כאשר גיאולוגים בתחילת המאה ה-19 החלו לבדוק את שכבות הסלע באירופה, הם הבינו כי בכל שכבה קיימים מאובנים שונים. בשכבות סלע צעירות הקרובות לפני השטח, היו מאובנים ועצמות של בעלי חיים וצמחים עכשוויים. בעוד שבשכבות ישנות ועמוקות יותר היו בעלי חיים וצמחים לא מוכרים, שנכחדו. השוני במאובנים פירושו שרצף של מינים שונים של בעלי חיים וצמחים חי באותו אזור. בעזרת המידע שבשכבות העוקבות של סלעים ומאובנים, הצליחו המדענים לתאר את ההיסטוריה לא רק של כדור הארץ, אלא של מערכת כדור הארץ–ירח כולה. היסטוריה זו מתוארת בדרך כלל במונחים של שכבות שנוצרו בזמנים שונים, והיא נקראת סולם הזמן הגיאולוגי.
באדיבות pixabay
ההיסטוריה הגיאולוגית הסוערת של כדור הארץ מקשה על מיון שכבות הסלע השונות. השכבות שמתחת לרגלינו אינן מסודרות תמיד בקפידה, כמו שכבות של עוגה. בשני מקומות שונים, שכבה מגיל מסוים עשויה להיות מורכבת משני סוגי סלעים. השכבה עשויה להיות קרובה לפני השטח במקום אחד ולהיקבר עמוק מתחת לפני השטח במקום אחר. תנועה אלימה של כדור הארץ עשויה אפילו להפוך את הסדר של כמה שכבות, כך שסלעים צעירים יופיעו מתחת לסלעים עתיקים.
בנוסף, תיעוד המאובנים רחוק מלהיות שלם. נדרשים תנאים מיוחדים כדי שאורגניזם חי ימות ויהפוך לאבן כשהוא שלם. החום והלחץ הקיצוניים מתחת לפני השטח של כדור הארץ יכולים בקלות למחוק כל עקבות של חיים. וכך רק כ-1 מכל 10,000 מצורות החיים הקדומות ביותר מיוצגת בתיעוד המאובנים. פענוח מידע זה כרוך בעבודה בלשית קפדנית.
הגיאולוגים והפליאונטולוגים הבינו בהדרגה כי בשכבות העתיקות יש רק בעלי חיים וצמחים פשוטים, כמו דגים ואורגניזמים פרימיטיביים שחיו על קרקעית הים. הם הסיקו שאפשר להשתמש במאובנים הייחודיים שבשכבות הסלע השונות כדי לסדר את השכבות לפי גילן. בהתבסס על האורגניזמים המאובנים הדומיננטיים בשכבות שונות, חילקו הגיאולוגים את ההיסטוריה המוכרת של כדור הארץ לכמה עידנים גיאולוגיים, והעידנים חולקו ליחידות משנה קטנות יותר הנקראות תקופות גיאולוגיות. התקופות נמשכות עשרות מיליוני שנים, ומינים מסוימים אופייניים שולטים בכל תקופה.
כאשר תיארוך רדיואקטיבי הפך לזמין, גילו הגיאולוגים שהשכבות העתיקות ביותר המכילות מאובנים פשוטים רבים אינן מתוארכות מתחילת ההיסטוריה של כדור הארץ לפני 4.5 או אפילו לפני 4.0 מיליארד שנה, אלא רק לפני 600 מיליון שנה. בעלי חיים וצמחים בולטים על היבשה מופיעים רק לפני כ-400 מיליון שנה. במילים אחרות, יש לנו תיעוד מאובנים של מינים בולטים בים רק לכ-13% מגיל כדור הארץ, ועל היבשה רק ל-9%!
באדיבות pixabay
תיעוד המאובנים המפותחים מכסה רק חלק קטן מההיסטוריה של כדור הארץ, והסלעים המוקדמים ביותר חסרים לגמרי. לכן, רק מעט היה ידוע על ההיסטוריה המוקדמת ביותר של מערכת כדור הארץ והירח, עד 1969. באותה שנה החלו אסטרונאוטים של אפולו לאסוף דגימות סלעים וקרקע מן הירח, ובשנים שאחריה הצטרפו אליהם שלוש חלליות רובוטיות סובייטיות. הסלעים תוארכו לגילים של 3 עד 4.4 מיליארד שנים, והם סיפקו מידע על תקופות מוקדמות שכמעט אינן מיוצגות בכדור הארץ. סלעים אלה חשפו את הסביבה הקוסמית באותן תקופות מוקדמות. ספירת מכתשי הירח סיפקה רמזים חשובים לאופן שבו ייתכן שנוצרו הפלנטות מהצטברות של גופים קטנים יותר. הדגימות מהירח גם הראו כי הירח היה פעיל וולקני בשליש הראשון של ההיסטוריה שלו, לאחר מכן הוא התקרר ונעשה רדום פחות או יותר.
השילוב של נתונים מכדור הארץ ומהירח אפשר לנו להרכיב היסטוריה גיאולוגית שלמה למדי של מערכת כדור הארץ–ירח. כשעוקבים אחר ההיסטוריה מתחילתה ועד סופה, רואים את היווצרות כדור הארץ והירח, את גילם של הסלעים העתיקים ביותר, את הופעת החמצן, את החיים בים, את צמחי היבשה וכן הלאה. כדור הארץ הקדום היה נראה לנו כעולם זר. כימיה של הקרקע ונתונים אחרים מראים שחמצן נוצר לראשונה על ידי חיידקים לפני יותר משני מיליארד שנה, אך הוא נקלט מהר באוקיינוסים ועבר לסלעים, שבהם "החליד" מרבצי ברזל. כמות החמצן באטמוספירה לא הייתה משמעותית עד שהופיעו צמחים והחלו להפוך פחמן דו-חמצני (CO2) לחמצן (O2), לפני כחצי מיליארד שנה. אורגניזמים זעירים, חד-תאיים, הופיעו כנראה לראשונה בים לפני 3.5 עד 4 מיליארד שנה. אילו הייתה לכם מכונת זמן ויכולתם לבקר בפלנטה שלנו במהלך 85% הראשונים של ההיסטוריה שלה, הייתם מוצאים פלנטה שוממת וזרה, עם אטמוספירה לא מוכרת שאי אפשר לנשום, ובלי יצורים גדולים מאגודל.
→ הסעיף הקודם: 5.15 מכתשי פגיעה | הסעיף הבא: 5.17 הכחדות המוניות ←