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地质时期是从45亿年前地球最初形成延续到现在的这段很长的时间跨度。
地质年代表是一种将地球过去的历史按顺序排列好的方式，能使人更好地观测事件。在19世纪初，水利工程师威廉·史密斯（William Smith，1769—1839）发现某些种类的岩石和某些化石群有相互关系，它们总是以一种可预见的顺序出现。1815年，他出版了一张英格兰和威尔士地理地图，为地层学或者说是逐层研究地理历史的学科建立了切实可行的体系。简而言之，史密斯提出：在悬崖或采石场中，最低处的岩石最古老，最高处的最年轻。
通过观察各种岩层中的化石和岩石种类，有可能在不同场所的岩石之间建立联系。史密斯的工作和在19世纪早期恐龙化石的首次发现一起，为科学家建立了一种工作框架，至今仍在使用。通过这一框架，科学家将地球漫长的历史拆分、制作成了地质年代表。地质年代对时间的划分较为多样，包括代、纪、世。
这种时间划分法确定于1820年到1870年之间，是一种划分日期的相对方法，即把岩石和化石进行比较，划分出哪个古老，哪个年轻。直到1920年同位素年龄测定法发明后，绝对日期才被应用在岩石和化石上，以及地质年代表中。
由于新化石发现和更有效的同位素年龄测定法，地质年代表的分类在一段时期内有重大的变动，而且毋庸置疑的是，它将会继续变动。下面的表格就是根据现在对岩石和化石的解析结果编制的地质年代表的总目录。
地质年代表（距今百万年期间）
续表
地质年代表上大多数时期是依据拉丁名字或者首次发现某些岩石的区域而命名。例如，石炭纪（Carboniferous）来自拉丁单词，意思是含碳的，和一种英格兰发现的富含碳元素的岩石有关；侏罗纪以法国和瑞士边界处的侏罗山脉命名。这些阶段和年代的名字大多基于发现某些岩石的城市或区域，因此不同国家的地质年代表上各时期的名字经常不同。
在地质年代表上有五个重要的时间单位。由大到小排列为——宙、代、纪、世、期（尽管有些用时代和亚代来表示各个时期）。宙是地质学上最大跨度的单位；代的时间跨度小于宙，通常被分为两个或两个以上的纪；世是纪的进一步划分；期是世的进一步划分。
>>> 自然侵蚀清晰地反映了地壳层的情况，例如上面拍摄于南达科他州的劣地国家公园（Badlands National Park）的照片所反映的一样。发现这些地壳层像是穿梭到过去旅行，因为每一个地层都代表了地球历史的一个时期。（iStock）
地质年代表不是地球自然史的随意列表，这些时期也不是想象虚构出来的。每两个时期的分界线都是一项代表性的区别于其他时期的改变或事件。大多数情况下，分界线代表着一场大型灾难或动植物的进化变异（包括某些特定物种的进化）。
相对地质时期是用来确定岩石和化石相对时代的方式。地质时期的划分是基于岩层间的相对位置；也就是说，只是确定相对时间并不是绝对时间。多数情况下岩层按顺序铺开，年老的层面在相对年轻的层面下方。例如，从高处岩层发现的化石通常比从较低层面发现的化石年轻。19世纪的科学家运用这种方法确立岩层的相对年龄，建立构造了最早的地质年代表。
绝对地质时期（大约）是岩石的真正年龄，也就是说岩石形成的绝对时期。辐射测量技术是确定绝对时期的代表性技术，它可以测量岩石中放射性元素衰变的数量。
直到20世纪初，同位素年龄测定法的基本原则和技术才被发现。1896年，法国物理学家安托万·亨利·贝可勒尔（Antoine-Henri Becquerel，1852—1908）意外发现放在含铀矿物盐旁边的照相底片会变黑，这证明了铀会进行衰变。1902年，英国物理学家欧内斯特·卢瑟福（Lord Ernest Rutherford，1871—1937）和英国化学家弗雷德里克·索迪（Frederic Soddy，1877—1966）合作发现了放射性元素的原子不稳定，会释放粒子，衰变到更稳定的形式。依据这些发现，美国化学家伯特伦·博登·博尔特伍德证明了通过提前知道铀和钍的衰变速率，可以确定岩石的时期。1905年，博尔特伍德和约翰威廉·斯特拉特（John William Strutt）确定了多种岩石的时期，获得了年龄从400岁到2000岁不等的各种岩样，也证明了这种测定方法的可行性。
为什么地质年代表上的时期不同？
确定地质年代表中过去46亿年真实的年代时期，并不是完美的科学（确定岩层的时期并不像知道你自己的年龄那样准确）。另外，由于从各大洲发现的岩石和化石种类多样，确定某些时期时往往存在不同意见。因为同位素年龄测定法往往有一定量的估值，所以这种方法也不能完全反映一种岩石或者矿物的真实年龄。
1911年，英国地理学姆家亚瑟·霍姆斯（Arthur Holmes，1890—1965）使用铀铅测年法确定了多种岩石的年龄，并且开始制定基于绝对时间的地质年代表。1913年，他出版了《地球的年龄》（ The Age of Earth ）一书，概述了怎样结合地质资料使用同位素年龄测定法来制定绝对时间的地质年代表。1927年，霍姆斯使用同位素年龄测定法估计出地壳的年龄大约为36亿年。