Selles artiklis kirjeldatakse geoloogilise ajaskaala ajalugu. Esmakordselt pani selle põhimõtted paika Nicolaus Steno 17. sajandi lõpus. Steno väitis, et kivimikihtide (või kihtide) ladestumine toimub üksteise järel ja et iga kiht kujutab endast ajaviidet.

Steno sõnastas superpositsiooniprintsiibi. See ütleb, et iga kiht on tõenäoliselt vanem kui selle kohal olevad kihid ja noorem kui selle all olevad kihid. See põhimõte on lihtne, kuid selle rakendamine tegelike kivimite suhtes on keeruline nende ajaloo tõttu. 18. sajandil mõistsid geoloogid, et:

Kihtide jadad olid pärast ladestumist sageli erodeerunud, moonutatud, kallutatud või isegi ümberpööratud;
Erinevatel aladel samal ajal rajatud kihid võivad olla täiesti erineva väljanägemisega;
Iga piirkonna kihid esindavad vaid osa Maa pikast ajaloost.

Esimesed tõsised katsed sõnastada ajaloolise geoloogia ajaskaala, mida saaks kohaldada kõikjal maakeral, toimusid 18. sajandi lõpus. Kõige mõjukamaid neist varajastest katsetest juhtisid Abraham Werner ja teised. Nad jagasid maakoore kivimid neljaks tüübiks: Primaarne, sekundaarne, tertsiaarne ja kvaternaarne. Iga kivimitüüp tekkis selle teooria kohaselt Maa ajaloo mingi perioodi jooksul. Oli võimalik rääkida nii "tertsiaarperioodist" kui ka "tertsiaarsetest kivimitest". Tõepoolest, "tertsiaar" (nüüd paleotseen-pliotseen) ja "kvaternaari" (nüüd pleistotseen-holotseen) jäid geoloogiliste perioodide nimedena kasutusse kuni 21. sajandini.

Werner arvas, et kõik kivid on välja sadanud ühest tohutust üleujutusest. Seda nimetatakse neptunistlikuks teooriaks. Suur muutus mõtlemises toimus, kui James Hutton luges 1785. aasta märtsis ja aprillis Edinburghi Kuninglikus Seltsis oma "Theory of the Earth; or, an Investigation of the Laws Observable in the Composition, Dissolution, and Restoration of Land Upon the Globe" ("Maa teooria või Maa koostises, lahustumises ja taastumises täheldatavate seaduste uurimine"). James Huttonist sai neil lugemistel "kaasaegse geoloogia rajaja". Hutton oletas, et Maa sisemus on kuum ja et see soojus on mootor, mis ajendab uute kivimite teket. Maa erodeeriti õhu ja vee poolt ning ladestus kihtidena merre; seejärel konsolideeris soojus setted kivimiks ja tõstis need uuteks maadeks. Seda teooriat nimetati plutoonistlikuks, vastandina üleujutusele orienteeritud teooriale.

Kihtide identifitseerimist neis leiduvate fossiilide järgi alustasid 19. sajandi alguses William Smith, Georges Cuvier ja teised. Geoloogid said Maa ajalugu täpsemalt jagada. Kui kaks kihti (olgu nad ruumiliselt kaugel või erineva koostisega) sisaldasid samu fossiile, siis oli tõenäoline, et nad olid rajatud samal ajal. Euroopa kihistute ja kivististe üksikasjalikud uuringud aastatel 1820-1850 andsid tulemuseks tänapäevalgi kasutatava geoloogiliste perioodide järjestuse. Cuvier arvas, et paljusid Maa geoloogilisi iseärasusi saab seletada katastroofiliste sündmustega, mis olid põhjustanud paljude loomaliikide väljasuremise. Oma karjääri jooksul jõudis Cuvier veendumusele, et ei toimunud mitte üks, vaid mitu katastroofi, mille tulemuseks oli erinevate faunade järjestikune esinemine.

Briti geoloogid olid kõige aktiivsemad 19. sajandil. "Kambriumi" (Walesi rooma nimetus) ning "Ordoviitsiumi" ja "Siluri", mis on nimetatud iidsete Walesi hõimude järgi, olid Walesi kivimite poolt määratletud perioodid. "Devoni" sai oma nime Inglise Devoni krahvkonna järgi ja nimetus "Carboniferous" oli lihtsalt kohandamine "The Coal Measures", vana Briti geoloogide termin sama kihtide kogumi kohta. Permi" sai oma nime Permi (Venemaa) järgi, sest selle määratlemisel kasutas selle piirkonna kihistuid šoti geoloog Roderick Murchison. Briti geoloogid vastutasid ka perioodide rühmitamise eest ajastuteks ning kolmanda ja neljanda perioodi jaotamise eest epohhoosideks. Üldiselt nimetati perioodid nende kohtade järgi, kus kivimid olid kergesti vaadeldavad.

Geoloogid ja paleontoloogid rajasid geoloogilise tabeli erinevate kihtide ja fossiilide suhtelise asukoha alusel. Nad hindasid ajaskaalasid erinevate protsesside kiiruste uurimise põhjal. Nad hindasid ilmastikutingimusi, erosiooni, settimist ja seda, kui kaua võttis aega setete muutumine kõvaks kivimiks. Radioaktiivsuse avastamine 1896. aastal ja selle geoloogilised rakendused radiomeetrilise dateerimise abil toimusid 20. sajandi esimesel poolel. See tegi võimalikuks kivimite absoluutse dateerimise ja Maa vanuse avastamise.

Rahvusvaheline stratigraafiakomisjon töötab selle nimel, et täpselt määratleda, millal geoloogilised perioodid algavad ja lõpevad ning kus on parimad näited. Neid nimetatakse globaalseteks piiristratotüüpseteks lõikudeks ja punktideks(GSSP - Global BoundaryStratotype Sections and Points).

Maa ajalugu kaardistatud 24 tunniga

Küsimused ja vastused

K: Milline on geoloogiline ajaskaala?

V: Geoloogiline ajaskaala on süsteem, mida kasutatakse Maa kivimite ja fossiilide ajaloo mõõtmiseks ja liigitamiseks. See jagab Maa ajaloo erinevateks perioodideks, ajastuteks ja epohhoosideks, mis põhinevad erinevate kihtide ja fossiilide suhtelisel positsioonil.

K: Kes pakkus esimesena välja geoloogilise ajaskaala põhimõtted?

V: Nicolaus Steno oli esimene, kes 17. sajandi lõpus esitas geoloogilise ajaskaala põhimõtted. Ta väitis, et kivimikihtide (või kihtide) ladestumine toimub üksteise järel ja et iga kiht kujutab endast ajaviidet. Ta sõnastas ka nn Steno superpositsiooniprintsiibi, mis väidab, et iga kiht on tõenäoliselt vanem kui selle kohal olevad kihid ja noorem kui selle all olevad kihid.

K: Millise teooria pakkus Abraham Werner välja kivimite kohta?

V: Abraham Werner pakkus välja teooria, et kõik kivimid on välja sadanud ühest tohutust üleujutusest, mida nimetati neptunistlikuks teooriaks.

K: Kes tutvustas alternatiivset ideed maa kujunemise kohta?

V: James Hutton esitas alternatiivse idee selle kohta, kuidas maa moodustub, oma teooriaga "Theory of the Earth; or, an Investigation of the Laws Observable in the Composition, Dissolution, and Restoration of Land Upon the Globe" Edinburghi Kuningliku Seltsi ees 1785. aastal. Tema plutoonistlik teooria pakkus välja, et maa erodeeriti õhu ja vee poolt ning ladestus kihtidena meres; seejärel konsolideeris soojus setted kiviks, tõstes need uuteks maadeks.

Küsimus: Millise meetodiga oli William Smith teerajaja kihtide tuvastamisel?

V: William Smith oli teerajaja, kes töötas välja meetodi kihtide identifitseerimiseks nende fossiilide sisalduse järgi. Uurides kihtide järjestusi, mõistis ta, et nende abil saab kindlaks teha, millal teatud sündmused Maa ajaloos aset leidsid.

K: Kuidas aitas radiomeetriline dateerimine täpsustada geoloogilisi teadmisi?

V: Radiomeetriline dateerimine aitas täpsustada geoloogilist arusaama, andes kivimitele absoluutseid kuupäevi, mis võimaldas teadlastel täpsemalt hinnata, millal teatud sündmused Maa ajaloos toimusid, näiteks millal ilmus hapnik meie atmosfääri või millal arenes välja organismide suguline paljunemine meie planeedil.