Ģeoloģiskā laika skala: Zemes vēstures periodi un nozīmīgie notikumi
Vēsturiskajā ģeoloģijā izmanto ģeoloģijas principus un metodes, lai noskaidrotu Zemes ģeoloģisko vēsturi. Tā pēta procesus, kas mainījuši Zemes virsmu un iežus zem tās virsmas: nogulumiežu veidošanos, kalnu cēlšanos, vulkānismu, eroziju un citus ilgtermiņa notikumus, kas atstājuši ierakstus slāņos.
Stratigrāfija, paleontoloģija un datēšana
Ģeologi izmanto stratigrāfiju un paleontoloģiju, lai noskaidrotu notikumu secību un parādītu augus un dzīvniekus, kas dzīvojuši dažādos pagātnes laikos. Pētot fosīlijas un iežu slāņu attiecības, zinātnieki izstrādāja relatīvo laika skalu — kurā secība ir zināma, bet ne vienmēr precīzs vecums. Pēc tam, kad tika atklāta radioaktivitāte un izgudrotas radiometriskās datēšanas metodes, radās iespēja noteikt slāņu (slāņu) absolūto vecumu, izmantojot radioaktīvo izotopu sadalīšanās ātrumu.
Ģeoloģiskās laika skalas pamatvienības
Ģeoloģiskais laiks ir sadalīts vairākos līmeņos no visgarākā līdz īsākajam:
- Eoni — lielākās laika vienības, kas aptver miljardiem gadu (piemēram, Prekambrijs).
- Ēras — eona iekšējās daļas (piem., Paleozoja, Mezozoja, Kainozoja).
- Periodi — eras sadalījumi (piem., krīta periods).
- Epohas — periodu iekšējie posmi (piem., paleogēna periodu ietverošas epohas).
- Vecumi — visīsākās laika vienības, kuras izmanto precīzākai notikumu lokalizācijai.
Nozīmīgi notikumi un robežas laika skalā
Robežas laika skalā parasti iezīmē nozīmīgus ģeoloģiski vai paleontoloģiski notikumus, piemēram, masveida izmiršana un straujas vides pārmaiņas. Piemēram, robežu starp krīta periodu un paleogēna periodu nosaka krīta un terciāra izmiršanas notikums, kas iezīmēja dinozauru un daudzu jūras sugu izzušanu. Šādas pārejas palīdz noteikt laika posmu sākumu un beigas un saprast, kā dzīvības un klimata maiņas ir saistītas ar ģeoloģiskiem procesiem.
Zemes vecums un laika mērogi
Tagad mēs zinām laiku, kad Zemes vēsturē ir notikuši svarīgi notikumi. Zeme ir aptuveni 4,567 miljardus (4567 miljonus) gadu veca. Šis milzīgais laiks bieži tiek dēvēts par ģeoloģisko jeb dziļuma laiku, un tas ļauj salīdzināt notikumus, kas risinājušies dažādā mērogā — no miljardiem gadu līdz dažu tūkstošu gadu notikumiem.
Praktiskā nozīme
Izpratne par teritorijas ģeoloģisko vēsturi ir būtiska ne tikai zinātnē, bet arī praktiskai darbībai. Enerģijas avotu un vērtīgu derīgo izrakteņu meklēšana (nafta, dabasgāze, ogles, minerāli) balstās uz zināšanām par iežu vecumu, nogulumu vidi un strukturālajām iezīmēm. Savukārt ģeoloģiskā vēsture un monitorings palīdz mazināt riskus, ko rada zemestrīču un vulkānu radīto apdraudējumu, plānojot apdzīvotas vietas, infrastruktūru un ārkārtas reaģēšanu.
Kārtība pētījumos un nākotnes izaicinājumi
Ģeoloģiskās laika skalas precizēšana balstās uz jauniem atklājumiem — jaunām fosilijām, labāku stratigrāfisku korelāciju un uzlabotām radiometriskās datēšanas metodēm. Turpmākie pētījumi palīdzēs labāk saprast ātras klimata pārmaiņas pagātnē, bioloģiskās atveseļošanās procesus pēc izmiršanām un cilvēka ietekmi uz Zemes sistēmu mūsdienās.
Ģeoloģiskā laika skalas shēma.
Terminoloģija
Lielākā definētā laika vienība ir supereons, kas sastāv no eoniem. Eoni tiek iedalīti laikmetos, kas savukārt tiek iedalīti periodos, epohās un posmos. Vienlaikus paleontologi definē dažāda garuma faunas posmu sistēmu, pamatojoties uz tajos sastopamo dzīvnieku fosiliju veidiem. Daudzos gadījumos šādi faunas posmi ir pārņemti ģeoloģiskās nomenklatūras veidošanā, lai gan kopumā ir daudz vairāk atzītu faunas posmu nekā noteiktu ģeoloģisko laika vienību.Ģeologi mēdz runāt par periodu un citu vienību augšējām/vēlējām, apakšējām/agrīnajām un vidējām daļām, piemēram, "augšējā jūra" un "vidējais kambrijs". Augšējais, Vidējais un Apakšējais ir termini, ko attiecina uz pašām iežām, piemēram, "Augšjuras perioda smilšakmens", savukārt vēlīnais, vidējais un agrīnais ir termini, ko attiecina uz laiku, piemēram, "agrā juras perioda nogulumi" vai "agrā juras perioda fosilijas". Ja iedalījums ir oficiāli atzīts, īpašības vārdi tiek rakstīti ar lielo burtu, bet, ja nav, tad ar mazo; tādējādi "agrīnais miocēns", bet "agrīnais jurss".
Tā kā ģeoloģiskās vienības, kas radušās vienā un tajā pašā laikā, bet dažādās pasaules daļās, bieži vien var izskatīties atšķirīgi un saturēt atšķirīgas fosilijas, ir daudz piemēru, kad vienam un tam pašam periodam dažādos reģionos vēsturiski tika doti dažādi nosaukumi. Piemēram, Ziemeļamerikā apakšējo kembriju sauc par vaukobāna sēriju, kas pēc tam tiek iedalīta zonās, pamatojoties uz trilobītiem. Tas pats laika posms Austrumāzijā un Sibīrijā ir sadalīts Tommotijas, Atdabānijas un Botomijas posmos. Starptautiskās Stratigrāfijas komisijas darba galvenais aspekts ir saskaņot šo pretrunīgo terminoloģiju un noteikt universālus horizontus (laika dalījumu), ko var izmantot visā pasaulē.
Ģeoloģiskā laika tabula
Nākamajā tabulā ir apkopoti galvenie notikumi un raksturīgākās iezīmes laika periodiem, kas veido ģeoloģisko laika skalu. Tāpat kā iepriekš, šī laika skala ir balstīta uz Starptautiskās Stratigrāfijas komisijas datiem. Katra tabulas ieraksta augstums neatbilst katra laika nodalījuma ilgumam. (nav attēlots mērogā)
| Ģeoloģiskais laiks | ||||||
| Periods/ Vecums4,5 | Nozīmīgākie notikumi | Sākums | ||||
| Fanerozoja | Holocēns | Cilvēku populācijas pieaugums; beidzas pēdējais ledus laikmets | 11,700 | |||
| Ledus laikmeti un siltāki periodi; daudzu lielo zīdītāju izmiršana; pilnīgi mūsdienu cilvēka evolūcija. | 2,588 miljoni | |||||
| Neogēns | Pliocēns | Klimats vēl vairāk atdziest; attīstās australopiteķu hominīni | 5,333 miljoni | |||
| Uz Zemes ir daudz mežu, uzplaukst dzīvnieki, bet vēlāk temperatūra sāk atdzist. | 23,03 miljoni | |||||
| Paleogēns | Oligocēns | Kontinenti pārvietojas uz savām pašreizējām vietām | 33,9 miljoni | |||
| Himalaji veidojas, Indijai virzoties uz Āziju. | 56 miljoni | |||||
| Indija sasniedz Āziju; zīdītāji attīstās jaunās grupās; putni pārdzīvo izmiršanu | 66 miljoni | |||||
| 100,5 miljoni | ||||||
| Dinozauru uzplaukums turpinās; parādās pundurzirnekļi un placentārie zīdītāji; parādās pirmie ziedošie augi. | 145 miljoni | |||||
| Augšējā jura | Uz sauszemes dominē dinozauri; pirmie putni, pirmie zīdītāji; skujkoki, cikādes un citi sēklu augi. Sāk sadalīties superkontinents Pangeja. | 163,5 miljoni | ||||
| 174,1 miljons | ||||||
| 201,3 miljoni | ||||||
| Pirmie dinozauri; pterozauri; ihtiozauri; pleziozauri; bruņurupuči; olas dējēji zīdītāji | 237 miljoni | |||||
| Vidējais triass | 247,2 miljoni | |||||
| 252,17 miljoni | ||||||
| Perma | P/Tr izmiršana - iznīkst 95% sugu. Veidojas superkontinents Pangeja. | 298,9 miljoni | ||||
| Tropu klimats: bagātīgi kukaiņi, pirmie sinapsi un rāpuļi; ogļu meži. | 323,2 miljoni | |||||
| Misisipiānas | Lieli pirmatnēji koki | 358,9 miljoni | ||||
| Zivju vecums; parādās pirmās abinieces; parādās kārklāji un zirgkaziņas; parādās progimnospermi (pirmie sēklas nesošie augi). | 419,2 miljoni | |||||
| Silūrs | Pirmās sauszemes augu fosilijas | 443,4 miljoni | ||||
| Dominē bezmugurkaulnieki | 485,4 miljoni | |||||
| Lielākā dzīvības diversifikācija Kembrija adaptīvajā radiācijā | 541 miljons | |||||
| Neoproterozojs2 | Pirmie daudzšūnu dzīvnieki | 635 miljoni | ||||
| Kriogēnu | Iespējamais sniega bumbas Zemes periods | 720 miljoni | ||||
| Tonian | Superkontinenta Rodīnija sadalīšanās | 1 miljards | ||||
| Mezoproterozojais | Stenian | Veidojas superkontinents Rodīnija | 1,2 miljardi | |||
| Ectasian | Pirmais dzimumvairošanās organisms | 1,4 miljardi | ||||
| Calymmian | Kolumbijas superkontinenta sadalīšanās | 1,6 miljardi | ||||
| Statherian | Šajā periodā veidojas Kolumbija (superkontinents). | 1,8 miljardi | ||||
| Orosirian | 2,05 miljardi | |||||
| Rhyacian | CO2 aizstāšana ar skābekli šajā periodā izraisa huroņu apledonojumu. | 2,3 miljardi | ||||
| Siderian | notiek superkontinenta Kenorlandes sabrukums | 2,5 miljardi | ||||
| Neoarhaean | Veidojas superkontinents Kenorlande | 2,8 miljardi | ||||
| Mezoarhaean | Superkontinents Ur ir no šī laikmeta | 3,2 miljardi | ||||
| Paleoarhaean | Baktērijas veido stromatolītus | 3,6 miljardi | ||||
| Šajā laikmetā pastāvēja pirmais superkontinents Vaalbara | 4 miljardi | |||||
| Zemes veidošanās pirms 4,6 miljardiem gadu; Mēness veidošanās pirms 4,5 gadiem. | 4,54 miljardi (~4,6 gadi) | |||||
| ||||||
Jautājumi un atbildes
J: Kāda ir ģeoloģiskā laika skala?
A: Ģeoloģiskā laika skala ir veids, kā sakārtot un izprast Zemes pagātni, aplūkojot procesus, kas maina Zemes virsmu un iežus zem tās virsmas. Lai noteiktu Zemes ģeoloģisko vēsturi, izmanto ģeoloģijas principus un metodes.
J: Kā ģeologi izmanto stratigrāfiju un paleontoloģiju?
A: Ģeologi izmanto stratigrāfiju un paleontoloģiju, lai noskaidrotu notikumu secību Zemes pagātnē, kā arī noskaidrotu, kādi augi un dzīvnieki dzīvojuši dažādos vēstures periodos. Šo informāciju viņi izmanto, lai noteiktu iežu slāņu secību.
Jautājums: Cik veca ir Zeme?
A: Zeme ir aptuveni 4,567 miljardus (4567 miljonus) gadu veca.
J: Ar ko parasti apzīmē laika skalas robežas?
A: Laika skalas robežas parasti iezīmē lieli ģeoloģiski vai paleontoloģiski notikumi, piemēram, masveida izmiršana. Piemēram, robežu starp diviem periodiem var iezīmēt izmiršana, kas iznīcināja noteiktas sugas.
J: Kādos jautājumos var palīdzēt zināšanas par ģeoloģisko vēsturi?
A: Zināšanas par ģeoloģisko vēsturi var palīdzēt enerģijas avotu un vērtīgu derīgo izrakteņu meklēšanā, kā arī mazināt tādus apdraudējumus kā zemestrīces un vulkāni attiecīgajā teritorijā.
J: Kas deva zinātniekiem iespēju noteikt slāņu slāņu vecumu?
A: Radioaktivitātes atklāšana un radiometrisko datēšanas metožu izgudrošana deva zinātniekiem iespēju noteikt dažādos Zemes apgabalos atrodamo slāņu slāņu vecumu.
