Lịch sử địa chất học
Thế kỷ XIX

Những người theo học thuyết thủy thành và hỏa thành đưa ra những dữ liệu cần thiết để hoàn chỉnh cột địa tầng vào đầu thế kỷ XIX. Cột địa tầng có thể được xác định khi "sự liên tục của các tầng đá được sắp xếp dựa trên thứ tự thành tạo của chúng theo thời gian." William Smith, Georges Cuvier và Alexander Broignart đã nhận ra những nguyên tắc trong thế kỷ này và sau đó là nguyên tắc địa tầng học dựa trên hóa thạch. William Smith khi quan sát khoáng vật thì thấy rằng các hóa thạch có ảnh hưởng rất lớn đến việc phân biệt các tầng giống nhau trong một khu vực. Cùng thời gian đó, At about the same time, Georges Cuvier, người Pháp, nhận ra rằng tuổi tương đối của các hóa thạch có thể được xác định trên quan điểm địa chất; theo cách mà các lớp đá chứa hóa thạch và khoảng cách từ các lớp đá này đến bề mặt Trái Đất. Nhà khoáng vật học Cuvier cùng đồng sự là Alexandre Brogniart đã bổ sung thêm các thử nghiệm của Cuvier. Từ việc tổng hợp các phát hiện trên, Brogniart và Cuvier nhận thấy rằng địa tầng khác nhau có thể được xác định bởi thành phần hóa thạch và khi đó mỗi một địa tầng có thể được phân chia thành một vị trí trong một chuỗi các lớp đá. Sau đó Cuvier và Broignart xuất bản quyển "Description Geologiques des Environs de Paris" năm 1811, quyển sách này liệt kê các quan điểm về địa tầng học, được sự quan tâm rất lớn vào thời đó như là một phương pháp mới. Địa tầng học trở nên phổ biến trong giới nghiên cứu về địa chất; một số họ hi vọng rằng quan điểm này có thể được áp dụng cho tất cả các đá trên Trái Đất. Trong suốt thế kỷ này có rất nhiều nhà địa chất đã tạo ra cột địa tầng hoàn chỉnh. Ví dụ như vào năm 1833 trong khi Adam Sedgwick lập bản đồ đá ông đã đưa ra kỷ Cambrian, Charles Lyell đưa ra đề xuất về phân đại đệ Tam; trong khi Roderick Murchison lập bản đố xứ Wales theo một hướng khác, ông đã phân chia phần trên của Sedgewick có tuổi Cambrian vào phần dưới của Silurian. Cột địa tầng có ý nghĩa quan trọng vì nó cung cấp một phương pháp để phân chia tuổi tương đối của các đá bằng cách xếp chúng vào những vị trí khác nhau trong chuỗi địa tầng của chúng. Điều này tạo ra những dấu hiệu tiến đến việc định tuổi Trái Đất và cho phép xác định mối tương quan giữa các tầng tương tự trong vỏ Trái Đất ở các quốc gia khác nhau.
Vào đầu thế kỷ XIX ở Anh, thuyết tai biến được sử dụng với mục đích dung hòa khoa học địa chất với các quan điểm về Đại hồng thủy trong Kinh Thánh của những người theo tôn giá truyền thống. Vào đầu thập niên 1820 các nhà địa chất Anh như William Bucklandvà Adam Sedgwick đã giải đoán các trầm tích "diluvial" khi chúng tích tụ lại sau trận lũ Noah, nhưng vào cuối thập kỷ này họ đã sửa đổi nhận định về nguồn gốc lũ địa phương của chúng. Charles Lyell không chấp nhận thuyết tai biến trong ấn phẩm đầu tiên của ông xuất bản năm 1830 Principles of Geology, quyển sách này trình bày các dấu hiệu địa chất khác nhau từ England, Pháp, Ý và Tây Ban Nha để chứng minh các quan điểm của Hutton về sử biến đổi từ từ là đúng đắn. Ông đã tranh luận rằng hầu hết các biến đổi về mặt địa chất diễn ra một cách rất chậm chạp so với lịch sử nhân loại. Lyell đưa ra các dấu hiệu về thuyết hiện tại luận; theo đó các quá trình địa chất đã diễn ra trong hiện tại cũng giống như chúng đã diễn ra trong quá khứ. Các công trình của Lyell lúc đó trở nên phổ biến và được nhiều người chấp nhận, khái niệm về Hiện tại luận đã giữ vai trò quan trọng trong ngành địa chất.
Trong cùng thời gian hoàn tất cột địa tầng, chủ nghĩa đế quốc tấn công một số nước vào đầu - giữa thế kỷ XIX để mở rộng lãnh thổ đến các vùng đất xa xôi. Đều này tạo điều kiện cho các nhà tự nhiên học thu thập dữ liệu trong các chuyến hành trình của họ. Năm 1831 thuyền trưởng Robert FitzRoy, được giao nhiệm vụ thám hiểm vùng bờ biển HMS Beagle và đưa ra các dấu hiệu địa chất. Đều này đã thu hút Charles Darwin, ông vừa hoàn thành bằng thạch sỹ và đã cùng với Sedgwick trong chuyến hành trình lập bản bồ xứ Welsh trong 2 tuần sau khi tham gia khóa huấn luyện địa chất mùa xuân của ông. Fitzroy đưa cho Darwin các nguyên tắc địa chất của Lyell, và Darwin trở thành học trò đầu tiên của Lyell, học thuyết hóa một cách sáng tạo dựa trên các nguyên tắc của thuyết hiện tại luận về các quá trình địa chất mà ông quan sát được, và ông chấp nhận một số quan điểm của Lyell. Ông suy đóa về Trái Đất giãn nở để giải thích về quá trình nâng lên, sau đó dựa trên ý nghĩ cơ bản rằng các vùng của đại dương chìm xuống và đất liền được hình thành (nâng lên), và lý luận rằng rạn san hô vòng đã phát triển từ việc tạo thành các riềm rạn san hô xung quanh các đảo núi lửa đang bị nhấn chìm. Ý tưởng này được xác nhận khi Beagle khảo sát quần đảo Cocos (Keeling). Việc phát hiện các hóa thạch khổng lồ củaa Darwin giúp ông trở nên nổi tiếng trong vai trò nhà địa chất học, và giải thích của ông về sự tồn tại các hóa thạch này đã sinh ra học thuyết tiến hóa bởi sự chọn lọc tự nhiên xuất bản trong quyển nguồn gốc các loài năm 1859.
Các động lực phát triển kinh tế từ các ứng dụng của dữ liệu địa chất đã làm cho chính phủ các nước đầu tư vào nghiên cứu địa chất. Trong suốt thế kỷ XIX, chính phủ của các quốc gia như Canada, Australia, Great Britain và Hoa Kỳ cung cấp chi phí cho việc khảo sát địa chất để thành lập các bản đồ địa chất trên phần lớn các vùng của quốc gia họ. Các cuộc khảo sát địa chất cung cấp những vị trí có triển vọng khai thác khoáng sản và các thông tin này đã đem lại lợi nhuận cho ngành công nghiệp khai khoáng của đất nước. Bên cạnh sự đầu tư của chính phủ vào nghiên cứu địa chất, còn có nhiều tổ chức khác cũng nghiên cứu về địa chất với công nghệ và kỹ thuật tốt hơn làm cho ngành địa chất được mở rộng đáng kể.
Trong thế kỷ XIX, chủ nghĩa khoa học hiện thực chứng minh tuổi Trái Đất vào khoảng vài triệu năm. Vào đầu thế kỷ XX, người ta xác định tuổi Trái Đất vào khoảng 2 tỉ năm. Định tuổi phóng xạ xác định tuổi của đá và khoáng vật đã cung cấp thêm những dữ liệu cần thiết giúp định tuổi Trái Đất. Với những khám phá mới này dựa trên những dữ liệu khoa học có thể xác định được và tuổi có thể của Trái Đất kéo hài ra hơn hàng triệu năm, các thời kỳ trong thang thời gian địa chất trở nên rõ ràng. Các học thuyết không cung cấp dấu hiệu khoa học xuất bản trước đây không còn được chấp nhận nữa.