I den här artikeln beskrivs den geologiska tidsskalans historia. Principerna fastställdes först av Nicolaus Steno i slutet av 1600-talet. Steno hävdade att berglager (eller strata) läggs ned i följd och att varje lager representerar en "bit" av tiden.

Steno formulerade superpositionsprincipen. Den säger att ett givet lager troligen är äldre än de överliggande och yngre än de underliggande. Principen är enkel, men att tillämpa den på verkliga stenar är komplicerat på grund av deras historia. Under 1700-talet insåg geologerna att:

Lagerföljder har ofta eroderats, förvrängts, lutats eller till och med vänts efter avlagringen;
Strata som lagts ner vid samma tidpunkt i olika områden kan ha helt olika utseende;
Lagren i ett visst område representerade bara en del av jordens långa historia.

De första seriösa försöken att formulera en tidsskala för historisk geologi som skulle kunna tillämpas var som helst på jorden gjordes i slutet av 1700-talet. Det mest inflytelserika av dessa tidiga försök leddes av Abraham Werner och andra. De delade in stenarna i jordskorpan i fyra typer: Primär, sekundär, tertiär och kvartär. Varje bergart bildades enligt teorin under en period av jordens historia. Det var möjligt att tala om en "tertiär period" såväl som om "tertiära bergarter". Tertiär" (nu paleocen-Pliocen) och "kvartär" (nu pleistocen-Holocen) förblev faktiskt i bruk som namn på geologiska perioder långt in på 2000-talet.

Werner hade en idé om att alla stenar hade fallit ut ur en enda enorm översvämning. Detta kallas Neptunist-teorin. Ett stort skifte i tänkandet kom när James Hutton läste sin Theory of the Earth; or, an Investigation of the Laws Observable in the Composition, Dissolution, and Restoration of Land Upon the Globe inför Royal Society of Edinburgh i mars och april 1785. James Hutton blev under denna läsning "grundaren av den moderna geologin". Hutton föreslog att jordens inre var varmt och att denna värme var den motor som drev skapandet av nya bergarter. Land eroderades av luft och vatten och avsattes som lager i havet; värmen konsoliderade sedan sedimenten till sten och lyfte upp dem till nya landområden. Denna teori kallades plutonistisk i motsats till den översvämningsorienterade teorin.

Identifieringen av skikt utifrån de fossiler som de innehåller var en pionjär som lanserades av William Smith, Georges Cuvier och andra i början av 1800-talet. Geologerna kunde dela in jordens historia mer exakt. Om två lager (hur långt ifrån varandra i rummet eller olika sammansättning de än har) innehöll samma fossil, var chansen stor att de hade lagts ner vid samma tidpunkt. Detaljerade studier mellan 1820 och 1850 av skikt och fossiler i Europa gav upphov till den sekvens av geologiska perioder som fortfarande används idag. Cuvier ansåg att många av jordens geologiska särdrag kunde förklaras av katastrofala händelser som hade orsakat utrotningen av många djurarter. Under loppet av sin karriär kom Cuvier att tro att det inte hade skett en enda katastrof, utan flera, vilket hade resulterat i en rad olika faunor.

Brittiska geologer var mest aktiva under 1800-talet. "Kambrium" (det romerska namnet på Wales), "Ordovicium" och "Silur", uppkallade efter gamla walesiska stammar, var perioder som definierades av walesiska bergarter. Devonian" var uppkallat efter det engelska grevskapet Devon, och namnet "Carboniferous" var helt enkelt en anpassning av "the Coal Measures", de gamla brittiska geologernas benämning på samma lager. Perm uppkallades efter Perm i Ryssland, eftersom den skotska geologen Roderick Murchison definierade den med hjälp av lager i den regionen. Brittiska geologer var också ansvariga för grupperingen av perioder i epoker och uppdelningen av tertiär- och kvartärperioderna i epoker. I allmänhet namngavs perioderna efter platser där stenarna var lätta att se.

Geologer och paleontologer baserade den geologiska tabellen på de relativa positionerna av olika lager och fossiler. De uppskattade tidsskalorna utifrån studier av olika processers hastighet. De uppskattade vittring, erosion, sedimentering och hur lång tid det tog att omvandla sediment till hård sten. Upptäckten av radioaktivitet 1896 och dess geologiska tillämpningar genom radiometrisk datering skedde under första hälften av 1900-talet. Det möjliggjorde absolut datering av stenar och upptäckten av jordens ålder.

Internationella stratigrafi-kommissionen arbetar med att definiera exakt när geologiska perioder börjar och slutar och var de bästa exemplen finns. De kallas Global BoundaryStratotype Sections and Points (GSSP).

Jordens historia kartlagd på 24 timmar

Frågor och svar

F: Vad är den geologiska tidsskalan?

S: Den geologiska tidsskalan är ett system som används för att mäta och kategorisera historien om jordens bergarter och fossiler. Den delar in jordens historia i olika perioder, epoker och epoker baserat på de relativa positionerna av olika lager och fossiler.

F: Vem föreslog först principerna bakom den geologiska tidsskalan?

Svar: Nicolaus Steno var den förste som föreslog principerna bakom den geologiska tidsskalan i slutet av 1600-talet. Han hävdade att stenlagren (eller strata) läggs ned i följd och att varje lager representerar en "bit" av tiden. Han formulerade också det som kallas Stenos superpositionsprincip, som innebär att varje givet lager troligen är äldre än de överliggande och yngre än de underliggande.

F: Vilken teori föreslog Abraham Werner om stenar?

S: Abraham Werner föreslog en teori om att alla stenar hade fällts ut ur en enda enorm översvämning, vilket kallades Neptunist-teorin.

F: Vem introducerade en alternativ idé om hur land bildas?

Svar: James Hutton introducerade en alternativ idé om hur jorden bildas med sin Theory of the Earth; or, an Investigation of the Laws Observable in the Composition, Dissolution, and Restoration of Land Upon the Globe inför Royal Society of Edinburgh 1785. Hans plutonistiska teori föreslog att land eroderades av luft och vatten och avsattes som lager i havet. Värme konsoliderade sedan sedimentet till sten och lyfte upp det till nya landområden.

F: Vilken teknik var William Smith en pionjär när det gällde att identifiera lager?

S: William Smith var pionjär när det gällde en teknik för att identifiera skikt utifrån deras innehåll av fossiler. Genom att studera sekvenser av lager insåg han att de kunde användas för att avgöra när vissa händelser inträffade under jordens historia.

F: Hur bidrog radiometrisk datering till att förbättra den geologiska förståelsen?

S: Radiometrisk datering bidrog till att förbättra den geologiska förståelsen genom att tillhandahålla absoluta datum för stenar som gjorde det möjligt för forskare att mer exakt uppskatta när vissa händelser inträffade under jordens historia, t.ex. när syre dök upp i vår atmosfär eller när sexuell reproduktion utvecklades bland organismer på vår planet.