地质年代划分的起源
第一批需要了解不同岩石单位的地质关系的人是矿工。至少自罗马时代开始,采矿就具有商业利益,但直到16世纪和17世纪,他们努力才引起了人们对于各地岩石关系的兴趣。
1669年,尼古劳斯·斯泰诺通过注意不同岩石单位之间的关系,描述了两个基本的地质学原理。第一个原理是沉积岩是水平排列的,第二个原理是较年轻的岩石单位沉积在较老的岩石单位之上。关于后一个原理,则可以想象一下墙上的油漆层。最老的一层先被涂上,被掩在底部,而最新的一层在顶部。1795年,詹姆斯·赫顿提出了另一个概念,后来在19世纪初,查尔斯·赖尔强调了这一概念。该理论认为在整个历史过程中,自然地质过程在频率和规模上是一致的,这种理论也被称作“均变论原理”。
斯泰诺提出的原理使17世纪和18世纪初的工人们开始认识到岩石的序列。然而,由于岩石是通过颜色、质地甚至气味来描述的,所以比较不同地区的岩石序列往往是不可能的。化石为工人们地理上不同的地区之间建立联系提供了机会。因为化石被发现覆盖了地壳的广大区域,所以这是很有可能的。
下一个对地质年代做出重大贡献的是英国测量员、运河工程师、业余地质学家威廉·史密斯。1815年,史密斯绘制了一幅英格兰地质图,成功证明了化石层序律。这个原理简单来说,化石在岩石被发现的顺序非常明确。这一原理指引了其他人研究如何使用化石来定义相对时间尺度内的增量。
关于地质年代的划分
地球的地质历史被分解成分层次的时间块。从大到小,这个层次结构包括宙、代、纪、世和期。所有这些都显示在如下所示的地质年代表的一部分中。
宙 | 代 | 纪 | 世 | 期 |
显生宙 | 新生代 | 古近纪 | 渐新世 | 恰特期 |
鲁培勒期 |
显生宙代表了大多数宏观生物——藻类、真菌、植物和动物——生活的时期。当第一次提出这一地质年代的划分时,人们认为显生宙的开始(5.42亿年前)与生命的起源相吻合。实际上,这一时期与进化出外骨骼(如贝壳)的动物和稍晚一些的形成内骨骼(如脊椎动物的骨骼)的动物的出现是一致的。显生宙之前的时代通常被称为前寒武纪,通常被分为图中所示的三个宙。
显生宙(Phanerozoic)被细分为三个主要板块:新生代(Cenozoic)、中生代(Mesozoic)和古生代(Paleozoic)。“-zoic”后缀来自词根“zoo”,意思是动物。这个词根与“动物学”(Zoology)和动物园(Zoological park或Zoo)中的词根相同。“Cen-”意思是“最近”,“Meso-”意思是“中间”,而“Paleo-”意思是“古代”。这些划分反映了古代动物群的组成的重大变化,每个时代都由一群特定的动物统治。新生代有时被称为“哺乳动物时代”,中生代则被称为“恐龙时代”,古生代被称为“鱼类时代”。但这是一种过于简化的观点,对初学者而言具有一定的价值,但可能会造成一些误导。例如,还有其他动物群生活在中生代。除了恐龙,哺乳动物、海龟、鳄鱼、青蛙和无数种类的昆虫也生活在陆地上。此外,有许多过去生活的植物现在已经不复存在了。古代植物群也经历了巨大的变化,但并不总是与动物群的变化同时发生。