Van de opkomst van leven tot massale uitsterving, de aarde heeft ongelooflijke veranderingen ondergaan in de 4,6 miljard jaar. Met zoveel geschiedenis, hoe kunnen onderzoekers bijhouden wat er wanneer is gebeurd?
Het systeem waar veel wetenschappers zich op hebben gevestigd is de Internationale Geologische Tijdschaal (hier uiteengezet in de Internationale Chronostratigrafische Kaart), die de geologische tijd in vijf eenheden verdeelt. Van de langste tot de kortste en meest nauwkeurige, die eenheden zijn aionen, tijdperken, tijdperken, periodes en leeftijden.
De verschillende stadia van de geologische tijd worden 'gedefinieerd door zichtbare veranderingen in het fossielenbestand', aldus Jacquelyn Gill, universitair hoofddocent paleo-ecologie en plantenecologie aan de Universiteit van Maine. Fossielen zijn om een paar redenen een handig hulpmiddel in dit datingwerk. Ten eerste bestaat het leven waarschijnlijk al ongeveer 90% van het bestaan van de aarde, dus de geschiedenis van de aarde loopt parallel met de geschiedenis van het leven. Fossielen zijn ook nuttig omdat veranderingen in het fossielenbestand veranderingen in de ecologie weerspiegelen, dat wil zeggen de relaties tussen levende wezens en hun omgeving. Deze veranderingen in de ecologie van de aarde weerspiegelen meestal de belangrijkste gebeurtenissen in de geschiedenis van de planeet, zei Gill.
Een belangrijk moment in de geologische tijd was de overgang van het Mesozoïcum naar het Cenozoïcum ongeveer 65 miljoen jaar geleden. De verandering werd aangewakkerd door de asteroïde inslag die uiteindelijk de niet-aviaire dinosauriërs doodde.
"Dat was een slechte middag die tijd kostte om volledig uit te spelen," vertelde Gill aan WordsSideKick.com. De gevolgen van die slechte dag zijn sinds tientallen miljoenen jaren doorgedrongen. Het luidde ons huidige tijdperk in en liet zoogdieren en bloeiende planten gedijen.
'Als je door de tijd reist, zou je dan weten dat je op planeet Aarde was,' zei Gill over het vroege Cenozoïcum, 'tenminste totdat er een raar zoogdier voorbijliep.'
Maar u hoeft geen tijdmachine te bemachtigen om de omvang van de verandering tussen het Mesozoïcum en het Cenozoïcum te waarderen. Een zorgvuldige studie van een rotslaag kan voldoende zijn om een onderzoeker te helpen zijn leeftijd te achterhalen. De impact die bijvoorbeeld wordt toegeschreven aan het beëindigen van het Mesozoïcum en het begin van het Cenozoïcum wordt gemarkeerd met een laag met ongebruikelijk hoge niveaus van iridium, wat veel vaker voorkomt bij meteoren dan in de aardkorst.
Andere veranderingen in de verhoudingen van mineralen en elementen kunnen ook een bewijs zijn van de tumultueuze geschiedenis van de aarde. Zo sloot iets meer dan 5 miljoen jaar geleden de tektonische activiteit de Straat van Gibraltar, waardoor de Middellandse Zee uiteindelijk kromp en het mineraalgehalte piekte. Deze gebeurtenis vond plaats tijdens het Messiaanse tijdperk en markeerde het einde van het Mioceen-tijdperk en het begin van het Plioceen-tijdperk, ongeveer 5,3 miljoen jaar geleden.
"Zout- en gipsafzettingen zijn nu waarneembaar in veel van de landen rond de Middellandse Zee en worden nu blootgesteld als rotsen boven de moderne zeespiegel", vanwege de tektonische activiteit in de miljoenen jaren sinds de laatste keer dat het gebeurde, volgens Karl Wegmann, universitair hoofddocent geologie aan de North Carolina State University.
Recente ontwikkelingen in de geochronologie, of rotsdatering, stellen geologen in staat radioactief verval te meten en "zeer nauwkeurige absolute leeftijden toe te wijzen aan geologische gebeurtenissen", vertelde Wegmann WordsSideKick.com via e-mail. Om dit te doen, berekenen geochronologen de leeftijd van gesteenten door de verhoudingen van bepaalde isotopen of elementen met een ander aantal neutronen in hun kernen te vergelijken dan normaal. Al deze benaderingen passen in elkaar als een puzzel om onderzoekers een gemeenschappelijke taal te geven om het verre verleden te bespreken.
De geologische tijdschaal is een wetenschappelijk hulpmiddel, maar het is ook een artefact van de geschiedenis. Objectief meten van eigenschappen zoals radioactief verval kan onderzoekers vertellen wanneer rotslagen zijn gevormd, maar het is aan wetenschappers, die vaak voortbouwen op het werk van hun voorgangers, om te beslissen hoe ze de gegevens in geologische tijdframes kunnen snijden en in blokjes snijden. Een van de meest controversiële vragen bij chronostratigrafie is hoe we onze eigen tijd kunnen definiëren.
'Het Holoceen is een soort willekeurig tijdperk', zei Gill. Het Holoceen-tijdperk begon ongeveer 12.000 jaar geleden toen de aarde begon op te warmen na de laatste ijstijd. Maar volgens Gill is het einde van die ijstijd, ook al viel het samen met de overgang naar een nieuw tijdperk, niet van groter geologisch belang dan het einde van de ijstijden ervoor.
Zelfs vandaag benoemen wetenschappers nog steeds nieuwe tijdvensters, waaronder het Chibaniaanse tijdperk, genoemd naar een Japanse prefectuur waar het sediment werd gevonden dat de leeftijd definieerde. Veel wetenschappers en anderen beweren dat het recente effect van de mens op de planeet de verklaring van een nieuw tijdperk, het antropoceen, verdient, terwijl andere geleerden zeggen dat het kapitaloceen de sociale systemen die de planeet sinds de industriële revolutie zo sterk hebben beïnvloed, nauwkeuriger weergeeft.
Noot van de redactie: dit verhaal is bijgewerkt om de titel van Karl Wegmann te corrigeren. Hij is universitair hoofddocent aan de North Carolina State University, niet aan de University of North Carolina.
