Ere geologice Privire de ansamblu

Lucrarea de față este o sinteză de nivel elementar asupra erelor geologice. În primul rând se v-a trece în revistă grupul de științe cunoscute ca Științe ale Pământului, apoi se v-a încerca o explicare a metodelor de datare folosite în Geologie, în special a acelora care sunt folosite și în Arheologie. Din punct de vedere al erelor, se v-a analiza doar transformările principale ale Terrei împreună cu elemente esențiale de evoluție a vieții, pentru fiecare perioadă.

Ere geologice

June 15, 2012

Page 1 of 73

Table of Contents Introducere ................................................................................................................................. 3

Științele Pământului ............................................................................................................... 3

Geologia ................................................................................................................................. 4

Tipuri de roci .......................................................................................................................... 5

Fosile/fosilizare ...................................................................................................................... 5

Timpul geologic ......................................................................................................................... 7

Clasificări geologice ............................................................................................................... 7

Vârsta relativă ...................................................................................................................... 10

Vârsta absolută ..................................................................................................................... 11

Atomul .............................................................................................................................. 11

Datarea radiometrică ........................................................................................................ 12

Timpul de înjumătățire ..................................................................................................... 14

Metode de datare .............................................................................................................. 16

Precambrian (4,6 – 0,6 Ga) ...................................................................................................... 19

Hadean (4,6 -4 Ga) ............................................................................................................... 21

Luna .................................................................................................................................. 21

Arhaic (4,6/4 – 2,5 Ga) ......................................................................................................... 22

Modificări terestre ............................................................................................................ 22

Evoluția vieții ................................................................................................................... 22

Proterozoic ........................................................................................................................... 23

Etimologie ........................................................................................................................ 23

Ere și Perioade .................................................................................................................. 23

Privire de ansamblu .......................................................................................................... 25

Eon-ul Phanerozoic 542/3 Ma - prezent ................................................................................... 32

Era Paleozoică 542/3 – 252 Ma ............................................................................................ 32

Cambrian 542 – 488 Ma ................................................................................................... 33

Ordovician 488 – 444 Ma ................................................................................................. 37

Silurian 444 – 416 Ma ...................................................................................................... 38

Devonian 416 – 359 Ma ................................................................................................... 41

Carbonifer 359 – 299 Ma ................................................................................................. 43

Permian 299 – 252 Ma ..................................................................................................... 45

Era Mezozoică 252-65,5 Ma ................................................................................................ 46

Ere geologice

June 15, 2012

Page 2 of 73

Triasic 252 – 200 Ma ....................................................................................................... 47

Jurasic 200 – 146 Ma ....................................................................................................... 48

Cretacic 146 – 65.5 Ma .................................................................................................... 49

Era Cenozoică (Neozoică) 65,5 Ma – prezent ...................................................................... 52

Perioada Paleogenă 65,5 – 23 Ma .................................................................................... 53

Perioada Neogenă 23 Ma – prezent .................................................................................. 57

Perioada Cuaternară ? 1,8 Ma – prezent .......................................................................... 63

ANEXE .................................................................................................................................... 67

Tabel al timpurilor geologice cu evenimentele importante .................................................. 67

Tabelul Comitetului Internațional de Stratigrafie ................................................................ 68

Lista figurilor ........................................................................................................................ 69

Publication bibliography ...................................................................................................... 71

Ere geologice

June 15, 2012

Page 3 of 73

ERE GEOLOGICE

Introducere

Pentru o mai bună înțelegere a unui domeniu de studiu, se cade a avea o privire de ansamblu asupra acelui domeniu. Cel mai bun mijloc de a face acest lucru este de a analiza grupul de științe din care face parte și, dacă este cazul, grupul de științe în care se împarte.

Științele Pământului Cunoscute și ca geo-științe, reprezintă, după cum poate fi dedus din nume, un grup de științe ale căror obiecte de studiu sunt aspectele interioare, de suprafață și exterioare ale Pământului. Principalele ramuri sunt după cum urmează:

1. Astronomia: care studiază corpurile aflate în afara atmosferei Pământului;

2. Geologia: studiază materialele care compun Pământul, forțele și procesele care duc la transformările acestor materiale, dar și istoria planetei împreună cu viețuitoarele ei, de la origine până în prezent – ceea ce interesează această sinteză;

3. Oceanografia: analizează compoziția fizică și chimică, viețuitoarele și modificările care au loc în interiorul oceanelor;

4. Meteorologia: studiază procesele și forțele care duc la modificări atmosferice;

5. Ecologia: este știința care studiază interacțiunea dintre viețuitoare și mediu.

Aceste ramuri sunt împărțite, la rândul lor, în științe cu domenii de studiu mai restrânse, după cum este arătat în Tabelul 1. (Glencoe/McGraw-Hill 2008, pp. 6–7)

Tabel 1. Ramurile principale ale Științelor Pământului Reprodus după (Glencoe/McGraw-Hill 2008, p. 7)

Ere geologice

June 15, 2012

Page 4 of 73

Geologia Din perspectivă etimologică (din termenii grecești geo = pământ și logos = știință) geologia este Știința Pământului, dar azi termenul, după cum am văzut, este folosit pentru o multitudine de științe care cuprind Geologia.

La rândul ei, Geologia, se împarte în mai multe ramuri de studiu după cum se poate vedea din Tabelul 2. Trebuie totuși specificat că Geologia, are două curente principale, și anume Geologia fizică, care studiază compoziția Pământului împreună cu procesele care au loc în interiorul și la suprafața lui, și Geologia istorică, care studiază evoluția planetei de la origini până în prezent. (Monroe et al. 2007, pp. 6–7)

Tabel 2. Ramuri de studiu (specialități) ale Geologiei, după (Monroe et al. 2007, p. 6)

Ceea ce interesează din perspectiva acestei sinteze este prima „specialitate” din Tabelul 2, și anume Geocronologia. Conform Dicționarului de geografie fizică:

„GEOCRONOLOGIE - scară geologică de apreciere a evoluției Pământului și a diferitelor regiuni, a proceselor, formele tectonice și de viață.“ (Ielenicz 1999, p. 180)

Iar Britannica Concise Encyclopdia definește termenul ca:

Ere geologice

June 15, 2012

Page 5 of 73

„datarea și interpretarea evenimentelor geologice din istoria Pământului.”(Encyclopaedia Britannica 2006, p. 749)

Prin urmare, Geocronologia este domeniul care studiază Erele Geologice.

Pentru a trece la analiza acestor Ere trebuie înțelese anumite concepte și metode din cadrul acestui domeniu, iar pentru aceasta trebuiesc avute anumite cunoștințe elementare și din alte științe, cum a fi Stratigrafia și Chimia.

Tipuri de roci Roca este un agregat, consolidat ori neconsolidat, de minerale sau materie organică.

Agregatul de minerale se poate forma prin:

1. Acumulare sau precipitări de bucăți de pământ (pietre, nisip etc.), formate de procesele ce au loc la suprafața Pământului, pentru a da roci sedimentare;

2. Cristalizarea magmei, pentru a da roci vulcanice; 3. Recristalizare în stare solidă, ca răspuns la schimbările exterioare de condiții, cum ar fi

temperatura sau presiunea, pentru a da roci metamorfice; (Allaby 2008, p. 494)

Prin urmare, rocile, după modalitatea de formare, sunt de trei feluri:

1. Roci vulcanice: a. Se formează când materia topită din interiorul Pământului se răcește și se

solidifică; b. Sunt de două feluri:

i. Intruzive - se formează în interiorul Pământului; ii. Extruzive - magma topită ajunge la suprafața Pământului și aici se

solidifică; 2. Roci sedimentare:

a. Formate din fragmente depuse în straturi; b. Sunt de trei feluri:

i. Clastic - format din dezintegrarea altor roci; ii. Biogenic - formate de organisme vii (fosile);

iii. Chimic - format ca și minerale cristalizate din apă de mare; 3. Roci metamorfice:

a. Rezultă din roci existente care, încălzite (nu topite) și compresate de mișcările Pământului, cauzează schimbarea mineralelor;

b. Sunt de două feluri: i. Termice - modificări datorate, în principal, temperaturii;

ii. Regionale - modificări datorate, în principal, presiunii;(Dixon 2005, p. 11)

Fosile/fosilizare Fosilele sunt importante pentru mai multe științe, printre care Geologia, Biologia și Arheologia. Cercetarea fosilelor este singura cale de a învăța despre viața organismelor preistorice și de a stabili o scară evolutivă a acestora. Există mai multe tipuri de fosile, caracterizate de modul de formare:

1. Organisme conservate în întregime: sunt foarte rare, un exemplu ar fi insecte prinse în chihlimbar;

Ere geologice

June 15, 2012

Page 6 of 73

2. Părțile tari ale organismelor păstrate nealterate: cum ar fi dinți de rechin în sedimente din Terțiar;

3. Doar o parte din organismul viu se păstrează: o frunză poate lăsa în urma descompunerii un strat subțire de carbon în forma frunzei - dă naștere cărbunelui;

4. Viețuitoare pietrificate: substanța organică originală este înlocuită moleculă cu moleculă dând naștere unei fosile cu structura originală intactă dar compusă în totalitate din minerale;

5. Mulaj: este o gaură rămasă în piatră după ce toată materia organică s-a descompus, exemplul scoicilor vezi Figura 1;

6. Matriță: când un mulaj e umplut cu minerale depuse de ape subterane, rezultând o masă de forma exterioară a corpului original dar fără structură internă vezi Figura 2;

7. Urme fosile: nu rămâne nimic din organismul original - doar o impresie împrumutată de un material, cum ar fi amprentele de dinozaur în magmă; (Dixon 2005, pp. 12–13)

O altă clasificare a fosilelor este:

1. conservarea originală: organismul este conservat în sau aproape în întregime; foarte rară deoarece necesită condiții speciale cum ar fi lipsa oxigenului, temperaturi de îngheț sau mediu arid;

2. părți tari alterate: cel mai comun tip de fosile; se poate realiza în două feluri: a. înlocuirea mineralelor: spațiile dintre pori sunt umplute de minerale aduse de

apele subterane, urmând ca mineralele care formează partea tare a organismului îngropat să fie înlocuite cu alte minerale;

b. recristalizare: procesul prin care se formează și rocile metamorfice; datorită temperaturii, presiunii etc. mineralele suferă o transformare interioară - se preschimbă în alte minerale;

3. fosile mulaj/matriță: fosilele mulaj sunt cele care după ce au fost îngropate s-a pierdut întreaga substanță organică, rămânând doar un gol în interiorul stâncii care corespunde formei exterioare a organismului original. Acest gol poate fi umplut de minerale care solidificându-se pot da naștere fosilelor matriță vezi Figura 1;

4. fosile index: sunt acele fosile ale unor organisme care au existat o perioadă clar determinată de timp și au avut o răspândire geografică mare; în momentul descoperirii unei astfel de fosile se poate foarte ușor data roca din care face parte, vezi Figura 2; (Glencoe/McGraw-Hill 2008, pp. 606–609)

Figura 1. Un mulaj al acestui amonit a fost creat când scoica animalului mort s-a erodat. Cavitatea a fost ulterior

umplută pentru a forma o matriță. (Glencoe/McGraw-Hill 2008, p. 608)

Ere geologice

June 15, 2012

Page 7 of 73

Figura 2. Aceste specii de trilobiți sunt fosile index perfecte deoarece fiecare specia a trăit pentru o perioadă relativ

mică de timp. (Glencoe/McGraw-Hill 2008, p. 609)

Timpul geologic

Clasificări geologice Vârsta Pământului este calculată în mai multe feluri de diferite științe sau ramuri ale

unor științe. Acestea sunt:

1. Cronostratigrafia (= parte a stratigrafiei, se ocupă cu relațiile relative de timp și vârstă dintre roci),

2. Geocronologia (= știința datării și determinării succesiunii în timp a evenimentelor din istoria Pământului) și

3. Geocronometria (= ramură a geologiei care se ocupă cu măsurarea cantitativă a timpului geologic, unitățile de măsură fiind miile de anii - ka, milioanele de ani - Ma și miliardele de ani - Ga).

Unitatea cronostratigrafică = totalitatea rocilor formate într-un interval specific de timp geologic.

Unitatea geocronologică = o unitate de timp geologic.

Aceste unități sunt similare, dar conțin anumite diferențe notabile: denumirile rangurilor diferă pentru că desemnează unități fizice respectiv temporale, și în consecință pozițiile din cadrul unei unități v-a fi numită în consecință. (Filipescu 2002, pp. 155–160)

Unitatea de timp geologică sau unitatea geocronologică - este o subdiviziune a timpului geologic, bazată pe mostrele de rocă corespunzătoare unităților cronostratigrafice. Fiecare

Ere geologice

June 15, 2012

Page 8 of 73

unitate de timp corespunde cu o unitate cronostratigrafică particulară, și ca și acestea sunt organizate în funcție de durată.

Tabel 3. Privire de ansamblu a unităților (strata vs. timp)

Unitate cronostratigrafică Unitate geocronologică

Eonothem Eon

Erathem Eră

Sistem Perioadă

Serie Epocă

Etaj Vârstă

Subetaj Subvârstă

Pozițiile din cadrul unei unități cronostratigrafice sunt denumite de adjective indicatoare de poziție - bazal, inferior, mediu, superior, terminal, iar în interiorul unităților geocronologice sunt exprimate prin adjective temporale - eo-, paleo-, medio-, neo-, tardi-. (Allaby 2008, p. 240)

În continuare se va descrie originea sau înțelesul pe care îl au principalele unități cronologice Figura 3.

Termenul eon provine din gr. aion = eternitate. Eonothem este echivalentul său cronostratigrafic. Reprezintă cea mai mare unitate de timp geologic. În prezent sunt recunoscuți trei eoni Arhaic - forme vechi de viață, Proterozoic - forme primitive de viață și Phanerozoic - viață actuală;

Eonul este compus din mai multe ere. Corespondentul cronostratigrafic este erathemul care provine tot din gr. era + them = depozitele unei ere. Prin tradiție au fost denumite pentru a reflecta modificările majore în evoluția vieții: Paleozoic = viața veche, Mesozoic = viața intermediară, Cenozoic = viața recentă sau Neozoic = viața nouă.

Era este compusă din perioade (sisteme). Numele perioadelor recunoscute în prezent au origini diverse, unele având conotații litologice - Carbonifer, Cretacic, altele derivă din numele unor vechi populații locale - Ordovician, Silurian, iar altele au o origine geografică - Permian, Devonian.

Epoca (seria) este o subdiviziune a perioadei. Epocile corespunzătoare seriilor au aceleași nume cu excepția termenilor „inferior “și „superior “care au corespondentele „paleo-“ = „timpuriu “și „neo-“ = „târziu“. (Filipescu 2002, pp. 159–160)

Ere geologice

June 15, 2012

Page 9 of 73

Figura 3. Scară geologică temporală, cu evenimentele geologice și biologice majore, după (Monroe et al. 2007, p. 263)

Ere geologice

June 15, 2012

Page 10 of 73

Timpul geologic poate fi măsurat în două moduri:

1. Datare relativă - plasarea evenimentelor într-o ordine secvenţială determinate de poziţiile lor în înregistrările geologice.

2. Datarea absolută - oferă date specifice pentru unităţile de rocă sau evenimente exprimate în ani înainte de prezent. Datarea radiometrică este cea mai comună metodă de a obţine date absolute. (Monroe et al. 2007, p. 262)

Vârsta relativă Datarea relativă - arată cronologia faptelor, succesiunea evenimentelor, în termeni de

„înainte - după” sau „în primul rând - în al II-lea rând” - etc., fără a putea spune când anume sau ce vârstă exactă are o mostră.

Se folosește de 6 principii fundamentale:

1. Principiul super-poziționării: a. observat de anatomistul danez Nicolas Steno (1638-1686); b. Specifică faptul că într-o zonă nederanjată în timp, straturile mai vechi se vor

afla la fund iar cu cât straturile sunt mai la suprafață cu atât sunt mai noi; c. Este baza pentru determinarea vârstei relative a straturilor și a fosilelor

conținute în aceste straturi; 2. Principiul orizontalității originale:

a. Observat tot de Steno; b. Datorită faptului că sedimentele se depun sub influența gravitației, sedimentele

se depun în straturi orizontale; rezultă că dacă o secvență de rocă sedimentară este înclinată, înclinarea trebuie să fi apărut ulterior depunerii și solidificării;

3. Principiul continuității laterale: a. Al treilea principiu al lui Steno; b. Un strat sedimentar se extinde lateral în toate direcțiile până când se subțiază

sau se oprește în marginile bazinului sedimentar; 4. Principiul relațiilor transversale:

a. Descoperit de James Hutton (1726-1797), considerat de mulți fondatorul Geologiei moderne;

b. Observând roci expuse a ajuns la concluzia că un conglomerat de roci vulcanice care traversează sau perturbă un alt conglomerat trebuie să fie mai nouă decât zona traversată sau perturbată;

5. Principiul incluziunii: a. Precizează că incluziunile sau fragmentele de rocă conținute într-o altă rocă

sunt mai vechi decât roca care le conține; b. Acest principiu trebuie aplicat cu grijă pentru că poate duce în eroare - o zonă

ar putea fi deranjată și să fie umplută cu sedimente noi; 6. Principiul succesiunii fosilelor (sau principiul succesiunii faunei și florei):

a. Conform acestui principiu ansamblurile de fosile se succed unele pe altele în timp într-o ordine regulată și predictibilă;

b. Validitatea și succesul acestui principiu depind de trei puncte: i. Viața a variat în cursul timpului;

ii. Ansamblurile fosile sunt observabil diferite unele de altele; iii. Vârsta relativă a ansamblurilor de fosile poate fi determinat (datorită

principiului super-poziționării); (Monroe et al. 2007, pp. 265–266)

Ere geologice

June 15, 2012

Page 11 of 73

Vârsta absolută „Vârsta absolută este durata măsurată în zile, ani, secole, mii de ani etc. de la apariția unui sistem sau de când a început sau s-a încheiat un proces.“ (Ielenicz 1999, p. 440)

Vârsta absolută este dată de Datarea absolută pentru înțelegerea căreia este nevoie de cunoștințe elementare de Chimie.

Atomul Întreaga materie este compusă din atomi. Nucleul unui atom este compus din

protoni (încărcați pozitiv) și neutroni (particule neutre). În jurul nucleului se rotesc electroni (particule încărcate negativ) vezi Figura 4.

Numărul atomic al unui element ajută la determinarea proprietăților și caracteristicile elementului respectiv, și este dat de numărul protonilor. Suma protonilor și neutronilor dintr-un atom reprezintă masa atomică.

Nu toți atomii unui element au același număr de neutroni într-un nucleu, iar aceste variante ale respectivului element se numesc izotopi.

Majoritatea izotopilor sunt stabili, dar există anumiți izotopi instabili care de descompun spontan, prin emisie de energie, în forme mai stabile. Cu ajutorul acestei degradări se poate măsura pentru a determina vârsta absolută a unei stânci, fosile sau artefact. (Monroe et al. 2007, p. 281). Izotopii instabili se transformă prin dezintegrare radioactivă în izotopi ai altor elemente. (Filipescu 2002, p. 21).

Figura 4. Modelul unui atom - atomul de Carbon, reprodus de pe http://www.universetoday.com/56469/atom-

diagram/

𝐶612 C = Simbolul elementului - Carbon 12 = Masa atomică - suma protonilor și neutronilor 6 = numărul protonilor – Atenție! - este ceea ce dă numele elementului;

Ere geologice

June 15, 2012

Page 12 of 73

Datarea radiometrică Datarea radiometrică poate fi utilizată pentru determinarea vârstei de formare a rocilor

vulcanice (de origine magmatică) și a mineralelor autigene (= care s-au format odată cu roca) din unele roci sedimentare, precum și a vârstei metamorfismului. (Filipescu 2002, p. 21)

Izotopii instabili se transformă prin dezintegrare radioactivă în izotopi ai altor elemente. (Filipescu 2002, p. 21).

Dezintegrările sunt de 3 feluri vezi Figura 5:

1. Dezintegrarea alfa (http://brightstorm.com 2010a): a. când un nucleu conține peste 83 de protoni, se descompune spontan; b. Nucleul eliberează 2 protoni și 4 neutroni (= nucleu de heliu):

e.g.:

𝑃𝑜 84210 → 𝑃𝑏82

206 + 𝐻𝑒24

𝐻𝑒24 = 𝑝𝑎𝑟𝑡𝑖𝑐𝑢𝑙ă 𝑎𝑙𝑓𝑎 (𝞪)

c. Pentru a afla rația se scade din masa atomică protonii și se află numărul neutronilor:

e.g.: Plumbul de mai sus are 206 elemente în nucleu, se știe că protonii sunt 82 (dacă ar fi alt număr, ar fi un alt element), rezultă 206-82=124 neutroni, ceea ce înseamnă cu 42 mai mulți neutroni decât protoni, 42 fiind mai mult de jumătate din numărul total de protoni, înseamnă că rația va fi mai mare de 1 la 1,5 - 206

82= 1.51 ; ceea ce poate însemna că va continua să se

descompună în dezintegrare beta (din cauză că rația este puțin cam mare), dar nu este obligatoriu;

2. Dezintegrare beta (http://brightstorm.com 2010b):

a. Rația neutroni/protoni dintr-un nucleu este prea mare, ceea ce rezultă în descompunerea unui neutron într-un proton și un electron:

e.g.: atom stabil (rația ideală este de 1/1 pentru atomi nu număr atomic mic):

𝐶612 𝑛0

𝑝+=

66

= 11

Într-un atom instabil:

𝐶614 𝑛0

𝑝+=

86

= 1,33

1

Ere geologice

June 15, 2012

Page 13 of 73

Rația fiind mare, va avea loc o mutație:

𝑛0 → 𝑝+ + 𝑒− Rezultând:

𝐶 614 → 𝑁714 + 𝑒−1

0 Atomul având masa atomică mai mare cu unu, rezultă un alt element, și anume nitrogen la care rația este de 1/1;

Figura 5. Cele trei tipuri de descompunere radioactivă reprodus după (Monroe et al. 2007, p. 282)

Ere geologice

June 15, 2012

Page 14 of 73

3. Captura de electron (Monroe et al. 2007, p. 282) - nucleul capturează un electron de pe orbită care se va combina cu un proton pentru a da naștere unui neutron, rezultând în pierderea acelui proton ceea ce înseamnă scăderea masei atomice cu 1 = alt element;

Unele elemente trec printr-o singură dezintegrare, altele prin mai multe:

e.g.: rubidiu 87 se descompune în stronțiu 87 printr-o emisie beta; Potasiu 40 se descompune în argon 40 prin captură de electron; Uraniu 238 se descompune în plumb 206 în 8 alfa și 6 beta pași;

Figura 6. Pașii de descompunere radioactivă a uraniului 238 în plumb 206, după (Monroe et al. 2007, p. 282)

Timpul de înjumătățire Când se vorbește despre viața izotopilor radioactivi se folosește termenul de

înjumătățire - ceea ce înseamnă durata de timp care este necesară pentru ca jumătate din atomii originali, ai izotopului instabil numit elementul părinte să se descompună în noul element, mai stabil, numit elementul fiică.

Timpul de înjumătățire al unui element radioactiv oarecare este constant și poate fi măsurat cu acuratețe.

Descompunerea radioactivă are o progresie geometrică:

Exemplul următor este pentru 14C - timpul de înjumătățire este de 5730 de ani, 14C (element părinte) se descompune în 14N (element fiică):

Ere geologice

June 15, 2012

Page 15 of 73

Tabel 4. Timpul de înjumătățire al izotopului de Carbon 14

Numărul înjumătățirii Timp trecut Cantitate

0 0 ani 10 g 14C

1 5730 ani 5 g 14C/5g 14N

2 10460 ani 2,5 g 14C/7,5 g 14N

Măsurând rația dintre elementul părinte și elementul fiică se poate calcula vârsta unei mostre care conține un element radioactiv. Rația se poate măsura cu un spectrometru de masă, un instrument cu care se măsoară proporția dintre atomi cu masa diferită; (Monroe et al. 2007, pp. 282–283)

Figura 7. Ilustrarea timpului de înjumătățire, reprodus după (Glencoe/McGraw-Hill 2008, p. 602)

Figura 8. Exemplu de înjumătățire, după (Monroe et al. 2007, p. 283)

Ere geologice

June 15, 2012

Page 16 of 73

În Figura 8 este exemplificat conceptul de înjumătățire. Unele clarificări sunt necesare: unitățile de timp reprezintă fiecare câte o perioadă de înjumătățire; fiecare perioadă de înjumătățire este echivalentă cu timpul necesar unei jumătăți din cantitatea inițială de element părinte să se descompună în element fiică.

Figură 9. Cinci dintre cele mai importante perechi de izotopi cu viață lungă, după (Monroe et al. 2007, p. 284)

Metode de datare 1. Datarea cu Carbon:

Cea mai cunoscută metodă de datare radiometrică deoarece este utilizată în arheologie pentru a data oase și resturi vegetale.

Organismele vii preiau continuu carbon din mediu, inclusiv izotopul 14C, care este produs în permanență prin bombardamentul cu raze cosmice a 14N din atmosferă Figura 10. Când organismul moare (încetând a mai prelua carbon din mediu) 14C începe să se dezintegreze, cu un timp de înjumătățire de 5730 de ani. Prin măsurarea proporției de 14C prezent în proba de țesut, se poate determina timpul scurs de la moartea organismului. Metoda este limitată la studierea probelor vechi de maximum 100ka (1 ka = 103). (Filipescu 2002, p. 24)

Proporția de izotopi 14C / 12C este aproximativ stabilă de-a lungul timpului - abundanța naturală este de 13x10-12 de 14C pentru fiecare 12C.

2. Dendrocronologia: Este știința care analizează „inelele de creștere” din trunchiurile copacilor tăiați. Aceste

inele reprezintă ani. Se știe că creștere copacilor este influențată de climă, iar această creștere este ilustrată de inele. Cronologii bazate pe această metodă se pot stabili prin compararea mai multor mostre de lemn din copaci vii și morți. (Glencoe/McGraw-Hill 2008, p. 604)

Metoda este ilustrată în vezi Figură 11.

Ere geologice

June 15, 2012

Page 17 of 73

Figura 10. Datarea cu Carbon, arătând ciclul elementului în natură, după (Monroe et al. 2007, p. 286)

Ere geologice

June 15, 2012

Page 18 of 73

Figura 11. Metoda Dendrocronologiei, după (Glencoe/McGraw-Hill 2008, p. 604)

3. Analiza gheții: Metoda cercetării gheții este asemănătoare cu dendrocronologia. Miezurile de gheață

conţin o înregistrare a condiţiilor de mediu din trecut în straturi anuale de depuneri de zăpadă. Gheața de vară conține mai multe bule și cristale mai largi decât gheața de iarnă. Geologii le folosesc pentru a studia ciclurile glaciare de-a lungul istoriei geologice. (Glencoe/McGraw-Hill 2008, p. 604)

Ere geologice

June 15, 2012

Page 19 of 73

Precambrian (4,6 – 0,6 Ga) „The “Precambrian” is not a formal stratigraphic term and simply refers to all rocks that formed prior to the beginning of the Cambrian Period.“ (Gradstein et al. 2004, p. 129)

Precambrianul nu este o unitate stratigrafică oficială ci doar se referă la totalitatea stâncilor formate înaintea Cambrianului. Lipsa unei diversități de fosile bine conservate, gradul ridicat de metamorfism și perturbație tectonică, și incertitudini referitoare la configurația continentelor contribuie la provocarea de a stabili o periodizare cronostratigrafică după eonul Phanerozoic. (Ogg et al. 2008, p. 23).

Printr-o analogie între vârsta totală a Pământului cu un ceas se poate observa cel mai bine grandoarea (temporală) a Precambrianului vezi Figura 12:

Figura 12. Aproape 90 % din istoria Pământului este cuprins de Precambrian. Peste 99,9 % din istoria

Pământului s-a petrecut înainte de apariția omului (Williams 2004, p. 27)

Ere geologice

June 15, 2012

Page 20 of 73

„Precambrianul cuprinde aproape 90% din timpul geologic, având limitele trasate

convențional de la formarea Terrei, în urmă cu aproximativ 4.6 miliarde ani, până la începutul Cambrianului, 4 miliarde de ani mai târziu.“ (Filipescu 2002, p. 178)

Informațiile despre Precambrian provin din zonele de craton = porțiuni mari din cadrul continentelor neafectate de procesele tectonice de după Precambrian. Toate continentele actuale au ca nucleu astfel de cratoni. Scuturile precambriene sunt porțiuni de cratoni dezvelite de eroziune. (Filipescu 2002, pp. 178–179)

Precambrianul este format din trei Eoni – Hadean, care nu mai este considerat în ultima vreme ca distincție acceptabilă în schema cronometrică (Gradstein et al. 2004, p. 131), Arhaic și Proterozoic.

Recent, Goldblatt et al. 2010 1 au propus un Eon numit Chaotian reprezentând perioada de formare a Sistemului Solar. Cum această problemă depășește scopul acestei sinteze nu v-om analiza propunerea.

Figură 13. Diviziunile formale ale Precambrianului (Gradstein et al. 2004, p. 130)

1 Goldblatt, C.; Zahnle, K. J.; Sleep, N. H.; Nisbet, E. G. (2010): The Eons of Chaos and Hades. In Solid Earth 1 (1), pp. 1‐3. Available online at http://www.solid‐earth.net/1/1/2010/.

Ere geologice

June 15, 2012

Page 21 of 73

Hadean (4,6 -4 Ga) Numele Hadean provine de la Hades, zeul lumii de dincolo (iadul), din mitologia greacă. Se referă la condițiile infernale din aceea primă perioadă din istoria Pământului, când scoarța Terrei era aproape în întregime topită.

Eonul Hadean începe odată cu formarea Sistemului Solar, inclusiv al Terrei și se încheie odată cu formarea primelor roci care sunt încă conservate la suprafața Pământului.

Pământul a început să se formeze în jur de 4,6 miliarde de ani în urmă prin condensarea materiei în jurul soarelui. Prin colectarea acestei materii, alte materii cosmice au fost atrase spre ea de propria forță gravitațională, crescând astfel masa Pământului. Acest proces a creat o cantitate enormă de căldură (datorate ciocnirilor dintre Pământul inițial și corpurile pe care le atrăgea dar în special datorită descompunerilor izotopilor radioactivi), ceea ce a dus la topirea materialelor și a permis la un moment dat separarea materiei în diferite straturi. Pe măsură ce Pământul se răcea, a dobândit structura actuală: un centru feros, mantă de silicat și o crustă externă subțire (Smithsonian Institut).

Luna Există mai multe teorii referitoare la formarea Lunii. Teoria acceptată de marea majoritate a comunității științifice de azi a fost realizată folosind simulări pe calculator și se numește Teoria Impactului.

Conform acestei teorii Luna a fost creată datorită unei coliziuni a unui corp ceresc de mărimea lui Marte cu Pământul, în urmă cu 4,5 miliarde de ani, în perioada de formare a Sistemului Solar. Impactul a fost unul ‚ușor‘, din punct de vedere astronomic, și a dus la împrăștierea unei mari cantități de materie din corpul respectiv și din straturile superioare/exterioare al Pământului în spațiu, unde, cu timpul s-au contopit pentru a forma Luna. Aceasta explică de ce crusta Lunii este asemănătoare cu cea a Pământului.

Această teorie a fost acceptată deoarece s-au descoperit similitudini între rocile lunare analizate și cele de pe Pământ. (Glencoe/McGraw-Hill 2008, p. 774)

Figură 14. Formarea Lunii prin teoria impactului (Glencoe/McGraw-Hill 2008, p. 774)

Important de reținut este că forate puține lucruri se cunosc despre această perioadă și chiar despre perioadele următoare, deoarece dovezile sunt aproape inexistente. Tot ce se știe despre această perioadă sunt supoziții, deducții sau chiar păreri științifice. Științifice deoarece se bazează pe logică, experiențe și cunoștințe din alte domenii, dar totuși

Ere geologice

June 15, 2012

Page 22 of 73

majoritatea cunoștințelor de azi vor fi probabil modificate, dacă nu chiar schimbate, odată ce noi descoperiri vor avea loc.

Arhaic (4,6/4 – 2,5 Ga) Eonul Arhaic este foarte impresionant atât prin durată (aprox. 45% din istoria

Pământului), cât și prin schimbările fizice și, cel mai important, apariția vieții.

Modificări terestre Datorită eroziunii care a distrus multe formațiuni geologice din această perioadă, și

metamorfismului care a alterat caracterul altora într-un asemenea grad încât nu mai pot fi recunoscute ca precambriene, multe detalii ale istoriei Arhaicului rămân necunoscute sau puțin înțelese. (prof. dr. Mészáros, Filipescu, lect. 1995, pp. 2–3)

„În timpul Arhaicului, litosfera era majoritară de tip oceanic, iar fragmentele de microcontinente reprezentau mai puțin de 5% din suprafața lor actuală. Între protocontinentele de dimensiuni reduse se găseau numeroase bazine marine în lare se acumulau lave și sedimente vulcanice (centurile de roci verzi).“ (Filipescu 2002, p. 182)

În eonul Arhaic au avut loc modificări majore în structura Pământului ceea ce a dus la configurația de bază a planetei, cu geosferele cunoscute. (prof. dr. Mészáros, Filipescu, lect. 1995, p. 4)

Eonul Arhaic se împarte în 4 ere: Eoarhaic, Paleoarhaic, Mezoarhaic și Neoarhaic.

Era Eoarhaică nu are o limită inferioară iar limita superioară este stabilită la 3600 Ma. Urmează era Paleoarhaică de la 3600 la 3200 Ma, era Mezoarhaică de la 3200 la 2800 Ma și era Neoarhaică de la 2800 la 2500 Ma. Nici o eră din Arhean nu este împărțită în perioade. Termeni descriptivi ca „Hadean” și „Swarzian” nu mai sunt recomandate în sistemul cronometric actual.

Cel mai vechi mineral, din prezent, provine din zona Jack Hills din Australia de Vest, datat cu ajutorul izotopului U-Pb la 4408 ± 8 Ma.

Cea mai veche rocă cunoscută în prezent, provine din Canada de la Acasta Gneiss (Acasta = numele unui râu care este aproape de formațiune iar gneiss = numele tipului de rocă metamorfică), cu o vârstă de 4031 ± 3 Ma. (Gradstein et al. 2004, p. 131)

Evoluția vieții Evoluția vieții este unul din punctele principale ale acestei sinteze, alături de modificările fizice prin care trece Pământul. Totuși, nu se v-a intra în detalii privind acest aspect ci se vor prezenta doar principalele evenimente.

„Nu putem spera să avem o evidență fosilă a originii și primelor manifestări ale vieții pe Pământ, datorită fragilității celulelor și chiar a componenților chimici constituenți.“ (prof. dr. Mészáros, Filipescu, lect. 1995, p. 10)

„In the primordial “soup” of the early seas, organic molecules concentrated, formed more complex molecules, and became simple cells.“ (Smithsonian Institut)

Ere geologice

June 15, 2012

Page 23 of 73

Tranziția de la molecule organice complexe la celule vii, e posibil să fi avut loc prin mai multe medii. Un mediu posibil ar fi bălțile calde, dar studii recente au sugerat gurile suboceanice de izvoare hidrotermale (= loc unde apă fierbinte iese la suprafață din fundul oceanic deoarece apa marină intră în contact cu rocă topită de dedesubtul fundului oceanic), asemănătoare cu cele găsite azi pe fundul oceanelor și care ar putea fi leagănul vieții de pe Pământ.

„Primele resturi certe de alge albastre-verzi datează de 3.1 Ga, acestea oferind și primele date asupra proceselor fotosintetice.“ (prof. dr. Mészáros, Filipescu, lect. 1995, p. 11)

Cele mai vechi evidențe de viață ar putea fi niște structuri asemănătoare stromatolitelor (= structuri bio-sedimentare, formate din bacterii și alge - după Filipescu 2002, p. 187) din Australia. Exemple moderne de stromatolite se găsesc în Australia, Bahamas și Belize.

În orice caz, microfosile și urme chimice de viață necontestate sunt prezente la cel puțin 2,7 Ga. (Smithsonian Institut)

Mulți geologi consideră că cea mai semnificativă schimbare, din punct de vedere geobiologic, este dezvoltarea unei atmosfere oxigenate, deoarece asta a dus la dezvoltarea vieții, respectiv apariția omului. Oxigenarea este considerată a fi rezultatul respirației cianobacteriilor care utilizează CO2 și lumină solară pentru producție de energie, eliberând oxigen liber ca deșeu (fotosinteza reprezintă combinarea de CO2 , apă, și lumină solară pentru a crea glucoză, ca substanță nutritivă + oxigen). (Ogg et al. 2008, p. 29)

Proterozoic „Eonul Proterozoic se aseamănă mult cu eonul următor: Phanerozoicul.“ (prof. dr. Mészáros, Filipescu, lect. 1995, p. 5)

Etimologie Termenul Proterozoic provine din cuvintele grecești proteros = primul, prima și zoon

= viață. Deși s-a văzut că viața a apărut la sfârșitul Arhaicului, mult timp s-a considerat că viața a apărut în Paleozoic (dovezi existând doar din această perioadă) prin consens s-a păstrat terminologia tradițională.

Proterozoicul reprezintă ultima parte a perioadei inițial numită Precambrian = perioada de 3,7 Ga înainte de Era Paleozoică. Roci din acest timp sunt cunoscute din Australia, Canada și China. (Smithsonian Institut)

Ere și Perioade Eonul Proterozoic este împărțit în trei ere, după cum urmează: Paleoproterozoic

(2500-1600 Ma), Mesoproterozoic (1600-1000 Ma) și Neoproterozoic (1000-542 Ma - începutul Cambrianului) vezi Figură 13.

Fiecare eră din Proterozoic este împărțită mai departe în Perioade.

Era Paleoproterozoică este împărțită în Siderian (2500-2300 Ma), Rhyacian (2300-2050 Ma), Orosirian (2050-1800 Ma) și Stratherian (1800-1600 Ma).

Ere geologice

June 15, 2012

Page 24 of 73

Era Mesoproterozoică este împărțită în Calymmian (1600-1400 Ma), Ectasian (1400-1200 Ma) și Stenian (1200-1000 Ma).

Era Neoproterozoică este , la rândul ei, împărțită în Tonian (1000-850 Ma), Criogenian (850-630 Ma) și Ediacaran (630-542) (Gradstein et al. 2004, pp. 131–132)

În Figura 15 sunt prezentate originile nomenclaturii folosite la nivelul de Perioadă în Eon-ul Proterozoic:

Figura 15. Explicația nomenclaturii folosite la nivelul perioadelor în era Proterozoică. Sursa: modificat după tabelul

9.1 din A Geologic Time Scale 2004 (Ogg et al. 2008, p. 26)

Ere geologice

June 15, 2012

Page 25 of 73

Privire de ansamblu În cadrul acestui Eon, suprafața continentală crește prin unirea suprafețelor mai mici

formate în Arhaic, ceea ce duce la crearea extensivă de munți. Continentele începând să se erodeze, sedimentele erau transportate în oceane dând naștere la medii oceanice de apă puțin adâncă unde viața a putut înflorii și s-a putut diversifica. Multe din aceste forme de viață au dezvoltat abilitatea de fotosinteză. Un produs secundar al fotosintezei este oxigenul, care, de-a lungul a miliarde de ani a transformat atmosfera Pământului. Deoarece oxigenul era toxic pentru unele forme incipiente de viață, multe au dispărut. Altele au prosperat și au evoluat în organisme multicelulare care sunt conservate sub numele de fauna din Ediacaran. Și începutul și sfârșitul Proterozoicului au fost marcate de glaciațiuni extinse. (Smithsonian Institut)

Informațiile despre acest Eon consider că sunt suficiente. A intra mai în amănunt ar însemna o încărcare excesivă a bagajului de cunoștințe, ceea ce nu este scopul acestei introduceri.

În continuare sunt oferite două rezumate cu scopul de a întregi viziunea despre Formarea Pământului și Evoluția Vieții, dar mai întâi este oferită o hartă a Pământului la sfârșitul Proterozoicului:

Ere geologice

June 15, 2012

Page 26 of 73

Figură 16. Harta Pământului în Proterozoicul târziu - 650 Ma (Scotese 2002)

Formarea Pământului

Începem cu vârsta Pământului. Se presupune că este de 4.56 Ga., dovezile care susțin această teorie sunt datarea radiometrică a celor mai vechi minereuri - zirconiu (4.4 Ga) și roci (3,96 Ga), ceea ce implică faptul că Pământul ar avea cel puțin aceeași vârstă. La aceste dovezi se adaugă cele din spațiul cosmic - majoritatea meteoriților (= mici fragmente de corpuri orbitale căzute pe Pământ) analizați au o vârstă cuprinsă între 4,7 - 4,5 Ga., iar majoritatea oamenilor de știință sunt de acord că toate componentele Sistemului Solar s-au format în același timp rezultând că și Pământul ar fi de aceeași vârstă. În plus, rocile lunare recoltate în timpul misiuni Apollo în ani '70 au fost datate la 4,45 Ga. Oamenii de știință consideră că Luna s-a format foarte devreme în istoria

Ere geologice

June 15, 2012

Page 27 of 73

Pământului printr-o ciocnire a unui corp de mărimea lui Marte cu Pământul în urmă cu aprox. 4,5 Ga.

În timpul, și imediat după, formare Pământul a fost foarte fierbinte. Sursele acestei călduri sunt contracția gravitațională, descompunerea radioactivă și bombardarea puternică cu asteroizi (= obiecte metalice sau bogate în siliciu, cu dimensiuni între 1 - 950 km în diametru) și meteoriți. Oamenii de știință consideră, conform dovezilor, că Pământul s-a răcit în primii 200 Ma suficient de mult pentru a apărea apa sub formă lichidă. Pământul continuă să se răcească și azi.

Datorită căldurii uriașe a proto-pământului, mulți oamenii de știință cred că pământul era în mare parte format din magmă topită. Se știe că substanțele mai ușoare plutesc la suprafață, ceea ce a dat naștere procesului de diferențiere a straturilor Pământului. Odată cu apariția apei crusta a suferit modificări (= bucăți din crusta inițială întorcându-se în mantă conțineau apă iar introducerea de apă în mantă a fost esențială pentru formarea primei cruste continentale. Apa a reacționat cu materia mantei pentru a da naștere unei materii mai puțin dense decât crusta inițială. Acest material a reapărut la suprafața pământului, s-a cristalizat pentru a forma mici fragmente de crustă cu conținut de granit) = crusta conține granit (= rocă eruptivă, granuloasă, foarte dură) - mare parte a crustei care formează continentele de azi este formată din granit. În timpul eonului Arhaic activitate vulcanică continuând, au început să se formeze cruste bogate în granit - aceste cruste sunt numite micro-continente. Majoritatea micro-continentelor care s-au format în timpul Arhaicului și Proterozoicului stau la baza continentelor actuale.

Aceste micro-continente care s-au format în Arhaic, în timpul Proterozoic-ului s-au ciocnit devenind mai mari ca dimensiune dar mai puține ca număr. Rezultatul acestor ciocniri a dat naștere unor procese orogenice. Unul dintre cele mai largi mase de pământ din Proterozoic a fost Laurentia - continentul antic al Americii de Nord. Între 1,8 și 1,6 Ga mii de kilometri pătrați s-au adăugat Laurentiei prin coliziuni. Între 1,3 și 1 Ga Laurentia a intrat în coliziune cu Amazonia ducând la formarea super-continentului Rodinia vezi Figura 17. Rodinia era poziționată la ecuator cu Laurentia în centru. 75% din crusta continentală era formată. Restul de 25% s-a format (adăugat) de-a lungul Phanerozoicului. Rodinia a început să se destrame, aproximativ, în urmă cu 750 Ma.

Atmosfera inițială, formată prin degazeificarea planetei, era compusă din apă evaporată care ar fi format o ceață sau un abur în jurul Pământului, probabil hidrogenul și heliul erau prezente plus amoniac și metan. Odată cu răcirea Pământului s-au adăugat atmosferei gaze vulcanice care conform analizelor actuale, și se consideră că și în trecut ar fi la fel, sunt vapori de apă, dioxid de carbon, nitrogen și alte gaze.

Oxigenul liber lipsea din această atmosferă inițială - dovezi asupra atmosferei primare anoxice sunt imposibilitatea producerii reacțiilor chimice de sinteză a

Ere geologice

June 15, 2012

Page 28 of 73

aminoacizilor în prezența oxigenului și în plus oxigenul este toxic pentru bacteriile primitive - cele mai simple organisme celulare sunt și azi anaerobe.

Primi producători de oxigen sunt general acceptați ca fiind cianobacteriile, cunoscute sub numele de alge albastre-verzi și este atestată existența lor în urmă cu 3,5 Ga. Ca și în prezent cianobacteriile folosesc fotosinteza pentru a crea substanțele nutritive de care au nevoie, eliberând în proces oxigen liber.

Oxigenul a atins valori cantitative semnificative în urmă cu 2,3 Ga datorită dezvoltării la scară largă a stromatolitelor (=. Evoluția și răspândirea stromatolitelor a fost favorizată de creșterea continentelor, deci și a zonelor marine epicontinentale, preferate de aceste asociații.

O dovadă a creșterii cantității oxigenului sunt formațiunile de cherturi cu benzi de fier adică a oxidului de fier (banded-iron formation = concentrație locală mare), mai cunoscut sub numele de rugină. Oxidul de fier apare ca fiind depus ciclic, probabil datorită variațiilor de sezon. Azi, aceste formațiuni sunt exploatate pentru minereu de fier. (Glencoe/McGraw-Hill 2008, pp. 620–632)

Ere geologice

June 15, 2012

Page 29 of 73

Figura 17. Rodinia - Primul super-continent (Glencoe/McGraw-Hill 2008, p. 627)

Ere geologice

June 15, 2012

Page 30 of 73

Apariția și evoluția vieții Originea vieții este un domeniu activ de studiu deoarece există multe neclarități

referitoare la teoriile existente.

Supa primordială. Una dintre aceste teorii stipulează că atmosfera existentă pe proto-pământ împreună cu energia oferită de fulgere ar putea da naștere unei „supe primordiale” în oceanele puțin adânci. Această teorie a fost testată cu succes de Stanley Miller și Harold Urey în 1953. În condițiile presupuse de oamenii de știință ca fiind reale la începuturile Pământului, într-o săptămână s-au format molecule organice = supa primordială, în laborator. Moleculele formate în experiment au inclus și amino acizi, constituent principal al materiei vii (proteine). Deși succesul înregistrat demonstra că apariția vieții este posibilă în condițiile crezute a fi reale la începuturile Pământului, unele îndoieli totuși mai există având în vedere faptul că dacă în experimente sunt incluse și unele gaze existente la aceea dată, apariția aminoacizilor este rară.

Astfel au luat naștere și alte teorii referitoare la originea vieții, cum ar fi originea extraterestră, dovedită prin existența unor aminoacizi în unii meteoriți analizați care au supraviețuit impactului.

Altă teorie valabilă este cea care consideră adâncurile Pământului sau ale oceanelor ca fiind leagănul vieții. Au fost descoperite organisme în adâncimi care depășesc 3 km, iar experimentele au arătat că condițiile sunt favorabile sintezei chimice folosite de organisme vechi pentru producția de energie (echivalentul foto-sintezei).

Deși a fost demonstrat posibilitatea apariției aminoacizilor, oamenii de știință încă cercetează cum aminoacizii s-au putut combina pentru a forma proteine complexe și alte molecule ale vieții. O abilitate esențială a vieții este capacitatea de reproducere. Toate celulele au nevoie de ADN și ARN pentru a se reproduce. În organismele moderne ARN transportă și traduce instrucțiunile necesare funcționării celulelor. Și ADN-ul și ARN-ul folosesc proteine numite enzime pentru a se reproduce. Experimente recente au dezvăluit că moleculele ARN numite ribozomi, se pot comporta ca enzimele, adică se pot reproduce fără ajutorul enzimelor. Acest lucru sugerează că este posibil ca moleculele de ARN ar fi primele molecule capabile de reproducere. O lume ARN este posibil să fi fost o treaptă intermediară între lumea anorganică și lumea bazată pe ADN de azi.

Evidențe fosile indică faptul că organisme unicelulare au dominat până la sfârșitul Precambrianului. Aceste organisme se numesc procariote, organisme care nu conțin un nucleu. Nucleul este o parte separată în cadrul celulelor unde se află ADN și ARN. Celulele care au un nucleu se numesc eucariote.

Eucariotele pot fi unicelulare sau pluricelulare, dar deoarece conțin necleu și alte structuri interne sunt mai mari decât procariotele. Această distincție este necesară

Ere geologice

June 15, 2012

Page 31 of 73

deoarece în evidențele fosile de obicei nu se poate vedea dacă o celulă acea nucleu sau nu. Cea mai veche fosilă eucariotă cunoscută este unicelulară. A fost descoperită într-o „banded-iron formation”, din Michigan și este datată la 2,1 Ga.

Unii oameni de științe cred că în urmă cu 750 Ma a avut loc o glaciațiune totală a Pământului (planeta fiind comparată cu un bulgăre de zăpadă). Dovezi din depozite glaciare antice dezvăluie că gheața ar fi ajuns până la ecuator și indică posibilitatea ca și oceanele să fi fost înghețate. Această glaciațiune ar fi dus la extincția multor organisme eucariote unicelulare dar ar fi supraviețuit totuși unele forme de viață (de exemplu în aproprierea gurilor suboceanice de izvoare hidrotermale).

Dovezile indică faptul că recent după retragerea ghețarilor către poli în urmă cu 630 Ma, clima s-a încălzit și au apărut primele organisme multicelulare în oceane. Fosile din această perioadă au fost pentru prima dată descoperite în 1947 în Ediacara Hills din Australia. Aceste fosile au fost denumite colectiv „ediacaran biota” = fauna din ediacaran, aceste fosile arată impresiile unor eucariote mari cu corpuri delicate.

Această descoperire a răspuns unui mister al geologiei, și anume de ce nu s-au găsit fosile ale strămoșilor organismelor din Cambrian? Organismele descoperite la Ediacaran Hills ofereau acești strămoși. Dar la o analiză mai amănunțită unii cercetători au pus sub semnul întrebării legătura dintre aceste organisme și grupuri moderne, subliniind că fosilele nu arată dovezi că ar avea guri, anusuri or pântece, ceea ce a dus la concluzia că aceste organisme ar fi unice. Ca urmare există dezbateri referitoare la natura precisă a acestor fosile.

Mai recent cercetătorii au descoperit fosile asemănătoare cu cele din Ediacaran peste tot prin lume. Această descoperire indică faptul că aceste organisme au fost larg răspândite în oceanele puțin adânci ale Proterozoicului. Se pare că au înflorit în perioada 630 - 540 Ma. Apoi într-o aparentă extincție în masă au dispărut majoritatea, și organisme mai asemănătoare cu cele moderne au început să populeze oceanele. (Glencoe/McGraw-Hill 2008, pp. 633–637)

Ere geologice

June 15, 2012

Page 32 of 73

Eon-ul Phanerozoic 542/3 Ma - prezent Eon-ul Phanerozoic = „viața vizibilă” sau „viață evidentă” este durata de timp de la

sfârșitul Eon-ului Proterozoic în urmă cu 543 Ma până în prezent. Deși în prezent se știe că viața a apărut în Precambrian, în această perioadă viața s-a diversificat și a evoluat. Pământul a luat, treptat, forma și caracteristicile fizice actuale prin procese ca plăci tectonice, orogeneză și glaciațiuni (Encyclopaedia Britannica 2006, p. 1484)

Phanerozoicul este caracterizat de apariția abundentă de „viață vizibilă” în mostrele geologice. Deși azi este recunoscut de paleontologi că apariția vieții s-a petrecut înainte de Phanerozoic, distincția este că la baza acestui Eon apar fosilele cu cochilii, carapace sau schelet.

Timpul Phanerozoic este împărțit pe baza corelațiilor de fosile și vârstă absolută. Diviziunile sunt constant revizuite, datorită noilor descoperiri. (Kusky 2005, p. 328)

Eon-ul Phanerozoic se împarte în trei Ere după cum urmează:

• Era Paleozoică (542-252 Ma), • Era Mezozoică (252-65,5 Ma) și • Era Cenozoică (65,5 - prezent). (Smithsonian Institut)

Era Paleozoică 542/3 – 252 Ma Era Paleozoică - din greacă palaios = vechi și zoon = animal - a avut o durată de

aproape 300 Ma. Terra, în această perioadă, a suferit modificări structurale, paleogeografice și climatice majore.

Etapă foarte importantă de evoluție a faunei și florei terestre. Limita inferioară a Paleozoicului este marcată de radiația trilobiților, iar limita superioară de extincția în masă de la sfârșitul Permianului. (Filipescu 2002, pp. 191–192)

Paleozoicul se împarte în mai multe Perioade după cum urmează:

1. Cambrian 542-488 Ma; 2. Ordovician 488-444 Ma; 3. Silurian 444-416 Ma; 4. Devonian 416-359 Ma; 5. Carbonifer (Mississippian 359-318 Ma + Pennsylvanian 318-299 Ma); 6. Permian 299-252 Ma;

Perioadele acestea la rândul lor se împart în Epoci dar acestea vor fi expuse la timpul lor. Pentru o imagine de ansamblu a Erei Paleozoice:

Figura 18. Diviziunile Erei Paleozoice (Glencoe/McGraw-Hill 2008, p. 648)

Ere geologice

June 15, 2012

Page 33 of 73

Cambrian 542 – 488 Ma Termenul Cambrian vine de la Cambria, care este numele dat de romani Țării Galilor.

Rocile Cambriene au fost depuse în perioada 543 - 490 Ma în urmă. Caracteristica principală a acestei perioade este apariția animalelor cu exoschelete care devin larg răspândite în dovezile fosile. (Smithsonian Institut)

Deși există un consens referitor la începutul Perioadei Cambriene, acest consens nu se extinde și asupra subdiviziunilor celor 53 de milioane de ani ale Cambrianului. În multe regiuni ale globului, rocile Cambriene au fost împărțite în serii Inferioare, Medii și Superioare în acord cu standarde și practici regionale, dar aceste diviziuni nu sunt nici uniforme și nici recunoscute internațional. (Crick et al. 2010)

Lumea Cambriană se deosebește foarte mult și de prezent dar și de lumea din Eon-ul Proterozoic, din punct de vedere geografic, climatic și al vieții existente.

Un exemplu ar fi temperatura, care în Era Neo-proterozoică (1 Ga - 542 Ma în urmă) era de aproximativ 12°C, în prezent media fiind de aproximativ 14°C, iar în Cambrian temperatura medie era de 22°C.

Temperaturile scăzute ale Neo-proterozoicului au ajutat la susținerea unor evenimente planetare cunoscute sub numele de glaciațiuni:

1. Sturtian 748-713 Ma în urmă; 2. Marioan 650-600 Ma în urmă; 3. Gaskiers 595-565 Ma în urmă (supranumită Varanger);

La începutul Neo-proterozoicului, Pământul a trecut print-o perioadă de sudare continentală care a unit principalele mase de uscat într-un super-continent, numit Rodinia. Rodinia s-a format în urmă cu 1 Ga și a rivalizat în mărime cu super-continentul Pangea, format mai târziu în Eon-ul Phanerozoic. Înainte de începerea Cambrianului, Rodinia s-a rupt în două, rezultând oceanul Pacific. Pe la mijlocul și sfârșitul Cambrianului rifturile continue au dus la depărtarea paleo-continentelor Laurentia (format din America de Nord și Groenlanda), Baltica (format din Europa de Vest și Scandinavia) și Siberia. În plus, noi coliziuni au dus la formarea Godwanei, un super-continent format din ceea ce a devenit Australia, Antarctica, India, Africa și America de Sud.

Procesele tectonice care au dus la ruperea Rodiniei, de asemenea au modificat bazinele oceanice, ducând la inundarea unor porțiuni mai multor continente. De asemenea, topirea ghețarilor Varanger a jucat un rol în inundarea continentelor. Acest episod reprezintă cea mai largă și persistentă creștere a nivelului mărilor din Eon-ul Phanerozoic.

Inundarea continentelor, combinat cu temperaturile crescute ale Cambrianului și schimbările în geografia Pământului, au dus la o rată crescută de eroziune care au alterat chimia oceanelor. Cea mai notabilă fiind o creștere a nivelului de oxigen în apa mării, ceea ce a ajutat dezvoltarea, și mai târziu diversificarea, vieții - un eveniment care a ajuns să fie cunoscut ca „explozia Cambriană”. (Crick et al. 2010)

„Explozia Cambriană” este caracterizată de Apariția bruscă a diferitelor animale cu exoschelet în evidențele fosile.

Dovezile fosile ale vieții Proterozoice sunt disparate, deoarece era formată, în general, din corpuri moi sau microbiene. Venirea Erei Paleozoice a adus o incredibilă diversificare a animalelor pluricelulare.

Ere geologice

June 15, 2012

Page 34 of 73

Majoritatea animalelor cu exoschelet din Cambrianul Inferior erau foarte mici, măsurând între 1 și 5 milimetri.

Diversitatea vieții din Cambrian este în contrast cu cea din Proterozoicul Târziu deoarece, nou evoluatele exoschelete au permis animalelor Cambriene să fie fosilizate mult mai ușor. (Smithsonian Institut)

Cele mai abundente și diversificate animale ale Cambrianului au fost trilobiții. Trilobiții aveau antene lungi, ochi compuși, picioare cu multe încheieturi și un exoschelet tare ca multe din rudele lor, artropodele moderne, ca insecte, crabi sau homari.

Cambrianul este uneori numit „Vârsta trilobiților”, deoarece în această perioadă au înregistrat o diversificare explozivă în toate mediile subacvatice. În mărime, variau de la câțiva milimetri la 45 de centimetri. (Smithsonian Institut)

Figura 19. Trilobit din Cambrianul Mediu, Xystridura templetonensis, din Australia, un reprezentat tipic al Faunei

Cambriene. Fotografie de Nigel C. Hughes. (Selley et al. 2005)

Șistul Burgess (Burgess Shale) localizat în trecătoarea Burgess ale Munților Stâncoși Canadieni, este una dintre cele mai bine păstrate și cele mai importante formații fosile din lume. De la data descoperiri, în 1909, au fost recuperate peste 60.000 de specimene. (Crick et al. 2010)

Deși Explozia Cambriană este larg asociată cu animalele deținătoare de exoschelet, și animalele cu corpuri moi au evoluat în această perioadă. Fauna descoperită în șistul Burgess oferă o privire asupra acestor animale. Fauna este deosebit de importantă deoarece dovezile fosile sunt părtinitoare animalelor cu exoschelet.

Ere geologice

June 15, 2012

Page 35 of 73

Figura 20. Colaj de trilobiți, cel mai abundent și diversificat animal al Cambrianului. Adaptat după Indexul Fosilelor

al Americii de Nord (Shimer și Schrock 1944). Originea originală, curtoazie a MIT Press. (Smithsonian Institut)

Depunerile de la șistul Burgess au avut loc în ocean în aproprierea unui recif de alge. Alunecările de teren ocazionale au îngropat animalele vii iar noroiul fin a împiedicat descompunerea, astfel că părțile moi s-au păstrat. Aici au fost păstrate și animale cu exoschelet, putând fi observate anumite particularități care nu au fost păstrate în fosile obișnuite, cum ar fi picioarele și antenele trilobiților; conservarea extraordinară a permis paleontologilor să înțeleagă mai bine structura și biologia animalelor.

Figura 21. Colaj de fosile din șistul Burgess (Smithsonian Institut)

Ere geologice

June 15, 2012

Page 36 of 73

Figura 22. Reconstrucție de alge Cambriene din șistul Burgess. După Briggs et al. 1994, Smithsonian Institution Press.

Original drawings courtesy of the Smithsonian Institution. (Smithsonian Institut)

Nevertebratul cel mai celebrat din șistul Burgess, este atribuit genului Anomalocaris. Această creatură era cel mai mare animal de pradă care a înotat în apele din Cambrian. Unii trilobiți cu cicatrici pe carapace sunt considerate a fi urme ale mușcăturii unui asemenea animal. (Crick et al. 2010)

Figura 23. Anomalocaris canadensis, mambrii ai genului Anomalocaris, erau cele mai mari animale de pradă din

Cambrian. (Crick et al. 2010)

Ere geologice

June 15, 2012

Page 37 of 73

O altă zonă unde s-a păstrat dovezi de animale fără cochilii este Fauna Chenjiang, de vârstă Cambriană timpurie, din provincia Yunnan, China. (Smithsonian Institut)

La final, o privire de ansamblu asupra lumii din Cambrianul târziu:

Figură 24. Harta Cambrianului târziu - 514 Ma. (Scotese 2002)

Ordovician 488 – 444 Ma Perioada Ordoviciană se împarte în trei Epoci caracteristice, O. Timpuriu, Mijlociu și

Târziu.

Proveniența numelui acestei perioade este exprimată cel mai bine de Dicționarul de Științele Pământului editat de Jacqueline Smith: „The name was proposed for rocks in the Arenig Mountains of N. Wales, part of an area inhabited by a Celtic tribe, the Ordovices.“ (Smith 2006, p. 245) Roci sedimentare conținând fosile din Ordovician au fost descoperite pe toate continentele moderne. Graptoliții2, un grup abundent și cu o evoluție rapidă, este considerat ca fiind baza Ordovicianului. (Smith 2006, p. 245)

Perioada Ordoviciană este caracterizată printr-o diversificare masivă de viață marină, prin ceea ce a devenit cunoscut ca radiația Ordoviciană. Acest eveniment a precipitat apariția aproape a tuturor încrengăturilor moderne de nevertebrate marine până către sfârșitul

2 graptoliţi s. m. pl. clasă de nevertebrate fosile, asemănătoare cu meduzele de astăzi, care pluteau liber pe suprafaţa mărilor. (<fr. graptolithes) Softwin 2002

Ere geologice

June 15, 2012

Page 38 of 73

perioadei; de asemenea și apariția peștilor. Apar primele plante de uscat și, posibil, și prima invazie terestră de artropode3.

Sfârșitul perioadei este vestit datorită unei extincții masive, a doua ca mărime din istoria Pământului. (Holland 2010)

Figura 25. Ordovicianul Mijlociu - 458 Ma (Scotese 2002)

Silurian 444 – 416 Ma Perioada este numită Silurian după numele unui trib celtic antic, Silurii (Silures) care a

ocupat teritoriile de graniță actuale dintre Anglia și Țara Galilor (Smithsonian Institut).

De-a lungul Silurianului elevația continentală era cu mult mai joasă decât în prezent, iar nivelul mării mult mai ridicat. Creșterea dramatică a nivelului mării s-a datorat topirii ghețarilor din Era Glaciară de la sfârșitul Ordovicianului. Creșterea a dus la modificări climatice care au permis multor grupuri de faună să-și revină după extincția din Ordovicianul Târziu. În această perioadă își fac apariția Recifele de Corali, peștii sunt larg răspândiți (agnate4) iar terenul este colonizat de primele plante vasculare, dar numai marginile continentale în timp ce interiorul continentelor rămân sterpe (Johnson 2010).

3 artropode s. n. pl. încrengătură de animale nevertebrate, cu schelet extern chitinos, cu corpul şi membrele formate din inele articulate. (<fr. arthropodes) Softwin 2002 4 agnáte s. f. pl. subîncrengătură de cordate primitive, acvatice, fără fălci şi dinţi osoşi; agnatostomi. (<fr. agnathes) Softwin 2002

Ere geologice

June 15, 2012

Page 39 of 73

Tot în această perioadă apar primele comunități, cum ar fi comunitatea Pentameridă din Silurianul timpuriu, dominată de branhiopode5 cu cochilii mari din specia Pentamarus oblongus. Comunitățile deseori includ între 5 și 20 de specii asociate iar alteori populații enorme dintr-o singură specie (Johnson 2010).

Comunitățile s-au dezvoltat, pe la mijlocul Silurianului, în jurul unor plante mici care creșteau vertical, care au acționat ca producători primari. Bacteriile și ciupercile se hrăneau cu plante moarte iar artropodele timpurii, probabil înrudite cu miriapodele6, detritivori7, pe lângă aceleași plante în descompunere, e posibil că se hrăneau și cu bacterii și ciuperci care trăiau în pământ. Alte artropode, probabil înrudite cu centipedele, se hrăneau cu detritivori. Aceste comunități constituie primele ecosisteme terestre (Smithsonian Institut).

Habitatele sălcii și cele cu apă dulce au fost și ele invadate de o varietate de specii de animale, cum ar fi: euripterele v. Figura 26 (membru al unui ordin dispărut - Eurypterida - de artropode asemănătoare scorpionilor, comuni în Paleozoic), scorpionii și pești fără maxilar. Această creștere este probabil legată de extinderea plantelor vasculare în habitate acvatice și terestre, ceea ce ar fi crescut cantitatea de hrană disponibilă. Majoritatea animalelor marine erau mici în dimensiune, mai mici de 20 cm., dar unele euripteride depășeau un metru în lungime, și sunt, de fapt, cele mai mari artropode cunoscute. Euripterele și scorpionii acvatici erau prădătorii dominanți (Smithsonian Institut).

5 branhiopóde s. n. pl. subclasă de crustacee inferioare, de apă dulce, cu corpul segmentat, cu formaţii branhiale. (<fr. branchiopodes) Softwin 2002 6 Miriapod ~e n. 1) la pl. Clasă de nevertebrate terestre, cu corpul format din segmente sau inele şi cu multe perechi de picioare (reprezentanţi: urechelniţa, scolopendra etc.). 2) Animal din această clasă. [Sil. -ri-a-] /<lat. myriapoda, fr. myriapodes Softwin 2002 7 detritivór, –ă adj. (despre animale limicole) care se hrăneşte cu detritus. (<detrit/us/ + –vor) Softwin 2002 - detrítus s. n. 1) material granulat rezultat din sfărâmarea rocilor sub acţiunea agenţilor externi. 2) materie organică din resturi de origine vegetală sau animală în descompunere. 3) tartru dentar. (<fr. détritus, lat. detritus) Softwin 2002

Ere geologice

June 15, 2012

Page 40 of 73

Figura 26. Euripteride (Smithsonian Institut)

Figura 27. Silurianul Mijlociu 425 Ma (Scotese 2002)

Ere geologice

June 15, 2012

Page 41 of 73

Figura 28. Poziția continentelor în Silurian (începutul închiderii oceanului Iapetus, coliziunea Avaloniei cu Baltica,

lărgirea oceanului dintre Baltica și Gondwana) (Scotese 2002)

Devonian 416 – 359 Ma Numele acestei perioade vine de la provincia Devonshire din Anglia.

În această perioadă, cuprinsă între 416-359 Ma., majoritatea maselor de pământ vor forma două super-continente vecine: Gondwana și Euramerica, relativ apropriate una de alta, în emisfera sudică. Restul suprafeței Pământului era acoperită de un ocean vast.

Lumea Devoniană era populată de plante și animale foarte primitive, în marea lor majoritate azi extincte. Spre mijlocul perioadei apar plante asemănătoare arbuștilor și copacilor, unele atingând înălțimi de cinci metri sau chiar mai mult. Spre sfârșitul Devonianului primii copaci adevărați și păduri au evoluat. În oceane mulți membrii ai faunei Paleozoice au continuat să se diversifice. Pe pământ, plantele vasculare împreună cu artropodele au format ecosisteme terestre diverse, în timp ce tetrapodele8 apăreau în apele

8 tetrapóde s. n. pl. subclasă de animale superioare (batracieni, reptile, păsări, mamifere) al căror schelet, cu patru membre, este adaptat pentru deplasarea în mediu acvatic. (<fr. tétrapodes) Softwin 2002

Ere geologice

June 15, 2012

Page 42 of 73

puțin adânci din împrejurimi. Aceste tetrapode au apărut la sfârșitul Devonianului și au fost strămoșii amfibienilor, reptilelor și al mamiferelor. Tetrapode terestre nu au apărut decât în Carbonifer.

Prima radiație de vertebrate cu maxilar (gnatostomi9) a avut loc în Devonian, motiv pentru care este uneori cunoscut ca „Vârsta Peștilor”. Pești cartilaginoși 10 (rechini) erau supraviețuitori din Ordovician care au prosperat în Devonian. Primii dinți de rechin datează din Devonianul timpuriu, iar primii rechini semănând cu cei moderni au evoluat spre Devonianul mijlociu.

Spre sfârșitul Devonianului aproape 70% din speciile nevertebrate au dispărut. Speciile marine, în special cele tropicale, au suferit cele mai mari extincții, urmate de speciile de apă dulce pe când speciile terestre aproape că nu au fost afectate deloc. Aceste extincții nu au avut loc în urma unui eveniment major ci în urma unor evenimente minore dar care au durat aproximativ 20 ma. (Smithsonian Institut)

Figura 29. Devonianul timpuriu - 390 Ma (Scotese 2002)

9 gnatostómi s. m. pl. subîncrengătură de vertebrate acvatice sau terestre cu fălci mobile şi dinţi osoşi. (<germ. Gnathostomen) Softwin 2002 10 cartilaginós, –oásă m. 1) la pl. Clasă de peşti cu schelet format din cartilaj, cu gura prevăzută cu două rânduri de dinţi şi cu branhii ce se deschid în exterior. 2) Peşte din această clasă. /<fr. cartilagineux, lat. cartilaginosus Softwin 2002

Ere geologice

June 15, 2012

Page 43 of 73

Carbonifer 359 – 299 Ma Cea de-a cincea perioadă a Erei Paleozoice începe în urmă cu 359 Ma și durează până

în 299 Ma în urmă. Durata de aproximativ 60 Ma o face cea mai lungă perioadă a Erei și a doua ca mărime din Eonul Phanerozoic.

Numele perioadei este excepția de la regula celorlalte nume ale Erei, conform căreia perioadele au fost botezate după regiunile din care au fost studiate straturile. Carbonifer se referă la straturile care conțin cărbune și care caracterizează partea superioară a seriei (erei) în întreaga lume.

Perioada este împărțită formal în două mari subdiviziuni - sub-perioadele:

1. Mississippian 359-318 Ma; 2. Pennsylvanian 318-299 Ma;

rocile cărora sunt recunoscute din punct de vedere cronostratigrafic ca subsisteme prin înțelegere internațională.

În Europa, perioada Carboniferă, este împărțită în:

1. Deniantian; 2. Silesian;

dar granița dintre aceste diviziuni diferă de internațional acceptata graniță Mississippian / Pennsylvanian.

Continentele existente s-au apropriat în această perioadă, pe o parte a globului. În Mississippian lumea era caracterizată de Laurusia, o serie de blocuri cratonice mici care ocupau emisfera nordică și Gondwana, o masă terestră enormă formată din America de Sud, Africa, Antarctica, Australia și sub-continentul Indian de azi, în emisfera sudică. În Pennylvanian mișcările plăcilor tectonice au apropriat majoritatea Laurusiei în contact cu Gondwana.

Carboniferul a fost timpul diversității nevertebratelor marine. După extincțiile de la sfârșitul Devonianului, fauna Carboniferului o compoziție diferită față de ce s-a văzut până atunci.

Insectele au ocupat mediul terestru încă din Devonian dar abia acum se diversifică. Probabil de-a lungul Mississippianului au evoluat aripile, deoarece în Pennsylvanian libelulele erau abundente și au atins mărimi mari. Tot din această sub-perioadă sunt cunoscute insecte mai avansate cum ar fi gândacii. Alte insecte din Pennsylvanian sunt forme ancestrale de lăcuste, greieri și primii scorpioni tereștrii.

Perioada Carboniferă a fost perioada de vârf pentru dezvoltarea amfibienilor și apariția reptilelor. (Manger 2010)

Figura 30. Schelet fosil al Eryops, un amfibian din Carbonifer - Courtesy of the trustees of the British Museum

(Natural History); photograph, Imitor (Manger 2010)

Ere geologice

June 15, 2012

Page 44 of 73

Figura 31. Carboniferul timpuriu (Mississippian) 356 Ma (During the Early Carboniferous the Paleozoic oceans

between Euramerica and Gondwana began to close, forming the Appalachian and Variscan mountains. An ice cap grew at the South Pole as four-legged vertebrates evolved in the coal swamps near the Equator.) (Scotese 2002)

Figura 32. Carboniferul târziu (Pennsylvanian) 306 Ma (By the Late Carboniferous the continents that make up modern North America and Europe had collided with the southern continents of Gondwana to form the

western half of Pangea. Ice covered much of the southern hemisphere and vast coal swamps formed along the equator.) (Scotese 2002)

Ere geologice

June 15, 2012

Page 45 of 73

Figura 33. Harta Perioadei Carbonifere. Adapted from C.R. Scotese, The University of Texas at Arlington

(Manger 2010)

Permian 299 – 252 Ma Numele Permian este dat după regiune Perm din Rusia Centrală. Această perioadă

marchează sfârșitul Erei Paleozoice.

Continentele Pământului se contopesc într-un singur supercontinent, Pangea.

Pământul era locuit de o mare diversitate de insecte și vertebrate terestre. Aici avem primele ierbivore vertebrate. Tot aici este prezentă cea mai mare diversitate taxonomică de insecte din toate timpurile. Fauna marină era în continuare dominată de grupuri aparținând Faunei Paleozoice. Creșterea coniferelor ca elemente dominante de vegetație tropicală reflectă creșterea sezonalității precipitațiilor în ariile tropicale.

Cel mai important fapt al Permianului este însă extincția ce a avut loc la sfârșitul perioadei, extincție care este cea mai mare din ultimii 600 Ma, în care a dispărut mai mult de 90% din viețuitoarele Pământului și prin urmare a pus capăt dominației faunei Paleozoice. În urma acestei dispariții masive archosaurii (orice membru al unui grup major de reptile care include dinozaurii și pterozaurii 11 dispăruți dar și păsările și crocodilii existenți azi) s-au ridicat pentru a domina pământul și mai multe grupuri moderne au umplut lumea marină. (Smithsonian Institut)

11 pterozauriéni s. m. pl. 1) la pl. Ordin de reptile fosile având aripi mari, asemănătoare cu ale liliacului, adaptate la zbor. 2) Reptilă din acest ordin. [Sil. -za-u-ri-an] /<fr. ptérosaurien Softwin 2002

Ere geologice

June 15, 2012

Page 46 of 73

Figura 34. Permianul târziu - 255 Ma (Vast deserts covered western Pangea during the Permian as reptiles spread

across the face of the supercontinent. 99% of all life perished during the extinction event that marked the end of the Paleozoic Era.) (Scotese 2002)

Era Mezozoică 252-65,5 Ma A doua din cele trei ere geologice majore ale Pământului. Numere este derivat din

echivalentul grecesc pentru „viață mijlocie”. Era Mezozoică a început în urmă cu 252 Ma și s-a încheiat în urmă cu 65,5 Ma. Era mezozoică se împarte în trei perioade majore:

1. Perioada Triasică; 2. Perioada Jurasică; 3. Perioada Cretacică; Strămoșii grupurilor majore de plante și animale care există azi, au apărut pentru

prima dată în această Eră, dar Mezozoicul este cel mai cunoscut datorită dinozaurilor.

Clima din această perioadă era în general caldă, cu diferențe mai mici ca azi între ecuator și poli.

Continentele au început să se deplaseze spre locurile pe care le ocupă în prezent.

A avut loc o modernizare distinctă a formelor de viață, în parte datorată dispariției multor tipuri de organisme mai vechi.

Trei din cele cinci extincții în masă din istoria Pământului sunt asociate cu Era Mezozoică. Una la sfârșitul Erei precedente și începutul Triasicului; alta care a avut loc la sfârșitul Triasicului și o a treia de la sfârșitul Erei Mezozoice, cea care a dus la dispariția dinozaurilor. (Tang 2010)

Ere geologice

June 15, 2012

Page 47 of 73

Triasic 252 – 200 Ma În 1834, Friedrich August von Alberti a dat numele Trias („trei părţi”) la trei straturi

de roci distincte, în sudul Germaniei: Bunter (mai mică), Muschelkalk (mijloc), şi Keuper (de sus). Aceste trei unități s-au dovedit a fi uşor de identificat în toată Europa şi au fost în mod clar mai noi decât rocile din Permian. Acum, geologii consideră toate straturile de roci care sunt de aceeași vârstă cu cele numite Trias ca aparţinând perioadei Triasic. Roci triasice sunt acum cunoscute de pe fiecare continent, deşi nu toate dintre ele arată aceleaşi trei unităţi. Fosile triasice furnizează informaţii importante despre istoria de viaţă de la începutul erei mezozoice.

La începutul Triasic, 252 de milioane de ani în urmă, super-continentul Pangea ecuatorial și-a finalizat formarea. Calotele polare au lipsit şi nivelul mării a rămas destul de scăzută şi stabilă. Clima a fost, în general, caldă şi aridă, dar râurile şi lacurile au susţinut dezvoltarea pădurilor de gimnosperme şi amfibieni mari. Cu toate acestea, viața de pe Pământ a fost rară. Doar câteva tipuri de animale şi plante au rămas după extincţie în masă, de la sfârşitul Permianului. Repopularea Pangea-ei a avut începuturi slabe, şi rediversificarea vieţii a durat 4-6 milioane de ani. Triasicul timpuriu este caracterizat prin diversitate scăzută în habitatele marine şi terestre, dar spre Triasicul Mijlociu și mai târziu, diversitatea a revenit în cele mai multe medii.

Dinozaurii au apărut devreme în Triasicul târziu, alături de primele reptile zburătoare (Pterozaurieni), crocodilo-forme, broaște țestoase, broaște, și mamifere. Vegetaţia terestră a fost dominată în multe zone de conifere, ferigi şi de seminţe. În oceane, nevertebratele, cum ar fi coralii si echinodermele au evoluat în multe specii noi. Ei au trăit între o mare varietate de moluște (cum ar fi scoici şi melci), rechini şi primele reptile marine. Până la sfârşitul Triasicului au apărut primele urme de divizare a Pangea-ei. (Smithsonian Institut)

Figura 35. Triasicul timpuriu 237 Ma. (The supercontinent of Pangea, mostly assembled by the Triassic, allowed land

animals to migrate from the South Pole to the North Pole. Life began to rediversify after the great Permo-Triassic extinction and warm-water faunas spread across Tethys.) (Scotese 2002)

Ere geologice

June 15, 2012

Page 48 of 73

Jurasic 200 – 146 Ma Numele Perioadei derivă de la numele munților Jura, o continuare a Alpilor Elvețieni

în Franța de Est.

Pangea a fost centrată pe ecuator aproape toată perioada, clima Pământului fiind tropicală. Mari râuri acopereau America de Nord, iar pământul era verde de la ferigi, conifere și ginko. Era mediul ideal pentru ca cele mai mari animale să cutreiere Pământul. Ca și azi, majoritatea pământului era acoperit cu copaci dar plantele cu flori încă nu au evoluat și nu exista nici iarbă care să ascundă animale mici. Datorită dominației dinozaurilor mamiferele nu depășeau ca mărime șobolanii, dar au început să se diversifice la începutul Jurasicului.

Mările Jurasicului erau pline de multe tipuri de rechini, pești osoși, crocodili marini, și alte reptile marine de toate dimensiunile.

Păsările au evoluat și au început să se diversifice spre sfârșitul Jurasicului, dar cea mai comună zburătoare erau pterozaurienii.

Spre sfârșitul Jurasicului, părți majore ale Europei și ale Americii de Nord au fost inundate datorită creșterii nivelului mărilor și ruperea Pangea-ei. Pe măsură ce America de Nord și Eurasia s-au depărtat de Africa și America de Sud s-a născut Oceanul Atlantic. (Smithsonian Institut)

Figura 36. Jurasicul timpuriu 195 Ma (By the Early Jurassic, south-central Asia had assembled. A wide Tethys ocean

separated the northern continents from Gondwana. Though Pangea was intact, the first rumblings of continental break up could be heard.) (Scotese 2002)

Ere geologice

June 15, 2012

Page 49 of 73

Figura 37. Jurasicul Târziu 152 Ma (The supercontinent of Pangea began to break apart in the Middle Jurassic. In the Late Jurassic the Central Atlantic Ocean was a narrow ocean separating Africa from eastern North America. Eastern Gondwana had begun to separate form Western Gondwana.) (Scotese 2002)

Cretacic 146 – 65.5 Ma Numele provine de al latinescul „creta” și înseamnă, cum ușor ne putem da seama

„cretă”, și se referă la depunerile de cretă din această perioadă. Un exemplu faimos este cel „White Cliffs” din Dover, Anglia vezi Figura 38. Sunt formate de anumite organisme marine cu cochilii (coccolithophores vezi Figura 39), care trăiesc la suprafețele însorite ale oceanelor dar după moarte cochiliile se scufundă unde se depun și formează creta. Aceste organisme sunt importante și în prezent. Perioada Cretacică a adus modificări majore atât vieții cât și Pământului.

Figura 38. White cliff of Dover England (The white cliffs of Dover, England, are made of chalk formed during the

Cretaceous period from the bodies of numerous tiny shell-producing marine organisms. Bob Krist/Corbis) (Encyclopædia Britannica 2010)

Ere geologice

June 15, 2012

Page 50 of 73

Figura 39. Ornanismul Coccolithophores (Smithsonian Institut)

Spre mijlocul Cretacicului apar primele marsupiale, monotremele 12 și mamiferele placentare. Primele păsări au apărut încă din Jurasic dar acum încep să se diversifice, dar încă împart cerul cu reptilele zburătoare. Reptilele terestre, cum ar fi șerpii, șopârle devin mai comune. Cele mai vechi specii cunoscute de termite, furnici și albine provin tot din această perioadă.

Primele apariții și diversificarea plantelor cu flori.

Viața marină a continuat, cu puține modificări, din Jurasic. Cefalopodele amonite13 continuă să se diversifice în mărimi și forme impresionante, cu unele cochilii având diametrul de peste doi metri.

La începutul Cretacicului, super-continentul Pangea s-a împărțit în două continente mai mici: Laurasia, incluzând continentele de azi Europa, Asia, America de Nord, și,

12 monotrém, –ă I. adj. care nu are decât un orificiu ca rect, conducte urinare şi genitale. II. s. f. pl. ordin de mamifere primitive ovipare, din clasa prototerienelor: ornitorincul. (<fr. monotrčme/s/)

Softwin 2002 13 amonít1 s. m. cefalopod fosil cu cochilia în spirală, compartimentată. (<fr. ammonite) Softwin 2002

Ere geologice

June 15, 2012

Page 51 of 73

Gondwana, formată din Africa, America de Sud, Australia, Antarctica, India și Madagascar. Pe la jumătatea Perioadei, și aceste continente au început să se împartă.

Temperatura era mult mai caldă decât în prezent. Lipsa ghețarilor la poli a dus la creșterea dramatică a nivelului mării. Aceste condiții de climă a durat până în Eocen.

Cel mai important eveniment este totuși, cea de a doua mare extincție din istoria Pământului, care a avut loc în urmă cu 65 Ma, rezultând în dispariția dinozaurilor și a aproape 50% dintre speciile lumii. Chiar și plantele terestre au cunoscut o dispariție uriașă, aproximativ 60% dintre speciile existente în Cretacic nu mai există în Paleocen.

Cauza acestei dispariții sunt încă dezbătute de oamenii de știință. Un motiv acceptat, în general, este asteroidul de aproximativ 10 km în diametru care a lovit Terra în ceea ce este azi peninsula Yucatan în Mexic.

Indiferent de cauza aceste dispariții în masă, important este că ea a dat posibilitatea, în perioada imediat următoare, adică în Pleistocen, dezvoltării și diversificării mamiferelor care au profitat de fiecare nișă lăsată deschisă de extincția dinozaurilor. (Smithsonian Institut)

Figura 40. Cretacicul târziu 94 Ma (During the Cretaceous the South Atlantic Ocean opened. India separated from Madagascar and raced northward on a collision course with Eurasia. Notice that North America was

connected to Europe, and that Australia was still joined to Antarctica.) (Scotese 2002)

Ere geologice

June 15, 2012

Page 52 of 73

Era Cenozoică (Neozoică) 65,5 Ma – prezent A început în urmă cu 65.5 Ma și a durat până azi. În această Eră, continentele și-au

asumat pozițiile actuale, iar flora și fauna Pământului au evoluat spre cele de azi.

Termenul este derivat din cuvântul grecesc pentru „viață nouă/recentă”.

Era Cenozoică este divizată, în general, în două perioade:

1. Perioada Terțiară (65,5 - 2,6 Ma) 2. Perioada Cuaternară (2,6 Ma - prezent);

dar această împărțire este doar o relicvă din primele încercări de a formula o clasificare stratigrafică. Această clasificare se folosește în special în America. Mai nou Era Cenozoică este împărțită astfel:

1. Perioada Paleogenă (65,5 - 23 Ma); 2. Perioada Eocenă (23 Ma - prezent),

dar de multe ori se recurge la terminologia tradițională. Această clasificare se fososește în special în Europa, dar câștigă teren în mediile internaționale.

Diferența de ani se explică prin faptul că Perioada Terțiară conține cinci Epoci față de trei ale Perioadei Neogene (cele două Epoci în plus ale Terțiarului apar în Epoca Eocenă) (Berggren 2010)

Figura 41. Era Cenozoică: rutele migrației faunei (Principal Cenozoic faunal migration routes and barriers.)

(Encyclopædia Britannica 2010)

Ere geologice

June 15, 2012

Page 53 of 73

Perioada Paleogenă 65,5 – 23 Ma Termenul provine din greacă unde înseamnă „ancient-born”. Include trei Epoci:

1. Epoca Paleocenă 65,5 - 55,8 Ma; 2. Epoca Eocenă 55,8 - 33,9 Ma; 3. Epoca Oligocenă 33,9 - 23 Ma; (Encyclopædia Britannica 2010) Există o complicație la nivel de terminologie. Încerc să o clarific în cele ce urmează.

Perioada Terțiară se întinde din urmă cu 65,5 Ma până înurmă cu 2,6 Ma. Conține Epocile:

1. Paleocenă 65,5 - 55,8 Ma; 2. Eocenă 55,8 - 33,9 Ma; 3. Oligocenă 33,9 - 23 Ma; 4. Miocenă 23 - 5,3 Ma; 5. Pliocenă 5,3 - 1,8 Ma extinzându-se până în Cuaternar. (Allmon 2010)

Acum se poate vedea diferența: ultimele două Epoci din Terțiar aparțin, în clasificarea Europeană, Neogenului. Sursele importante analizate, inclusiv site-ul Smithsonian, respectă clasificarea Europeană, în consecință așa vom face și noi.

Interesant de observat, totuși, că pe site-ul Smithsonian, care respectă terminologia europeană, anunță că Pliocenul este ultima Epocă a Perioadei Neogene. Analizând problema pe graficul Erelor Geologice realizat de ICS (International Commission on Stratigraphy) vezi ICS, se confirmă. Ultimele două Epoci, Pleistocenul și Holocenul sunt cuprinse, după modelul American, în Perioada Cuaternară, notând că statutul Perioadei Cuaternare nu este încă stabilit.

După cum am mai spus, aceste clasificări și diferențieri sunt supuse modificărilor destul de dese – sursele din 2004 aveau modificări față de sursele din 2002. Oricum aceste informații trebuie reținute doar ca delimitări aproximative, pentru a ușura referințele temporale din evoluția omului și preistorie.

Epoca Paleocenă 65.5 – 55,8 Ma

Numele provine din cuvintele grecești „palaios” însemnând vechi și „kainos” însemnând recent. Se referă la cea mai veche epocă a noii Perioade Paleogene, marcând începutul Erei Cenozoice. Roci Paleocene sunt comune vestului Statelor Unite, Americii de Sud, vestului European și estului Asiei.

La începutul Epoci Paleocene, Pământul se recupera după impactul cu asteroidul din Epoca precedentă. Climatul era subtropical până aproape de poli, temperatura oceanelor era ridicată, ghețarele polare absente. Oceanul a invadat multe teritorii plate de coastă și de asemenea unele interioare continentale, dar forțele creatoare de munți au forțat aceste ape să se retragă. Au existat legături terestre între America de Nord, Asia și Europa, în timp ce America de Sud și Antarctica au rămas conectate una de cealaltă.

Ere geologice

June 15, 2012

Page 54 of 73

Mamiferele au profitat de nișele lăsate deschise de dinozauri pentru a se dezvolta și diversifica în multe specii noi. Încălzirea abruptă de la sfârșitul Paleocenului urmată de o eliberare a unei mari cantități de metan conținut în sedimentele de pe fundul mărilor. Asta a dus la o mare dispariție a foraminiferelor 14 din adâncurile oceanelor și la o reorganizare majoră mai multor comunități terestre și maritime. (Smithsonian Institut)

Epoca Eocenă 55,8 – 33,9 Ma

Numele provine din grecescul „eos” însemnând „zori” și „Kainos” însemnând „recent”. Numele a fost ales deoarece 3,5% din moluștele din sedimentele acestei perioade erau specii recente.

La începutul Eocenului o creștere dramatică de temperatură a avut loc, probabil, datorită eliberării metanului. În primii 5 Ma ai Eocenului temperatura a fost mai mare decât în orice altă perioadă a Cenozoicului. Fosile din zona Polară includ specii de plante de temperatură caldă, aligatori, țestoase și lemurieni 15 zburători vezi Figura 42. Dar după mijlocul Eocenului climatul s-a răcit și s-a uscat, o modă care a continuat tot restul Cenozoicului.

De-a lungul Epocii, mamiferele au continuat diversificarea post - Cretacică. Uriașe ierbivore titanoterii16, primele balene și vaci de mare (dispărute – vânate – din secolul 18, la numai 30 de ani după descoperire), numeroase animale cu copite, primate și rozătoare au populat pământul. (Smithsonian Institut)

14 foraminifér, –ă I. adj. (despre roci, formaţii geologice) care conţine foraminifere. II. s. n. pl. ordin de protozoare rizopode marine care au corpul acoperit cu o cochilie calcaroasă perforată de mici orificii. (<fr. foraminifčre/s/) Softwin 2002 15 lemuriéni s. m. pl. subordin de mamifere primate inferioare foarte apropiate de maimuţe; prosimieni. (<fr. lémuriens) Softwin 2002 16 titanotériu s. m. mamifer mare şi greoi fosil, având craniul cu două protuberanţe osoase. (<engl. titanothere) Softwin 2002

Ere geologice

June 15, 2012

Page 55 of 73

Figura 42. Lemurian zburător (Encyclopædia Britannica 2010)

Figura 43. Eocenul Mijlociu 50,2 Ma (50 - 55 million years ago India began to collide with Asia forming the Tibetan plateau and Himalayas. Australia, which was attached to Antarctica, began to move rapidly northward.) (Scotese

2002)

Ere geologice

June 15, 2012

Page 56 of 73

Epoca Oligocenă 33,9 – 23 Ma

Numele provine tot din greacă: „oligos” însemnând „puțin” și același „kainos”, adică „recent”. se referă la faptul că în sedimentele din această Epocă sunt puține fosile moderne.

Unele mamifere ierbivore și-au dezvoltat membre mai lungi, permițându-le să alerge mai repede în câmp deschis. Ungulatele 17 erau remarcabil de diversificate în Oligocen. Ungulate cu degete impare au inclus cai cu trei degete și multe forme de rinoceri, unele foarte agile. Carnivorele au inclus primele forme din familia canină și felină, chiar „saber-tooth cats”.

Viața oceanică era foarte familiară. Primele fosile de foci și lei de mare au apărut în mările Oligocenului târziu, arătând foarte asemănător cu formele actuale. Balenele s-au diversificat în cele două subordine existente azi. Aceste mamifere marine au trăit alături de vaci de mare și incredibil de moderni rechini.

Figura 44. Cal cu trei degete (Smithsonian Institut)

17 unguláte s. f. pl. supraordin de mamifere erbivore sau omnivore care au ultima falangă acoperită de o unghie protectoare; copitate. (<lat. ungulatae, după fr. ongulés) Softwin 2002

Ere geologice

June 15, 2012

Page 57 of 73

Figura 45. Felină dinți spadă (Smithsonian Institut)

Nevertebratele marine au luat, la rândul lor, forme mai moderne. Grupuri majore de nevertebrate au inclus cefalopode (calmari și caracatițe) melci și crustacee.

Activitatea tectonică din Oligocen a produs modificări majore în curentele oceanice. Mările s-au retras din majoritatea regiunilor de coastă. La începutul acestei Epoci, America de Sud a continuat să se despartă de Antarctica, ceea ce a permis formarea unui curent care a izolat Antarctica de curente de apă caldă. Capacul de gheață care a început să se formeze cître sfârșitul Eocenului s-a extins, ducând la o răcire considerabilă a climatului global.

Deși motivele nu sunt încă clare, spre sfârșitul Oligocenului, clima caldă s-a întors în multe locuri din lume. (Smithsonian Institut)

Perioada Neogenă 23 Ma – prezent A doua mare diviziune a Erei Cenozoice. Perioada Neogenă cuprinde cele mai recente

23 Ma și include Epocile:

1. Miocenă 23 - 5,3 Ma; 2. Pliocenă 5,3-1,8 Ma; 3. Pleistocenă 1,8 Ma - 11800 Ani; 4. Holocenă - ultimii 11800 de Ani. Neogenul, care înseamnă, „nou născut”, a fost numit așa pentru a sublinia faptul că

fosilele marine și terestre găsite în straturi din acest timp erau mai înrudite între ele decât cu cele precedente, din Paleogen. Termenul Neogen este utilizat pe larg în Europa, ca diviziune geologică, și este din ce în ce mai mult utilizat și în America de Nord, unde însă concurează cu termenul tradițional „Cuaternar”. (Berggren 2010)

Epoca Miceniană 23 – 5,3 Ma

Ere geologice

June 15, 2012

Page 58 of 73

Figura 46. Miocenul mijlociu - 14 Ma (20 million years ago, Antarctica was coverd by ice and the northern continents were cooling rapidly. The world has taken on a "modern" look, but notice that Florida and

parts of Asia were flooded by the sea.) (Scotese 2002)

Numele provine tot din greacă, din cuvintele „meios” însemnând „puțin” și „kainos” însemnând „recent”. Se referă la faptul că în straturile aparținând acestei perioade au fost găsite mai puține specii recente decât în straturile aparținând epocilor mai noi.

Miocenul este una dintre cele mai mari epoci din Era Cenozoică, și prin urmare acoperă o parte considerabilă din Perioada Neogenă.

Cea mai important aspect al Epocii este formarea de pajiști pe suprafețe întinse în America de Nord și Eurasia. Aceste habitate deschise au fost casă unei diversități de noi forme de mamifere, în special cai, rinoceri, cămile și mamifere asemănătoare antilopelor. Caii au început să se diversifice devreme în Neogen dar majoritatea acestor specii erau specii de navigare (browsing animals) și aveau dinți cu coroana joasă. Picioarele lor mici îi ajutau să străbată terenuri forestiere. Dar, în timpul Miocenului, un grup dintre acești cai și-au dezvoltat dinți rezistenți care le permitea păscutul. Acești cai, capabili să pască, s-au diversificat în diferite forme dar doar două din aceste forme au supraviețuit Miocenului: o descendență cu trei degete care a dispărut în Epocile Glaciare și o descendență cu un singur deget care au dat naștere cailor și zebrelor moderne.

Deși mamifere rumegătoare, cu coarne și fără, s-au diversificat în această perioadă, totuși, au dispărut spre sfârșitul Miocenului. Căprioare și girafe au înflorit alături de primii elefanți mastodonți18.

18 mastodónt s. m.

Ere geologice

June 15, 2012

Page 59 of 73

Tot în această perioadă au apărut și primii noștri strămoși, în Africa, maimuțele antropoide19.

Modificările majore în circulația oceanică au încurajat evoluția și împrăștierea vertebratelor marine, cum ar fi balenele, focile și leii de mare. În această perioadă majoritatea tipurilor de rechini existenți azi, înotau în oceanele lumii. Carcharodon megalodon era un rechin gigant, cunoscut din fosile, de-al lungul coastei de Est al Americii de Nord, azi dispărut.

Miocenul a început cu o încălzire a climatului, înainte ca trendul Cenozoicului de a se răci să continue. Oceanul Atlantic a continuat să se lărgească. Caracteristic acestei perioade sunt faunele continentale distincte dar și migrațiile între masele de uscat. (Smithsonian Institut)

Epoca Pliocenă 5,3 – 1,8 Ma

Pliocen este ultima Epocă a Neogenului. A fost numit după termenii grecești „pleion”, însemnând „mult / mai mult” și „kainos”. Pleistocenul reprezintă începutul faunei moderne, familiare; multe plante și animale din această perioadă au continuat să trăiască și să se dezvolte până în prezent.

În această perioadă din Vârsta Mamiferelor, climatul global a suferit variații ciclice, de la rece și uscat la cald și umed, și înapoi la condiții reci.

Pajiști deschise, uscate și savana erau predominante pe uscat. Plante foarte asemănătoare cu cele din pădurile moderne ocupau văile râurilor și alte habitate. În America de Nord au fost găsite din abundență fosile de mamuți, mastodonți și cai cu trei degete. De-a lungul Pliocenului a avut loc migrația speciilor dintre continentele Americii de Nord și cea de Sud, prin podul Panama-nian. Acest eveniment este numit Marele Schimb Faunal American, timp în care faunele izolate ale celor două continente au venit în contact. Migrația a continuat și dintre Asia și America de Nord, prin actuala Stâmtoare Bering care la acea dată era un pot uscat (în special în timpul glaciațiunilor când, datorită creșterii cantității ghețarilor, scădea nivelul mării) între cele două continente. Printre animalele migratoare erau caii (cei adevărați - de azi, cu un deget - Equus) și Mastodonții. În acest timp se pare că rozătoarele au atins Australia din arhipelagul Indonezian.

1. proboscidian (PROBOSCIDI//ÁN ~éni m. 1) la pl. Ordin de mamifere înzestrate cu trompă lungă şi cu o pereche de colţi mari de fildeş (reprezentant: elefantul). 2) Mamifer din acest ordin. [Sil. -di-an] /<fr. proboscidien Softwin 2002) fosil, asemănător cu elefantul, care avea patru defense îndreptate înainte, iar pe maxilare molari mamelonaţi. 2. (fam.) om, lucru de un volum enorm. (<fr. mastodonte) Softwin 2002 19 ANTROPOÍD II ~e n. 1) la pl. Specie de maimuţe superioare, lipsite de coadă, care se aseamănă cu omul (reprezentanţi: gibonul, urangutanul, cimpanzeul, gorila); antropomorf. 2) Maimuţă din această specie. /<fr. anthropoďde Softwin 2002

Ere geologice

June 15, 2012

Page 60 of 73

Figura 47. Mastodont American (American mastodon (Mammut americanum). Mastodons diversified greatly during

the Pliocene Epoch.) (Encyclopædia Britannica 2010)

Pliocenul a început cu originea catastrofică a Mării Mediteraneene. Bazinul Mediteranian a fost uscat încă din Miocen, și a fost acoperit de pajiști. La începutul Pliocenului a fost inundat din nou când o barieră tectonică din aproprierea Stâmtorii Gibraltar a fost încălcată (breaced), permițând apei din Oceanul Atlantic să se scurgă în bazin, probabil catastrofal.

Ere geologice

June 15, 2012

Page 61 of 73

Figura 48. “Lucy,” a 3.2-million-year-old Australopithecus afarensis skeleton found by anthropologist Donald Johanson in 1974 at Hadar, Ethiopia. Cleveland Museum of Natural History (Encyclopædia Britannica 2010)

Figura 49. Australopithecus afarensis Artist's rendering of Australopithecus afarensis, which lived from 3.8 to 2.9

million years ago. Encyclopædia Britannica, Inc. (Encyclopædia Britannica 2010)

Ere geologice

June 15, 2012

Page 62 of 73

De asemenea, de-a lungul Pliocenului, mai mulți strămoși bipezi ai omului au co-existat în peisajul African. Evidențe timpurii ale ai strămoșilor oamenilor vin din localități de fosile din Estul Africii, din văile de ruptură (rift valley) din Etiopia, Kenya și Tanzania. Vedeta fosilă „Lucy” a fost descoperită în 1974 în Hadar, Etiopia. Acest membru al descendenților oamenilor, numit Australopithecus afarensis, a fost descoperit în sedimente datând la peste 3 milioane de ani în urmă. Aceste descoperiri indică faptul că bipedalismul uman trebuie să fie chiar mai vechi, iar evidențe noi sugerează posibilitatea de a fi vechi de chiar 6-7 milioane de ani. (Smithsonian Institut)

Figura 50. Lucy – reconstrucție (Reconstructed replica of the skull of “Lucy,” a 3.2-million-year-old Australopithecus afarensis found by anthropologist Donald Johanson in 1974 at Hadar, Ethiopia.) Skulls Unlimited International, Inc.

(Encyclopædia Britannica 2010)

Ere geologice

June 15, 2012

Page 63 of 73

Perioada Cuaternară ? 1,8 Ma – prezent

Epoca Pleistocenă 1,8 Ma – 11.800

Aceeași arhitectură a numelui: termenii grecești „pleistos” care se traduce prin „cel mai mult” și, același „kainos”.

Pleistocenul este o epocă unică, deoarece pe durata acestei perioade specia noastră, Homo sapiens a evoluat. De asemenea este marcată și de fluctuații climatice care au culminat cu o larg răspândită glaciațiune continentală. Multe specii de vertebrate, în special mamifere mari, au dispărut în Pleistocen, dar mult din flora și fauna actuală sunt supraviețuitori din această Epocă.

Evenimentele glaciare. Pleistocenul oferă dovezi pentru 20 de cicluri de avansare și retragere a ghețarilor continentali. Majoritatea glaciațiunilor au avut loc la latitudini înalte și la mari altitudini, în special în emisfera nordică. Până către 30% din suprafața Pământului a fost înghețată de-a lungul Pleistocenului. Mari porțiuni din Europa, America de Nord (inclusiv Groenlanda), America de Sud, toată Antarctica, și mici secțiuni din Asia erau în întregime acoperite cu gheață. Deoarece foarte multă apă a fost înghețată, nivelul mării a scăzut cu aproximativ 140 metri. Cauzele acestor fenomene sunt încă dezbătute.

Extincții. Multe specii de mamifere au dispărut în America de Nord și Australia. În special mamiferele mari: mastodonții și mamuții, dar și felina dinții de sabie, (ground sloths = leneșii - au dispărut complet). Cauzele sunt motiv de cercetare și controversă. Unii consideră că migrația omului a fost un important factor. Dar și condițiile climaterice pot fi la fel de importante.

Omul. Localitățile de fosile din Africa: Olduvai Gorge, Tanzania, Bazinul Turkana din Kenia și Etiopia conțin multe oase și artefacte fosile umane. În plus, fosile umane sunt descoperite în întreaga Lume Veche, deoarece Pleistocenul este prima Epocă din care avem dovezi ale migrației omului afară din Africa.

Evoluția lui Homo erectus a avut loc în Pleistocen, iar fosile ale acestei specii au fost descoperite în Java, China, Europa, și în întreaga Africă. Adițional, fosile din Pleistocenul târziu descoperite în valea Neander, aproape de Dusseldorf, Germania, îl reprezintă pe Neanderthals (Home neanderthalensis) o specie apropriată de oamenii moderni. Alături cu informații paleo-ecologice și tehnologii artefacte asociate: culturi Acheuliană și Musteriană (antropologii le numesc culturi Paleolitice). Fosile umane de la Dmanisi, Georgia, au fost datate la începutul Pleistocenului și reprezintă migrația omului din Africa. Oricum, spre sfârșitul Pleistocenului, Homo sapiens a ajuns în Australia și în Americi. (Smithsonian Institut)

Ere geologice

June 15, 2012

Page 64 of 73

Figura 51. Mamut (Smithsonian Institut)

Figura 52. Felină Dinți-Sabie (Smithsonian Institut)

Ere geologice

June 15, 2012

Page 65 of 73

Figura 53. Homo neanderthalensis (Smithsonian Institut)

Epoca Holocenă – ultimii 11.500 de Ani

Holocenul este ultima perioadă geologică, adică cuprinde prezentul. Numele urmează aceeași formulă ca și precedentele: provine din două cuvinte grecești - „holos”, însemnând „tot,complet” și același „kainos”. Numele se referă la faptul că această Perioadă este cea mai recentă din istoria Pământului (toate formele de viață sunt moderne). Această Epocă acoperă, prin consens, ultimii 11.500 de ani din istoria Pământului.

O serie de schimbări climaterice au avut loc de-a lungul Holocenului. Oamenii de știință au înregistrat 18 cicluri climaterice în această Epocă.

Ere geologice

June 15, 2012

Page 66 of 73

Holocenul are, de asemenea, o altă caracteristică unică. Acesta este momentul în care oamenii devin un factor important în procesele de istorie a Pământului. Dezvoltarea umană a lăsat deja o amprentă durabilă asupra înregistrărilor geologice, şi va continua, probabil, să facă acest lucru încă ceva timp. Pentru a descrie aceste efecte, geologii folosesc termeni precum „sedimente antropice” şi „geomorfologie antropică”. Exemple ale acestor schimbări în depunerea de sedimente sunt: construirea de baraje şi devierea râurilor, de nivelare a maximelor topografice şi umplerea minimelor etc.

Înregistrare arheologice atestă, de asemenea, adaptări ale omului la schimbările climatice în timpul Holocenului. Aşezări ale Vikingilor în Islanda, Groenlanda şi Newfoundland au avut loc în timpul unei faze cald - umed, în Scandinavia în jurul AD 900-1000. În acest interval de timp, cu toate acestea, aşezări mayaşe în regiunile tropicale din Yucatan şi Guatemala au fost abandonate din cauza condiţiilor climatice nefavorabile. În Italia, Grecia și Spania datorită încălzirii din epoca romană a iniţiat o rată mai ridicată de acumulare a sedimentelor din râuri, care a dus la îngroparea de aşezări romane sub metri de mâl. Fosile şi vestigii arheologice de pe insule, cum ar fi Noua Zeelandă, Madagascar, Insula Paştelui şi Insulele Hawaii documentează dispariţia bruscă de multe specii de animale, împreună cu schimbări profunde în vegetaţie, care au urmat invaziei acestor insule de către oameni.

Cele mai multe dintre aceste procese continuă şi astăzi, de multe ori într-un ritm accelerat. Datorită ușurinței cu care oamenii călătoresc între continente, animale, și plante anterior izolate au posibilitatea de a intra în contact unul cu altul. Adesea, rezultatele sunt devastatoare, în special pentru organismele insulare, care au puţine sisteme de apărare împotriva prădătorilor. Modificări antropice în atmosfera Pământului sunt în curs de desfăşurare, iar cea mai mare parte a impactului urmând a se face simţită. (Smithsonian Institut)

Ultimele două Epoci v-or fi studiate mai în amănunt odată cu următoarele sinteze despre Evoluția Omului și Preistorie. Important de reținut faptul că Pământul împreună cu universul care îl conține nu stă niciodată pe loc, ci este în continuă schimbare și transformare. Unele dintre aceste transformări le putem observa, analiza și astfel cunoaște. Dar sunt multe lucruri pe care simțurile noastre împreună cu mintea noastră nu le pot cunoaște. Deoarece suntem doar „niște oameni mici într-o lume mare” sau, spus altfel, suntem niște Ființe finite într-un Univers infinit. Cel puțin deocamdată.

Ere geologice

June 15, 2012

Page 67 of 73

ANEXE

Tabel al timpurilor geologice cu evenimentele importante Tabel 5. Timpul Geologic cu evenimentele importante

Ere geologice

June 15, 2012

Page 68 of 73

Tabelul Comitetului Internațional de Stratigrafie Tabel 6. International Stratigraphic Chart

Ere geologice

June 15, 2012

Page 69 of 73

Lista figurilor Figura 1. Un mulaj al acestui amonit a fost creat când scoica animalului mort s-a erodat. Cavitatea a fost ulterior umplută pentru a forma o matriță. (Glencoe/McGraw-Hill 2008, p. 608) ................................................. 6 Figura 2. Aceste specii de trilobiți sunt fosile index perfecte deoarece fiecare specia a trăit pentru o perioadă relativ mică de timp. (Glencoe/McGraw-Hill 2008, p. 609) ..................................................................................... 7 Figura 3. Scară geologică temporală, cu evenimentele geologice și biologice majore, după (Monroe et al. 2007, p. 263) ..................................................................................................................................................................... 9 Figura 4. Modelul unui atom - atomul de Carbon, reprodus de pe http://www.universetoday.com/56469/atom-diagram/ ............................................................................................................................................................... 11 Figura 5. Cele trei tipuri de descompunere radioactivă reprodus după (Monroe et al. 2007, p. 282) .................. 13 Figura 6. Pașii de descompunere radioactivă a uraniului 238 în plumb 206, după (Monroe et al. 2007, p. 282) 14 Figura 7. Ilustrarea timpului de înjumătățire, reprodus după (Glencoe/McGraw-Hill 2008, p. 602) .................... 15 Figura 8. Exemplu de înjumătățire, după (Monroe et al. 2007, p. 283) ................................................................ 15 Figură 9. Cinci dintre cele mai importante perechi de izotopi cu viață lungă, după (Monroe et al. 2007, p. 284) 16 Figura 10. Datarea cu Carbon, arătând ciclul elementului în natură, după (Monroe et al. 2007, p. 286) ............ 17 Figura 11. Metoda Dendrocronologiei, după (Glencoe/McGraw-Hill 2008, p. 604) ............................................. 18 Figura 12. Aproape 90 % din istoria Pământului este cuprins de Precambrian. Peste 99,9 % din istoria Pământului s-a petrecut înainte de apariția omului (Williams 2004, p. 27) ......................................................... 19 Figură 13. Diviziunile formale ale Precambrianului (Gradstein et al. 2004, p. 130) .............................................. 20 Figură 14. Formarea Lunii prin teoria impactului (Glencoe/McGraw-Hill 2008, p. 774) ....................................... 21 Figura 15. Explicația nomenclaturii folosite la nivelul perioadelor în era Proterozoică. Sursa: modificat după tabelul 9.1 din A Geologic Time Scale 2004 (Ogg et al. 2008, p. 26) ..................................................................... 24 Figură 16. Harta Pământului în Proterozoicul târziu - 650 Ma (Scotese 2002) ..................................................... 26 Figura 17. Rodinia - Primul super-continent (Glencoe/McGraw-Hill 2008, p. 627) ............................................... 29 Figura 18. Diviziunile Erei Paleozoice (Glencoe/McGraw-Hill 2008, p. 648) ......................................................... 32 Figura 19. Trilobit din Cambrianul Mediu, Xystridura templetonensis, din Australia, un reprezentat tipic al Faunei Cambriene. Fotografie de Nigel C. Hughes. (Selley et al. 2005) ............................................................................ 34 Figura 20. Colaj de trilobiți, cel mai abundent și diversificat animal al Cambrianului. Adaptat după Indexul Fosilelor al Americii de Nord (Shimer și Schrock 1944). Originea originală, curtoazie a MIT Press. (Smithsonian Institut) .................................................................................................................................................................. 35 Figura 21. Colaj de fosile din șistul Burgess (Smithsonian Institut) ....................................................................... 35 Figura 22. Reconstrucție de alge Cambriene din șistul Burgess. După Briggs et al. 1994, Smithsonian Institution Press. Original drawings courtesy of the Smithsonian Institution. (Smithsonian Institut) ................................... 36 Figura 23. Anomalocaris canadensis, mambrii ai genului Anomalocaris, erau cele mai mari animale de pradă din Cambrian. (Crick et al. 2010) ................................................................................................................................. 36 Figură 24. Harta Cambrianului târziu - 514 Ma. (Scotese 2002) ........................................................................... 37 Figura 25. Ordovicianul Mijlociu - 458 Ma (Scotese 2002) .................................................................................... 38 Figura 26. Euripteride (Smithsonian Institut) ........................................................................................................ 40 Figura 27. Silurianul Mijlociu 425 Ma (Scotese 2002) ........................................................................................... 40 Figura 28. Poziția continentelor în Silurian (începutul închiderii oceanului Iapetus, coliziunea Avaloniei cu Baltica, lărgirea oceanului dintre Baltica și Gondwana) (Scotese 2002) ............................................................................ 41 Figura 29. Devonianul timpuriu - 390 Ma (Scotese 2002) ..................................................................................... 42 Figura 30. Schelet fosil al Eryops, un amfibian din Carbonifer - Courtesy of the trustees of the British Museum (Natural History); photograph, Imitor (Manger 2010) .......................................................................................... 43 Figura 31. Carboniferul timpuriu (Mississippian) 356 Ma (During the Early Carboniferous the Paleozoic oceans between Euramerica and Gondwana began to close, forming the Appalachian and Variscan mountains. An ice cap grew at the South Pole as four-legged vertebrates evolved in the coal swamps near the Equator.) (Scotese 2002) ..................................................................................................................................................................... 44 Figura 32. Carboniferul târziu (Pennsylvanian) 306 Ma (By the Late Carboniferous the continents that make up modern North America and Europe had collided with the southern continents of Gondwana to form the western half of Pangea. Ice covered much of the southern hemisphere and vast coal swamps formed along the equator.) (Scotese 2002) ....................................................................................................................................................... 44

Ere geologice

June 15, 2012

Page 70 of 73

Figura 33. Harta Perioadei Carbonifere. Adapted from C.R. Scotese, The University of Texas at Arlington (Manger 2010) ...................................................................................................................................................... 45 Figura 34. Permianul târziu - 255 Ma (Vast deserts covered western Pangea during the Permian as reptiles spread across the face of the supercontinent. 99% of all life perished during the extinction event that marked the end of the Paleozoic Era.) (Scotese 2002) ....................................................................................................... 46 Figura 35. Triasicul timpuriu 237 Ma. (The supercontinent of Pangea, mostly assembled by the Triassic, allowed land animals to migrate from the South Pole to the North Pole. Life began to rediversify after the great Permo-Triassic extinction and warm-water faunas spread across Tethys.) (Scotese 2002) ............................................. 47 Figura 36. Jurasicul timpuriu 195 Ma (By the Early Jurassic, south-central Asia had assembled. A wide Tethys ocean separated the northern continents from Gondwana. Though Pangea was intact, the first rumblings of continental break up could be heard.) (Scotese 2002) .......................................................................................... 48 Figura 37. Jurasicul Târziu 152 Ma (The supercontinent of Pangea began to break apart in the Middle Jurassic. In the Late Jurassic the Central Atlantic Ocean was a narrow ocean separating Africa from eastern North America. Eastern Gondwana had begun to separate form Western Gondwana.) (Scotese 2002) ..................... 49 Figura 38. White cliff of Dover England (The white cliffs of Dover, England, are made of chalk formed during the Cretaceous period from the bodies of numerous tiny shell-producing marine organisms. Bob Krist/Corbis) (Encyclopædia Britannica 2010) ............................................................................................................................ 49 Figura 39. Ornanismul Coccolithophores (Smithsonian Institut) ........................................................................... 50 Figura 40. Cretacicul târziu 94 Ma (During the Cretaceous the South Atlantic Ocean opened. India separated from Madagascar and raced northward on a collision course with Eurasia. Notice that North America was connected to Europe, and that Australia was still joined to Antarctica.) (Scotese 2002) ..................................... 51 Figura 41. Era Cenozoică: rutele migrației faunei (Principal Cenozoic faunal migration routes and barriers.) (Encyclopædia Britannica 2010) ............................................................................................................................ 52 Figura 42. Lemurian zburător (Encyclopædia Britannica 2010) ............................................................................ 55 Figura 43. Eocenul Mijlociu 50,2 Ma (50 - 55 million years ago India began to collide with Asia forming the Tibetan plateau and Himalayas. Australia, which was attached to Antarctica, began to move rapidly northward.) (Scotese 2002) ................................................................................................................................... 55 Figura 44. Cal cu trei degete (Smithsonian Institut) .............................................................................................. 56 Figura 45. Felină dinți spadă (Smithsonian Institut) ............................................................................................. 57 Figura 46. Miocenul mijlociu - 14 Ma (20 million years ago, Antarctica was coverd by ice and the northern continents were cooling rapidly. The world has taken on a "modern" look, but notice that Florida and parts of Asia were flooded by the sea.) (Scotese 2002) ...................................................................................................... 58 Figura 47. Mastodont American (American mastodon (Mammut americanum). Mastodons diversified greatly during the Pliocene Epoch.) (Encyclopædia Britannica 2010) ............................................................................... 60 Figura 48. “Lucy,” a 3.2-million-year-old Australopithecus afarensis skeleton found by anthropologist Donald Johanson in 1974 at Hadar, Ethiopia. Cleveland Museum of Natural History (Encyclopædia Britannica 2010) ... 61 Figura 49. Australopithecus afarensis Artist's rendering of Australopithecus afarensis, which lived from 3.8 to 2.9 million years ago. Encyclopædia Britannica, Inc. (Encyclopædia Britannica 2010) ......................................... 61 Figura 50. Lucy – reconstrucție (Reconstructed replica of the skull of “Lucy,” a 3.2-million-year-old Australopithecus afarensis found by anthropologist Donald Johanson in 1974 at Hadar, Ethiopia.) Skulls Unlimited International, Inc. (Encyclopædia Britannica 2010) .............................................................................. 62 Figura 51. Mamut (Smithsonian Institut) .............................................................................................................. 64 Figura 52. Felină Dinți-Sabie (Smithsonian Institut) .............................................................................................. 64 Figura 53. Homo neanderthalensis (Smithsonian Institut) .................................................................................... 65

Ere geologice

June 15, 2012

Page 71 of 73

Publication bibliography Allaby, Michael (2008): A dictionary of earth sciences. 3rd ed. Oxford: Oxford University Press.

Allmon, Warren D. (2010): Tertiary Period. In Encyclopædia Britannica (Ed.): Encyclopædia Britannica Ultimate Reference Suite. Chicago: Encyclopaedia Britannica, inc.

Berggren, William A. (2010): Cenozoic Era. In Encyclopædia Britannica (Ed.): Encyclopædia Britannica Ultimate Reference Suite. Chicago: Encyclopaedia Britannica, inc.

Crick, Rex E.; Johnson, Markes E.; Robison, Richard E. (2010): Cambrian Period. In Encyclopædia Britannica (Ed.): Encyclopædia Britannica Ultimate Reference Suite. Chicago: Encyclopaedia Britannica, inc.

Dixon, Dougal (2005): The prehistoric world. Tunbridge Wells: Ticktock Media.

Encyclopædia Britannica (Ed.) (2010): Encyclopædia Britannica Ultimate Reference Suite. Chicago: Encyclopaedia Britannica, inc.

Encyclopaedia Britannica, inc (2006): Britannica concise encyclopedia. Chicago: Encyclopaedia Britannica.

Filipescu, Sorin (2002): Stratigrafie. Cluj Napoca: Presa Universitară Clujeană.

Glencoe/McGraw-Hill (2008): Earth science. Geology, the environment, and the universe. With assistance of Francisco J. Borrero, Frances Scelsi Hess, Juno Hsu, Gerhard Kunze, Stephen A. Leslie, Stephen Letro et al. New York: Glencoe/McGraw-Hill.

Gradstein, F. M.; Ogg, James G.; Smith, A. Gilbert (2004): A geologic time scale 2004. Cambridge, UK; New York: Cambridge University Press.

Holland, Steven M. (2010): Ordovician Period. In Encyclopædia Britannica (Ed.): Encyclopædia Britannica Ultimate Reference Suite. Chicago: Encyclopaedia Britannica, inc.

http://brightstorm.com (2010a): Alpha Decay. Edited by brightstorm2. Available online at http://www.youtube.com/watch?v=TEPVL-3DEtg&feature=youtube_gdata_player, checked on 9/04/2012.

http://brightstorm.com (2010b): Beta Decay. Edited by brightstorm2. Available online at http://www.youtube.com/watch?v=1j-eDPLSBm0&feature=youtube_gdata_player, checked on 9/04/2010.

Ielenicz, Mihai (Ed.) (1999): Dictionar de geografie fizica. Bucuresti [Romania]: Corint.

Johnson, Markes E. (2010): Silurian Period. In Encyclopædia Britannica (Ed.): Encyclopædia Britannica Ultimate Reference Suite. Chicago: Encyclopaedia Britannica, inc.

Kusky, Timothy M. (2005): Encyclopedia of earth science. New York, NY: Facts on File.

Manger, Walter L. (2010): Carboniferous Period. In Encyclopædia Britannica (Ed.): Encyclopædia Britannica Ultimate Reference Suite. Chicago: Encyclopaedia Britannica, inc.

Mészáros, Nicolae prof. dr.; Filipescu, Sorin, lect. (1995): Stratigrafie. Precambrian, Paleozoic. Curs de Stratigrafie, vol. II. Cluj Napoca: Universitatea ”Babeș-Bolyai”, Facultatea de Biologie și Geologie, Catedra de Geologie - Paleontologie.

Ere geologice

June 15, 2012

Page 72 of 73

Monroe, James Stewart; Wicander, Reed; Hazlett, Richard W. (2007): Physical geology. Exploring the Earth. Belmont, CA: Thomson Brooks/Cole.

Ogg, James G.; Ogg, Gabi; Gradstein, F. M. (2008): The concise geologic time scale. Cambridge, UK; New York: Cambridge University Press.

Scotese, Christopher R. (2002): Paleomap Project. Available online at http://www.scotese.com/, checked on 12/04/2012.

Selley, Richard C.; Cocks, L. R. M.; Plimer, I. R. (2005): Encyclopedia of geology. 5/1. Amsterdam ; London: Elsevier Academic.

Smith, Jacqueline (Ed.) (2006): Dictionary of earth science. Rev. ed. New York: Facts on File.

Smithsonian Institut: Smithsonian National Museum of Natural History. Geologic Time. Presented by the Department of Paleobiology. Available online at http://paleobiology.si.edu/geotime/main/index.html, checked on 2012.

Softwin (2002): Noul dicționar explicativ al limbii române. Iași, București: Litera Internațional.

Tang, Carol Marie (2010): Mesozoic Era. In Encyclopædia Britannica (Ed.): Encyclopædia Britannica Ultimate Reference Suite. Chicago: Encyclopaedia Britannica, inc.

Williams, Linda D. (2004): Earth science demystified. New York: McGraw-Hill.