Geologia é um ramo das ciências naturais que estuda a Terra e outros corpos celestes, as rochas que os compõem e os processos que os transformam. O nome vem do grego antigo γῆ, gê, "terra", e -λογία, -logía, "estudo" ou "discurso". A geologia tem muitos pontos em comum com as demais ciências da Terra, incluindo a hidrologia, e se integra à ciência do sistema terrestre e à planetologia.
A geologia estuda a estrutura da Terra, na superfície e em seu interior, e os processos que a formaram. Os geólogos examinam a composição mineralógica das rochas para compreender como elas se formaram. A geologia determina as idades relativas das rochas de um local, e a geoquímica, um de seus ramos, determina suas idades absolutas. Com métodos da petrologia, da cristalografia e da paleontologia, os geólogos reconstituem a história geológica da Terra como um todo. Parte desse trabalho consiste em determinar a idade da Terra. A geologia também fornece os dados que sustentam a tectônica de placas, a história evolutiva da vida e o conhecimento dos climas do passado.
Os geólogos estudam as propriedades e os processos da Terra e de outros planetas terrestres. Para compreender a estrutura e a evolução do planeta, realizam trabalhos de campo, análises de rochas, investigações geofísicas, análises químicas, experimentos físicos e modelagem numérica. A geologia tem aplicações na pesquisa e na extração de recursos minerais e hidrocarbonetos, na avaliação de recursos hídricos, no estudo de perigos naturais, na recuperação de áreas com problemas ambientais e na compreensão das mudanças climáticas do passado. É uma disciplina acadêmica que fundamenta a engenharia geológica e também é aplicada à engenharia geotécnica.
A maior parte dos dados geológicos vem da pesquisa de materiais sólidos da Terra. Meteoritos e outros materiais naturais extraterrestres também são estudados por métodos geológicos.
Os minerais são elementos e compostos naturais com composição química homogênea e definida e um arranjo atômico ordenado. Substâncias amorfas semelhantes a minerais às vezes recebem o nome de mineraloides, embora haja exceções, como a georgeíta e a autunita. Algumas substâncias amorfas formadas por processos geológicos são classificadas como minerais quando a substância original era um mineral antes da metamictização.
Cada mineral tem propriedades físicas próprias, que podem ser determinadas por testes. Esses testes são usados com frequência para reconhecer os minerais. As amostras podem ser examinadas quanto às seguintes propriedades.
Cor. Os minerais são agrupados pela cor, que geralmente auxilia na identificação, embora impurezas possam alterá-la.
Traço. A amostra é riscada sobre uma placa de porcelana. A cor do traço ajuda a reconhecer o mineral.
Dureza. É a resistência do mineral a riscos ou à penetração de um objeto em sua superfície.
Forma de ruptura. O mineral pode apresentar fratura, com superfícies irregulares, ou clivagem, com ruptura ao longo de planos paralelos próximos entre si.
Brilho. É a qualidade da luz refletida pela superfície do mineral, que pode ter brilho metálico, nacarado, ceroso ou fosco.
Densidade relativa. É o peso de um determinado volume do mineral.
Efervescência. O teste consiste em pingar ácido clorídrico sobre o mineral para observar se há formação de bolhas.
Magnetismo. Um ímã é usado para verificar se o mineral apresenta propriedades magnéticas.
Sabor. Alguns minerais têm sabor característico, como a halita, que tem gosto de sal de cozinha.
Uma rocha é uma massa sólida ou um agregado de minerais ou mineraloides formado na natureza. Grande parte da pesquisa geológica se dedica às rochas, que guardam a maior parte das informações sobre o passado geológico da Terra. Há três tipos principais de rocha, as ígneas, as sedimentares e as metamórficas. O ciclo das rochas apresenta as relações entre elas, como mostra o diagrama.
Quando uma rocha se solidifica ou se cristaliza a partir de material fundido, magma ou lava, ela é uma rocha ígnea. O escoamento de rocha fundida é estudado em detalhe pela vulcanologia, e a petrologia ígnea procura reconstituir a formação das rochas ígneas desde o material fundido de origem até a cristalização final.
As rochas podem sofrer intemperismo e erosão, ser redepositadas e passar pela litificação, formando uma rocha sedimentar. As rochas sedimentares são divididas principalmente em quatro grupos, arenitos, folhelhos, carbonatos e evaporitos. Essa classificação considera o tamanho das partículas sedimentares no caso dos arenitos e folhelhos, e a mineralogia e os processos de formação, carbonatação e evaporação, nos demais grupos. O calor e a pressão podem transformar rochas ígneas e sedimentares em rochas metamórficas, alterando sua composição mineral e produzindo uma trama característica. Os três tipos podem voltar a se fundir, formando novo magma, do qual pode se solidificar outra rocha ígnea. Materiais orgânicos, como carvão, betume, petróleo e gás natural, ocorrem principalmente em rochas sedimentares ricas em matéria orgânica.