıntıları (fosil) bulundururlar. Sarkıt ve dikitler bu kayaçların oluşturduğu jeolojik yapılara örneklerdir. Tortul kayaçların büyük bir kısmı dış etmenler tarafından yeryüzünün aşındırılmasıyla meydana gelen çeşitli büyüklükteki unsurların (sediman) taşınarak çukur sahalara biriktirilmesi sonucu oluşmuşlardır. Bu olaya genel anlamda tortullaşma denir. Biriken unsurlar önceleri boşluklu gevşek bir yapıya sahiptirler. Fakat zamanla sıkışıp sertleşirler. Bir birikme sahasında, sonradan biriken unsurlar öncekiler üzerinde birikerek ağırlıkları vasıtasıyla basınç yaparlar. Bu basınç sonucu unsurlar, aralarındaki boşlukların küçülmesi ve büyük ölçüde ortadan kalkmasıyla sıkışır ve sertleşirler. Tortul depoların veya kayaçların oluştukları ortamlar yerden yere farklılık gösterirler.
Başkalaşım kayaçları ya da metamorfik kayaçlar, magmatik ve tortul kayaçların çeşitli etkilerle değişime uğraması sonucu oluşurlar. Mermer, başkalaşım kayaçlarına bir örnek olarak verilebilir. Gnays, elmas ve şist de bu kayaçlara verilebilecek diğer örneklerdir.
Magma, yeraltında bulunan, ergimiş haldeki kayaçlar. Kayaçların basınç düşmesi, sıcaklık yükselmesi, H2O ilavesi gibi etkenler altında erimesi sonucu oluşan silikat hamuru durumundaki eriyiklerdir. Yeryüzüne ulaşarak yanardağlardan püsküren magmaya lav denir. Magma, dünya yüzeyinin altında bulunur ve diğer karasal gezegenlerde ve bazı doğal uydularda da magmatizmanın kanıtı keşfedilmiştir. Erimiş kayanın yanı sıra, magma ayrıca kristaller ve volkanik gazlar içerebilir.
Karbonatit, kalsit ve diğer karbonat minerallerince zengin, manto kökenli olduğu kabul edilen nadir bir kayaç. Karbonatitler, sokulum yapmış kütleler, dayklar, konik örtüler ve nadiren de lavlar ve tefra şeklinde alkalilerce zengin kor kayaçlarla ilişkili olarak bulunur.
Magmatik kayaçlar, magmanın yükselerek yer kabuğunun içerisine girip veya yeryüzüne ulaşıp soğuyarak katılaşması sonucu oluşan kayaç türüdür. Üç ana kaya türünden biridir, diğerleri tortul ve metamorfiktir. Magmatik kaya magma veya lavın soğutulması ve katılaşmasıyla oluşur. Magmatik kayaçlar çok çeşitli jeolojik ortamlarda meydana gelir: kalkanlar, platformlar, orojenler, havzalar, büyük magmatik bölgeler, genişletilmiş kabuk ve okyanus kabuğu. (Resim1) Magmatik kayaçlar temel olarak silikat minerallerinden oluşmuşlardır. Magmanın bileşimi temel bazı elementlerin dağılımını yansıtsa da oranları değişmekte ve bu da belli başlı magma tiplerinin oluşmasına neden olur.
Andezit, porfiritik dokuya sahip ara bileşimin magmatik yüzey kayasıdır. Genel anlamda bazalt ve riyolit arasındaki ara tiptir ve TAS diyagramında gösterildiği gibi, silisyum dioksit (SİO2) oranı %57 ve %63 arasında değişmektedir. Kıtasal kabuğun ortalama bileşimi andeziktir. Bazaltlarla birlikte Mars kabuğunun da önemli bir bileşeni olduğu tahmin edilmektedir. Andezit adı Andes Dağı silsilesinden türetilmiştir.
Prekambriyen, yerküre tarihinin mevcut Fanerozoyik Üst Zaman'dan önce gelen en eski bölümüdür. Prekambriyen, Fanerozoyik Üst Zaman'ın ilk dönemi olan Kambriyen'den önce geldiği için bu şekilde adlandırılmıştır. Kambriyen adlandırması ise bu çağa ait kayaçların ilk incelendiği yer olan Galler'in Latince ismi Cambria'dan gelmektedir. Prekambriyen, yerkürenin jeolojik zamanının %88'ini kapsar.
Piroklastik kayaçlar ya da bir diğer deyişle piroklastikler. Piroklastlar, püskürme biçimi ve tanelerin kökeninden bağımsız olarak volkanik bacalardan dışarı atılan kırıntıları ifade eder. Piroklastik kırıntılar doğrudan volkanik yollarla oluşmuş kırıntılardır. Sedimantasyon süreçlerine dahil olmuş volkanik materyaller volkanoklastik olarak nitelendiilirler.
Şist orta dereceden bir tür başkalaşım kayacı'dır. Şist kelimesi Yunanca bir sözcük olan σχίζειν (şizin)'den gelmektedir. Kelimenin anlamı "bölmek"tir. Şist'in anlamının Yunanca "bölmek" olmasının sebebi büyük olasılıkla, şistin alüminyum levhalar halinde kolayca ayrılabilir yapıda olmasından kaynaklanıyordur. Şistler genellikle orta veya büyük, düz, tabaka benzeri tanelere sahiptir. %50'den fazla şist, uzun mineraller içermesiyle tanımlanır.
Tüf, bir volkanik patlama sonucu ortaya çıkan volkanik küllerden oluşan kaya türüdür. Tüf kimi zamanlarda inşaat malzemesi olarak kullanılan farklı bir kaya anlamına da gelir. %50’den daha fazla tüf içeren kayalar tüflü olarak kabul edilir. Tüf tortul veya magmatik kayaçlar olarak sınıflandırılabilir. Sedimantolojik terimler ile açıklanmasına rağmen magmatik petroloji bağlamında incelenmektedir.
Yer kabuğunu oluşturan üç temel kayaç türü vardır. Bunlar; magmatik kayaçlar, tortul kayaçlar ve başkalaşım kayaçlarıdır. Bu kayaçlar oluştukları günden bugüne kadar geçen zamanda birçok değişikliğe uğramışlardır. Her ne kadar bulundukları yerde hiç hareket etmeden kalsalar da, her biri çok uzun yıllardır süren bir değişikliğin parçasıdır. Kayaçların oluştukları günden bu yana devam eden ve farklı tür kayaçların doğal yollarla birbirine dönüşmesini açıklayan bu olaya "kayaç döngüsü" denir. Kayaç döngüsünü devam ettiren etken, doğal olaylardır. Kayaç döngüsünün geçtiği evreler:
Volkanik yay. Adalar dizisi (yayı); çoğunlukla birbirine yaklaşan iki tektonik plaka arasında bulunan sınıra, paralel ve yakın olarak konumlanan, yay şeklinde hizalanmış, volkan zincirlerinden oluşan takımada, yani içinde çok ada olan bir deniz türüdür. Volkanik yay ada yayının alt başlığı altında incelenmektedir. Kısmen deniz seviyesinin altında olan ada yayları, tektonik olarak yay şeklindeki dağ kuşağını oluşturur. Aslında ada yayları, okyanusun altında kısmi olarak kalan bir dağ bendinde bulunan özel bir coğrafik-topoğrafik durumu simgeler. Bunların çoğu volkanlardan oluştuğu için volkanik ada yayları olarak da sınıflandırılabilir.
Breş, kırık çimentolu mineral parçalarından oluşan bir kaya veya ince taneli bir matris ile bir araya getirilmiş, kayaların bileşimine benzer veya bunlardan farklı olabilen bir kayadır.
Tarihsel jeoloji, yeryüzü ve üzerindeki tüm yapıların uzun jeolojik zaman içerisinde geçirdikleri değişim ve dönüşümleri inceleyen bir jeoloji disiplinidir. Tarihsel jeoloji modern bilimsel esasa göre paleontoloji, paleoklimatoloji ve paleosismoloji gibi alt disiplinlere sahiptir. Geniş anlamda tarihsel jeoloji, jeolojik zaman boyunca dünyanın gelişimini anlamlandırabilmek için gerekli bilimsel temeli sunması yanında, geniş iklimsel değişimler, volkanik püskürmeler ve depremler gibi gelecekte yaşanabilecek afetlerin nitelik ve niceliği hakkında yapılacak tahminlerde kullanılacak ipuçları sağlayabilir.