سفر به اعماق تاریخ زمین: مقیاس زمانی زمین‌شناسی، ایون‌ها، دوره‌ها و عصرها

دانشمندان برای درک و توصیف تاریخچه زمین از سیستمی به نام مقیاس زمانی زمین‌شناسی استفاده می‌کنند. این سیستم بر اساس رویدادهای مهم زمین‌شناسی و دیرینه‌شناسی (مانند تشکیل لایه‌های جدید سنگی یا ظهور و انقراض گونه‌های خاص) بنا شده است. در مقیاس زمانی زمین‌شناسی، زمان به واحدهای مختلفی تقسیم می‌شود که بزرگترین آن‌ها ایون (Eon) است. هر ایون به دوره‌ها (Era) تقسیم می‌شود، و هر دوره نیز به عهدها (Period)، دوره‌ها (Epoch) و سن‌ها (Age) کوچک‌تر تقسیم می‌گردد.

توجه به این نکته ضروری است که تعیین تاریخ دقیق رویدادهای زمین‌شناسی با قطعیت کامل امکان‌پذیر نیست. به عنوان مثال، اگرچه آغاز دوره اردویسین (Ordovician) به 485 میلیون سال پیش نسبت داده می‌شود، اما این تاریخ با یک بازه عدم قطعیت حدود 1.9 میلیون سال همراه است. به عبارت دیگر، تاریخ دقیق این رویداد می‌تواند بین 483.1 تا 486.9 میلیون سال پیش باشد.

اهمیت تعیین سن زمین‌شناسی چیست؟

تعیین سن زمین‌شناسی به دانشمندان کمک می‌کند تا درک عمیق‌تری از تاریخ باستان، از جمله تکامل حیات گیاهی و جانوری از موجودات تک‌سلولی تا دایناسورها، نخستی‌ها و انسان‌های اولیه، داشته باشند. این روش همچنین به آن‌ها کمک می‌کند تا درباره چگونگی تغییر سیاره زمین توسط فعالیت‌های انسانی اطلاعات بیشتری کسب کنند.

جدول زمانی زمین‌شناسی

مقیاس زمانی زمین‌شناسی واحدهای زمانی مختلف را نشان می‌دهد که هر کدام با رویدادهای زمین‌شناسی و زیستی مهمی مشخص می‌شوند. دوره‌های زمانی طولانی‌تر با رویدادهای اساسی‌تری مانند تغییرات آب و هوایی گسترده یا انقراض‌های بزرگ مشخص می‌شوند، در حالی که دوره‌های کوتاه‌تر ممکن است تغییرات تدریجی‌تری را نشان دهند.

ایون (Eon)	دوران (Era)	دوره (Period)	تاریخ (میلیون سال پیش)
فانروزوئیک (Phanerozoic)	سنوزوئیک (Cenozoic)	کواترنری (Quaternary)	2.58-0
		نئوژن (Neogene)	23.03-2.58
		پالئوژن (Paleogene)	66-23.03
	مزوزوئیک (Mesozoic)	کرتاسه (Cretaceous)	145-66
		ژوراسیک (Jurassic)	201-145
		تریاس (Triassic)	252-201
	پالئوزوئیک (Paleozoic)	پرمین (Permian)	299-252
		کربونیفر (Carboniferous)	359-299
		دونین (Devonian)	419-359
		سیلورین (Silurian)	444-419
		اردویسین (Ordovician)	485-444
		کامبرین (Cambrian)	541-485
پروتروزوئیک (Proterozoic)	نئوپروتروزوئیک (Neoproterozoic)	ادیاکاران (Ediacaran)	635-541
		کریوژنین (Cryogenian)	720-635
		تونین (Tonian)	1000-720
	مزپروتروزوئیک (Mesoproterozoic)	استنین (Stenian)	1200-1000
		اکتاسین (Ectasian)	1400-1200
		کالیمین (Calymmian)	1600-1400
	پالئوپروتروزوئیک (Paleoproterozoic)	استاتریان (Statherian)	1800-1600
		اوروسیرین (Orosirian)	2050-1800
		ریاسین (Rhyacian)	2300-2050
		سیدرین (Siderian)	2500-2300
آرکئن (Archean)	نئوارکئن (Neoarchean)		2800-2500
	مزوارکئن (Mesoarchean)		3200-2800
	پالئوارکئن (Paleoarchean)		3600-3200
	ائوارکئن (Eoarchean)		4000-3600
هادئن (Hadean)			4600-4000
ایون (Eon)	دوران (Era)	دوره (Period)	تاریخ (میلیون سال پیش)

این جدول بر اساس داده‌های کمیسیون بین‌المللی چینه‌شناسی در سال 2015 تدوین شده است.

واحدهای زمانی زمین‌شناسی طول‌های متفاوتی دارند. ایون‌ها، دوره‌ها و عهدها معمولاً توسط یک رویداد زمین‌شناسی مهم از هم جدا می‌شوند و از نظر آب و هوا، منظره و تنوع زیستی منحصربه‌فرد هستند. به عنوان مثال، دوران سنوزوئیک به عنوان "عصر پستانداران" شناخته می‌شود. از سوی دیگر، دوره کربونیفر به دلیل بسترهای بزرگ زغال سنگی که در این زمان تشکیل شده‌اند، نامگذاری شده است ("کربنیفر" به معنای حامل زغال سنگ است). دوره کریوژنین، همانطور که از نامش پیداست، دوران یخبندان‌های بزرگ بوده است.

ایون هادئن: جهنم آغازین زمین

هادئن، قدیمی‌ترین ایون در مقیاس زمانی زمین‌شناسی، تقریباً 4.6 میلیارد سال پیش با شکل‌گیری سیاره زمین آغاز شد و حدود 4 میلیارد سال پیش، با ظهور نخستین موجودات تک‌سلولی، به پایان رسید. نام این ایون از هادس، خدای دنیای زیرین در اساطیر یونانی، گرفته شده است. در دوران هادئن، زمین سیاره‌ای فوق‌العاده داغ بود. تصورات هنرمندان از زمین در این دوره، دنیایی جهنمی، مذاب و پوشیده از آتش و گدازه‌ها را به تصویر می‌کشد. اگرچه آب در این دوره وجود داشت، اما گرمای شدید آن را به بخار تبدیل می‌کرد. اقیانوس‌ها، به شکلی که امروز می‌شناسیم، تا سال‌ها بعد و پس از شروع خنک شدن پوسته زمین، شکل نگرفتند.

ایون آرکئن: طلوع حیات و شکل‌گیری قاره‌ها

ایون بعدی در مقیاس زمانی زمین‌شناسی، آرکئن، تقریباً 4 میلیارد سال پیش آغاز شد. در این دوره، خنک شدن پوسته زمین زمینه را برای شکل‌گیری نخستین اقیانوس‌ها و قاره‌ها فراهم کرد. دانشمندان هنوز به طور دقیق نمی‌دانند که این قاره‌ها چه شکلی داشتند، زیرا شواهد بسیار کمی از آن دوره باقی مانده است. با این حال، برخی بر این باورند که نخستین خشکی در زمین، یک ابرقاره به نام اور (Ur) بوده است. عده‌ای دیگر نیز معتقدند که این ابرقاره، والبارا (Vaalbara) نام داشته است.

دانشمندان معتقدند که نخستین اشکال حیات تک‌سلولی در طول آرکئن پدید آمدند. این میکروب‌های کوچک، ردپای خود را در سنگ‌های لایه‌لایه به نام استروماتولیت‌ها (stromatolites) به جا گذاشتند که قدمت برخی از آن‌ها به حدود 3.5 میلیارد سال می‌رسد.

برخلاف هادئن، ایون آرکئن به دوره‌های مختلفی تقسیم می‌شود: ائوارکئن، پالئوارکئن، مزوارکئن و نئوارکئن. نئوارکئن، که حدود 2.8 میلیارد سال پیش آغاز شد، دوره‌ای بود که فتوسنتز اکسیژنی (oxygenic photosynthesis) آغاز شد. این فرآیند، که توسط جلبک‌ها و سایر میکروارگانیسم‌ها انجام می‌شود، باعث آزاد شدن مولکول‌های اکسیژن در آب به داخل جو شد. پیش از فتوسنتز اکسیژنی، جو زمین فاقد اکسیژن آزاد بود که مانع بزرگی برای تکامل حیات به شمار می‌رفت.

ایون پروتروزوئیک: ظهور اکسیژن، یخبندان‌های عظیم و چندسلولی‌ها

ایون پروتروزوئیک تقریباً 2.5 میلیارد سال پیش آغاز شد و حدود 500 میلیون سال پیش با ظهور نخستین اشکال پیچیده حیات به پایان رسید. در طول این دوره، رویداد بزرگ اکسیژنی (Great Oxygenation Event) جو زمین را دگرگون کرد و زمینه را برای تکامل موجودات هوازی فراهم نمود.

پروتروزوئیک همچنین دوره‌ای بود که نخستین یخچال‌های طبیعی زمین شکل گرفتند. برخی از دانشمندان حتی بر این باورند که در طول دوره نئوپروتروزوئیک (Neoproterozoic)، حدود 650 میلیون سال پیش، سطح زمین کاملاً یخ‌زده بود. طرفداران نظریه "زمین گلوله‌برفی" (Snowball Earth) به رسوبات خاصی اشاره می‌کنند که بهترین توضیح برای وجود آن‌ها، حضور یخ است.

نخستین موجودات چندسلولی در طول ایون پروتروزوئیک تکامل یافتند، از جمله اشکال اولیه جلبک‌ها. فسیل‌های این دوره بسیار کوچک هستند. برخی از قابل توجه‌ترین آن‌ها، ماکروفسیل‌های گابن (Gabon macrofossils) هستند که در گابن، واقع در غرب آفریقا، کشف شدند. این فسیل‌ها شامل دیسک‌های مسطح تا 17 سانتی‌متر طول هستند.

ایون فانروزوئیک: شکوفایی حیات، از تریلوبیت‌ها تا انسان

فانروزوئیک، جدیدترین ایون زمین‌شناسی، حدود 540 میلیون سال پیش آغاز شد. این ایون تفاوت چشمگیری با سه ایون قبلی - هادئن، آرکئن و پروتروزوئیک - دارد که گاهی به عنوان دوران پرکامبرین شناخته می‌شوند. در طول دوره کامبرین (Cambrian period) - اولین بخش از فانروزوئیک - نخستین موجودات پیچیده ظاهر شدند. بیشتر آن‌ها آبزی بودند؛ مشهورترین نمونه‌ها تریلوبیت‌ها (trilobites) هستند، بندپایان کوچکی (موجوداتی با اسکلت بیرونی) که فسیل‌های متمایز آن‌ها هنوز هم کشف می‌شوند. در دوره اردویسین (Ordovician period)، ماهی‌ها، سرپایان و مرجان‌ها برای اولین بار ظاهر شدند؛ با گذشت زمان، این موجودات در نهایت به دوزیستان و دایناسورها تکامل یافتند.

در طول دوران مزوزوئیک (Mesozoic era)، که حدود 250 میلیون سال پیش آغاز شد، دایناسورها بر سیاره زمین حکمرانی کردند. این موجودات بزرگ‌ترین موجوداتی بودند که تا به حال روی زمین راه رفته‌اند. به عنوان مثال، تیتانوسور (Titanosaur) تا 120 فوت طول داشت، پنج برابر یک فیل آفریقایی. دایناسورها سرانجام در جریان انقراض K-T (K-Pg extinction event) از بین رفتند، رویدادی که حدود 75 درصد از حیات روی زمین را نابود کرد.

به دنبال دوران مزوزوئیک، دوران سنوزوئیک (Cenozoic era) قرار داشت که حدود 66 میلیون سال پیش آغاز شد. این دوره همچنین به عنوان "عصر پستانداران" شناخته می‌شود، زیرا پستانداران بزرگ، پس از انقراض دایناسورها، به موجودات غالب در این سیاره تبدیل شدند. در این فرآیند، پستانداران به گونه‌های متعددی که هنوز هم در زمین وجود دارند، متنوع شدند. انسان‌های اولیه، از جمله هومو هابیلیس (Homo habilis)، برای اولین بار حدود 2.8 میلیون سال پیش ظاهر شدند و انسان‌های مدرن (Homo sapiens) برای اولین بار حدود 300000 سال پیش ظاهر شدند. این تغییرات عظیم در حیات روی زمین در طول دوره‌ای رخ داده است که در مقایسه با تاریخ زمین‌شناسی نسبتاً کوتاه است. فعالیت‌های انسانی سیاره را دگرگون کرده است. برخی از دانشمندان یک دوره جدید، "آنتروپوسن" (Anthropocene)، را برای توصیف این دوره جدید از حیات روی زمین پیشنهاد کرده‌اند.