Von der Entstehung des Lebens bis zum Massensterben hat die Erde in ihren 4,6 Milliarden Jahren unglaubliche Veränderungen durchgemacht. Wie können Forscher bei so viel Geschichte verfolgen, was wann passiert ist?
Das System, auf das sich viele Wissenschaftler festgelegt haben, ist die Internationale Geologische Zeitskala (hier in der Internationalen Chronostratigraphischen Karte dargestellt), die die geologische Zeit in fünf Einheiten unterteilt. Von den längsten bis zu den kürzesten und präzisesten sind diese Einheiten Äonen, Epochen, Epochen, Perioden und Alter.
Die verschiedenen Stadien der geologischen Zeit werden "durch sichtbare Veränderungen im Fossilienbestand definiert", so Jacquelyn Gill, Associate Professor für Paläoökologie und Pflanzenökologie an der University of Maine. Fossilien sind aus mehreren Gründen ein nützliches Werkzeug in dieser Datierungsarbeit. Zum einen besteht das Leben wahrscheinlich seit etwa 90% der Existenz der Erde, so dass die Geschichte der Erde mit der Geschichte des Lebens einhergeht. Fossilien sind auch nützlich, weil Änderungen im Fossilienbestand Änderungen in der Ökologie widerspiegeln, dh die Beziehungen zwischen Lebewesen und ihrer Umwelt. Diese Veränderungen in der Ökologie der Erde spiegeln tendenziell die wichtigsten Ereignisse in der Geschichte des Planeten wider, sagte Gill.
Ein wichtiger Moment in der geologischen Zeit war der Übergang vom Mesozoikum zum Känozoikum vor etwa 65 Millionen Jahren. Die Veränderung wurde durch den Asteroideneinschlag beflügelt, der schließlich die nicht-avianischen Dinosaurier tötete.
"Das war ein schlechter Nachmittag, der einige Zeit in Anspruch nahm", sagte Gill gegenüber Live Science. Die Auswirkungen dieses schlechten Tages haben sich seit zig Millionen Jahren ausgewirkt. Es leitete unsere heutige Ära ein und ließ Säugetiere und Blütenpflanzen gedeihen.
"Wenn Sie mit der Zeit reisen, wissen Sie, dass Sie sich auf dem Planeten Erde befinden", sagte Gill über das frühe Känozoikum, "zumindest bis ein seltsames Säugetier vorbeirannte."
Aber Sie müssen keine Zeitmaschine in die Hände bekommen, um das Ausmaß des Wandels zwischen dem Mesozoikum und dem Känozoikum einzuschätzen. Eine sorgfältige Untersuchung einer Gesteinsschicht kann ausreichen, um einem Forscher zu helfen, ihr Alter herauszufinden. Zum Beispiel ist der Einfluss, der dem Ende des Mesozoikums und dem Beginn des Känozoikums zugeschrieben wird, durch eine Schicht gekennzeichnet, die ungewöhnlich viel Iridium enthält, was bei Meteoren viel häufiger vorkommt als in der Erdkruste.
Andere Änderungen der Mineral- und Elementverhältnisse können ebenfalls Hinweise auf die turbulente Geschichte der Erde liefern. Zum Beispiel schloss vor etwas mehr als 5 Millionen Jahren die tektonische Aktivität die Straße von Gibraltar, was schließlich dazu führte, dass das Mittelmeer schrumpfte und sein Mineralgehalt anstieg. Dieses Ereignis ereignete sich im messinischen Zeitalter und markierte das Ende des Miozäns und den Beginn des Pliozäns vor etwa 5,3 Millionen Jahren.
"Salz- und Gipsvorkommen sind heute in vielen Ländern rund um das Mittelmeer zu beobachten und liegen heute als Felsen über dem modernen Meeresspiegel", so Karl aufgrund der tektonischen Aktivität in den Millionen von Jahren seit ihrem letzten Auftreten Wegmann, außerordentlicher Professor für Geologie an der North Carolina State University.
Jüngste Fortschritte in der Geochronologie oder Gesteinsdatierung ermöglichen es Geologen, den radioaktiven Zerfall zu messen und "geologischen Ereignissen ein sehr genaues absolutes Alter zuzuweisen", sagte Wegmann Live Science per E-Mail. Zu diesem Zweck berechnen Geochronologen das Alter von Gesteinen, indem sie die Anteile bestimmter Isotope oder Elemente vergleichen, deren Kerne eine andere Anzahl von Neutronen aufweisen als normal. Alle diese Ansätze passen wie ein Puzzle zusammen, um Forschern eine gemeinsame Sprache für die Diskussion der fernen Vergangenheit zu bieten.
Die geologische Zeitskala ist ein wissenschaftliches Werkzeug, aber auch ein Artefakt der Geschichte. Durch die objektive Messung von Eigenschaften wie dem radioaktiven Zerfall können Forscher feststellen, wann sich Gesteinsschichten gebildet haben. Es liegt jedoch an Wissenschaftlern, die häufig auf der Arbeit ihrer Vorgänger aufbauen, zu entscheiden, wie die Daten in geologische Zeitrahmen unterteilt und in Würfel geschnitten werden sollen. Eine der umstrittensten Fragen in der Chronostratigraphie ist, wie wir unsere eigene Zeit definieren können.
"Das Holozän ist eine Art willkürliche Epoche", sagte Gill. Das Holozän begann vor etwa 12.000 Jahren, als sich die Erde nach der letzten Eiszeit zu erwärmen begann. Laut Gill ist das Ende dieser Eiszeit, obwohl es mit dem Übergang zu einer neuen Epoche zusammenfiel, nicht von größerer geologischer Bedeutung als das Ende der Eiszeiten davor.
Noch heute benennen Wissenschaftler neue Zeitfenster, einschließlich des Chiban-Zeitalters, benannt nach einer japanischen Präfektur, in der das Sediment gefunden wurde, das das Alter definiert. Viele Wissenschaftler und andere behaupten, dass die jüngsten Auswirkungen des Menschen auf den Planeten die Erklärung eines neuen Zeitalters, des Anthropozäns, verdienen, während andere Wissenschaftler sagen, dass das Kapitalozän die sozialen Systeme, die den Planeten seit der industriellen Revolution so stark beeinflusst haben, genauer wiedergibt.
Anmerkung des Herausgebers: Diese Geschichte wurde aktualisiert, um den Titel von Karl Wegmann zu korrigieren. Er ist außerordentlicher Professor an der North Carolina State University, nicht an der University of North Carolina.
