Dzieje ziemi
Przez wiele lat geolodzy próbowali określić wiek Ziemi na podstawie dowodów odnalezionych w skałach.
Metoda ta okazała się jednak mało skuteczna.
Dopiero stosunkowo niedawno udało się wypracować metody, które pozwalają na dokładniejsze ustalenia w tej sprawie. Większość badaczy zgadza się, iż ojcem współczesnej geologii jest szkocki lekarz i naukowiec James Hutton (1726-1797). Jest on twórcą teorii ziemi opartej miedzy innymi na obserwacji naturalnych procesów zachodzących na naszej planecie. Hutton postawił tezę, że powierzchnia Ziemi nieustannie się zmienia. Czynniki naturalne, na przykład mróz, kruszą skały, które następnie są transportowane przez rzeki do jezior i mórz. Tam kolejne warstwy naniesionego materiału skalnego osądzają się w postaci piasku czy mułu i tworzą nowe skały osadowe.
Istotnym wkładem do zrozumienia dziejów Ziemi mógł się poszczycić brazylijski inżynier, William Smith
(1769-1839),który pracował przy budowie kanałów transportowych w czasie rewolucji przemysłowej. Gdy robotnicy opali rowy, Smith kolekcjonował wydobyte przez nich skamieliny. Po pewnym czasie zauważył, że każdy rodzaj skamieliny odpowiada konkretnej, zawsze tej samej warstwie skalne. Zaobserwował również, ze warstwy owe występują zawsze w tym samym porządku, a każda z nich zawiera charakterystyczny dla siebie zestaw skamielin.
Na tej podstawie sformułował tezę, że bez względu na usytuowanie, skały zawierające te same skamieliny są w podobnym wieku oraz, że młodsze warstwy spoczywają na starszych, chociaż nie można dokładnie określić, ile lat dzieli je od siebie. Na podstawie swych badań i obserwacji, Smith opublikował w 1815 roku geologiczną mapę Anglii oraz Walii. Mapa przedstawiała widoczne na powierzchni skały i określa ich względny wiek – od najstarszej do najmłodszej.
Przy pomocy tego typu metod, geolodzy ustalili kolejność powstawania poszczególnych skał na całym świecie. Umożliwiło to podział historii Ziemi na okresy, czyli stworzenie tzw. tabeli stratygraficznej. Podobnie jak ukazanie historii na tle panowania kolejnych cywilizacji czy monarchów, pomaga w jej zrozumieniu, tak samo użyteczny jest podział dziejów Ziemi na okresy oraz ich charakterystyka.
Skały powstałe wcześniej niż 590 mln lat temu zawierają bardzo niezwykłe skamieniałości. Te prehistoryczne formacje zostały podzielone na dwie grupy, odpowiadające dwóm okresom. Pierwszy z nich to Archaik – w skałach z tego okresu nie ma żadnych śladów życia. Drugi charakteryzujący się bardzo skromnymi skamielinami, to Proterozoik. W skałach uformowanych 590 mln lat temu i później, ślady życia na Ziemi są częste. Ten okres dziejów Ziemi geolodzy nazywają Fenerozoikiem.
Skały fenerozoiczne zawierają tak bogaty wachlarz skamieniałości, że trzeba było podzielić je na trzy mniejsze grupy, odpowiadające trzem długim erom. Kolejno po sobie następują:
-Paleozoik (rośliny pierwotne)
-Mezoik (prymitywne rośliny i zwierzęta)
-Kenozoik (rozwinięte życie na Ziemi)
Każda era podzielona jest na okresy. Pierwszy okres ery paleozoicznej to Kambr. Współcześni geolodzy przyjmują ten okres za punkt zwrotny w dziejach Ziemi i dlatego czasy wcześniejsze (Archaik i Proterozoik) nazywają Prekambrem.
Nazwy poszczególnych okresów pochodzą od terenów, na których po raz pierwszy odnaleziono skały im przypisane. Na przykład Kambr zawdzięcza swoja nazwę łacińskiemu słowu określającemu Walię, natomiast Perm to nazwa regionu w Rosji. Jednak Ordowik i Sylur pochodzą od prehistorycznych plemion zamieszkujących niegdyś tereny Wielkiej Brytanii.
Jak sama nazwa wskazuje, Karbon i Kreda to pochodne nazw minerałów charakterystycznych dla tych okresów (carbon łac. – węgiel). Co więcej amerykańscy geolodzy podzielili Karbon na dwie epoki:
-mississipijska (Dolny Karbon)
-pensylwańska (Górny Karbon).
Era kenozoiczna została podzielona na dwa okresy – Trzeciorzęd i Czwartorzęd. Nazwy te są pozostałością starego podziału. Niegdyś geolodzy przypisywali skały do czterech okresów, które nazwali: Pierwszorzęd, Drugorzęd, Trzeciorzęd i Czwartorzęd. Pierwsze dwa terminy wyszły z użycia, dwa pozostałe wciąż są wykorzystywane.
Skały uformowane w Trzeciorzędzie i Czwartorzędzie są tak bogatym źródłem skamieniałości, że okres ten znów podzielono na krótsze odstępy czasowe, zwane epokami. Jeszcze mniejszą jednostką w dziejach Ziemi jest wiek. Przykładem może tu być Wielkie Zlodowacenie w epoce plejstoceńskiej. Tabela stratygraficzna ilustrowała względny wiek skał oraz nazywała poszczególne ery, okresy i epoki, jednak naukowcy wciąż nie byli w stanie określić ile lat, w skali bezwzględnej, każda z tych jednostek trwała.
Pod koniec XIX wieku naukowcy podjęli konkretne kroki w celu zbadania wieku skał. Sir Charles Lyell (1797-1875), wybitny geolog angielski, przyjaciel Darwina, próbował dokonać tego, porównując, na jakim szczeblu ewolucji znajdowały się stworzenia uwiecznione w skałach w postaci skamielin. Na tej podstawie stwierdził, że okres Kambru, z którego datują się pierwsze poważne znaleziska, rozpoczął się około 240 lat temu. Jego obliczenia były jednak mało dokładnie i nie przedstawiały wielkiej wartości.
Znakomity fizyk brytyjski, Lord Kelvin (1824-1907), w różny sposób próbował określić wiek Ziemi. Do swych badań wykorzystywał wnioski z obserwacji ruchu naszej planety wokół własnej osi oraz obliczenia dotyczące energii cieplnej emitowanej przez Słońce. Zakład też, iż na początku Ziemia była ciekłą kulą. Na tej podstawie obliczył, że osiągnięcie obecnej temperatury trwało około 100 mln lat. Niestety, i jego wnioski okazały się błędne.
Obliczenia Kelvina zostały zweryfikowane dzięki wynalezieniu metody datowania wieku skał przez badanie ich radioaktywności. Substancje radioaktywne, które znajdują się w niektórych materiałach, emitują energię w postaci promieni radioaktywnych, co prowadzi do ich rozpadu. Każdy pierwiastek promieniotwórczy rozpada się w ściśle określonym czasie. W procesie rozpadu radioaktywny uran pozostawia produkt uboczny w postaci ołowiu.
Metoda wykorzystująca radioaktywność substancji umożliwiła geologom ustalenie bezwzględnego wieku skal oraz czasu trawienia er, okresów i epok geologicznych. Wyniki badań są jednak stale korygowane wraz z kolejnymi odkryciami nowych próbek minerałów radioaktywnych. Nowe metody wskazują na to, że wiek Ziemi sięga tysięcy milionów, a nie jedynie milionów lat.
Ziemia jest tak stara, że trudno to sobie wyobrazić.
Gdyby jednak dla ułatwienia przyjąć,że ma ona jeden rok, wówczas całe ludzkie dzieje zmieściłyby się w ostatnich godzinach.
Ludzie od setek lat próbują określić ile lat ma Ziemia. W początku XVII w. James Ussher, arcybiskup Armagh, ustalił datę Stworzenia na podstawie danych zawartych w Biblii. Umiejscowił on to zdarzenie w 4004 r.p.n.e. i taką chronologię można spotkać w dawnych wydaniach Biblii.
Dziś wiemy, że arcybiskup Ussher grubo się pomylił ponad milionkrotnie. Wiek Ziemi, zdaniem naukowców wynosi około 4,6 mld lat. Dopiero jednak około połowy naszego wieku stało się możliwe dokładne obliczanie wieku Ziemi, który w przybliżeniu wynosi tyle, co wiek Słońca i reszty planet.
Pod koniec XVII w. Niels Stensen, duński lekarz i badacz (później biskup) stwierdził, że skały osadowe – te powstające pod wodą – są tym młodsze im wyżej leżą. To odkrycie doprowadziło do rozpoznania w ciągu
XIX w. Następstwa warstw na całym świecie, a w rezultacie – ustalenia wieku względnego skał.
Wydaje się prawdopodobne, że w ciągu pierwszego miliarda lat na Ziemi utworzyły się oceany, gdy woda z płaszcza ziemskiego – warstwy leżącej poniżej skorupy – wydostawała się na powierzchnię dzięki wulkanom. Pierwotna atmosfera zawierała prawdopodobnie głównie wodór. Tlen, którym oddychamy, znalazł się w powietrzu w następstwie wyładowań elektrycznych w środowisku pary wodnej lub był wydalany przez organizmy żyjące w morzu.
Nagle, około 570 mln lat temu, na Ziemi zaczęło rozkwitać życie. Około 400mln lat temu tlenu w powietrzu było już wystarczająco dużo, by mogły rozwijać się rośliny lądowe, a w ciągu następnych 50 mln lat pojawiły się pierwsze zwierzęta lądowe.
Geolodzy dzieła dzieje ostatnich 570 mln lat na kilkanaście okresów, najstarszy z nich nosi nazwę Kambru. Czas geologiczny od początku kambru (590 mln lat temu) do współczesnego nam Czwartorzędu określa się mianem fanerozoiku. Resztę dziejów Ziemi łączy się zwykle pod jedna nazwa – prekambr.
Jeśli czas istnienia Ziemi wyobrazimy sobie jako jeden rok, wtedy najstarsze formy życia pojawia się na początku maja, a kambr zacznie się w listopadzie. Pierwsi ludzie zaistnieją około godziny 7 wieczorem 31 XII, a człowiek współczesny pojawi się około 5 minut przed północą.
Bibliografia
1.Flis Jan, Słownik szkolny. Terminy geograficzne
2.Pradzieje Ziemi. Praca zbiorowa pod red. A. Milczeskiego
3.Fistasz Grzegorz, Czas geologiczny.