เปลือกโลกและหิน 

      ปัจจุบันเรามีความรู้เกี่ยวกับโลกมากขึ้นทั้งในด้านรูปร่าง ลักษณะ ขนาด และส่วนประกอบ เรารู้ว่าโลกมีลักษณะเป็นรูปทรงกลมแต่ไม่กลมแบบลูกฟุตบอล คือ ป่องออกตรงกลางเล็กน้อย คล้ายผลส้มและมีขนาดใหญ่โตมากโดยมีเส้นรอบวงที่เส้นศูนย์สูตรยาว ๔๐,๐๗๓ กิโลเมตรและเส้นรอบวงผ่านขั้วโลกเหนือและขั้วโลกใต้ยาว ๓๙,๙๙๙ กิโลเมตรต่างกัน ๗๔ กิโลเมตร การที่โลกไม่กลมอย่างแท้จริงแต่ป่องออกตรงกลางเล็กน้อยเช่นนี้เป็นผลมาจากการหมุนรอบตัวเองของโลกทำให้เกิดแรงเหวี่ยงหนีจากศูนย์กลางขึ้นที่บริเวณเส้นศูนย์สูตร

      จากการศึกษาทางวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับโลกทำให้เรารู้ว่าโลกของเราแบ่งออกได้เป็น ๓ ส่วนใหญ่ ๆ จากผิวโลกลึกลงไปถึงบริเวณใจกลางโลก คือ ส่วนนอกสุดเรียกว่าเปลือกโลกประกอบด้วยหินแข็งที่เย็นตัวลงแล้ว ลึกจากเปลือกโลกลงไปเป็นส่วนที่เรียกว่าเนื้อโลกซึ่งห่อหุ้มส่วนที่อยู่ตอนในสุดของโลกเรียกว่าแก่นโลก ทั้งเนื้อโลกและแก่นโลกประกอบด้วยสารที่มีความหนาแน่นมากและบางส่วนอ่อนตัวเป็นสารหลอมเหลวเนื่องจากถูกความร้อนและความกดดันสูงมากภายในโลก

       เพื่อให้เข้าใจถึงส่วนต่าง ๆ ของโลกได้ดีขึ้นอาจเปรียบเทียบโลกกับผลมะม่วงสุกเปลือกโลกก็คือเปลือกบาง ๆ ของผลมะม่วงซึ่งค่อนข้างเหนียวทนทาน เนื้อโลกคือเนื้ออ่อนนุ่มของผลมะม่วง และแก่นโลกคือเมล็ดแข็งของผลมะม่วง สิ่งมีชีวิตต่าง ๆ ในโลกไม่ว่าจะเป็นพืช สัตว์ และมนุษย์ ล้วนอาศัยอยู่เฉพาะตอนบนของเปลือกโลกเท่านั้น ดังนั้นเราจึงมีความรู้เกี่ยวกับเปลือกโลกเป็นอย่างดี เมื่อเปรียบเทียบกับส่วนที่อยู่ลึกจากเปลือกโลกลงไปซึ่งเราไม่สามารถมองเห็นได้ต้องอาศัยการคาดคะเนโดยใช้เครื่องมือทางวิทยาศาสตร์ตรวจสอบความเป็นไปได้เท่านั้น

      โลกของเราประกอบด้วย ๓ ส่วนใหญ่ ๆ คือ ส่วนที่เป็นพื้นดิน ได้แก่ ทวีปและเกาะต่าง ๆ ส่วนที่เป็นพื้นน้ำ ได้แก่ มหาสมุทรและทะเล และส่วนที่เป็นอากาศ ได้แก่ บรรยากาศที่ห่อหุ้มโลกอยู่ ทั้ง ๓ ส่วนนี้ร่วมกันส่งผลให้เกิดมีสิ่งมีชีวิตต่าง ๆ ขึ้นบนเปลือกโลก เปลือกโลกมีความหนาไม่เท่ากันในที่ต่าง ๆ หากเป็นส่วนที่เป็นทวีปจะมีความหนามากกว่าส่วนที่เป็นมหาสมุทร กล่าวคือส่วนที่เป็นทวีปมีความหนาโดยเฉลี่ยประมาณ ๔๐ กิโลเมตรแต่ส่วนที่เป็นมหาสมุทรมีความหนาเพียงประมาณ ๑๐ กิโลเมตรเท่านั้น นอกจากนี้เปลือกโลกส่วนที่เป็นทวีปยังมีความหนาแน่นน้อยกว่าส่วนที่เป็นมหาสมุทรด้วยดังนั้นส่วนที่เป็นทวีปจึงเปรียบเสมือนท่อนไม้ที่ลอยอยู่ในน้ำหากมีความหนามากก็จะมีบางส่วนลอยสูงจากพื้นน้ำมากกลายเป็นเทือกเขาสูง ๆ หากมีความหนาลดน้อยลงก็เป็นเพียงที่ราบเท่านั้น  

      ส่วนที่เกิดเป็นเปลือกโลกนี้เรียกกันโดยทั่วไปว่าหินประกอบด้วยแร่ชนิดต่าง ๆ มารวมกันจึงแบ่งหินออกได้เป็นหลายประเภทและหลายชนิด ประโยชน์ของหินและแร่ในทางเศรษฐกิจ เช่น นำมาใช้เป็นวัสดุในการก่อสร้าง ทำเครื่องประดับและเครื่องมือเครื่องใช้ต่าง ๆ ทำปุ๋ยสำหรับปลูกพืช ยารักษาโรค เครื่องสำอาง เชื้อเพลิงสำหรับยานยนต์และเครื่องจักรในโรงงานอุตสาหกรรมตลอดจนประโยชน์อื่น ๆ อีกมาก

      โลกเป็นดาวเคราะห์ดวงหนึ่งในสุริยจักรวาลแต่มีลักษณะพิเศษที่อาจแตกต่างจากดาวเคราะห์ดวงอื่น ๆ คือ มีสิ่งมีชีวิตอาศัยอยู่เป็นจำนวนมากทั้งพืช สัตว์ และมนุษย์ สิ่งมีชีวิตเหล่านี้ล้วนอาศัยอยู่ในชั้นบนสุดของโลกที่เรียกว่าเปลือกโลกซึ่งเป็นส่วนของโลกที่นักวิชาการทำการศึกษาได้มากที่สุด ลึกจากเปลือกโลกลงไปจนถึงแก่นในสุดของโลกเป็นส่วนที่มนุษย์ไม่สามารถเข้าถึงได้จึงต้องอาศัยวิธีการต่าง ๆ ทางวิทยาศาสตร์ในการตรวจสอบและคาดคะเนว่าควรจะมีลักษณะเช่นไรซึ่งอาจถูกต้องหรือไม่ถูกต้องตามข้อเท็จจริงก็ได้ จากการศึกษาค้นคว้าทางธรณีวิทยาตลอดระยะเวลาที่ผ่านมา ทำให้นักวิชาการได้ทราบข้อเท็จจริงเกี่ยวกับเปลือกโลกในด้านต่าง ๆ และแบ่งเปลือกโลกออกเป็น ๒ ส่วนใหญ่ ๆ คือ ส่วนที่เป็นทวีปและส่วนที่เป็นมหาสมุทรโดยส่วนที่เป็นทวีปมีความหนามากกว่า แต่มีความหนาแน่นน้อยกว่า ส่วนที่เป็นทวีปและเปลือกโลกมีลักษณะสูง ๆ ต่ำ ๆ ไม่ราบเรียบโดยส่วนที่เป็นพื้นดินมีความสูงน้อยกว่าความลึกของส่วนที่เป็นพื้นน้ำดังจะเห็นได้ว่ายอดเขาเอเวอเรสต์ในทวีปเอเชียซึ่งถือเป็นจุดสูงสุดของพื้นดินมีความสูงประมาณ ๘,๘๐๐ เมตร จากระดับทะเลปานกลางในขณะที่ร่องลึกมาเรียนาในมหาสมุทรแปซิฟิกซึ่งเป็นจุดลึกสุดของพื้นน้ำอยู่ลึกจากระดับทะเลปานกลางถึง ๑๑ กิโลเมตร หรือมากกว่าความสูงของยอดเขาเอเวอเรสต์ประมาณ ๑๓ เท่า
      เปลือกโลกทั้งส่วนที่เป็นทวีปและเป็นมหาสมุทรนี้มีความหนาแน่นน้อยกว่าส่วนที่รองรับอยู่ข้างใต้ซึ่งเรียกกันว่าเนื้อโลกและลึกจากเนื้อโลกลงไปอีกจนถึงบริเวณใจกลางของโลกเป็นส่วนที่เรียกว่าแก่นโลก โดยแก่นโลกจะมีความหนาแน่นมากที่สุดในขณะที่เปลือกโลกเป็นของแข็งที่เย็นตัวลงแล้วแต่เนื้อโลกและแก่นโลกยังคงมีความร้อนและความกดดันสูงจึงมีสภาพเป็นสารละลายหลอม เหลวหรือมีความหนืดยืดหยุ่นตัวได้  จากการที่เปลือกโลกมีการเปลี่ยนแปลงรูปร่างเนื่องมาจากการผุพังทลายในบริเวณที่เป็นที่สูงและการทับถมกันในบริเวณที่เป็นที่ต่ำทำให้การรับน้ำหนักของเปลือกโลกลงบนเนื้อโลกมีการเปลี่ยนแปลงไปด้วยเช่นเดียวกัน  ดังนั้นเพื่อปรับการรับน้ำหนักให้เกิดความสมดุลเปลือกโลกจึงเกิดการเคลื่อนไหวได้เป็นครั้งคราวในบริเวณบางแห่งที่เราเรียกว่าแผ่นดินไหว นักธรณีวิทยาเรียกกระบวนการปรับตัวของเปลือกโลกว่าทฤษฎีว่าด้วยดุลเสมอภาคของเปลือกโลก

      สำหรับส่วนที่เป็นของแข็งซึ่งประกอบขึ้นเป็นเปลือกโลกนั้นนักธรณีวิทยาเรียกว่าหิน  โดยความหมายของหินทางธรณีวิทยาไม่ได้หมายถึงเฉพาะสารที่ต้องเป็นของแข็งมากเท่านั้นหินบางชนิดอาจแข็งเพียงเล็กน้อยเพียงใช้เล็บมือหรือมีดขูดขีดก็เป็นรอยได้ง่าย เช่น หินสบู่ ซึ่งเป็นหินที่ประกอบด้วยแร่ทัลก์เป็นส่วนใหญ่  เมื่อนำมาเจียนเป็นแท่งสามารถใช้ขีดเขียนบนผ้าที่ต้องการตัดเย็บให้เป็นเส้นหรือรูปรอยต่าง ๆ ได้หรือป่นเป็นผงผสมสีทำแป้งผัดหน้า

นักธรณีวิทยาแบ่งหินออกเป็น ๓ ประเภทใหญ่ ๆ ตามกำเนิดของมัน คือ หินอัคนี หินตะกอน และหินแปร

หินอัคนี 

      เป็นหินที่เกิดจากการแข็งตัวของหินหนืดซึ่งหลอมละลายใต้เปลือกโลก โดยอาจแข็งตัวก่อนขึ้นมาถึงพื้นผิวดินหรือแข็งตัวเมื่อขึ้นมาบนพื้นผิวดินแล้วก็ได้

หินตะกอน 

      เป็นหินที่เกิดจากการทับถมของเศษหินและตะกอนซึ่งผุพังสลายตัวมาจากหินที่มีอยู่แต่เดิมและถูกนำพามาทับถมกันเกิดการสะสมตัวเป็นชั้น ๆ จนแข็งตัวเป็นหินในที่สุดเนื่องจากหินประเภทนี้มีลักษณะเป็นชั้น ๆ ให้เห็นอย่างชัดเจนจึงเรียกอีกชื่อหนึ่งว่า หินชั้น

หินแปร 

      เป็นหินที่แปรสภาพมาจากหินเดิมซึ่งอาจเป็นหินอัคนีหรือหินตะกอนก็ได้ การแปรสภาพเกิดจากหลายสาเหตุ เช่น ได้รับความร้อนหรือความกดดันหรือเกิดจากปฏิกิริยาทางเคมี ตัวอย่างของหินแปร เช่น หินอ่อนซึ่งแปรสภาพมาจากหินปูน หินชนวนซึ่งแปรสภาพมาจากหินดินดาน หินไนส์ซึ่งแปรสภาพมาจากหินแกรนิต  นอกจากการแบ่งหินออกเป็น ๓ ประเภทใหญ่ ๆ ดังกล่าวแล้วนักธรณีวิทยายังแบ่งหินออกเป็นชนิดต่าง ๆ อีกมากมายโดยพิจารณาจากแร่สำคัญที่เป็นส่วนประกอบของหินชนิดนั้น ๆ  

      เนื่องจากแร่ที่เป็นส่วนประกอบของหินที่สำคัญมากที่สุดคือ ซิลิเกตซึ่งมีอยู่ถึงร้อยละ ๙๖ ของเปลือกโลกโดยน้ำหนัก ดังนั้นนักธรณีวิทยาจึงแบ่งแร่ออกเป็น ๒ กลุ่มใหญ่ ๆ โดยพิจารณาจากปริมาณของแร่ซิลิเกตที่มีอยู่ในหินนั้น คือ กลุ่มแร่ซิลิเกตซึ่งมีแร่ซิลิเกตผสมอยู่เป็นจำนวนมากและกลุ่มแร่นอนซิลิเกตซึ่งมีธาตุซิลิคอนเพียงเล็กน้อยหรือไม่มีเลย  

      การนำหินและแร่มาใช้ประโยชน์นั้นมีมาตั้งแต่สมัยโบราณจนถึงปัจจุบันโดยเฉพาะอย่างยิ่งความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีทำให้การใช้ประโยชน์จากหินและแร่มีกว้างขวางขึ้นและหลากหลายวิธีมากขึ้น  ทั้งในด้านของการใช้เป็นวัสดุก่อสร้าง เครื่องประดับตกแต่ง เครื่องมือและเครื่องใช้ภายในบ้าน เครื่องมือและอุปกรณ์ทางวิทยาศาสตร์ ปุ๋ยเคมี ตลอดจนเชื้อเพลิงและพลังงานหินและแร่ซึ่งถือเป็นทรัพยากรธรณีที่สำคัญของมนุษยชาติจึงเป็นสิ่งสำคัญที่ควรศึกษาและนำมาใช้ประโยชน์อย่างประหยัดและระมัดระวังเพื่อมิให้เกิดผลเสียต่อสิ่งแวดล้อมและเกิดความเสื่อมโทรมของทรัพยากรธรรมชาติ