La Terre a 4,6 milliards d’années. Comment les géologues comprennent-ils l’histoire passée de la Terre ? Une tâche importante consiste à analyser les strates géologiques. Les strates géologiques se réfèrent généralement aux roches en couches formées au cours de l’histoire géologique, y compris les roches sédimentaires, les roches ignées et les roches métamorphiques issues de ces deux types de roches. Par exemple, les couches sédimentaires les plus anciennes découvertes sur Terre à ce jour datent de 3,9 milliards d’années, ce qui prouve que l’eau et l’atmosphère existaient sur Terre il y a au moins 3,9 milliards d’années, car l’eau permettait aux débris de roche altérés de se déposer dans l’eau.
Les strates géologiques formées entre 3,9 et 2,54 milliards d’années ont été fortement altérées par des mouvements importants de la croûte terrestre, des destructions et des activités magmatiques à haute température, ce qui a entraîné une déformation de la structure des roches, une plus grande dureté des roches et une composition plus complexe des roches. Cette période a souvent donné naissance à d’énormes gisements de minerai de fer sédimentaire, comme le gisement de fer d’Anshan au Liaoning. La température de surface de cette période était élevée, autour de 70 °C (contre une moyenne actuelle de 15 °C), et l’absence d’oxygène rendait la vie difficile pour la plupart des organismes, mais favorisait la croissance des cyanobactéries, qui ont pu former des fossiles dans les strates géologiques. Cependant, comme il n’existait pas encore beaucoup d’espèces de cyanobactéries à cette époque, leur présence n’a pas permis de classer les strates géologiques. De plus, les strates géologiques contenaient de nombreux matériaux volcaniques, et les mouvements importants de la croûte terrestre ont entraîné des incohérences entre les strates géologiques supérieures et inférieures. Par conséquent, les géologues ont dû utiliser les éléments radioactifs contenus dans les strates géologiques pour déterminer leur âge. Cette période est appelée l’Archéozoïque.
Entre 2,54 et 541 millions d’années, les cyanobactéries ont atteint leur apogée sur Terre. Elles fixaient souvent les débris rocheux sous-marins autour d’elles, formant des stromatolites spectaculaires et même des récifs. De plus, les algues eucaryotes et les algues multicellulaires sont apparues, et vers 600 millions d’années, les premiers animaux sont apparus. Cependant, à cette époque, le nombre et les types d’animaux étaient très limités, avec seulement des spongiaires du phylum Porifera, des méduses du phylum Cnidaria et des vers du phylum Annelida. En raison de la faiblesse relative des mouvements de la croûte terrestre et des activités magmatiques pendant cette période, les strates géologiques formées à cette époque ont été moins altérées, et les géologues ont pu obtenir plus d’informations sur le climat, la géographie, l’environnement, les mouvements de la croûte terrestre et les activités magmatiques de cette époque. Cette période est nettement différente de l’Archéozoïque, et les paléontologues l’appellent donc le Protérozoïque. Avec l’émergence de nouvelles technologies, telles que l’application de la magnétostratigraphie, les géologues ont découvert que, il y a 1,9 milliard d’années, les plaques continentales de la Terre étaient très peu nombreuses et se rassemblaient au Nord pour former un « supercontinent ».
Depuis 541 millions d’années, nous sommes entrés dans l’ère phanérozoïque, au cours de laquelle de nombreux organismes sont apparus. Après l’explosion cambrienne, de nombreux organismes sont apparus sur Terre, formant de nombreux fossiles, et plus les strates géologiques sont récentes, plus on peut en trouver de complexes et diversifiés. Les scientifiques peuvent déduire les conditions paléontologiques, géographiques, environnementales, ainsi que les mouvements de la croûte terrestre, les activités magmatiques, les changements des océans et des terres et la formation des gisements sédimentaires en étudiant les strates géologiques et les fossiles. Cette période est étroitement liée à l’Archéozoïque et constitue la base de la géologie, c’est pourquoi elle est devenue une discipline à part entière : la stratigraphie.