Elämän syntymästä joukkokuoltoon, Maa on käynyt läpi uskomattomia muutoksia 4,6 miljardin vuoden aikana. Niin paljon historiaa, miten tutkijat voivat seurata mitä tapahtui, kun?
Järjestelmä, johon monet tutkijat ovat asettuneet, on kansainvälinen geologinen aika-asteikko (esitetty tässä kansainvälisessä kronostratigrafisessa taulukossa), joka jakaa geologisen ajan viiteen yksikköön. Pisinä lyhyimpiin ja tarkimpiin nämä yksiköt ovat aikoja, aikakausia, aikakautta, ajanjaksoja ja ikiä.
Geologisen ajan eri vaiheet määritellään "fossiilisten aineistojen näkyvissä muutoksissa", Maine-yliopiston paleoekologian ja kasvien ekologian apulaisprofessorin Jacquelyn Gillin mukaan. Fossiilit ovat kätevä työkalu tässä treffitöissä muutamasta syystä. Yhdessä elämä on todennäköisesti ollut noin 90 prosenttia maan olemassaolosta, joten maapallon historia on samansuuntainen elämän historian kanssa. Fossiilit ovat hyödyllisiä myös siksi, että fossiilitietojen muutokset heijastavat muutoksia ekologiassa, toisin sanoen elävien olosuhteiden ja niiden ympäristön suhteita. Nämä muutokset maapallon ekologiassa heijastavat yleensä planeetan historian tärkeimpiä tapahtumia, Gill sanoi.
Yksi tärkeä hetki geologisessa ajassa oli siirtyminen Mesozoic-ajasta Cenozoic-aikakauteen noin 65 miljoonaa vuotta sitten. Muutosta vauhditti asteroidi-isku, joka lopulta tappoi nonavialaiset dinosaurukset.
"Se oli yksi huono iltapäivä, joka otti aikaa pelata kokonaan", Gill kertoi Live Science: lle. Tuon huonon päivän vaikutukset ovat rypistyneet kymmenien miljoonien vuosien ajan. Se aloitti nykyisen aikakautemme ja antoi nisäkkäiden ja kukinnan kasvien menestyä.
"Jos matkustat aikaisemmin, silloin tiedät olosi planeetalla Maa", Gill kertoi varhaisesta Cenozoic-aikakaudesta, "ainakin siihen asti, kunnes joku outo nisäkäs ohi."
Mutta sinun ei tarvitse hankkia käsiäsi aikakoneelle arvostaaksesi muutosta, joka tapahtuu Mesozoicin ja Cenozoicin välillä. Kivikerroksen huolellinen tutkiminen voi olla riittävä auttamaan tutkijaa selvittämään sen ikä. Esimerkiksi vaikutus, joka hyvitetään mesozoisen aikakauden päättymisen ja Cenozoic-aikakauden alkamisen jälkeen, on merkitty kerroksella, joka sisältää epätavallisen korkeita iridiumpitoisuuksia, mikä on paljon yleisempi meteoreissa kuin maankuoressa.
Muut mineraalien ja alkuaineiden suhteiden muutokset voivat tarjota todisteita myös maan matalasta historiasta. Esimerkiksi hiukan yli 5 miljoonaa vuotta sitten tektoninen toiminta sulki Gibraltarin salmen, aiheuttaen lopulta Välimeren kutistumisen ja sen mineraalipitoisuuden piikkiin. Tämä tapahtuma tapahtui Messinian aikana, ja se merkitsi miokeenikauden loppua ja plioseenikauden alkua, noin 5,3 miljoonaa vuotta sitten.
"Suola- ja kipsi-esiintymät ovat nyt havaittavissa monissa Välimeren ympäröivissä maissa ja paljastuvat nykyään kiveinä nykyaikaisen merenpinnan yläpuolella", johtuen tektonisesta aktiivisuudesta miljoonien vuosien ajan, koska se tapahtui viimeisen kerran, Karlin mukaan Wegmann, geologian apulaisprofessori Pohjois-Carolinan osavaltion yliopistossa.
Viimeaikaiset edistysaskeleet geokronologiassa tai kalliokartoituksen avulla geologit voivat mitata radioaktiivisen hajoamisen ja "määrittää erittäin tarkat absoluuttiset ikäryhmät geologisiin tapahtumiin", Wegmann kertoi Live Sciencelle sähköpostitse. Geokronologit laskevat tätä varten kivien ikä vertaamalla tiettyjen isotooppien tai elementtien osuuksia, joiden ytimessä on eri määrä neutroneja kuin normaalissa. Kaikki nämä lähestymistavat sopivat yhteen kuin palapeli, jotta tutkijoille saadaan yhteinen kieli keskustellakseen kaukaisesta menneisyydestä.
Geologinen aikakaava on tieteellinen työkalu, mutta se on myös historian esine. Objektiivisesti mittaavat ominaisuudet, kuten radioaktiivinen hajoaminen, voivat kertoa tutkijoille kivikerrosten muodostumisen, mutta tutkijoiden, jotka usein rakentavat edeltäjiensä työtä, on päätettävä, kuinka viipaloida ja pilkottaa tiedot geologisiin aikakehyksiin. Yksi kronostratigrafian kiistanalaisimmista kysymyksistä on kuinka määritellä oma aika.
"Holoseeni on eräänlainen mielivaltainen aikakausi", Gill sanoi. Holoseenikausi alkoi noin 12 000 vuotta sitten, kun Maa alkoi lämmetä viimeisen jääkauden jälkeen. Mutta Gillin mukaan tuon jääkauden lopulla, vaikka se tapahtui samanaikaisesti siirtymisen kanssa uudelle aikakaudelle, ei ole geologisesti merkittävää merkitystä kuin sitä edeltäneiden jääkausien lopulla.
Vielä nykyäänkin tutkijat nimeävät edelleen uusia ajanjaksoja, mukaan lukien Chibanian ikä, nimeltään Japanin prefektuurista, jossa ikää määrittävä sedimentti löytyi. Monet tutkijat ja muut väittävät, että ihmisten viimeaikainen vaikutus planeettaan ansaitsee uuden aikakauden, antroposeenin, julistamisen, kun taas muiden tutkijoiden mukaan Capitalocene välittää tarkemmin sosiaaliset järjestelmät, jotka ovat vaikuttaneet planeettaan niin suuresti teollisen vallankumouksen jälkeen.
Toimittajan huomautus: Tämä tarina päivitettiin korjaamaan Karl Wegmannin otsikko. Hän on apulaisprofessori Pohjois-Carolinan osavaltion yliopistossa, ei Pohjois-Carolinan yliopistossa.
