Istoria geologica a pamantului

Geologii încearcă de mult timp să afle vârsta Pământului pe baza urmelor găsite în roci, dar numai în ultima vreme au început să ajungă mai aproape de răspunsuri.

Majoritatea geologilor îl consideră pe James Hutton (1726 - 1797) - medic şi om de ştiinţă scoţian -, părintele geologiei moderne. în 1785, bazat pe propriile studii şi observaţiile făcute asupra proceselor naturale, el a elaborat şi a publicat Teoria Pământului. El şi-a dat seama că suprafaţa Pământului este în continuă schimbare. Efectele vremii, de exemplu gerul, dezagre-ghează treptat rocile, râurile transporta rocile tocite în lacuri şi mări, care prin depunerea lor formează noi roci sedimentare împreună cu aluviunea de nisip şi nămol.

Căldură şi presiune

După teoria lui Hutton, căldura şi presiunea au transformat depunerile adânci de aluviuni în roci metamorfe. El a descris şi o a treia categorie de roci, în care a enumerat bazaltul şi granitul, considerând că acestea s-au format din solidificarea magmei vulcanice. Această categorie a primit denumirea de rocă eruptivă sau. magmatică.
Hutton a înţeles că rocile, care cândva erau îngropate în adâncul pământului, fie acestea magmatice sau sedimentare, de multe ori s-au  ridicat şi au format uscat nou sau munţi. Ulterior şi aceştia s-au erodat.
Hutton era interesat şi de vârsta relativă a rocilor. De exemplu, a examinat nişte roci complexe din Scoţia şi a ajuns la concluzia că acestea au fost roci sedimentare când s-au format şi ulterior s-au transformat în roci metamorfe. A găsit filoane subţiri de granit în aceste roci care s-au format din substanţa topită presată între straturile metamorfe.
Din aceasta a tras concluzia că filoanele de granit trebuie să fie mai tinere decât rocile metamorfe. Totodată a mai recunoscut că uneori diferenţa de vârstă dintre partea superioară a unui strat şi partea inferioară a stratului de deasupra acestuia, este foarte mare. Acest plan de demarcaţie se numeşte discordanţa sau discontinuitate stratigrafică. Discordanţa se formează când încetează formarea rocilor şi sunt supuse erodării. După o perioadă îndelungată, când aceste roci ajung din nou sub nivelul mării, se formează roci noi deasupra lor.
Hutton era conÅŸtient că procesele cercetate de el sunt foarte lente, ÅŸi din această cauză istoria Pământului trebuia să’fie foarte lungă. Nu a avut posibilitatea să aprecieze vârsta Pământului, dar a menÅ£ionat că “nu am găsit urme ale unui început ÅŸi nici semne care să indice un sfârÅŸit”.

Cartare geologică

Un inginer englez, William Smith (1769 -1839) a adus o altă contribuţie importantă la înţelegerea timpurilor geologice. Smith a lucrat la construcţiile canalelor destinate transporturilor de mărfuri la începutul revoluţiei industriale britanice. în timp ce muncitorii au săpat gropile, el a adunat fosilele gâsite în roci din adâncul pământului. A observat că numeroase fosile pot fi întâlnite numai în anumite straturi de roci. La fel, a publicat harta geologică a Angliei şi a Ţării Galilor. Aceasta a arătat locul de ridicare la suprafaţă a rocilor şi a indicat vârsta lor relativă, începând de la vechi până la mai noi.

Citirea în roci

Utilizând legea superpoziţiei, - după care în cazul unor roci sedimentare necrestate, rocile mai recente se află deasupra rocilor mai vechi -, geologii au întocmit hărţi despre vârsta relativă a rocilor. Clasificarea rocilor crestate necesită însă atenţie sporită. De exemplu, în rocile cutate straturile se înclină uneori până la vertical. Există cazuri în care rocile mai vechi ajung deasupra celor mai noi prin răsturnare.
Din fericire, geologii au metode de stabilire a modului de formare a rocilor crestate. De exemplu, pe partea superioară a unor roci au lasat urme valurile sau vantul. De asemenea, gaurile sapate de melci cand roca era mai moale, şi alte urme de animale, indică tot partea superioară a rocilor.

Coloana timpurilor geologice

Cu ajutorul acestor tehnici, geologii au stabilit ordinea de formare a rocilor în diferitele părţi ale lumii. Pe baza rezultatelor s-a ridicat coloana istoriei Pământului.
La fel cum ne este mai uşor să înţelegem istoria omenirii dacă o împârţim în civilizaţii sau în domniile unor regi ori împăraţi, din considerente similare geologii au împărţit istoria Pământului în părţi cu diferite nume.
Rocile care s-au format cu peste 590 milioane de ani în urmă conţin foarte puţine fosile. Până nu de mult, aceste roci antice au fost împărţite în două grupe. Rocile mai vechi care nu conţin nici un fel de fosile, au fost denumite roci Arhaice, iar cele puţin mai recente, în care fosilele sunt foarte rare, au fost numite Proterozoice. Rocile formate în ultimii 590 milioane de ani, în care s-au găsit fosile din abundenţă, sunt denumite Phanerozoice.

Cele trei ere îndelungate

Formele de fosile găsite în rocile Phanerozoice sunt atât de diverse, încât ulterior a fost nevoie să distingem încă alte trei ere (perioade foarte lungi de timp): Paleozoicul (era străveche), Mezozoicul (era mijlocie) şi Neozoicul (era nouă). Fiecare eră este împărţita în perioade. Prima perioadă a Paleozoicului este Cambrianul. Actualmente, geologii se referă la rocile formate înainte de perioada Cambrianâ ca fiind Precambriane.
Mai multe perioade au primit numele după locul în care au fost studiate pentru prima dată roci din perioada respectivă. De exemplu, perioada Cambriană a primit numele de la Cambria, numele latin al Ţării Galilor, iar Permianul a primit numele după o provincie rusească - Perm. Altele, cum sunt Ordovicianul şi Silurianul au primit numele după nişte triburi antice din Marea Britanic Perioadele Carbonifer şi Cretacic sunt denumite după tipul rocilor asociate cu ele: cărbunele (sau carbonul) respectiv creta (care şi în limba latină înseamnă cretă). Ca lucrurile să fie şi mai complicate, geologii americani au împărţit perioada Carboniferă în două: Mississippi (sau Carboniferul Inferior) şi Pennsylvania (Carboniferul superior).

Perioade ÅŸi epoci

Neozoicul se împarte în două perioade: Terţiar şi Cuaternar. Aceste denumiri au rămas dintr-un sistem de clasificare mai vechi, după care rocile erau împărţite în patru categorii: Primar, Secundar, Terţiar şi Cuaternar. Termenii Primar şi Secundar nu mai sunt utilizaţi, dar cel Terţiar şi Cuaternar au supravieţuit.
O vârstă este o perioada mai scurtă decât o epocă. Şi în limba română există o discrepanţă în utilizarea termenului de perioadă sau epocă, deoarece geologii vorbesc despre o perioadă sau epocă Glaciară, care a apărut în cadrul Pleistocenului, care este o epocă.
Coloana geologică a arătat vârsta relativă a rocilor şi a dat nume erelor, perioadelor şi epocilor, care apoi au putut fi utilizate oriunde în lume, deşi geologii încă nu ştiau durata lor exactă.

Utilizarea fosilelor

Spre sfârşitul secolului al XlX-lea au început eforturile serioase pentru determinarea vârstei rocilor. Un geolog însemnat, Sir Charles Lyell (1797 - 1875), prieten cu Charles Darwin, a încercat să determine vârsta rocilor pornind de la numărul fazelor evolutive întâlnite la fosile. Bazându-se pe aceasta el a estimat că distanţa în timp dintre începutul perioadei Cambriene, când au devenit abundente fosilele, şi până în prezent este de circa 240 milioane de ani. Aceste cifre însă nu au fost corecte, fiind mai mici decât cele acceptate în prezent.
Un mare fizician britanic, Lord Kelvin (1824 - 1907) a încercat prin mai multe metode să determine vârsta Pământului. Una din metode a implicat studiul variaţiei vitezei de rotaţie a Pământului şi a cantităţii de energie degajate de Soare. într-un calcul diferit s-a bazat pe ipoteza că globul a fost la început o sferă topită, şi a încercat să calculeze timpul necesar răcirii la temperatura prezentă. Din calculele făcute a ajuns la concluzia că Pământul poate fi de cel mult 100 milioane de ani. Şi aceste calcule s-au dovedit a fi incorecte.

Stabilirea vârstei absolute

După descoperirea radioactivităţii (1896) s-a demonstrat că cifrele’ stabilite de Kelvin sunt incorecte. SubstanÅ£ele radioactive găsite în unele roci emit particule cu energie mare ÅŸi radiaÅ£ii puternice. Din această cauză, acestea se descompun într-un ritm constant. De exemplu, uraniul, care este un element radioactiv, după descompunere va deveni plumb, deci vârsta mostrelor de uraniu poate fi calculată după cantitatea de plumb din ele.
Utilizând metoda radioactivă, geologii au reuşit să determine vârsta absolută a rocilor, precum şi datele de început şi durata erelor, perioadelor şi epocilor. Aceste cifre trebuie supuse revizuirii de fiecare dată când se găsesc şi se clasifică noi roci radioactive. Metodele radioactive au demonstrat că vârsta Pământului trebuie măsurată nu în milioan, ci in miliarde de ani.