Trochę teorii
Rozwój świata organicznego, zmiany klimatu i ruchy górotwórcze stały się podstawą do podziału dziejów Ziemi na jednostki geologiczne – ery, okresy, epoki i piętra.
Era to największa jednostka podziału dziejów Ziemi; kryterium podziału na ery stanowiły zasadnicze zmiany w rozwoju życia organicznego
Okres geologiczny to jednostka geochronologiczna dziejów Ziemi, wchodzi w skład ery, podzielony jest natomiast na epoki.
Podział dziejów Ziemi na ery i okresy przedstawia tablica stratygraficzna. Jest to tabela skonstruowana w taki sposób, że na górze tabeli są najmłodsze ery, okresy lub epoki geologiczne; każda następna epoka lub okres jest starsza od poprzedzającej; taki sposób konstrukcji tabel stratygraficznych spowodowany jest odniesieniem do stanu rzeczywistego; w naturze najczęściej na powierzchni są skały najmłodsze, im głębiej, tym skały są starsze; granice między erami, okresami i epokami geologicznymi wyznaczone zostały przez poszczególne wydarzenia w rozwoju skorupy ziemskiej; najczęściej były to ruchy górotwórcze oraz pojawienie się lub wymarcie charakterystycznych organizmów roślinnych i zwierzęcych.
Prekambr (Archaik i Proterozoik)
Najstarszą erą w dziejach Ziemi jest era archaiczna. Bardzo często bywa łączona z erą proterozoiczną i określana wspólną nazwą – prekambr.
Prekambr trwał około 4 mld lat. W tym czasie zaczęła kształtować się litosfera, atmosfera i hydrosfera. Uformowały się też pierwsze kontynenty. Skorupa ziemska miała niewielką grubość, co sprzyjało intensywnym procesom magmowym, zarówno wulkanicznym, jak i plutonicznym. W prekambrze uformowane zostały cokoły kontynentalne, a także podłoża prekambryjskich platform (np. wschodnioeuropejskiej, na której położona jest znaczna część obszaru Polski).
Z tego okresu nie ma skamieniałości, wiadomo natomiast, że w proterozoiku istniały prymitywne bakterie i sinice, z których zaczęły ewoluować pierwsze rośliny zdolne do fotosyntezy.
Znaczny wzrost zawartości tlenu w atmosferze pod koniec prekambru spowodował rozwój życia, co zakończyło tę erę. Z prekambru pochodzą też złoża żelaza, cynku, niklu.
Era paleozoiczna
Kolejną erą w dziejach Ziemi była era paleozoiczna. Rozpoczęła się 570 mln lat temu i składała się z sześciu okresów: kambru, ordowiku, syluru, dewonu, karbonu i permu. Trzy pierwsze okresy zalicza się do starszego paleozoiku, a trzy kolejne do paleozoiku młodszego.
Powstanie Pangei
Pangea to kontynent, który istniał na kuli ziemskiej na przełomie karbonu i permu około 300–180 milionów lat temu. Wówczas wszystkie współczesne kontynenty stanowiły jedną całość, dlatego Pangea nazywana jest superkontynentem. Powstała pod koniec paleozoiku wskutek zderzenia się ze sobą Gondwany, Euroameryki oraz kontynentów syberyjskiego i kazachskiego, co wynikało z ruchów płyt litosfery, zgodnie z teorią tektoniki płyt. Kontynent ten otoczony był wszechoceanem Panthalassa oraz Oceanem Tetydy – w miejscu przyłączenia się Syberii z Kazachstanem.
Rozmieszczenie jednego wielkiego kontynentu na Ziemi przynosiło konsekwencje w postaci wydłużonych prądów morskich oraz występowania wielu cyklonów zwanych hiperkanami. Początkowo na świeżo ukształtowanej Pangei panował klimat dość łagodny. W karbonie północna część kontynentu znajdowała się w klimacie wilgotnym i gorącym, co sprzyjało sedymentacji szczątków roślinnych w obrębie ówczesnych lasów, które znajdowały się na terenie Ameryki Północnej, Europy i Azji, czego skutkiem było powstanie pokładów węgla kamiennego. Południowa część kontynentu znajdowała się wówczas w obrębie lodowców Gondwany. W permie klimat zaczął się zmieniać. Proces pustynnienia objął lasy, a następnie większość obszarów kontynentu, co przyczyniło się do przystosowania się zwierząt do warunków lądowych. W tym czasie dominowały owodniowce. Pustynnienie permskie przyczyniło się do zmniejszenia się ilości tlenu na Ziemi oraz powstawania wysadów solnych. Z kolei na półkuli południowej w tym czasie nastąpiło wielkie zlodowacenie.
Rozpad superkontynentu został zapoczątkowany w triasie w wyniku procesów spreadingu. Wówczas Pangea została podzielona na dwie części: Laurazję i Gondwanę, pomiędzy nimi znajdował się Ocean Atlantycki. Ostatecznie superkontynent rozpadł się, początkując formowanie się siedmiu kontynentów w okresie kredy. Dowodem tych procesów są trapy, czyli obszerne pokrywy skał wulkanicznych znajdujące się na obszarze wyżyny Dekan oraz we wschodniej Afryce.
Źródło: Materiał wykorzystany na podstawie art. 29 ustawy o prawie autorskim i prawach pokrewnych (prawo cytatu) Https://encyklopedia.pwn.pl/haslo/Pangea;3953819.html.
Orogenezy
W erze paleozoicznej miały miejsce dwa fałdowania.
Pierwsze, fałdowanie kaledońskie, rozpoczęło się pod koniec kambru i trwało aż do wczesnego dewonu. Wypiętrzyły się wówczas łańcuchy górskie: Góry Kaledońskie, Grampian, Góry Skandynawskie w Europie, północno‑wschodnia część Appalachów (Ameryka Północna) oraz Góry Świętokrzyskie.
Drugie fałdowanie, hercyńskie (nazywane też waryscyjskim), rozpoczęło się pod koniec syluru i trwało aż do końca permu. Wypiętrzeniu uległy wówczas Wogezy, Harz, Ural, Appalachy, Góry Iberyjskie, Kantabryjskie, Przylądkowe, Masyw Centralny, a w Polsce – Sudety.
Transgresje i regresje morskie
Wiadomo, że świat organiczny lądów i oceanów różni się. Zmiany poziomu mórz i oceanów powodują różnice w rodzaju osadów – wyraźnie widać to np. w osadach zgromadzonych w basenie Bałtyku. W osadach zachowują się skamieniałości organizmów – żyjących w wodach słodkich lub słonych. Liczne transgresje i regresje morskie są widoczne w badanych rdzeniach osadów.
Według Encyklopedii PWN transgresja morza to wkraczanie morza na obszary lądowe. Transgresje globalne są skutkiem podniesienia się poziomu oceanu światowego w wyniku np. topnienia lądolodów po okresach zlodowaceń lub zmniejszania się objętości basenów oceanicznych pod wpływem zmian prędkości ekspansji dna oceanicznego. Mogą również występować transgresje lokalne, które są efektem obniżania się powierzchni lądów z przyczyn tektonicznych.
Natomiast regresja morza to wycofywanie się morza z uprzednio zalanych obszarów. Może zachodzić na skutek ruchów epejrogenicznych – przykładem jest regresja Morza Bałtyckiego w Skandynawii, wywołana podnoszeniem się tego obszaru po stopieniu pokrywy lodowej – a także w wyniku zmian poziomu oceanu światowego, np. wskutek uwięzienia wielkiej ilości wody w lądolodach w okresach zlodowacenia.
Przykładem największych w dziejach Ziemi transgresji jest transgresja ordowicka (największa w paleozoiku).
Transgresja ordowicka miała bardzo dynamiczny przebieg, o czym świadczy szybka zmiana skał węglanowych. Zmieniają się także rodzaje skamieniałości, które występują w osadach – świadczy to o zmianach w świecie organicznym.
Flora i fauna
W kambrze rozpoczął się rozwój wielu grup zwierząt, które miały twarde elementy szkieletowe (gąbki, małże, szkarłupnie i stawonogi, czyli trylobity). Istniały wtedy wszystkie żyjące dzisiaj typy zwierząt z wyjątkiem kręgowców.
W ordowiku powstawały rafy koralowe budowane zarówno przez koralowce, jak i gąbki.
Do pierwszego wielkiego wymierania doszło w ordowiku ok. 438 milionów lat temu. Kryzys faunistyczny, związany ze zlodowaceniami na Gondwanie, spowodował zubożenie ekosystemów ówczesnych mórz i oceanów (wymieranie szczepów), w wyniku czego wymarło ok. 100 rodzin organizmów morskich oraz znacznemu zubożeniu uległy też trylobity, łodzikiłodziki, ramienionogi i liliowce.
W sylurze pojawiły się kręgowce (bezszczękowce i ryby). W tym samym czasie doszło do wyjścia roślin i zwierząt na ląd.
W dewonie pojawiły się drzewiaste rośliny zarodnikowe, skrzypy, widłaki i paprocie, które szczyt rozwoju osiągnęły w karbonie. Rozpoczął się również rozwój koralowców czteropromiennych i głowonogów, ponadto pojawiły się ryby chrzęstnoszkieletowe oraz trzonopłetwe – praprzodkowie płazów.
Wraz z końcem dewonu nastąpiło kolejne masowe wymieranie, które należało do najpoważniejszych w historii życia na Ziemi. Wywołany wieloma nakładającymi się na siebie w stosunkowo krótkim czasie czynnikami, do których zalicza się m.in. znaczne podniesienie się poziomu morza i „zatrucie” płytkowodnych biotopów beztlenowymi wodami przydennymi, doprowadził do przebudowy środowisk morskich.
W karbonie doszło do wymierania trylobitów i dendroidów. Mimo tego zjawiska postępował rozwój owadów i pajęczaków oraz płazów tarczogłowych i gadów. W tym czasie powszechna była dominacja paproci i widłaków, które osiągały nawet 30 m wysokości.
W permie natomiast ustąpiły miejsca lasom iglastym. Pod koniec permu wymarło około 90% morskich zwierząt.
Na przełomie permu i triasu doszło do jednego z największych kryzysów rozwoju świata organicznego w historii Ziemi (wielkie wymieranie). Kryzys ten przebiegał dwuetapowo. Pierwszy etap zaznaczył się w najwyższym permie, etap drugi przebiegał pod koniec permu. Wymarły organizmy rafotwórcze i fuzuliny, trylobity. Kryzys rozwoju świata organicznego spowodował wyginięcie ok. 80% gatunków bytujących w morzach późnego permu, a jego ostatni etap wyznacza granicę między dwiema erami: paleozoikiem i mezozoikiem. Wymieranie permskie jest wiązane z różnymi przyczynami. Nowe hipotezy wskazują na jego katastroficzny charakter, np. uderzenie w Ziemię ciała kosmicznego lub bardzo silny wulkanizm związany z powstawaniem ryftów kontynentalnych.
Era mezozoiczna
Era mezozoiczna trwała 170 mln lat, dzieli się na trzy okresy: trias, jurę i kredę.
Orogenezy
W mezozoiku odbywały się intensywne ruchy płyt litosfery, które spowodowały rozdzielenie powstałego w permie kontynentu.
W triasie i jurze miały miejsce pierwsze ruchy orogenezy alpejskiej, lecz dopiero w kredzie aktywność tektoniczna nasiliła się i spowodowała znaczne wypiętrzenie Tatr.
Transgresje i regresje morskie
W mezozoiku odbywały się intensywne ruchy płyt litosfery, które spowodowały rozdzielenie powstałego w permie kontynentu. Charakterystyczne były częste transgresje i regresje mórz i oceanów, stąd pochodzą pokłady wapieni i innych skał osadowych.
W triasie rozpoczął się rozwój Atlantyku, jednocześnie wzrastał zasięg istniejącego Oceanu Tetydy.
Transgresja późnej kredy (górnokredowa) objęła około 23% powierzchni Ziemi. Całkowity wzrost poziomu morza do końca kredy (od 94 mln lat temu do 64 mln lat temu) sięgnął 650 m. Osady mórz epikontynentalnychmórz epikontynentalnych pokryły prawie cały obszar Europy (oprócz Skandynawii, Masywu Czeskiego, Walii, zachodniej Anglii, Szkocji i Irlandii), Morza Północnego, centralnej części Ameryki Północnej, centralnej Azji (na wschód od Morza Kaspijskiego), północnej części Afryki. Jednocześnie depozycja głębokomorskadepozycja głębokomorska przebiegała na terenie południowego skraju Europy i Morza Śródziemnego.
Flora i fauna
Na początku ery mezozoicznej w triasie pojawiły się koralowce sześciopromienne oraz doszło do rozwoju ramienionogów. W tym czasie powszechny był rozwój liliowców, glonów i roślin nagonasiennych. Podczas tego okresu pojawiły się pierwsze ssaki. Ponadto w tym czasie doszło do przystosowania się zwierząt do życia na lądzie – prassaków i niektórych gadów.
Wraz z końcem triasu zaznaczyło się kolejne wymieranie z serii pięciu wielkich wymierań w historii Ziemi (wymieranie szczepów). Masowe wymieranie w triasie związane było ze zmianami procentowego udziału poszczególnych izotopów węgla oraz tlenu. Wymarły niemal zupełnie terapsydy, czyli gady ssakokształtne, ale za to bezpiecznie rozwijały się dinozaury. Wymarły również plakodonty, wiele gatunków plezjozaurów i ichtiozaurów, kotylozaury i płazy tarczogłowe. Wśród bezkręgowców kryzys w największym stopniu dotknął małże i amonity, a całkowicie wymarły konodonty.
Jura charakteryzowała się rozwojem morskiej fauny. Pojawiły się wtedy otwornice wapienne, koralowce sześciopromienne oraz amonity i belemnity. Występowały również pierwsze uzębione ptaki, to także moment szczytowego rozwoju nagonasiennych sagowców i benetytów.
W okresie kredy pojawiły się liczne małże i ślimaki. W tym czasie doszło do opanowania środowiska lądowego przez dinozaury oraz rozwoju ssaków łożyskowych i roślin okrytonasiennych. W lasach dominowały szpilkowe formy roślinności. Pod koniec kredy doszło do rozwinięcia się buków, dębów, platanów, topoli, fig oraz roślin kwiatowych.
Koniec okresu kredy znaczy jedno z największych w historii Ziemi wymierań organizmów, zwane wielkim wymieraniem (wymieranie szczepów), wymarło ponad 75% gatunków zwierząt oraz wszystkie duże gady (dinozaury). Raptownie wymierały amonity, belemnity, małże rudysty i inoceramy, wielkie gady. Kryzys rozwoju dotknął także nanoplankton wapienny, planktoniczne otwornice, mięczaki. To wielkie wymieranie na pograniczu kredy i trzeciorzędu nie obejmowało jednak lądowych roślin okrytozalążkowych. Wielkie wymieranie wielu innych grup organizmów wyznacza granicę między erami: mezozoiczną i kenozoiczną; spowodowane zostało albo upadkiem na Ziemię wielkiego meteorytu, lub — jak sądzą niektórzy badacze — powszechną regresją morza i ochłodzeniem klimatu.
Do skamieniałości przewodnich tego okresu można zaliczyć amonity i belemnity, drugorzędną rolę stratygraficzną pełniły małże, otwornice, małżoraczki i ramienionogi.
Era kenozoiczna
Era kenozoiczna to era, która trwa do dziś, dzieli się na paleogen, neogen i czwartorzęd, w którym wyróżniamy plejstocen i holocen.
Orogenezy
W paleogenie trwały intensywne ruchy orogenezy alpejskiej, uformowane zostały wówczas Alpy, Atlas, Pireneje, Karpaty, Apeniny, Góry Dynarskie, Kordyliery, Andy, Kaukaz, Himalaje i szereg mniejszych łańcuchów górskich.
Góry wypiętrzone w starszych fałdowaniach uległy pionowym ruchom blokowym, które doprowadziły do powstania gór zrębowych (Sudety).
W neogenie układ kontynentów przybrał obecną formę. W ciepłym klimacie paleogenu bujnie rozwijały się trawy, nastąpił rozwój ssaków, licznie występowały trąbowce, nosorożce, wielbłądy, tapiry, konie oraz ssaki drapieżne. Równolegle odbywała się szybka ewolucja ptaków.
Zlodowacenie
Klimat pod koniec neogenu stawał się coraz chłodniejszy, na Antarktydzie rozrastał się lądolód.
W czwartorzędzie dalsze ochłodzenie klimatu spowodowało rozwój olbrzymich pokryw lodowych.
Ostatni lądolód ustąpił z terenu środkowej Europy zaledwie około 12000 lat temu, dlatego czwartorzęd dzieli się na plejstocen, czyli okres zlodowaceń, i holocen, czyli etap po ustąpieniu lądolodu i lodowców.
W plejstocenie klimat wielokrotnie się zmieniał, miało tu miejsce 8 zlodowaceń (glacjałów): zlodowacenie Wisły, Warty, Odry, Liwca, Sanu I, Sanu II, Nidy i Narwi, pomiędzy którymi lądolód ustępował. Występowały okresy ocieplenia klimatu, czyli interglacjały.
Powtarzające się etapy pojawiania się i zanikania lodowców spowodowały powstanie rzeźby polodowcowej, z którą mamy do czynienia do dziś na terenie Polski.
W holocenie nastąpiło ocieplenie klimatu, które zaowocowało prawie całkowitym stopieniem lądolodu skandynawskiego. Zanik w holocenie lodowców kontynentalnych spowodował powstanie i rozwój Bałtyku.
Transgresje i regresje morskie
Ruchy morza wywołane przez zlodowacenie w epoce plejstoceńskiej są najlepiej poznane. Stopienie się wielkich ilości mas lodu zawartego w lądolodach i lodowcach spowodowało podniesienie się poziomu morza o 50–100 metrów. Było to przyczyną ogólnej poglacjalnej transgresji na całej Ziemi, zostały zalane niskie, nadbrzeżne lądy, w tym obszar dzisiejszego Morza Północnego - młode, poglacjalne torfowiska, lasy i ujścia rzek. Torfy, kości ssaków i wyroby ludzkie do dziś pojawiają się w sieciach rybackich przy okazji połowów na Morzu Północnym (np. na Dogger Bank).
W Indonezji, między Jawą a Sumatrą, także stwierdzono występowanie zalanych koryt rzek – zaobserwowano związki między fauną ryb słodkowodnych w rzekach obu wysp. Oznacza to, że obszar między tymi wyspami został zalany w wyniku transgresji morskiej i oddzielił obszary o identycznej faunie. W czasie regresji morza wycofujące się wody doprowadziły do połączenia się Jawy i Sumatry z kontynentem azjatyckim. Dzięki temu na wyspy dostał się tapir i nosorożec. Podobnie wiele gatunków przedostało się przez Cieśninę Beringa, która również (przy regresji morza) stanowiła przesmyk lądowy łączący Azję z Ameryką Północną.
Okres plejstoceński i współczesny są okresami dużych zmian położenia poziomu morza. W obrębie Pacyfiku zauważono terasy nadmorskie i ścięte rafy koralowe leżące na różnej wysokości – od 2,5 do ok. 250 metrów ponad poziomem morza oraz od 10 do ok. 140 metrów poniżej poziomu morza. Terasy te określają położenie poziomu morza w różnych okresach plejstocenu i wskazują, że poziom morza leżał wyżej (głównie w interglacjałach i w poglacjale) lub niżej (w glacjałach) w porównaniu do dzisiejszego poziomu. Odnosi się to szczególnie do teras podmorskich w pobliżu wybrzeża Kalifornii.
Flora i fauna
Era kenozoiczna często nazywana jest erą ssaków i roślin kwiatowych, ponieważ wtedy miała miejsce ich najintensywniejsza ewolucja. Na początku ery kenozoicznej, w paleogenie istniały ssaki, reprezentowane przez torbacze i niektóre łożyskowe, które przetrwały kredę. W tym czasie nie występowały duże drapieżniki, jak w poprzedzającej erze, a na półkuli północnej pojawiły się ssaki naczelne. Wraz z biegiem czasu doszło do pojawienia się zwierząt pradrapieżnych i prakopytnych. W eocenie pojawiły się ssaki, których rodziny istnieją do dziś, np. nietoperze i walenie. W tym samym okresie pojawiły się zwierzęta reprezentujące rodziny lemurowatych i wyrakowatych oraz nieparzystnokopytnych i parzystokopytnych. Jeśli chodzi o florę, większość obszaru kuli ziemskiej pokryta była przez lasy tropikalne, natomiast obszary marginalne – wysunięte najbardziej na północ i południe – porośnięte były lasami zrzucającymi liście na zimę.
W starszym plejstocenie pojawił się człowiek, ale człowiek rozumny, czyli homo sapiens, zaistniał jednak znacznie później, bo dopiero w młodszym plejstocenie, czyli około 350 000–100 000 lat temu na Bliskim Wschodzie.