1

CZAS GEOLOGICZNY

Powstanie Ziemi

Mechanizm powstania układu słonecznego nie jest wyjaśniony i wiąże się z teoriami

dotyczącymi powstania wszechświata. „Wielki wybuch” uznawany przez współczesną

kosmologię za najbardziej prawdopodobny model powstania Wszechświata. 13,7

mld lat temu

z gęstej i gorącej osobliwości początkowej wyłonił się Wszechświat. Od

tamtej pory sama przestrzeń rozszerzała się z biegiem czasu "unosząc" ze sobą

galaktyki. Termin Wielki Wybuch

określa moment, rozpoczęcia rozszerzania się

Wszech

świata. Wielki wybuch nie był eksplozją, gdyż proces ten, nie polegał na

ekspansji w pustej przestrzeni lecz dotyczy

ł "rozdymania" przestrzeni jako takiej.

Prawdopodobnie

Układ Słoneczny jest względnie młody, bowiem kształtował się

o

koło 5 mld lat temu, gdy Wszechświat osiągnął już dwie trzecie obecnej wielkości.

Obecnie powszechnie przyjęta jest hipoteza Harolda C. Ureya z 1952 roku, która

przyjmuje:



Słońce powstało z zagęszczonej kosmicznej chmury gazowo-pyłowo-

meteorytowej



z pozostałości tej chmury powstały planety w wyniku koncentracji materii pod

wpływem grawitacji



kondensacja materii spowodowała rozgrzanie planet i ich częściowe lub

całkowite upłynnienie

2

W stadium upłynnienia doszło do grawitacyjnego rozdzielenia materiału planetarnego

w ten

sposób, że składniki najlżejsze znajdowały się na zewnątrz a cięższe we

wnętrzu planety.

Ziemia podobnie jak układ słoneczny powstała przed około 4,5 (4,6 –4,8) mld lat.

Obecnie przypuszcza się, że dużo wcześniej.

(W XVII wieku arcybiskup James Usher na

podstawie biblii ustalił datę powstania

Ziemi południe 23 październik 4004 B.C.)

Skorupa ziemska była początkowo niestabilna, cienka i składała się ze skał typu

bazaltów. Nie było hydrosfery a atmosferę stworzyły tlenek i dwutlenek węgla,

siarkowodór, dwutlenek siarki, amoniak, chlorowodór, para wodna i inne gazy.

Gdy temperatura powierzchni obniżyła się poniżej 100



C mogła kondensować się

para wodna. Powstały pierwsze zbiorniki wód – zaczął działać pra hydrologiczny

cykl.

O istnieniu hydrosfery już ok. 0,5 mld lat od powstania Ziemi świadczą pierwsze

skały osadowe wieku ok. 3,8 mld lat.

Czas geologiczny

W okresie 4,5 mld skorupa ziemska ulegała daleko idącym przeobrażeniom. W

miejscu oceanów powstawały wysokie góry. Te z kolei były niszczone zrównane

(peneplenizacja) i w ich miejsce powstawały kolejne morza i oceany. Mimo, że

przebieg procesów geologicznych jest bardzo powolny, rozpatrywane w długim

okresie czasu są w pełni zrozumiałe.

Przykłady:

-

jeśli w zbiorniku morskim lub oceanicznym odkłada się 1 mm osadu rocznie, to

przez milion lat mamy 1000000 mm czyli 1 km.

obserwowane obecnie procesy biegną dużo szybciej:

-

próg wodospadu Niagara cofa się rocznie o 0,5 m. Podobnie nasze wybrzeża

klifowe.

-

Płyty litosfery przemieszczają się z prędkością do 10 cm rocznie.

-

W delcie Wisły osadziło się w czasie 10 000 lat do 30 m aluwiów.

3

Geologiczna skala czasu

http://www.ruf.rice.edu/~leeman/GeoTimeSpiral.gif

Podział dziejów Ziemi na ery, okresy i epoki oparty jest na ewolucji świata

organicznego i

przebiegu zjawisk górotwórczych.

Definiowanie okresów geologicznych oparte było przede wszystkim na

skamieniałościach. Główne epizody wymierania spowodowały zasadnicze różnice

w składzie skamieniałości poszczególnych okresów. Inną cechą wykorzystaną do

wyznaczenia systemów geologicznych była litologia skał. Obecnie najważniejszym

źródłem wiedzy o historii życia są badania genetyczne współcześnie żyjących

organizmów. Porównując sekwencje genetyczne potrafimy ustalać drzewa

ewolucyjne. Na podstawie drzew genetycznych potrafimy wyznaczać momenty

powstania poszczególnych grup organizmów i poszczególnych cech.

Badania genetyczne nie maja jednak zastosowania do gatunków już wymarłych.

Podzi

ał dziejów Ziemi

Ponieważ najstarsze ze skał zawierające skamieniałości wydzielono pod nazwą

kambru

, wszystkie starsze skały zostały określone jako prekambryjskie.

Prekambr jest nieformalnie stosowanym wydzieleniem, dzielony jest formalnie na

dwie jednos

tki geochronologiczne najwyższej rangi

- eon archaiczny

- eon proterozioczny,

4

granica pomiędzy nimi została określona wiekiem 2,5 mld lat.

Czas od kambru po dzień dzisiejszy reprezentuje eon fanerozoiczny – co oznacza

eon jawnego

życia.

Eon fan

erozoiczny dzielony jest na 3 ery definiowane historią życia na Ziemi:

• „okres starego życia” - era paleozoiczna,

• „okres średniego życia” - era mezozoiczna, era dinozaurów

• „okres współczesnego życia”, - era kenozoiczna, zwana nieformalnie erą ssaków.

Główne epizody wymierania spowodowały zasadnicze różnice w składzie

skamieniałości poszczególnych okresów.

Początek i koniec poszczególnych okresów szacowane są przy pomocy pierwiastków

promieniotwórczych pochodzących ze skał, znajdujących się w pobliżu granic

okresów

.

5

Określenie wieku Ziemi – metody:

-

wieku bezwzględnego – polega na wykorzystaniu zjawiska połowicznego rozpadu

pierwiastków promieniotwórczych (jest to czas, w którym połowa atomów danego

pierwiastka zawartego w skale ulega rozpadowi), np.:

40K 1,3 mld lat

238U 4,5 mld lat

14C 5570 lat

-

wieku względnego – polega na określeniu wieku skały względem innej (skała

młodsza - starsza); wykorzystuje się tu skamieniałości.

Jak pokazują datowania metodą rozpadu promieniotwórczego, najstarsze

skały na Ziemi mają ponad 3,8 mld lat. Himalaje tworzyły się przez ostatnie 15 mln lat

co stanowi zaledwie 0,3% historii Ziemi.

4,6 mld lat = 1 rok

.

January

February

March

28 march

—first one celled

organisms

April

May

First marine organisms

June

July

August

September

October

November

18. 11.

— Cambrian

expansion of life
29.11

— first land plant

and animals

December

11-25 .12

— age of

dinosaurs
31.12 23.37

— first Homo

species