Witaj, Gość
Główna » Artykuły » Moje artykuły

DZIEJE ZIEMI

Jak poznano dzieje Ziemi?

Gdyby dzieje Ziemi porównać do doby, a teraz byłaby północ, to licząc w tej skali, pierwsze istoty człowiekowate pojawiły się ok. godziny 23.58, a Homo sapiens ok. 23.59 i 58 sekund. Bezpośrednio mogliśmy obserwować tylko ułamek ostatniej sekundy dziejów Ziemi. O tym, co było wcześniej, dowiadujemy się dzięki nauce zwanej geologią.

fullscreen

Dimetrodon – jak wiele innych podobnych mu gatunków gadów starał się na różne sposoby osiągnąć stałocieplność. Udało się to dopiero niektórym gadom ssakokształtnym (terapsydom). Zapoczątkowały one drogę ewolucyjną, która nieuchronnie doprowadziła do powstania ssaków

Już wiesz

  • jakie jest miejsce Ziemi w kosmosie;

  • z jakich warstw zbudowana jest kula ziemska;

  • jak zbudowana jest litosfera i jakie procesy ją kształtują.

Nauczysz się

  • odczytywać i interpretować tabelę stratygraficzną dziejów Ziemi;

  • odróżniać wiek względny od bezwzględnego skał;

  • objaśniać znaczenie skamieniałości w badaniu dziejów życia na Ziemi;

  • wyjaśniać znaczenie najważniejszych wydarzeń w dziejach Ziemi.

1. Podział dziejów Ziemi

Obecne obliczenia wykazują, że wiek Ziemi wynosi ok. 4,6 mld lat. Analiza ułożenia warstw skalnych oraz ich późniejszych deformacji pozwala wskazać, które skały lub procesy są najstarsze. Podczas badań trudno ustalić, ile lat ma dana skała, ale można stwierdzić, od których jest starsza, a od których młodsza. Rodzaj skały daje informację na temat warunków, w jakich powstawała. Jeżeli znajdują się w niej szczątki dawnych roślin lub zwierząt, czyli skamieniałości, to jej wiek ograniczymy do okresu, kiedy te organizmy żyły na Ziemi. W ten sposób określa się tzw. wiek względny skał. Badając zawartość pierwiastków promieniotwórczych (metody radiometryczne), można obliczyć, ile lat upłynęło od powstania skały, czyli wyznaczyć jej wiek bezwzględny.

Dzięki równoczesnemu zastosowaniu wszystkich metod określania wieku skał udało się stworzyć tabelę stratygraficzną obejmującą całe dzieje Ziemi. Najważniejsze wydarzenia pozwoliły wyróżnić tzw. jednostki geochronologiczne. Do ustalania czasu geologicznego najczęściej używanymi jednostkami są ery trwające dziesiątki i setki milionów lat. Wchodzą one w skład eonów – najdłuższych jednostek trwających od pół miliarda do kilku miliardów lat. Mniej znaczące, ale nadal bardzo istotne wydarzenia geologiczne widoczne w skałach umożliwiły podział ery na okresy geologiczne.

Geologia zna i stosuje znacznie bardziej szczegółowe podziały dziejów Ziemi. Po wynalezieniu metod radiometrycznych możliwe stało się uzupełnienie tabeli stratygraficznej o czas trwania poszczególnych er, okresów i ich fragmentów.

Jak sterta starych gazet może być modelem warstw skalnych?

Obserwacja 1

Zrozumienie, co to jest wiek względny i bezwzględny skał.

Co będzie potrzebne
  • kilka lub kilkanaście starych gazet,

  • ołówek i kredka.

Instrukcja
  1. Ułóż stertę gazet. Na samym spodzie połóż najstarszą, a na górze tę najnowszą.

  2. Po ułożeniu czterech gazet umieść na nich kredkę, a na następnych pięciu zostaw ołówek.

  3. Pozostałe gazety ułóż według zaleconej kolejności. Niech tak powstały model posłuży ci jako pomoc w odpowiedzi na poniższe pytania.

Na zdjęciu stosik codziennych gazet. Na czwartej od dołu gazecie leży czerwona kredka, a na dziewiątej, zielono-fioletowy ołówek z białą gumką.

 

Jak myślisz?

  • Jeśli gazety odkładane byłyby na stercie każda w dniu publikacji, to ołówek tkwiłby w tym stosie dłużej niż kredka, czy odwrotnie?

  • Sprawdź teraz daty na gazetach. Kiedy dokładnie (podaj datę) została umieszczona kredka, a kiedy ołówek na stercie?

  • Wyobraź sobie, że gazety to warstwy skał osadowych, a kredka i ołówek to skamieniałości. Co możesz powiedzieć o „wieku” kredki i ołówka, zanim sprawdzisz daty publikacji poszczególnych gazet?

Podsumowanie: Analizując ułożenie warstw skalnych, możemy dojść do wniosku, które skały są starsze, a które młodsze, czyli możemy określić ich wiek względny. Jeśli poznamy konkretny wiek skały, w której pozostały skamieniałe organizmy, możemy określić wiek bezwzględny tych skamieniałości.

Tabela przedstawiająca podział dziejów Ziemi. Pokazuje eony, ery i okresy, oraz daty rozpoczęcia poszczególnych jednostek.

 

Polecenie 1

Narysuj wykres kołowy przedstawiający całe dzieje Ziemi i podziel go na prekambr oraz ery w sposób proporcjonalny do czasu ich trwania.

Wskazówka

Oblicz, ile procent całych dziejów Ziemi trwała każda z er. Zrób to w następujący sposób: czas trwania ery w mln lat podziel przez 4600 mln i wynik pomnóż przez 100%. Każdy 1% zamień na 3,6° na wykresie kołowym.

Ciekawostka

Najstarsze skały zostały znalezione w Kanadzie i liczą sobie 4,28 mld lat. Tymczasem w Australii i RPA udało się wydobyć najstarsze znane minerały, które pojawiły się na naszej planecie 4,4 mld lat temu. Wiek Ziemi obliczono na 4,6 mld lat, co czyni obydwa znaleziska bliskimi momentu powstania Ziemi.

Ważne!

Nazwy jednostek geochronologicznych zostały utworzone z greckich słów, dlatego brzmią dość obco. Po przetłumaczeniu na język polski stają się jednak jasne i zrozumiałe. Archaik znaczy najstarszy, przestarzały, proterozoik to początki życia, a paleozoik – stare życie. Mezozoik to średnie, środkowe życie, natomiast kenozoik oznacza nowe życie.

2. Co to jest skamieniałość?

Jedną z metod badania dziejów Ziemi jest poznanie ewolucji organizmów. Danych dostarcza tutaj paleontologia, która zajmuje się poszukiwaniami, analizami i porównywaniem szczątków oraz śladów działalności życiowej różnych organizmów zachowanych w osadach skorupy ziemskiej. W sprzyjających okolicznościach obumarłe szczątki organizmów oraz ślady ich działalności życiowej mogły zostać pokryte warstwami różnych osadów, które spowalniały ich rozkład. W dalszych procesach następowały: stopniowa mineralizacja, czyli rozkład substancji (szczątków) organicznych do prostych stałych związków nieorganicznych, i fosylizacja (skamienienie) twardych części ciała, np. skorup i muszli. Mówimy wtedy, że szczątki organizmów uległy skamienieniu, a osad zmienił się w litą skałę. Utrwalone w skałach pnie, liście lub nasiona roślin oraz skorupy, muszle, kości, a czasem odlewy miękkich tkanek zwierząt nazywamy skamieniałościami. Zachowują one zazwyczaj wiele szczegółów budowy anatomicznej danego organizmu.
Dla paleontologów najcenniejsze są skamieniałości powstałe z organizmów, które żyły w dość krótkim czasie i występowały na znacznych obszarach, czyli tzw. skamieniałości przewodnie. Znalezienie ich pozwala precyzyjnie określić względny wiek skał, w których występują. Mamy wówczas pewność, że badane skały nie mogły powstać wcześniej niż zawarte w nich skamieniałości. Skoro wszystkie trylobity (niewielkie kopalne zwierzęta morskie) wymarły wraz z końcem permu i zarazem ery paleozoicznej, to w młodszych skałach na pewno ich już nie znajdziemy. Tak samo jest z amonitami lub plezjozaurami, które wymarły wraz z końcem okresu kredowego i zarazem ery mezozoicznej.

Na ilustracji trylobit o owalnym i spłaszczonym grzbietobrzusznie ciele, z wyraźnie wyróżnioną częścią głowową, tułowiową i ogonową. Od strony grzbietu pancerz. Dwie głębokie bruzdy wzdłuż dłuższej osi ciała. Kolor brązowy. Z lewej strony widok z góry. Z prawej strony widok z boku. Narysowano podziałkę 1 cm. Trylobit ma około ośmiu centymetrów długości. Tło zdjęcia czarne.

 

Na ilustracji trylobit o owalnym ciele. Od strony grzbietu pancerz. Kolor brązowy. Z lewej strony widok z góry. Z prawej strony widok z boku. Narysowano podziałkę 1 cm. Trylobit ma około czterech centymetrów długości. Z boków wychodzą długie cienkie odnóża. Tło zdjęcia czarne.

Skamieniałości mogą być nadzwyczaj dobrze zachowane, jak w przypadku tego trylobita

Na zdjęciu amonit o pastorałowato zwiniętej muszli. Kolor brązowy. Na górze podziałka. Amonit ma pół metra długości. Tło zdjęcia czarne.

 

Polecenie 2

Oglądając okazy skamieniałości, ich fotografie w albumach albo w Internecie, spróbuj nauczyć się rozpoznawać niektóre skamieniałości przewodnie: trylobity, amonity oraz skamieniałości paproci, lepidodendronów, koralowców, gąbek, muszli ślimaków, skamieniałych małży, ryb lub innych organizmów.

Ciekawostka

Naukowcy bardzo chętnie wykorzystują skamieniałości do tego, by ustalić szczegóły pierwotnego środowiska życia organizmów kopalnych. Przykładowo, jeżeli w osadach reprezentujących rafy znajdziemy liczne koralowce, muszle tropikalnych ślimaków i małży, to wiemy, że mamy do czynienia z morskim, tropikalnym środowiskiem płytkowodnym o głębokości do 50 m, wysokiej przejrzystości wód, dobrym natlenieniu i pełnym zasoleniu. Dlaczego? Ponieważ organizmy budujące rafy koralowe mogą istnieć tylko w takich warunkach. Podobnie, jeżeli znajdziemy pokłady węgli, to wiemy, że musiały one powstać w środowisku lądowym, gęsto porośniętym roślinnością.

Ciekawostka

Najtwardszą część szkieletów kręgowców stanowią zęby, zbudowane z fosforanu wapnia. Często są jedyną pozostałością po zerodowanych starszych osadach. W ten sposób starsze skamieniałości czasem mogą występować w młodszych osadach. Ustalając wiek takich osadów, bierze się pod uwagę tylko najmłodsze skamieniałości.

Ilustracja przedstawia ząb rekina widziany z obu stron. Pojedynczy ząb, którego wierzchołek ma kształt trójkąta pokryty jest dodatkowymi ząbkami. Na wierzchołku trójkątnego zęba, ząbki są duże, dalej od wierzchołka małe. Ząbki są koloru brązowego, błyszczące. Pozostała powierzchnia zęba jest beżowa, porowata. Poniżej podziałka. Ząb ma około czterech centymetrów szerokości i dwóch centymetrów wysokości.

Notidanidon – zęby rekinów i innych kręgowców są jedną z najlepiej zachowujących się części ich ciał

3. Wydarzenia, które ukształtowały geologiczną historię Ziemi

Im dalej w przeszłość geologiczną, tym mniej wiemy o środowisku, procesach i zjawiskach, jakie wówczas występowały. Dzięki długoletnim badaniom i coraz lepszym metodom naukowcom udało się poznać główne wydarzenia geologicznej historii Ziemi.

Na ilustracji plansza obrazująca zmiany zachodzące na naszej planecie od czasu jej powstania do dziś. Schemat w formie spirali. Na dole czasy najdawniejsze ponad cztery miliardy lat temu. Na górze spirali czasy około dwunastu tysięcy lat temu. Na spirali przedstawiono najważniejsze gatunki roślin i zwierząt, charakterystyczne w danym okresie oraz formy terenu, które wówczas powstały. Dookoła spiralnego schematu narysowano sześć małych kul ziemskich, na których przedstawiono etapy powstawania dzisiejszych kontynentów.

Spirala czasu geologicznego przedstawia zmiany zachodzące na naszej planecie od momentu jej powstania do czasów współczesnych

  • W najwcześniejszej jednostce czasu geologicznego – archaiku trwającym do 2,5 mld lat temu – kształtowała się skorupa ziemska, atmosfera oraz hydrosfera. Powstały także fundamenty wszystkich kontynentów.

  • W proterozoiku, trwającym od 2,5 mld do ok. 540 mln lat temu, pojawiły się pierwsze prymitywne formy życia w oceanach.

  • W obu tych erach miało miejsce wiele orogenez, czyli ruchów górotwórczych. Łańcuchy górskie wypiętrzone w ich efekcie uległy jednak zniszczeniu wskutek procesów erozji.

  • W erze paleozoicznej, trwającej od ok. 540 mln lat temu do ok. 250 mln lat temu, wystąpiły dwie orogenezy, które pozostawiły ślady widoczne do dziś w postaci łańcuchów starych, silnie zerodowanych gór. Pod koniec syluru i na początku dewonu zaznaczyła swoje działanie orogeneza kaledońska, dzięki której doszło między innymi do wypiętrzenia niektórych rejonów Gór Świętokrzyskich. W karbonie i permie zachodziła orogeneza hercyńska, która w Polsce jest odpowiedzialna za geologiczne ukształtowanie się Sudetów, ale także sfałdowanie wcześniej utworzonych Gór Świętokrzyskich. W paleozoiku ewoluowały organizmy. Pojawiły się ryby oraz pierwsze płazy, które z oceanów wyszły na ląd. Szybko wykształciły się z nich gady. Na granicy er paleozoicznej i mezozoicznej wskutek gigantycznej erupcji wulkanicznej i licznych zmian klimatycznych wymarło ponad 90% wszystkich organizmów.

  • W erze mezozoicznej, trwającej od ok. 250 mln lat temu do 66 mln lat temu, intensywnie zachodził proces ruchu płyt litosfery i rozpadły się pierwotne masywy lądowe. Gady opanowały wszystkie środowiska, a w końcu pojawiły się pierwsze ptaki i ssaki. Prawdopodobnie uderzenie ogromnej asteroidy 66 mln lat temu spowodowało zagładę 75% wszystkich organizmów, w tym wielkich dinozaurów, gadów morskich, amonitów i wielu innych grup.

  • Era kenozoiczna, trwająca od 66 mln lat temu do dziś, zdominowana jest przez ruchy górotwórcze orogenezy alpejskiej (w Polsce powstają Karpaty). W erze tej przeważają ssaki i ptaki. Poważne i wielokrotne zmiany klimatyczne bardzo zmodyfikowały obraz naszej planety. W najmłodszym okresie kenozoiku, czwartorzędzie, występują naprzemiennie okresy zlodowaceń i interglacjałów, pojawił się też człowiek Homo sapiens.

Na ilustracji kuksonia, jedna z pierwszych roślin lądowych. Na brązowej podstawie zielonkawe kłącza rozgałęzione widlasto. Obok narysowano skalę. Wysokość roślin do 10 cm. Z prawej strony ilustracja powiększonej rośliny. Na czubku każdej gałązki płaskie zgrubienia w kolorze żółtym.

Kuksonie – jedne z pierwszych roślin lądowych, żyły na bagnistych brzegach ówczesnych akwenów

fullscreen

 

Na zdjęciu model dinozaura. Wielkość modelu to około sześćdziesiąt metrów długości i dziesięć metrów wysokości. Mała głowa, duży tułów, bardzo długi ogon. Obok modelu stoi człowiek, sięga do jednej trzeciej wysokości nogi modelu dinozaura. Na pierwszym planie błotnista powierzchnia, w tle zabudowania. Błękitne niebo.

Amphicoelias – najdłuższe zwierzę lądowe, jego długość dochodziła do 72 m. Na fotografii przedstawiono rekonstrukcję nieco mniejszego osobnika (60 m długości), wykonaną na podstawie własnych odkryć przez pracowników JuraParku w Krasiejowie koło Strzelec Opolskich

Na ilustracji model dinozaura rogatego. Z lewej strony rekonstrukcja ciała, z prawej strony czaszka i rekonstrukcja głowy. Bezzębny, przypominający papuzi dziób, na dziobie róg. Nad oczami rogi średniej wielkości. Na głowie kryza. Długość dinozaura dwa metry.

Avaceratops – jeden z najmniejszych dinozaurów rogatych. Na fotografii przedstawiono rekonstrukcję wykonaną przez pracowników JuraParku w Krasiejowie

Na ilustracji model dinozaura Saichania. Dinozaur długości od czterech do siedmiu metrów. Na grzbiecie brązowy. Pod spodem szary. Na grzbiecie ma kostny pancerz, a na ogonie – ciężką, kostną buławę. Z prawej strony powiększony model kostnej buławy i model czaszki.

Saichania – jeden z najbardziej opancerzonych dinozaurów; duża, kostna buława na końcu ogona mogła służyć do obrony przed drapieżnikami. Rekonstrukcja pochodzi z JuraParku w Solcu Kujawskim

Na ilustracji rekonstrukcja Liodona. Jest to mozazaur – rodzaj wymarłej jaszczurki morskiej. Ma małe płetwy i długi ogon. Mierzy dwanaście metrów długości. Na dole czaszka z fragmentem kręgosłupa szyjnego, powyżej fragment szczęk z zębami. Narysowano podziałki.

Liodon – jeden z największych morskich drapieżników ery mezozoicznej. Pamiętaj, że wielkie gady morskie nie były dinozaurami

Na ilustracji rekonstrukcja głowy Homo erectusa. Ciemnoskóry mężczyzna z ciemnymi kręconymi włosami, wąsami i brodą. Ma szeroki nos, wydatne brwi, żółte zaniedbane zęby.

Homo erectus – rekonstrukcja głowy wykonana przez dra Andrzeja Boczarowskiego na podstawie znaleziska w Chinach (Zhoukoudian). Skamieniałe szczątki praludzi możemy znaleźć tylko w utworach skalnych pochodzących z najmłodszej ery – kenozoiku. Rekonstrukcja pochodzi z Parku Nauki i Ewolucji Człowieka w Krasiejowie

Polecenie 3

Na mapie geologicznej świata i na mapie geologicznej Polski wskaż góry pochodzące z orogenezy kaledońskiej, góry orogenezy hercyńskiej i góry powstające w orogenezie alpejskiej.

Ilustracja przedstawia mapę świata. Wody zaznaczono kolorem niebieskim. Na mapie za pomocą kolorów przedstawiono geologię – tektonikę. Na mapie przedstawiono tarcze i platformy, obszary fałdowań, pokrywę sedymentacyjną, skały wulkaniczne, szelf kontynentalny, grzbiet śródoceaniczny i rów oceaniczny. Różnymi rodzajami linii zaznaczono strefę kolizji płyt litosfery, młode rowy tektoniczne i główne uskoki. Największy obszar (Afryka, wschodnia część Europy, zachodnia część obu Ameryk, wschodnia część Australii, Antarktyda) pokrywa kolor różowy – tarcza i platforma prekambryjska. Pozostałe kolory rozłożone są nierównomiernie. Mapa pokryta jest równoleżnikami i południkami. Dookoła mapy w białej ramce opisano współrzędne geograficzne co dwadzieścia stopni.

Mapa geologiczna świata

Ilustracja przedstawia mapę Polski . Na mapie kolorami zaznaczono główne jednostki tektoniczne, a liniami – uskoki i nasunięcia. Jednostki tektoniczne układają się pasami przebiegającymi z północnego wschodu na południowy zachód. Wyjątkiem są Karpaty i Zapadlisko Przedkarpackie, które przebiegają równoleżnikowo. Największą część obszaru Polski pokrywa kolor czerwony – platforma prekambryjska na północnym wschodzie. Dalej jest platforma zachodnioeuropejska, blok przedsudecki i Sudety. Na mapie opisano nazwy głównych jednostek tektonicznych i drugorzędnych jednostek w obrębie platformy wschodnioeuropejskiej (obniżenia i wyniesienia). Czerwonymi kropkami zaznaczono miasta wojewódzkie i opisano je. Dookoła mapy w białej ramce opisano współrzędne geograficzne co jeden stopień. Po prawej stronie mapy w legendzie umieszczono w pionie dwanaście kolorowych prostokątów, które opisano nazwami głównych jednostek tektonicznych.

Mapa geologiczna Polski

Ciekawostka

Katastrofa naturalna na granicy er paleozoicznej i mezozoicznej jest bardzo zagadkowa. Na Syberii doszło do całej serii gigantycznych erupcji wulkanicznych, w wyniku których obszar o powierzchni co najmniej 2 mln km2 został pokryty zwartą powłoką lawy o grubości przekraczającej miejscami 4 km. Dlatego katastrofa ta, największa w dziejach życia na Ziemi, została nazwana „matką wszystkich katastrof”. Niewiele grup kręgowców ją przetrwało. Jedną z nich były gady ssakokształtne, z których później (w triasie) powstały właściwe ssaki.

fullscreen

Dimetrodon – jak wiele innych podobnych mu gatunków gadów starał się na różne sposoby osiągnąć stałocieplność. Udało się to dopiero niektórym gadom ssakokształtnym (terapsydom). Zapoczątkowały one drogę ewolucyjną, która nieuchronnie doprowadziła do powstania ssaków

Dla zainteresowanych

Podsumowanie

  • Istnieje wiele metod określania wieku względnego skał; jedną z nich jest analiza ułożenia warstw skalnych względem siebie.

  • Metody radiometryczne pozwalają ustalić wiek bezwzględny skał i skamieniałości.

  • Tabela stratygraficzna w zwięzły sposób pokazuje dzieje Ziemi.

  • Paleontologia bazuje na badaniach skamieniałości, a zwłaszcza skamieniałości przewodnich.

  • Historia Ziemi to powtarzające się orogenezy, ruchy litosfery, zmiany klimatu i ciągły rozwój życia przerywany krótkimi okresami masowego wymierania.

Kategoria: Moje artykuły | Dodał: kolo (2019-03-20)
Wyświetleń: 36 | Rating: 0.0/0
Liczba wszystkich komentarzy: 0
Imię *:
Email *:
Kod *:
Kategorie sekcji
Mini-czat
Statystyki

Ogółem online: 1
Gości: 1
Użytkowników: 0
Formularz logowania
 Statystyki