Šiame straipsnyje aprašoma geologinio laiko skalės istorija. Pirmą kartą jos principus XVII a. pabaigoje nustatė Mikalojaus Steno (Nicolaus Steno). Steno teigė, kad uolienų sluoksniai (arba sluoksniai) klojasi vienas po kito ir kad kiekvienas iš jų yra laiko atkarpa.

Steno suformulavo superpozicijos principą. Jis teigia, kad bet kuris sluoksnis greičiausiai yra senesnis už aukščiau esančius ir jaunesnis už žemiau esančius. Šis principas paprastas, tačiau jį taikyti realioms uolienoms sudėtinga dėl jų istorijos. XVIII a. geologai tai suprato:

Po nusėdimo sluoksnių sekos dažnai buvo eroduotos, iškraipytos, pakreiptos ar net apverstos;
Skirtingose vietovėse tuo pačiu metu pakloti sluoksniai gali būti visiškai skirtingos išvaizdos;
Bet kurios vietovės sluoksniai atspindi tik dalį ilgos Žemės istorijos.

Pirmieji rimtesni bandymai suformuluoti istorinės geologijos laiko skalę, kurią būtų galima taikyti bet kurioje Žemės vietoje, vyko XVIII a. pabaigoje. Įtakingiausiam iš šių ankstyvųjų bandymų vadovavo Abraomas Verneris (Abraham Werner) ir kiti. Jie suskirstė Žemės plutos uolienas į keturis tipus: Pirminį, antrinį, tretinį ir kvartero periodus. Kiekvienas uolienų tipas, pagal šią teoriją, susiformavo tam tikru Žemės istorijos laikotarpiu. Buvo galima kalbėti apie "tretinio periodo" ir apie "tretinio laikotarpio uolienas". Iš tiesų "tretinis" (dabar paleocenas-pliocenas) ir "kvarteras" (dabar pleistocenas-holocenas) kaip geologinių laikotarpių pavadinimai buvo vartojami ir XXI amžiuje.

Verneriui kilo mintis, kad visos uolos nusėdo per vieną didžiulį potvynį. Tai vadinama neptūniška teorija. Dideli pokyčiai mąstyme įvyko, kai 1785 m. kovo ir balandžio mėnesiais Edinburgo karališkojoje draugijoje Džeimsas Hutonas perskaitė savo "Žemės teoriją, arba Žemės sudėties, ištirpimo ir atkūrimo dėsnių tyrimas" (The The Theory of the Earth; or, an Investigation of the Laws Observable in the Composition, Dissolution, and Restoration of Land Upon the Globe Upon the Globe). Džeimsas Huttonas po šių skaitymų tapo "šiuolaikinės geologijos įkūrėju". J. Huttonas teigė, kad Žemės gelmės yra karštos ir kad šis karštis yra variklis, skatinantis naujų uolienų susidarymą. Žemę ardė oras ir vanduo, o jos sluoksniai nusėdo jūroje; vėliau karštis sutvirtino nuosėdas į akmenį ir iškėlė jas į naujas žemes. Ši teorija buvo vadinama plutonistine, priešingai nei potvynių teorija.

XIX a. pradžioje Viljamas Smitas, Žoržas Kiuvjė ir kiti mokslininkai pradėjo identifikuoti sluoksnius pagal juose esančias fosilijas. Geologai galėjo tiksliau suskirstyti Žemės istoriją. Jei dviejuose sluoksniuose (kad ir kaip nutolusiuose erdvėje ar skirtingos sudėties) buvo tos pačios fosilijos, buvo didelė tikimybė, kad jie susidarė tuo pačiu metu. 1820-1850 m. atlikus išsamius Europos sluoksnių ir fosilijų tyrimus, buvo sudaryta geologinių laikotarpių seka, kuri naudojama iki šiol. Cuvier manė, kad daugelį geologinių Žemės ypatybių galima paaiškinti katastrofiškais įvykiais, dėl kurių išnyko daug gyvūnų rūšių. Per savo karjerą Cuvier pradėjo manyti, kad įvyko ne viena katastrofa, o kelios, kurios lėmė skirtingų faunų kaitą.

Didžiosios Britanijos geologai aktyviausiai dirbo XIX amžiuje. Kambras (romėniškas Velso pavadinimas), ordovikas ir silūras, pavadinti senovės velsiečių genčių vardais, buvo Velso uolienų apibrėžti laikotarpiai. "Devonas" buvo pavadintas Anglijos Devono grafystės vardu, o pavadinimas "Karbonas" buvo tiesiog adaptuotas "anglių klodų" (angl. Coal Measures), senojo britų geologų termino tam pačiam sluoksnių rinkiniui įvardyti, pavadinimas. Permas buvo pavadintas Permės (Rusija) vardu, nes jį, remdamasis to regiono sluoksniais, apibrėžė škotų geologas Roderickas Murchisonas. Britų geologai taip pat buvo atsakingi už periodų grupavimą į epochas ir tretinio bei kvartero periodų skirstymą į epochas. Apskritai laikotarpiai buvo pavadinti pagal vietoves, kuriose uolienos buvo lengvai pastebimos.

Geologai ir paleontologai geologinę lentelę sudarė remdamiesi santykine skirtingų sluoksnių ir fosilijų padėtimi. Jie nustatė laiko skalę, remdamiesi įvairių procesų greičio tyrimais. Jie įvertino atmosferos poveikį, eroziją, nuosėdų susidarymą ir tai, per kiek laiko nuosėdos virsta kieta uoliena. Radioaktyvumo atradimas 1896 m. ir jo pritaikymas geologijoje, atliekant radiometrinį datavimą, įvyko XX a. pirmoje pusėje. Tai leido absoliučiai datuoti uolienas ir nustatyti Žemės amžių.

Tarptautinė stratigrafijos komisija siekia tiksliai nustatyti, kada prasideda ir baigiasi geologiniai laikotarpiai ir kur yra geriausi jų pavyzdžiai. Jie vadinami Pasaulinės ribosstratotipų pjūviais ir taškais (angl. Global BoundaryStratotype Sections and Points, GSSP).

Žemės istorija, sutrumpinta iki 24 valandų

Klausimai ir atsakymai

K: Kas yra geologinė laiko skalė?

A: Geologinė laiko skalė - tai sistema, naudojama Žemės uolienų ir fosilijų istorijai matuoti ir klasifikuoti. Pagal ją Žemės istorija skirstoma į skirtingus laikotarpius, eras ir epochas, remiantis santykine skirtingų sluoksnių ir fosilijų padėtimi.

K: Kas pirmasis pasiūlė geologinio laiko skalės principus?

A: XVII a. pabaigoje Nicolaus Steno pirmasis pasiūlė geologinės laiko skalės principus. Jis teigė, kad uolienų sluoksniai (arba sluoksniai) klojasi vienas po kito ir kad kiekvienas iš jų yra laiko atkarpa. Jis taip pat suformulavo vadinamąjį Steno superpozicijos principą, kuris teigia, kad bet kuris sluoksnis greičiausiai yra senesnis už aukščiau esančius ir jaunesnis už žemiau esančius.

K: Kokią teoriją apie uolienas pasiūlė Abraomas Verneris?

A: Abraomas Verneris (Abraham Werner) pasiūlė teoriją, pagal kurią visos uolienos susidarė per vieną didžiulį potvynį, vadinamą neptūnistine teorija.

K: Kas pateikė alternatyvią idėją apie tai, kaip formuojasi žemė?

A: 1785 m. Edinburgo Karališkojoje draugijoje Jamesas Huttonas pristatė alternatyvią idėją apie tai, kaip formuojasi žemė, pateikdamas savo "Žemės teoriją, arba Žemės sudėties, tirpimo ir atstatymo dėsnių tyrimą" (The Theory of the Earth; or, an Investigation of the Laws Observable in the Composition, Dissolution, and Restoration of Land Upon the Globe Upon the Globe). Jo plutonistinė teorija teigė, kad žemę ardė oras ir vanduo ir ji sluoksniais nusėdo jūroje; vėliau karštis nuosėdas sulipdė į akmenį ir iškėlė jas į naujas žemes.

K: Kokio metodo, skirto sluoksniams nustatyti, pradininkas buvo Viljamas Smitas?

A: Viljamas Smitas pirmasis pradėjo taikyti sluoksnių identifikavimo pagal juose esančių fosilijų kiekį metodą. Tyrinėdamas sluoksnių sekas jis suprato, kad pagal jas galima nustatyti, kada Žemės istorijoje vyko tam tikri įvykiai.

K: Kaip radiometrinis datavimas padėjo patobulinti geologinį supratimą?

A: Radiometrinis datavimas padėjo patobulinti geologinį supratimą, nes nustatė absoliučias uolienų datas, kurios leido mokslininkams tiksliau nustatyti, kada Žemės istorijoje įvyko tam tikri įvykiai, pavyzdžiui, kada mūsų atmosferoje atsirado deguonis arba kada mūsų planetoje išsivystė organizmų lytinis dauginimasis.