Αυτό το άρθρο περιγράφει την ιστορία της γεωλογικής κλίμακας χρόνου. Οι αρχές καθορίστηκαν για πρώτη φορά από τον Nicolaus Steno στα τέλη του 17ου αιώνα. Ο Steno υποστήριξε ότι τα στρώματα πετρωμάτων (ή στρώματα) τοποθετούνται διαδοχικά και ότι το καθένα αντιπροσωπεύει ένα "κομμάτι" του χρόνου.

Ο Steno διατύπωσε την αρχή της υπέρθεσης. Αυτή λέει ότι κάθε δεδομένο στρώμα είναι πιθανότατα παλαιότερο από εκείνα που βρίσκονται πάνω από αυτό και νεότερο από εκείνα που βρίσκονται κάτω από αυτό. Η αρχή αυτή είναι απλή, αλλά η εφαρμογή της σε πραγματικά πετρώματα περιπλέκεται από την ιστορία τους. Κατά τη διάρκεια του 18ου αιώνα οι γεωλόγοι συνειδητοποίησαν ότι:

Ακολουθίες στρωμάτων συχνά διαβρώθηκαν, παραμορφώθηκαν, έγειραν ή ακόμη και αντέστρεψαν μετά την απόθεση,
Τα στρώματα που τοποθετήθηκαν την ίδια στιγμή σε διαφορετικές περιοχές μπορεί να έχουν εντελώς διαφορετική εμφάνιση,
Τα στρώματα κάθε περιοχής αντιπροσώπευαν μόνο ένα μέρος της μακράς ιστορίας της Γης.

Οι πρώτες σοβαρές προσπάθειες διατύπωσης μιας χρονικής κλίμακας ιστορικής γεωλογίας που θα μπορούσε να εφαρμοστεί οπουδήποτε στη Γη έγιναν στα τέλη του 18ου αιώνα. Η πιο σημαντική από αυτές τις πρώτες προσπάθειες έγινε από τον Αβραάμ Βέρνερ και άλλους. Χώρισαν τα πετρώματα του φλοιού της Γης σε τέσσερις τύπους: Πρωτογενές, Δευτερογενές, Τριτογενές και Τεταρτογενές. Κάθε τύπος πετρώματος, σύμφωνα με τη θεωρία, σχηματίστηκε κατά τη διάρκεια μιας περιόδου της ιστορίας της Γης. Ήταν δυνατόν να μιλάμε για μια "Τριτογενή περίοδο" καθώς και για "Τριτογενή πετρώματα". Πράγματι, το "Τριτογενές" (τώρα Παλαιόκαινο-Πλειόκαινο) και το "Τεταρτογενές" (τώρα Πλειστόκαινο-Ολόκαινο) παρέμειναν σε χρήση ως ονόματα γεωλογικών περιόδων μέχρι και τον 21ο αιώνα.

Ο Βέρνερ είχε την ιδέα ότι όλοι οι βράχοι είχαν κατακρημνιστεί από μία και μόνη τεράστια πλημμύρα. Αυτό ονομάζεται θεωρία του Ποσειδώνα. Μια σημαντική αλλαγή στη σκέψη επήλθε όταν ο Τζέιμς Χάτον διάβασε τη θεωρία του "Theory of the Earth- or, an Investigation of the Laws Observable in the Composition, Dissolution, and Restoration of Land Upon the Globe" ενώπιον της Βασιλικής Εταιρείας του Εδιμβούργου τον Μάρτιο και τον Απρίλιο του 1785. Ο Τζέιμς Χάτον κατά την ανάγνωση αυτή έγινε "ο θεμελιωτής της σύγχρονης γεωλογίας". Ο Χάτον πρότεινε ότι το εσωτερικό της Γης ήταν θερμό και ότι αυτή η θερμότητα ήταν η μηχανή που οδηγούσε στη δημιουργία νέων πετρωμάτων. Η γη διαβρωνόταν από τον αέρα και το νερό και εναποτίθετο ως στρώματα στη θάλασσα- η θερμότητα στη συνέχεια παγίωνε το ίζημα σε πέτρα και το ανύψωνε σε νέα εδάφη. Αυτή η θεωρία ονομάστηκε πλουτωνιστική σε αντίθεση με τη θεωρία που ήταν προσανατολισμένη στις πλημμύρες.

Η ταυτοποίηση των στρωμάτων με βάση τα απολιθώματα που περιείχαν πρωτοπορήθηκε από τον William Smith, τον Georges Cuvier και άλλους στις αρχές του 19ου αιώνα. Οι γεωλόγοι μπόρεσαν να χωρίσουν την ιστορία της Γης με μεγαλύτερη ακρίβεια. Αν δύο στρώματα (όσο απομακρυσμένα και αν ήταν στο χώρο ή διαφορετικά στη σύνθεση) περιείχαν τα ίδια απολιθώματα, υπήρχαν πολλές πιθανότητες να είχαν τοποθετηθεί την ίδια εποχή. Λεπτομερείς μελέτες μεταξύ 1820 και 1850 των στρωμάτων και των απολιθωμάτων της Ευρώπης παρήγαγαν την ακολουθία των γεωλογικών περιόδων που χρησιμοποιείται ακόμη και σήμερα. Ο Cuvier πίστευε ότι πολλά από τα γεωλογικά χαρακτηριστικά της Γης μπορούσαν να εξηγηθούν από καταστροφικά γεγονότα που είχαν προκαλέσει την εξαφάνιση πολλών ειδών ζώων. Κατά τη διάρκεια της σταδιοδρομίας του, ο Cuvier κατέληξε να πιστεύει ότι δεν υπήρξε μία μόνο καταστροφή, αλλά πολλές, που είχαν ως αποτέλεσμα μια διαδοχή διαφορετικών πανίδων.

Οι Βρετανοί γεωλόγοι ήταν πιο δραστήριοι τον 19ο αιώνα. Η "Κάμβρια" (η ρωμαϊκή ονομασία της Ουαλίας) και η "Ορδοβικία" και η "Σιλουρία", που πήραν τα ονόματά τους από αρχαίες ουαλικές φυλές, ήταν περίοδοι που καθορίστηκαν από τα ουαλικά πετρώματα. Το "Devonian" πήρε το όνομά του από την αγγλική κομητεία του Ντέβον, και το όνομα "Carboniferous" ήταν απλώς μια προσαρμογή του "the Coal Measures", του παλαιού όρου των Βρετανών γεωλόγων για το ίδιο σύνολο στρωμάτων. Το "Πέρμιο" πήρε το όνομά του από το Περμ της Ρωσίας, επειδή ορίστηκε χρησιμοποιώντας στρώματα στην περιοχή αυτή από τον Σκωτσέζο γεωλόγο Ρόντερικ Μάρτσισον. Οι Βρετανοί γεωλόγοι ήταν επίσης υπεύθυνοι για την ομαδοποίηση των περιόδων σε εποχές και την υποδιαίρεση των τριτογενών και τεταρτογενών περιόδων σε εποχές. Σε γενικές γραμμές, οι περίοδοι ονομάζονταν από μέρη όπου τα πετρώματα ήταν εύκολα ορατά.

Οι γεωλόγοι και οι παλαιοντολόγοι βάσισαν τον γεωλογικό πίνακα στις σχετικές θέσεις των διαφόρων στρωμάτων και απολιθωμάτων. Εκτίμησαν τις χρονικές κλίμακες με βάση τη μελέτη των ρυθμών των διαφόρων διεργασιών. Εκτίμησαν την αποσάθρωση, τη διάβρωση, την ιζηματογένεση και πόσος χρόνος χρειάστηκε για να μετατραπούν τα ιζήματα σε σκληρό πέτρωμα. Η ανακάλυψη της ραδιενέργειας το 1896 και οι γεωλογικές εφαρμογές της με τη ραδιομετρική χρονολόγηση συνέβησαν στο πρώτο μισό του 20ού αιώνα. Κατέστησε δυνατή την απόλυτη χρονολόγηση των πετρωμάτων και την ανακάλυψη της ηλικίας της Γης.

Η Διεθνής Επιτροπή Στρωματογραφίας εργάζεται για να καθορίσει ακριβώς πότε αρχίζουν και πότε τελειώνουν οι γεωλογικές περίοδοι και πού βρίσκονται τα καλύτερα παραδείγματα. Ονομάζονται Παγκόσμιες ΟριακέςΣτρωματογραφικές Τομές και Σημεία(GSSP).

Η ιστορία της Γης χαρτογραφημένη σε 24 ώρες

Ερωτήσεις και απαντήσεις

Q: Ποια είναι η γεωλογική κλίμακα χρόνου;

A: Η γεωλογική χρονική κλίμακα είναι ένα σύστημα που χρησιμοποιείται για τη μέτρηση και την κατηγοριοποίηση της ιστορίας των πετρωμάτων και των απολιθωμάτων της Γης. Διαχωρίζει την ιστορία της Γης σε διαφορετικές περιόδους, εποχές και εποχές με βάση τις σχετικές θέσεις των διαφόρων στρωμάτων και απολιθωμάτων.

Ερ: Ποιος πρότεινε πρώτος τις αρχές πίσω από τη γεωλογική κλίμακα χρόνου;

Α: Ο Nicolaus Steno ήταν ο πρώτος που πρότεινε τις αρχές πίσω από τη γεωλογική κλίμακα χρόνου στα τέλη του 17ου αιώνα. Υποστήριξε ότι τα στρώματα πετρωμάτων (ή στρώματα) αποτίθενται διαδοχικά και ότι το καθένα αντιπροσωπεύει ένα "κομμάτι" του χρόνου. Διατύπωσε επίσης αυτό που είναι γνωστό ως Αρχή της Υπέρθεσης του Στένο, η οποία δηλώνει ότι κάθε δεδομένο στρώμα είναι πιθανώς παλαιότερο από εκείνα που βρίσκονται πάνω από αυτό και νεότερο από εκείνα που βρίσκονται κάτω από αυτό.

Ερ: Ποια θεωρία πρότεινε ο Αβραάμ Βέρνερ για τα πετρώματα;

Α: Ο Αβραάμ Βέρνερ πρότεινε μια θεωρία ότι όλα τα πετρώματα είχαν κατακρημνιστεί από έναν ενιαίο τεράστιο κατακλυσμό, η οποία ονομάστηκε θεωρία του Ποσειδώνα.

Ερ: Ποιος εισήγαγε μια εναλλακτική ιδέα για το πώς σχηματίζεται η γη;

Α: Ο James Hutton εισήγαγε μια εναλλακτική ιδέα για το πώς σχηματίζεται η γη με το έργο του Theory of the Earth or, an Investigation of the Laws Observable in the Composition, Dissolution, and Restoration of Land Upon the Globe ενώπιον της Royal Society of Edinburgh το 1785. Η πλουτωνιστική θεωρία του πρότεινε ότι η γη διαβρώνεται από τον αέρα και το νερό και εναποτίθεται ως στρώματα στη θάλασσα- η θερμότητα στη συνέχεια παγιώνει το ίζημα σε πέτρα, ανυψώνοντάς το σε νέα εδάφη.

Ερ: Ποια τεχνική πρωτοστάτησε ο Γουίλιαμ Σμιθ για την αναγνώριση των στρωμάτων;

Α: Ο Γουίλιαμ Σμιθ υπήρξε πρωτοπόρος σε μια τεχνική για την αναγνώριση στρωμάτων με βάση την περιεκτικότητά τους σε απολιθώματα. Μελετώντας τις ακολουθίες των στρωμάτων συνειδητοποίησε ότι μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν για να προσδιοριστεί πότε συνέβησαν ορισμένα γεγονότα κατά τη διάρκεια της ιστορίας της Γης.

Ερ: Πώς η ραδιομετρική χρονολόγηση βοήθησε στην τελειοποίηση της γεωλογικής κατανόησης;

Α: Η ραδιομετρική χρονολόγηση βοήθησε στην τελειοποίηση της γεωλογικής κατανόησης παρέχοντας απόλυτες ημερομηνίες για τα πετρώματα, οι οποίες επέτρεψαν στους επιστήμονες να εκτιμήσουν με μεγαλύτερη ακρίβεια πότε συνέβησαν ορισμένα γεγονότα κατά τη διάρκεια της γήινης ιστορίας, όπως πότε εμφανίστηκε το οξυγόνο στην ατμόσφαιρά μας ή πότε εξελίχθηκε η σεξουαλική αναπαραγωγή μεταξύ των οργανισμών στον πλανήτη μας.