5. HISTORIA GEOLOGICZNA ZIEMI

5.1. Era eoarchaiczna ( 4.1 – 3.6 mld lat temu)

Jest najmniej poznaną erą geologiczną Ziemi. Należy ją wiązać z początkami bytu planetarnego Ziemi. W tym czasie występuje dyferencjacja magmy i odgazowanie gorącego, chemicznie aktywnego wnętrza Ziemi. Tworzy się pierwotna atmosfera Ziemi, która składa się z pary wodnej, wodoru, chlorowodoru, tlenku węgla, dwutlenku węgla i azotu. Cały wolny tlen łączył się z metalami występującymi w skorupie ziemskiej. Gdy atmosfera ulega ochłodzeniu skrapla się para wodna i tworzą się pierwsze baseny oceaniczne w zagłębieniach skorupy ziemskiej (tworzy się na Ziemi hydrosfera). W tym czasie tworzą się bardzo liczne kry litosferyczne, które wykazują bardzo dużą ruchliwość (dochodzi do bardzo częstych kolizji). W drugiej połowie ery żyją już bakterie beztlenowe (ślady życia organicznego znalezione w skałach Grenlandii, datowane na 3.8 mld lat).

5.2. Era paleoarchaiczna (3.6 – 3.2 mld lat temu)

W tym czasie zaczynają się rozwijać prymitywne organizmy morskie Prokaryota (np. bakterie beztlenowe i sinice. które wydzielają tlen do wody morskiej. Świadczą o tym najstarsze skamieniałości – stromatolity znalezione w Australii i Afryce Południowej (datowane na 3.5 mld lat). W dalszym ciągu dochodzi do częstych kolizji kier litosferycznych, które nie posiadają jeszcze zbyt dużej grubości. Atmosfera jest ciągle redukcyjna (brakuje w niej tlenu).

5.3. Era mezoarchaiczna (3.2 – 2.8 mld lat temu)

W tym czasie dochodzi do dalszego zderzania ale i łączenia się kier litosferycznych w większe i grubsze płyty. Tworzą się pierwsze zalążki cokołów kontynentalnych (kratonów: Kanady, Baltiki, Syberii, Grenlandii, Afryki, Australii, Chin, Ameryki Południowej i Antarktydy) zbudowanych ze skał krystalicznych i metamorficznych. Występowało najstarsze zlodowacenie Ziemi (tyllity z SW Australii datowane na 3.0 mld lat). Żyją makrokolonie sinic fotosyntetyzujących (coraz więcej tlenu w wodzie morskiej).

5.4. Era neoarchaiczna (2.8 – 2.5 mld lat temu)

Występuje dalsze ochłodzenie protolitosfery. Ostatecznie formują się sztywne elementy kontynentów (kratony), które nie podlegają już dalszemu fałdowaniu (stabilizacja orogeniczna). W środowisku morskim żyją i rozwijają się bakterie produkujące tlen. Zwiększa się objętość hydrosfery. Kratony przemieszczają się względem siebie. Powstają i zanikają baseny oceaniczne oraz tworzą się łańcuchy górskie, które nie zachowały się.

5.5. Era paleoproterozoiczna (2.5 – 1.8 mld lat temu)

W tym czasie zostaje zapoczątkowany cykliczny proces powstawania superkontynentów. Na Ziemi powstało kolejne zlodowacenie datowane na 2.5-2.3 mld lat temu (tillity Afryki Południowej i Kanady). Tworzy się atmosfera oksygeniczna (tlenowa-zawartość tlenu do ok. 15%) umożliwiająca rozwój życia na szerszą skalę. W dalszym ciągu rozwijają się organizmy fotosyntetyzujące (bakterie i sinice). Pojawiają się organizmy jednokomórkowe Eucaryota.

5.6. Era mezoproterozoiczna (1.8 – 1.2 mld lat temu)

W tym czasie powstaje mega kontynent Laurentcja (Ameryka Północna z Grenlandią), zbliża się Antarktyda, Australia i Syberia. Dochodzi do kolizji Laurentcji z Baltiką, Ameryką Południową i Dekanem. Występuje Grenvillski cykl orogeniczny. Scalanie superkontynentu Rodinia. Oprócz skał krystalicznych i metamorficznych zaczynają tworzyć się skały osadowe. Żyją i rozwijają się organizmy Eucaryota.

5.7. Era neoproterozoiczna (1.2 mld – 600 mln lat temu)

W dalszym ciągu oprócz skał krystalicznych i metamorficznych tworzą się skały osadowe. Ok. 900 mln lat temu powstaje wszechląd Rodinia z występującymi tam pasmami orogenicznymi grenwilskimi. Skład atmosfery Ziemi jest coraz bardziej podobny do obecnego. Ok. 750 mln lat temu rozpada się wszechląd Rodinia. Występuje maksymalny rozwój stromatolitow. Pojawiają się pierwsze glony – zielenice i brunatnice. W środowisku wód morskich żyją już organizmy wielokomórkowe (700 mln lat temu). Występują 2 zlodowacenia na Ziemi, Pierwsze zlodowacenie datowane w przedziale 900 – 700 mln lat temu (tyllity Afryki środkowej i południowej oraz Australii) i drugie w przedziale 670 - 650 mln lat temu (tyllity Platformy Wschodnioeuropejskiej, Afryki środkowej i południowej, Australii i Chin).

5.8. Era paleozoiczna (600 – 251 mln lat temu)

Era ta rozpoczyna się ogromnym rozwojem organizmów, które posiadają już twarde części ciała (muszle i pancerze). Era paleozoiczna dzieli się na 6 okresów geologicznych:

• KAMBR (600 – 495 mln lat temu)

Nazwa tego okresu pochodzi od rzymskiej nazwy Walii – Kambria. W tym czasie następuje pogłębienie Oceanu Światowego (przeważają transgresje morskie) po rozpadzie superkontynentu Rodinii ok.750 mln lat temu. Bujnie rozwija się życie organiczne w morzach. Rozwijają się jednokomórkowe radiolarie i otwornice oraz organizmy wielokomórkowe takie jak archeocjaty, małże, ślimaki, głowonogi i ramienionogi. Formami przewodnimi dla tego okresu są trylobity (grupa stawonogów).

• Formy przewodnie:

Holmia kjerulfi (kambr dolny)

Paradoxides bohemicus (kambr środkowy)

Olenus truncatus (kambr górny)

Rozpad superkontynentu powoduje powstanie kilku bloków kontynentalnych (Laurencja, Baltica, Syberia, Gondwana), które ulegają przemieszczeniom.

ORDOWIK (495 – 443 mln lat)

Nazwa tego okresu pochodzi od żyjącego na terenie Walii w czasach rzymskich plemiona Ordowików. W dalszym ciągu bujnie rozwija się życie organiczne w morzach. Na Ziemi przeważają transgresje morskie. Rozwijają się procesy osadotwórcze – tworzą się w dalszym ciągu skały osadowe pochodzenia morskiego. W tym okresie w wodzie morskiej po raz pierwszy pojawiają się kręgowce (bezszczękowce i ryby pancerne) Formami przewodnimi są trylobity i łodziki (grupa głowonogów).

∙Formy przewodnie trylobitów:

Asaphus expansus

Trinucleus goldfussi

Illaenus oblongatus

SYLUR (443 – 417 mln lat)

Nazwa okresu pochodzi od żyjącego na terenie południowej Anglii plemienia Sylurów. W dalszym ciągu na Ziemi przeważają transgresje morskie. Występuje dalszy rozwój organizmów morskich. Formami przewodnimi są graptolity (grupa strunowców). Po raz pierwszy rośliny (psylofity) i zwierzęta (stawonogi) wychodzą na ląd. Roślinność psylofitowa porasta obszary przybrzeżne.

DEWON (417 – 354 mln lat)

Nazwa tego okresu wywodzi się od nazwy hrabstwa w Anglii. Na Ziemi oprócz transgresji występują regresje morskie związane z ostatecznym formowaniem się pasm górskich orogenezy kaledońskiej (przebiegała od kambru do połowy dewonu). Tworzą się w tym czasie Góry Skandynawskie, Góry Kaledońskie (Północna Szkocja), Grampiany (Szkocja), G.Kambryjskie (Walia), G.Wschodniogrenlandzie, Appalachy (część północno-wschodnia), na obszarze Polski południowa część Gór Świetokrzyskich i południowo-wschodnia część Sudetów ,pasma górskie Spitzbergenu, Ziemi Północnej i Półwyspu Tajmyr. W Australii zalicza się tutaj G.Flindersa i pasma górskie Tasmanii. Lądy podnoszą się w wyniku nasilenia procesów górotwórczych. Rozwijają się ryby. Po raz pierwszy pojawiają się amonity, pająki, owady, czworonogi i prymitywne płazy oraz pierwsze lasy. Na lądzie oprócz psylofitów zaczynają się rozwijać rośliny zarodnikowe (skrzypy, widłaki i paprocie). Formami przewodnimi są korale czteropromienne, ramienionogi i amonity.

∙Formy przewodnie:

Calceola sandalina

Spirifer Verneuili

Tornoceras bilobatus

KARBON (354 – 290 mln lat)

Nazwa okresu pochodzi od łacińskiego określenia węgla. Na Ziemi przeważają regresje morskie. W środowisku morskim rozwijają się gąbki, koralowce, ślimaki, amonity (goniatyty), małże, ryby chrzęstne i promieniopłetwe oraz liliowce. Na lądzie występuje bujny rozwój roślin zarodnikowych (drzewiaste skrzypy, widłaki, paprocie, łuskodrzewy (lepidodendrony ) i sagowce. Ponadto rozwijają się płazy, i owady. Po raz pierwszy pojawiają się drzewa iglaste, belemnity, prymitywne gady, owady uskrzydlone, olbrzymie ważki i gady ssakokształtne. Obszar Polski znajduje się w strefie okołorównikowej i tworzą się olbrzymie złoża węgla kamiennego (Zagłębie Górnośląskie, Zagłębie Dolnośląskie i Zagłębie Lubelskie). Występowało zlodowacenie Gondwany.

PERM (290 – 251 mln lat)

Nazwa okresu pochodzi od miejscowości Perm położonego na Uralu. W pierwszej części tego okresu dominują regresje morskie, wywołane nasileniem procesów górotwórczych, które ostateczne przebiegają aż do dolnego triasu. Przebiegają procesy górotwórcze orogenezy waryscyjskiej (hercyńskiej), które trwają od połowy dewonu do dolnego triasu. W ten sposób powstają łańcuchy górskie zwane hercynidami (G.Harz, Rudawy, Schwarzwald, Wogezy, Ardeny, G.Nadreńskie, Masyw Centralny, G.Kantabryjskie, G.Iberyjskie, G.Kastylijskie, G.Ural, Południowy Ałtaj, Południowy Tienszan, Appalachy (część południowo-zachodnia), Wielkie Góry Wododziałowe (część północno-wschodnia, a w Polsce północna część G. Świętokrzyskich i północno-zachodnia część Sudetów). W drugiej części zaczynają dominować transgresje morskie. W morzach rozwijają się ryby, gąbki, amonity, małże, ślimaki, ramienionogi, koralowce. Na lądzie rozwijają się płazy tarczogłowe, owady i gady ssakokształtne. Po raz pierwszy pojawiają się chrząszcze, gady naczelne, drzewa miłorzębowe oraz ryby dwudyszne. Pod koniec tego okresu występuje masowe wymieranie organizmów (wymarło 90% gatunków zwierząt). Obszar Polski znajduje się w strefie zwrotnikowej. Tworzą się bogate złoża soli kamiennej (okolice Inowrocławia, Kłodawy i Wapna), powstają złoża ropy naftowej i gazu ziemnego (obszar Wielkopolski, Pomorza Zachodniego i dna Bałtyku), tworzą się także bogate złoża miedzi (Zagłębie Legnicko-Głogowskie). Występowało zlodowacenie Gondwany. Formami przewodnimi są amonity i ramienionogi. Pod koniec okresu tworzy się drugi superkontynent (wszechląd) Pangea.

2.9. Era mezozoiczna (251 – 65 mln lat temu)

Era mezozoiczna rozpoczyna się stopniowym rozpadem superkontynentu Pangei. Zaczyna powstawać Ocean Atlantycki. Następuje dalszy rozwój świata zwierząt i roślin. W dalszym ciągu tworzą się grube pokłady skał osadowych, głównie pochodzenia morskiego. Można tutaj wymienić następujące okresy geologiczne:

TRIAS (251 – 206 mln lat)

Nazwa okresu pochodzi od trójdzielności osadów formowanych w Europie Zachodniej. Na początku tego okresu przeważają regresje morskie związane z nasileniem ruchów górotwórczych. W drugiej połowie przeważają transgresje morskie. W morzach rozwijają się amonity, belemnity, koralowce, małże, ramienionogi, ślimaki ,ichtiozaury i plezjozaury(gady morskie). Na lądach rozwijają się dinozaury, płazy, ssaki, owady, a z roślin dalszemu rozwojowi podlegają rośliny nagonasienne i drzewa iglaste. Obszar Polski ciągle znajduje się w strefie zwrotnikowej. W tym czasie na obszarze Polski tworzą się bogate złoża cynku i ołowiu (Górny Śląsk-okolice Chrzanowa i Zawiercia). Tworzą się także złoża żyłowe rud żelaza (Góry Świętokrzyskie). Po raz pierwszy pojawiają się koralowce sześciopromienne, ryby kostnoszkieletowe, płazy bezogonowe, żółwie, dinozaury, krokodyle, ichtiozaury, plezjozaury i ssaki .

∙Formy przewodnie:

Thecosmilia trichotoma

Ceratites nodosus

Lima striata

JURA (206 -142 mln lat)

Nazwa tego okresu wywodzi się od G.Jura w Szwajcarii. W tym czasie przeważają transgresje morskie. Występuje pogłębienie Oceanu Światowego. W morzach rozwijają się belemnity, amonity, ślimaki, małże, jeżowce, ryby kostnoszkieletowe, żółwie, plezjozaury i ichtiozaury. Na lądach rozwijają się dinozaury, płazy, ptaki, pterozaury i ssaki, a w wśród roślin drzewa nagonasienne, drzewa iglaste, sagowce. Po raz pierwszy pojawiają się kałamarnice, ptaki, gady latające (pterosaury) i ssaki wyższe. Występuje duży rozwój płazów i gadów. W drugiej połowie trasu i w jurze zachodziły starsze fazy orogenezy alpejskiej, faza kimeryjska i faza laramijska. Powstały łańcuchy górskie zwane mezozoidami (G.Wierchojańskie, G.Czukockie, G.Kołymskie, wschodni Kunlun, góry Półw.Indochinskiego, Kordyliery). Na obszarze Polski tworzą się złoża żelaza pochodzenia osadowego (okolice Łęczycy). Formami przewodnimi są amonity i belemnity. Następuje oddzielenie Gondwany od lądu północnego i tworzy się Ocean Tetydy. Nieco później zaczyna się rozwijać północny Atlantyk.

∙Formy przewodnie:

Stephanoceras humphresianum

Perisphinctes evoluta

Lima gigantea

KREDA (142 – 65 mln lat)

Nazwa okresu pochodzi od często spotykanych skał kredy piszącej. W pierwszej połowie przeważają transgresje morskie, a w drugiej połowie regresje. W środowisku morskim rozwijają się gąbki krzemionkowe, amonity, belemnity, małże, jeżowce, ryby kostnoszkieletowe, ryby trzonopłetwe i plezjozaury. Na lądach rozwijają się dinozaury, pterozaury, ptaki i ssaki. W świecie roślinnym dominują drzewa nagonasienne, iglaste i rośliny okrytozalążkowe. Po raz pierwszy pojawiają się ośmiornice, torbacze, łożyskowce i rośliny okrytozalążkowe (rośliny kwiatowe). W tym czasie rozpada się ląd południowy Gondwana, Afryka, Ameryka Południowa i Antarktyda zaczynają się od siebie oddalać. Rozrasta się południowy Atlantyk. Pod koniec kredy rozpoczyna się główna faza orogenezy alpejskiej. Formami przewodnimi są amonity, belemnity, małże, ślimaki i otwornice.

∙Formy przewodnie:

Inoceramus striatus

Turritella turris

Belemnitella mucronata

Rozkład lądów i mórz w kredzie

Pod koniec kredy dochodzi do wielkiej katastrofy Ziemi z powodu uderzenia w nią dużego meteorytu (o średnicy 10 km). Z tego powodu występuje masowe wymieranie organizmów, w tym dinozaurów. Na obszarze Polski, który znajdował się w strefie podzwrotnikowej nie tworzą się znaczące złoża surowców mineralnych.

2.10. Era kenozoiczna (65 mln lat temu do dzisiaj)

* W pierwsze połowie ery przeważają transgresje morskie. W drugiej połowie dominują regresje morskie związane z nasileniem orogenezy alpejskiej. Pod koniec drugiej połowy ery zaczynają się duże wahania klimatyczne, gdzie podczas ochłodzenia klimatu dochodzi do ośmiu zlodowaceń półkuli północnej. Era kenozoiczna dzieli się na okresy:

PALEOGEN (65 – 24 mln lat)

W tym czasie przeważają transgresje morskie. W dalszym ciągu tworzą się skały osadowe pochodzenia morskiego. W środowisku morskim rozwijają się koralowce sześciopromienne i ośmiopromienne, ślimaki, małże, rozgwiazdy, jeżowce, ryby. Na lądach rozwijają się w dalszym ciągu ssaki (na początku bardzo duże formy), ptaki, a w świecie roślin drzewa iglaste i drzewa liściaste (dwuliścienne i jednoliścienne). Formami przewodnimi są małże, ślimaki i otwornice. Następuje rozdzielenie Australii od Antarktydy – rozrasta się Ocean Indyjski. Później Ameryka Półn. oddziela się od Europy i zaczyna się poszerzać północny Atlantyk. Pod koniec tego okresu Dekan uderza o Azję i powstają Himalaje. Ostatecznie formują się Alpidy (Alpy, Karpaty, Kaukaz, G.Dynarskie, Pireneje, Apeniny, Andy). W tym czasie obszar Polski ciągle znajduje się w strefie podzwrotnikowej i nie tworzą się znaczące złoża surowców mineralnych. Paleogen dzieli się na epoki geologiczne:

• Paleocen

• Eocen

• Oligocen

∙Formy przewodnie:

Murex brandaris

Pecten cristatus

Arca turoniensis

NEOGEN (24 mln lat – dzisiaj)

W tym czasie dominują regresje morskie. Nadal rozwijają się organizmy morskie. Na lądach w epoce miocenu i pliocenu dalej rozwijają się olbrzymie zwierzęta kopytne. W świecie roślinnym dominują drzewa iglaste i liściaste. W epoce pliocenu pojawia się praczłowiek. W dalszym ciągu wykazują ogromny rozwój ssaki i ptaki. W epoce plejstocenu występuje 8 zlodowaceń półkuli północnej.

W epoce holocenu po zaniku zlodowacenia Wisły tworzy się Morze Bałtyckie (12.5 tys. lat temu). Formami przewodnimi są ślimaki i małże. Na obszarze Polski w epoce miocenu tworzą się bogate złoża węgli brunatnych (Zagłębie Bełchatowskie, Zagłębie Konińskie i Zagłębie Turoszowskie), złoża soli kamiennej (okolice Bośni i Wieliczki) oraz złoża ropy naftowej i gazu ziemnego (Zapadlisko Przedkarpackie). Bloki kontynentalne odsuwają się od siebie i zmierzają do obecnego położenia.

Neogen dzieli się na epoki geologiczne:

*Miocen

*Pliocen

*Plejstocen (2.3 mln – 12.5 tys. lat temu)

*Holocen (12.5 tys. lat – do dzisiaj)

Holocen dzieli się na następujące piętra geologiczne (okresy klimatyczne):

1. Okres preborealny (12 500 – 9300 lat ) Preboreał

2. Okres borealny (9300 – 8400 lat ) Boreał

3. Okres atlantycki (8400 – 5100 lat ) Atlantyk

4. Okres subborealny (5100 – 2500 lat ) Subboreał

5. Okres subatlantycki (2500 – do dzisiaj) Subatlanyk

Historia geologiczna Morza Bałtyckiego:

1. Bałtyckie Jezioro Lodowe (12 500 – 10 000 lat)

2. Preborealne Morze Yoldii (10 000 – 9300 lat) forma przewodnia małż Yoldia arctica

3. Jezioro Ancylusowe (9300 – 8600 lat) ślimak Ancylus fluviatilis

4. Morze Mastogloii (8600 – 8300 lat) okrzemka Mastogloia smithsii

5. Morze litorynowe (8300 – 5100 lat) ślimak Littorina littorea line

6. Morze Limnaea (5100 – 2500 lat) ślimak Limnaea stagnalis

7. Morze Mya (2500 – do dzisiaj) małż Mya arenaria