Niniejszy artykuł opisuje historię geologicznej skali czasowej. Zasady te zostały po raz pierwszy określone przez Mikołaja Steno pod koniec XVII wieku. Steno argumentował, że warstwy skalne (lub warstwy) są układane kolejno, a każda z nich reprezentuje "plaster" czasu.

Steno sformułował zasadę superpozycji. Mówi ona, że dana warstwa jest prawdopodobnie starsza od tych nad nią i młodsza od tych pod nią. Zasada ta jest prosta, ale zastosowanie jej do prawdziwych skał jest skomplikowane przez ich historię. W XVIII wieku geolodzy zdali sobie z tego sprawę:

Po osadzeniu sekwencje warstw często ulegały erozji, zniekształceniu, przechyleniu, a nawet odwróceniu;
Strata ułożona w tym samym czasie w różnych obszarach może mieć zupełnie inny wygląd;
Warstwy danego obszaru stanowiły tylko część długiej historii Ziemi.

Pierwsze poważne próby sformułowania skali czasowej geologii historycznej, która mogłaby być zastosowana wszędzie na Ziemi, miały miejsce pod koniec XVIII wieku. Najbardziej wpływowe z tych wczesnych prób były prowadzone przez Abrahama Wernera i innych. Podzielili oni skały skorupy ziemskiej na cztery typy: Pierwotne, Drugorzędne, Trzeciorzędne i Czwartorzędne. Każdy z tych typów skał, według teorii, powstał w okresie historii Ziemi. Można było mówić zarówno o "okresie trzeciorzędnym", jak i o "trzeciorzędnym skałach". Rzeczywiście, "trzeciorzędowy" (obecnie paleocen-pliocen) i "czwartorzędowy" (obecnie plejstoceński-holocen) pozostawały w użyciu jako nazwy okresów geologicznych również w XXI wieku.

Werner wpadł na pomysł, że wszystkie skały wytrąciły się z jednej ogromnej powodzi. To się nazywa teoria neptuistyczna. Poważna zmiana w myśleniu nastąpiła, gdy James Hutton przeczytał swoją Teorię Ziemi; lub też śledztwo w sprawie praw obserwowalnych w Kompozycji, Rozwiązywaniu i Przywracaniu Ziemi na Globie przed Królewskim Towarzystwem w Edynburgu w marcu i kwietniu 1785 roku. James Hutton w tych czytaniach stał się "założycielem współczesnej geologii". Hutton sugerował, że wnętrze Ziemi jest gorące, i że to ciepło było motorem, który napędzał tworzenie nowej skały. Ziemia ulegała erozji przez powietrze i wodę i osadzała się jako warstwy w morzu; ciepło następnie utrwalało osad w kamieniu, a następnie wypychało go na nowe ziemie. Teorię tę nazwano Plutonistą, w przeciwieństwie do teorii ukierunkowanej na powodzie.

Identyfikacja warstw po skamielinach, które zawierały, została zapoczątkowana przez Williama Smitha, Georgesa Cuviera i innych na początku XIX wieku. Geolodzy mogli dokładniej podzielić historię Ziemi. Jeśli dwie warstwy (niezależnie od tego, jak odległe w przestrzeni kosmicznej lub o różnym składzie) zawierały te same skamieniałości, istniały duże szanse, że zostały ułożone w tym samym czasie. Szczegółowe badania warstw i skamieniałości Europy w latach 1820-1850 dały w efekcie sekwencję okresów geologicznych stosowanych do dziś. Cuvier uważał, że wiele z geologicznych cech Ziemi można wytłumaczyć katastrofalnymi wydarzeniami, które spowodowały wyginięcie wielu gatunków zwierząt. W trakcie swojej kariery Cuvier uwierzył, że nie było ani jednej katastrofy, ale kilku, w wyniku których doszło do szeregu różnych faun.

Brytyjscy geolodzy byli najbardziej aktywni w XIX wieku. Kambryjczycy" (rzymska nazwa Walii) oraz "ordowiku" i "syluru", nazwane na cześć starożytnych plemion walijskich, były okresami zdefiniowanymi przez walijskie skały. Nazwa "Devonian" pochodzi od angielskiego hrabstwa Devon, a nazwa "Carboniferous" była po prostu adaptacją "the Coal Measures", terminu starych brytyjskich geologów dla tego samego zestawu warstw. Nazwa "Permian" pochodzi od nazwy Permu w Rosji, ponieważ została ona zdefiniowana za pomocą warstw w tym regionie przez szkockiego geologa Rodericka Murchisona. Brytyjscy geolodzy byli również odpowiedzialni za grupowanie okresów w epoki i podział okresów trzecio- i czwartorzędu na epoki. Ogólnie rzecz biorąc, nazwy okresów pochodziły od miejsc, w których skały były łatwe do zobaczenia.

Geolodzy i paleontolodzy oparli tabelę geologiczną na względnych położeniach różnych warstw i skamieniałości. Oszacowali oni skalę czasową w oparciu o badanie szybkości różnych procesów. Oszacowali wietrzenie, erozję, sedymentację oraz czas potrzebny do przekształcenia osadów w twardą skałę. Odkrycie radioaktywności w 1896 r. i jej geologiczne zastosowanie poprzez datowanie radiometryczne nastąpiło w pierwszej połowie XX w. Umożliwiło to datowanie bezwzględne skał, a także odkrycie wieku Ziemi.

Międzynarodowa Komisja ds. Stratygrafii pracuje nad dokładnym określeniem, kiedy rozpoczynają się i kończą okresy geologiczne i gdzie znajdują się najlepsze przykłady. Są one nazywane Global BoundaryStratotype Sections and Points (GSSP).

Historia Ziemi mapowana do 24 godzin

Pytania i odpowiedzi

P: Co to jest geologiczna skala czasu?

O: Geologiczna skala czasu to system służący do pomiaru i kategoryzacji historii skał i skamieniałości na Ziemi. Dzieli historię Ziemi na różne okresy, ery i epoki na podstawie względnych pozycji różnych warstw i skamieniałości.

P: Kto pierwszy zaproponował zasady geologicznej skali czasu?

O: Nicolaus Steno był pierwszym, który pod koniec XVII wieku zaproponował zasady leżące u podstaw geologicznej skali czasu. Twierdził on, że warstwy skalne (lub pokłady) są układane po sobie i że każda z nich stanowi "kawałek" czasu. Sformułował również tak zwaną zasadę superpozycji Steno, która mówi, że każda warstwa jest prawdopodobnie starsza od tych, które leżą nad nią i młodsza od tych, które leżą pod nią.

P: Jaką teorię na temat skał zaproponował Abraham Werner?

O: Abraham Werner zaproponował teorię, że wszystkie skały zostały wytrącone przez jedną ogromną powódź, którą nazwano teorią neptuńską.

P: Kto przedstawił alternatywną koncepcję formowania się ziemi?

O: James Hutton przedstawił alternatywną koncepcję formowania się ziemi w swojej Theory of the Earth; or, an Investigation of the Laws Observable in the Composition, Dissolution, and Restoration of Land Upon the Globe przed Royal Society of Edinburgh w 1785 roku. Jego teoria plutonistyczna sugerowała, że lądy były erodowane przez powietrze i wodę i osadzały się w postaci warstw w morzu; ciepło następnie konsolidowało osady w kamień, wypiętrzając je w nowe lądy.

P: Jaką technikę identyfikacji warstw opracował William Smith?

O: William Smith był pionierem techniki identyfikacji warstw na podstawie zawartości skamieniałości. Badając sekwencje warstw, zdał sobie sprawę, że można je wykorzystać do określenia czasu, w którym miały miejsce pewne wydarzenia w historii Ziemi.

P: W jaki sposób datowanie radiometryczne pomogło udoskonalić wiedzę geologiczną?

O: Datowanie radiometryczne pomogło udoskonalić wiedzę geologiczną, dostarczając bezwzględnych dat dla skał, co pozwoliło naukowcom dokładniej oszacować, kiedy miały miejsce pewne wydarzenia w historii Ziemi, takie jak pojawienie się tlenu w naszej atmosferze lub rozwój rozmnażania płciowego wśród organizmów na naszej planecie.