Skottlands geologi

Arkeikum og proterozoikum

Grunnfjellet i Skottland består av arkeisk gneis,  metamorfe lag vekslende med granitt intrusjoner dannet under den kaledonske fjellkjedefolding, kommersielt viktig kull, olje og jern førende karbon avsetninger og rester av betydelige tertiære vulkaner.
De eldste bergarter i Skottland er Lewisium gneis, som ble avsatt i prekambrium-perioden, opptil 3000 millioner år siden. De er de eldste i Europa og blant de eldste bergarter i verden. De danner grunnfjell vest for Moine Thrust på fastlandet, i Ytre Hebridene og på øyene Coll og Tiree. 
Disse bergartene er hovedsakelig vulkanske blandet med metamorfosert marmor, kvartsitt og glimmerskifer og intrudert av senere basaltisk gangbergart og granittisk magma. En av disse intrusjonene danner summit platå av fjellet Roinebhal i Harris. Granitten her er en anortositt og har tilsvarende sammensetning som bergarter funnet i fjellområder på månen.
Torridoniansk sandstein ble også avsatt i denne perioden over gneisene, og disse inneholder de eldste tegn til liv i Skottland. Senere i prekambriumtiden ble tykke sedimenter av sandstein, kalkstein, slam og lava avsatt i det som nå er Det skotske høylandet.

Kambrium

I kambriumtiden (542-488 millioner år siden) ble sedimenter avsatt som sammen med de tidligere prekambriske sedimentene (metamorf bergart) tilhører Dalradian-seriene. Disse består av en rekke ulike materialer som glimmerskifer, biotittisk gneisskifer, schistose grit, gråvakke og kvartsitt. 
Området som senere utgjør Skottland, var på den tiden nær Sydpolen og del av Laurentia. Fossiler fra nordvest Highlands omfatter trilobitter og andre primitive former for liv.

Ordovicium

Før-Skottland drev nordover og fra 460-430 millioner år siden ble sandstein, slamstein og kalkstein avsatt i området som nå er Midland Valley. Sedimentene ble avsatt i grunne tropiske hav ved kanten av sjøen Iapetus Ocean. Ballantrae Complex nær Girvan ble dannet fra denne havbunnen og har tilsvarende sammensetning som bergarter funnet i The Lizard i Cornwall. Likevel, nordlige og sørlige Britain var langt fra hverandre i begynnelsen av denne perioden, selv om gapet begynte å lukkes da kontinentet Avalonia brøt ut fra Gondwana, kollidederte med Baltika og driftet mot Laurentia. Den kaledonske fjellkjede oppsto fra Norge til Appalachians. Det var istid på den sørlige halvkule, og første masseutryddelse av liv på jorda fant sted på slutten av denne perioden.

Silur

I silurtiden (443-416 mya) kolliderte Laurentia med Baltica, slik at Skottland hang sammen med dagens England og Europa. Havnivået steg idet Ordovicium iskappe smeltet, og tektoniske bevegelser medførte betydelige forkastninger som skjøv sammen Skottland fra tidligere oppstykkede fragmenter. Forkastningene er Highland Boundary Fault, som adskiller Lowlands fra Highlands, Great Glen forkastningen som deler Nordvest Highland fra Grampians, Southern Uplands Fault og Iapetus Suture, som går fra Solway Firth til Lindisfarne og som markerer lukningen av Iapetus Ocean og sammensmeltingen av nordlige og sørlige Britain.
Silurbergarter former Southern Uplands i Skottland, som ble presset opp fra havbunnen under kollisjonen mellom Baltica/Avalonia. Hoveddelen av fjellene er svakt metamorphosert grov gråvakke. 
Høylandet ble også påvirket av disse kollisjonene, og skapte en rekke forkastninger i nordvest høylandene som Moine Thrust, forståelsen av dette spilte viktig rolle i det 1800-tallets geologisk tenking. Vulkansk aktivitet foregikk på det meste av Skottland på grunn av kollisjon av tektoniske overtrekket med vulkaner i Sør-Skottland og magmakammer i nord, som i dag danner granittfjell som Cairngorms.

Devon

Den skotske landmassen var del av det gamle røde sandsteinkontinentet og lå omkring 25 grader sør for ekvator, og beveget seg sakte nordover til 10 grader sør. Akkumulasjon av sandsteinkontinentet fra 408 til 370 millioner år siden ble resyklert fra tidligere silur bergarter, hevet ved dannelsen av Pangea, erodert og avsatt i ferskvann (sannsynligvis en serie av store elvedeltaer). En enorm innsjø – Orcadian Lake – lå på kanten av de eroderene fjellene som strakte seg fra Shetland til sørlige Moray Firth. Formasjonene er ekstremt tykke, opptil 11000 meter stedvis, og kan deles i tre kategorier «nedre», «midterste» og «øvre» fra eldst til yngst. Sandsteinkontinentet er derfor rik på marine fossiler, og det var gjenstand for intense geologiske studier på 1800-tallet. I Skottland er disse bergartene funnet vesentlig i Moray Firth-bassenget, på Orkneyøyene og langs sørlige grenser til Highland Boundary Fault.
Andre steder dannet vulkansk aktivitet, muligens som et resultat stengning av Iapetus Suturen, Cheviot Hills, Ochil Hills, Sidlaw Hills, deler av Pentland Hills og Scurdie Ness på Angus-kysten.

Karbon

I karbontiden (359-299 millioner år siden) lå Skottland nær ekvator. Havnivået endret seg flere ganger, og i sedimentene ble det dannet kull i Lanarkshire og West Lothian og kalkstein i Fife og Dunbar. Utvinning av olje fra oljeskifer nær Bathgate skapte grunnlaget for industri i det 1800-tallet. Andre steder i Midland Valley finnes jernmalm og leire egnet til keramikk som hadde betydning som råstoff på begynnelsen av den industrielle revolusjon. Fossil Grove i Victoria Park, Glasgow inneholder fossile rester av skog fra karbon. Mer vulkansk aktivitet dannet de særpregede klippene Arthur's Seat og Salisbury Crags i Edinburgh og de nærliggende Bathgate Hills.

Perm

Sandsteinkontinentet ble del av superkontinentet Pangea i perm (299-251 mya), mens før-Britannia fortsatte å drvie nordover. Skottlands klima var tørt på denne tiden og enkelte fossiler av reptiler er funnet. Men permsandsteiner er funnet bare noen få steder – vesentlig i sørvest, på øya Arran og på Moray-kysten. Stein brutt fra gruver i Hopeman i Moray har vært brukt i Skottlands nasjonalmuseum og bygningen til Skottlands parlament i Edinburgh.
Ved slutten av denne perioden kom perm-trias-utryddelsen da 96 prosent av alle marine arter forsvant og fra da tok det 30 millioner år å gjenvinne samme biodiversitet.

Trias

I trias, (251-200 mya) vedvarte ørkenforholdene i Skottland med transport av sedimenter fra Høylandene og sørlige Lavlandene til bassenger via flomelver. Slike sandstein blotninger finnes nær Dumfries, Elgin og Isle of Arran. Mot slutten av denne perioden steg havnivået og klimaet ble mindre arid.

Jura

Da jura (200-145 mya) startet, begynte Pangea å sprekke opp i to kontinenter, Gondwana og Laurasia, markerte begynnelsen av delingen av Skottland og Nord-Amerika. Havnivået steg, da Britannia og Irland drev på Eurasian Plate til mellom 30° og 40° nord. Det meste av nordlige og østlige Skottland med Orknøyene, Shetlandsøyene og Ytre Hebridene forble over det stigende havnivået, men sør og sørvest ble oversvømt. Det er bare isolerte sedimentær bergart på land fra denne perioden, på kysten av Sutherland nær Golspie og på Raasay og Eigg. Denne perioden hadde stor betydning.
Alger og bakterier i havbunnsslammet resulterte i dannelse av nordsjøolje og naturgass, mye av det samlet i oljefeller i overliggende salt avsetninger som ble dannet da havnivået sank og det ble utviklet sumper og saltsjøer og laguner med dinosaurer.

Kritt

I krittiden, (146-65 mya) ble Laurasia delt i kontinentene Nord-Amerika og Eurasia. Havnivået steg globalt i denne perioden og mye av det lavereliggende Skottland ble dekket av et lag av kritt. Selv om store tykkelser av krittidens bergarter ble avsatt over Skottland, har disse ikke motstått erosjon, unntatt noen få steder på vestkysten som Loch Aline i Morvern. 
Ved slutten av denne perioden skjedde kritt-paleogen-utryddelsen, som brakte dinosaurenes tidsalder til sin avslutning.

Paleogen

Tidlig i paleogen-tiden mellom 63 og 52 mya, ble de siste vulkanske bergarter dannet på De britiske øyer. Etterhvert som Nord-Amerika og Grønland driftet fra Europa, ble Atlanterhavet åpnet. Dette førte med seg en rekke med vulkaner vest for Skottland som på  Skye, Small Isles og St. Kilda, i Firth of Clyde på Arran og Ailsa Craig og ved Ardnamurchan. Havnivåene begynte å synke, og konturene av de moderne britiske øyer ble for første gang synlige. 
Ved begynnelsen av denne perioden var klimaet subtropisk og erosjon foregikk ved kjemisk forvitring, som dannet det karakteristisk skotske landskapet som det topografiske bassenget Howe i Alford i nærheten av Aberdeen. 
Vegetasjonen fra perioden er kjent fra avsetninger fra paleocen på øya Mull. Den rike floraen omfattet tempererte treslag som platan, hassel, eik, Cercidiphyllum, Metasequoia og ginkgo.

Miocen og pliocen

I miocen og pliocen var det videre hevning og erosjon i Høylandene. Plante- og dyrearter utviklet seg til moderne former, og ved omkring 2 millioner år siden var landskapet omtrent som i dag, med Skottland i sin nåværende posisjon på globen. Etterhvert som miocen gikk, droppet temperaturen og ble slik som i dag.

Pleistocen

Flere istider formet landet ved glasial erosjon og skapte u-daler med avsetning av rullesteinleire, spesielt på vestlig havbunn. Siste større fremrykning av is var for 18 000 år siden, og etterlot seg landformer som granittrullesteiner på Cairngorm-fjellets platå.

Holocen

Gjennom de siste tolv tusen årene har de viktigste nye geologiske trekkene vært dannelse av torv og utvikling av kystalluvium. I noen områder, som for eksempel Culbin i Moray, har hevingene og seknkingene av havnivåene etter istiden dannet en kompleks serie av kystlinjer. 
Omtrent halvparten av Skottlands kystlinje består av den geologi som kalles med det skotske ordet «machair», de vil si lavtliggende strandlinje, 
et dynelandskap som ble dannet da havnivået sank og etterlot strandlinje på land. Skottland fortsetter å bevege seg sakte nordover.