Как самостоятельное научное направление историческая геология начала формироваться только в XIX в., Хотя отдельные положения в этой области сформировались еще в естествознании восточных стран и в античной науке, или классической
древности. Среди наиболее важных положений того времени, основанные преимущественно на умозрительных заключениях, следует назвать первые представления о длительной истории Земли, которые содержались в некоторых восточных философских и космогонических системах. На бесконечность и вечность Вселенной или миллионы лет существования нашей планеты указывали Аристотель, Демокрит, Геродот и др.. Они формулировали идею развития природы и ее органического мира, в частности основы эволюции, фигурирует у Демокрита; такую сменяемость поэтически описали Лукреций и Овидий. Призыв Страбона «вести объяснения от вещей, которые понятны ... наблюдаемых нами каждый день », можно рассматривать как основу принципа актуализма, что и по сей день является ведущим в исторической геологии.
В учениях древнегреческих исследователей допускались поднятия и опускания земной поверхности и даже формулировалась мысль о закономерном их повторения - цикличность геологических явлений (Аристотель), существование своеобразного «мирового года», по Гераклиту. Одним из подтверждений такого положения были находки на суше ископаемых морских организмов. Среди отдельных положений античности следует отметить возможность поступления на земную поверхность космического материала. Плиний утверждал, что «камни часто на землю падают, о чем никто не сомневается». К своеобразным фантастических представлений следует отнести положение о Земле как о живом существе, которое фигурировало в Аристотеля и, менее четко, у Страбона, Лукреция, Сенеки. Рождение камней, металлов и руд часто связывалось с какими-то «космическими испарениями», своеобразным размножением минералов (Плиний). Анаксагору принадлежит мысль о «панспермии» - повсеместно распространенные невидимые миру зародыши жизни, - которая сейчас незаметно для нас возродилась.
Средние века были эпохой, за которой развитие естествознания в Европе резко затормозился, скованный религиозными догмами. Изучалась преимущественно только вещество земной коры, а главной целью исследований были поиски «философского камня», с помощью которого якобы можно было бы получать золото. Библейские представления о потопе пытались согласовывать с определенными наблюдениями в природе. Под влиянием Аристотеля и арабских исследователей Ристори д'Ареццо написал книгу «Образование гор», где сделал интересные даже для нашего времени выводы. Основная причина горообразования, по его мнению, - космическая, влияние звезд; второстепенными причинами он считал влияние проточной воды и аккумуляцию морскими волнами. Он рассматривал также вопрос о Ноев ковчег и потоп, поднятие земной коры при землетрясениях, отложения известковых осадков из некоторых источников и деятельность человека. Близки взгляды Дайте Алигьери, который считал бога «начальным толчком», а реальную силу, которая выполнила его приказ «пусть будет твердь», находил вне Земли, в космосе. Только на Ближнем Востоке естествознание несло отпечатки влияния классической науки. Авиценна писал о силе, способствует окаменения останков животных и растений. В трудах ученых Армении VI-XIII вв. признается вечность материи, непрерывно изменяется.
В эпоху Возрождения наиболее полные и глубокие размышления о развитии природы сформулировал Леонардо да Винчи (1452-1519). Он отверг Всемирный потоп, мотивируя это тем, что «воде некуда было стечь», а соленость моря объяснил поступлением растворенных солей с поверхностными водами. Впоследствии уже другие исследователи использовали это положение для попытки подсчитать возраст гидросферы и Земли. Леонардо да Винчи иногда считают основоположником актуализма, согласно которому прошлое познается через сопоставление с наблюдаемыми явлениями, событиями, процессами. В 1565 г. К. Гезнер выдал печатью иллюстрированную книгу о «фигурные камни», большая часть которых, по его мнению, имеет неорганическое происхождение, является продуктом своеобразной «игры природы». Вместе возражения геоцентризма, идеи о бесконечности природы во времени и пространстве, отвержение представлений о Всемирном потопе привели Джордано Бруно в 1600 г. на костер инквизиции в Риме.
Первый век новой истории (1650-1740) рассматривается как время первых геологических обобщений и «теорий Земли». Исаак Ньютон обосновал единство и всеобщность законов природы, сформулировал представление о начальном огненно-жидком состоянии Земли. Г. В. Лейбниц изложил «принцип непрерывности», или наследования, согласно которому в процессе своего развития «природа не делает скачков». Это положение впоследствии было положено в основу идеи и принципов эволюции. Было обосновано органическую природу ряда ископаемых организмов (белемнитов, аммонитов, трилобитов, первых рептилий), которые до этого рассматривались как «игра природы» или продукт божьего наказания. Высказывались мнения о эволюционную изменчивость органических форм (М. Хейл, Р. Гук). В «Началах натурфилософии" (1644) Декарт изложил геогеничну гипотезу. Стенон (1669) сформулировал очевидную и гениальную для своего времени аксиому, положенную в основу современной стратиграфии: отложения располагаются в разрезе выше, более молодыми, чем те, что находятся ниже.
Возникновение геологии как области естествознания приходится на середину XVIII в. (1740-1780), когда были сформулированы универсальные гипотезы. Среди наиболее ярких работ этого времени следует назвать «Естественную историю» и «Теорию Земли» (1749) Ж. Бюф-фона, в которой он отверг представление о Всемирном потопе. Во Вселенной все закономерно, испытывает непрерывных изменений и связано постепенными переходами. Ученый признавал «начальный толчок» в создании мира, который впоследствии развивался без вмешательства бога. Происхождение Земли Бюффон объяснял ударом кометы о Солнце. В своей работе «Эпохи природы» (1779) он впервые высказал мысль о существовании геологических периодов, которых он насчитывал семь, и добавил, что в современную эпоху «к силам природы присоединилась могущество человека». Исследователь также сформулировал положение о необратимое развитие Земли.
Еще одной особенностью рассматриваемого периода было проведение первых регионально-геологических работ, в процессе которых было установлено последовательность залегания осадочных толщ. Это было зарождением стратиграфии. Д. Ардуино (1760) предложил стратиграфическую схему для Верхней Италии, включала первоначальные слои (без окаменелостей), вторичные морские отложения, которые примерно соответствуют нынешнему палеозоя и мезозоя, третичные и четвертичные. Две последние названия и подразделения сохранились и в современной терминологии. Более детальные стратиграфические схемы предложил И. Г. Леман (1762), из которых - используемые и сегодня термины «мертвый» и «красный лежебока», «медистые сланцы», «цех-штейн», другие подразделения пермской системы Германии. Эту схему для Тюрингии уточнил В. Фюксель (1762), который ввел такие стратиграфические понятия, как пласт, залежь, слой толще, горная серия. Положение о строении и развитии Земли изложил М.В.Ломоносов в своей работе «О слоях земных» (1763). В 1778 г. Ж. А. де Люк употребил термин «геология» в значении, близком к современному.
В процессе инженерных изысканий В. Смита (1790) появились представления о соответствии между органическими остатками и слоями осадочных горных пород, одинаковый возраст отложений, содержащих аналогичные палеонтологические останки. С 1799 г. его рукописная работа «Шкала осадочных образований Англии» уже широко использовалась. Вместе с ранее подготовленной семитомного «Естественной историей Южной Франции» аббата Сулави (1780-1784) и последующими исследованиями Ж. Кювье и А. Броньяра Парижского бассейна (1807) были заложены основы биостратиграфии - возможности датировки отложений с палеонтологическим останкам. Это произвело переворот в геологическом картировании и имело значительное влияние на развитие исторической геологии. В 1809 г. Ж. Ламарк изложил свою теорию эволюции органического мира. Предложенная в 1812 г. Ж. Кювье «теория катастроф», основанная на биостратиграфических исследованиях и предусматривала периодическую гибель организмов и заселение соответствующей области новыми видами, которые мигрируют с не захваченных ими областей, знаменовала начало длительной дискуссии между катастрофизмом и эволюцией.
В то же время возникает учение о метеоритах как тела внеземного происхождения. Парадоксально, но практически до конца XVIII в. в европейских научных центрах, ученые которых воспитывались на классических законах физики, отвергалась возможность поступления на земную поверхность железо-каменного материала из космоса. Среди первых работ, которые потрясли это убеждение, была небольшой труд Э. Хладни (1794). В 1803 г. В. Ольберс предложил гипотезу об астероидах как обломки планеты, некогда существовавшей между Марсом и Юпитером. В том же году во Франции выпал крупный метеоритный дождь, и только тогда Французская академия наук официально признала космическое происхождение метеоритов. В 1807 г. А. Стойкович (Харьков) опубликовал книгу «О воздушных камни и их происхождение», в которой уже использовались новые положения, близкие к современным.
Резкий рост объема регионально-геологических и стратиграфических исследований в первой половине XIX CT. позволило выявить практически все известные в настоящее время геологические системы, что стало первым этапом оформления учения о относительный возраст. Иногда 40-х pp. XIX в. называют стратиграфическим этапом развития геологии. В 1830-1833 pp. было опубликовано трехтомный труд Ч. Лайеля «Основы геологии», в которой автор доказывал постепенность геологического развития Земли, а также формулировал принцип униформизма, впоследствии трансформировался в актуализм, согласно которому изучение прошлой истории земной коры может осуществляться по аналогии с современными наблюдениями. Это тоже было своеобразным научным переворотом, который позволил многим исследователям именно с этого времени говорить о развитии современной геологии.
Середина XIX в. рассматривается иногда как палеогеографических этап развития исторической геологии. В это время оформляются положение о существовании в прошлом материковых оледенений, занимавшие обширные равнинные пространства. По следам этих оледенений были сохранены валуны (И. Венетц, 1829; Ж. Агассис, 1840, П. А. Кропоткин и др.).. Одновременно возникает учение о фациальный анализ, позволяющий воспроизводить палеогеографические обстановки того времени на основании изучения осадочных толщ. Его основоположник А. Грессли (1838) первым осуществил такой детальный анализ и составил на этой основе палеогеографические карты. Подобные исследования продолжили впоследствии А. Оппель (1856), Н. А. Головкинский (1868), Е. Реневье (1884) и др.. Огромные успехи в это время делает палеонтология, в которой, в частности, появляется микро-палеонтологическое метод исследования. Так, в 1841 p. К. Эренберг установил, что хорошо известна всем нам мел является биогенной (органогенные) породой, составленной мелкими организмами.